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一、概述
建筑物的混凝土地面必須先用地坪砂漿進行找平，以消除不平整現象或缺陷，然后才能在上面繼續進行木地板、地毯及瓷磚等常規地面裝飾材料的鋪設。這對具有表面光亮的薄層彈性地面尤為重要，例如乙烯基地板或油氈必須鋪在絕對平整的表面上，因為任何不平整處都會非常明顯。大規格的瓷磚、鑲木地板和層壓地板也要求底層地面表面有足夠的平整度。
傳統的“無流動度”水泥基地面砂漿非常粘稠，需要經驗豐富的重勞動力對其進行攤鋪、多次抹平和打磨，這種傳統方法不僅人力消耗大、施工時間長，而且質量還很難得到保證。對大面積的地面，如地下停車場、大型商場及車間等，用這種“無流動度”水泥基砂漿人工找平基本不可能保證整體如一的平整性、良好的耐磨性及抗開裂性。隨著國外干混砂漿技術在中國的不斷推廣與應用，水泥基自流平砂漿產品的優越性已逐漸得到了國內相關生產企業、研究單位及業主的認同。自流平地面砂漿的優越性不僅體現在其現場施工的快捷(如圖2)方面，還體現在最終產品的安全、穩定及可靠方面。
盡管水泥基自流平砂漿有諸多顯而易見的優點，但要達到良好的工作性能及穩定均勻的硬化后期性能，還需要對這種產品的技術性能要求、配方組成、施工技術及質量控制等進行更深入全面的了解與研究。不僅要在開發這類產品前需要進行充分全面的理論知識準備，而且在產品開發過程中還需要進行大量的實驗探索與優化才能最終開發出滿足要求的產品。
二、水泥基自流平地面砂漿的性能要求
新拌的自流平砂漿不僅應該具有良好的流動性能，而且還應該具有良好的自愈合性能，自愈合性能反映的是兩批澆筑的砂漿匯流到一起相互融合能力，它也可以反映出新拌砂漿經特殊帶釘滾筒排氣后砂漿表面再恢復到平整狀態的能力。要實現這種自愈合性能除了采取特殊的超塑化劑(如干酪素)外，采用瓦克聚合物部分專門設計的L型及F型可再分散乳膠粉也可以達到這種效果。此外，無明顯的離析泌水、較長的可操作時間、快干、便于機械化施工等也均是新拌自流平砂漿必須具備的性能。
硬化后自流平砂漿的諸多性能中，無收縮開裂是其最重要的性能指標。因為一旦硬化后的自流平地面發生開裂，首先從感觀上就不會被用戶所接受;其次，要求自流平砂漿要與基底混凝土材料有較好的粘結性能，防止因各種原因引起的自流平層砂漿與混凝土基材間的剝離;由于自流平砂漿作為建筑物中的地面材料，它需要承受一定的壓力并抵抗一定的沖擊力，所以除了粘結強度外，對自流平砂漿還需要具有一定的抗壓、抗折強度及一定的抗沖擊韌性;如果自流平砂漿直接作為面層，那么還要求這種自流平砂漿硬化體有足夠的耐磨性能及表面硬度。在環保要求較高的發達國家，還要求自流平砂漿要有低的可揮發物含量，如德國地坪產品排放物控制協會(GEV)要求硬化自流平砂漿應滿足EMICODE EC1標準;美國[1]曾有多座大型辦公場所的自流平地面砂漿，僅僅是因為檢查發現其使用了不合適的超塑化劑而使其有機物排放量稍過排放要求，最終將完整地坪全部拆掉，而重新澆筑低排放的自流平砂漿。
關于水泥基自流平砂漿的性能指標要求及相關測試方法，歐洲標準EN-13813及我國建材行業標準JC/T 985-2005均有一些較具體的描述。此處就不再具體一一列舉。
三、水泥基自流平地面砂漿的配方組成特點
3.1 硅酸鹽水泥-高鋁水泥-硫酸鹽添加劑三元快凝快干體系
普通硅酸鹽水泥的水化總是伴隨著一定的物理收縮與化學收縮，對于薄層大面積的自流平砂漿，如果采用普通硅酸鹽水泥作為膠凝材料，則不僅出現收縮開裂的機率會很高，而且由于底層混凝土對自流平砂漿收縮的限制作用產生砂漿“翹曲”的概率也很高。這種“翹曲”會引起自流平砂漿從混凝土基材上“剝離”，并可能在墻邊產生較大的應力集中，并導致自流平地面的斷裂及墻角底部墻體裝飾材料的破壞[2]。
根據聚合物部門的專家及其它國內外研究者多年的研究成果，硅酸鹽水泥-高鋁水泥-硫酸鹽添加劑三元快凝快干體系是解決水泥基自流平砂漿物理收縮與化學收縮問題的最佳方案。首先，三元體系可以實現砂漿體系的快速凝結及強度快速發展，從而可以提高砂漿早期抗開裂的能力;其次，引入的硫酸鹽可以生成膨脹性水化產物鈣礬石補償體系的物理收縮與化學收縮;最后，由于生成鈣礬石會在早期快速消耗大量的水使體系“快干”，從而可大幅降低砂漿早期的物理失水，即降低砂漿的早期塑性收縮。
當然，為了獲得滿足自流平砂漿產品的現場施工性能的要求，還需適當引入促硬劑及緩凝劑對三元體系的凝結時間進行一定范圍的調節。
3.2 可再分散乳膠粉——可以滿足自流平砂漿各種復雜的性能要求
3.2.1 提高了自流平砂漿的柔韌性，降低了砂漿的開裂風險
在聚合物改性干混砂漿產品中評價硬化砂漿柔韌性的指標主要有橫向變形與壓折比。一般對于瓷磚膠等產品多用橫向變形評價砂漿的柔韌性，在JC/T 547-2005標準中規定橫向變形是指硬化的條狀干混砂漿試件承受三點彎曲，試件中心出現裂紋時產生的最大位移，位移越大則表明試件的柔韌性越好。壓折比一般用于評價EIFS砂漿等產品的韌性，一般壓折比越低，砂漿柔韌性越好。
結果表明，隨可再分散乳膠粉摻量的提高，自流平砂漿的橫向變形值明顯提高;抗折強度明顯提高，抗壓強度略有下降，即自流平砂漿的壓折比明顯降低。即膠粉明顯提高了自流平砂漿的柔韌性，也就是說摻膠粉后，自流平砂漿有更好的可變形性，可以在一定范圍內適應混凝土基層的變形及砂漿自身的各種變形，釋放一定的內部應力，降低自流平砂漿開裂的風險。
3.2.2 提高了自流平砂漿的拉伸粘結強度，降低了砂漿“翹曲”及“剝離”的風險
隨可再分散乳膠粉摻量的增加，自流平砂漿與混凝土基面間的拉伸粘結強度有明顯增加的趨勢。如前述，自流平砂漿較大的收縮會導致兩種結果，一是在地坪表面產生開裂，二是在受限條件下自流平砂漿發生“翹曲”變形或從混凝土基面上“剝離”，并最終導致自流平砂漿的失效。因而足夠摻量的可再分散乳膠粉對于提高自流平砂漿與混凝土基面間的粘結力，降低自流平砂漿從混凝土基面上“翹曲”或“剝離”有十分明顯的意義 。
3.2.3 提高了自流平砂漿表面的耐磨性能，延長了自流平砂漿的使用壽命
對于面層自流平砂漿，除了要求要有足夠的柔韌性及與基面的粘結力外，還要求自流平砂漿具有良好的耐磨性能，根據EN13892-5方法(實驗測試裝置如圖8)，將自流平砂漿成型在混凝土板上，標養一定齡期后進行重載(200Kg)10000次的往復耐磨實驗，然后用激光測距儀對耐磨后的自流平砂漿表面進行三維圖像分析，并最終計算出磨損的體積。
在水泥基自流平砂漿中引入4%的 可再分散乳膠粉，砂漿的耐磨性能得到了十分明顯的提高。這主要是因為可再分散膠粉在硬化砂漿的孔隙中成膜，強化了硬化砂漿的內部微結構，不僅提高了砂漿的韌性，而且還提高了砂漿的內聚力，進而最終提高了自流平砂漿的耐磨性能，并大幅提高面層自流平砂漿的服務壽命。
3.2.4 L型及F型自流平砂漿專用可再分散乳膠粉，簡化了自流平產品開發的流程
由于水泥基自流平砂漿的性能要求較高，為達到相關的工作性要求及硬化后期性能要求，一般自流平地坪砂漿涉及的原材料較多，有時多達15種，而且配方中各種膠凝材料、填料及化學外加劑還存在一些最佳匹配的關系，部分外加劑在滿足一方面性能時卻會引起其它性能的劣化，要找到各種化學外加劑間的最佳匹配，往往需要較長的開發時間。
針對以上這種情況，瓦克聚合物部門的專家們根據多年研究與應用的經驗積累，專門為自流平砂漿開發了L型可再分散乳膠粉，這種膠粉不僅可以增強體系的機械性能和流動性能，而且當它與干酪素以及各種合成超塑化劑(如聚竣酸酯、三聚氰胺或萘磺酸濃縮物、以及木質素磺酸酯)配合使用時，均能表現出良好的適應性，獲得非常平滑、無缺陷的表面。此外，這種專用膠粉還可以適當減小自流平砂漿表面的沉降和砂漿的分層離析;適當提高砂漿的自愈合性，確保砂漿在流動接合處的整體表面效果;適當的減少砂漿表面的氣泡，獲得平整光滑的表面。由于L膠粉與各類超塑化劑良好的相容性及其獨特的流平效果，它可以在一定程度上縮短自流平砂漿的配方開發周期。
最新一代用于自流平砂漿中的F型可再分散乳膠粉，既是粘結劑又是超塑化劑，它集合了自流平砂漿中兩種重要組份的功能，減少了自流平砂漿配方中的組份數量，因而可以使自流平砂漿的開發流程與開發周期大大縮短。當然，這種新型膠粉的揮發量也很低，不含甲醛與氨，因而適于配制符合的產品。新型F型膠粉之所以可以表現出超塑化劑的效果，主要是因為它將不同性能的官能團及基礎聚合物以獨特的方式結合在一起。聚合物部門的大量實驗結果表明，新型F型膠粉除了表現出良好的促流性能外，而且也有非常好的機械強度(抗壓強度與抗壓強度)及較高的耐磨性能。
3.3自流平砂漿中的填料與化學外加劑
除了無機膠凝材料(三元復合體系)及有機膠凝材料(可再分散膠粉)外，填料與化學外加劑對自流平砂漿的性能也有重要影響。如砂子及碳酸鈣的粒形、吸水率、級配、最大顆粒粒徑等均會明顯影響自流平砂漿的工作性能與后期物理力學性能。目前在自流平砂漿中使用的超塑化劑主要有干酪素(具有優異的自愈合性能)、聚羧酸系列、聚丙烯酸系列、三聚腈胺磺酸鹽甲醛聚合物系列，萘磺酸鹽甲醛聚合物系列等，從減水效率及環保要求考察，聚羧酸系列減水劑已成為自流平砂漿配方的首選。當然，如前述如果直接采用F型VINNAPAS 可再分散乳膠粉，就可以不必再使用超塑化劑了。
為了滿足自流平砂漿要求的“快干”及一定的可操作時間，還需要對三元膠凝材料的早期水化凝結進行合理控制，由于自流平砂漿無機膠凝材料的復雜性，一般需要同時采用幾種緩凝劑及促凝劑才能滿足要求;另外適當的消泡劑及增稠劑或穩定劑也是自流平砂漿必不可少的重要組成;在開發彩色面層自流平砂漿時，還需采用專用的無機顏料。在各種化學外加劑選用時，應時刻關注各種化學外加劑間的相容性，盡量降低不同化學外加劑間的交互作用，并通過大量的流動性能及凝結性能實驗，確定各種化學外加劑間的最優匹配關系。
四、水泥基自流平地面砂漿的施工方法
正確的施工方法是保證自流平砂漿優異性能的前提條件之一，對于自流平砂漿，其施工主要可分成三個階段，主要包括自流平砂漿基面的處理，基面界面劑的涂刷，自流平砂漿的澆筑。
并非在所有的基面上均可以進行自流平砂漿的施工，如果自流平砂漿的基材混凝土還處于較大的收縮期，那么如果基材混凝土發生收縮開裂就會必然引起上面自流平砂漿的開裂。除了基材的體積穩定性要達到一定要求外，進行自流平施工前還要對自流平基面進行一定的前期處理，如對基面表面的浮灰及松動部分進行清理、對明顯的不平處進行初步的鑿平或補平，對基材存在的裂縫進行適當的聚合物砂漿修補，完成這些工作后還應該用高壓水槍對地面進行全面清洗。
基面處理完畢后，在自流平砂漿澆筑之前還需要用界面劑對基面進行封閉。涂刷界面劑不僅是為了提高基面與自流平砂漿的粘結力，更重要的是封閉基面的氣孔，減少基材的吸水率，保證自流平砂漿不會因失水過快而導致可操作時間過短;另外封閉氣孔還會減少由基面引入的氣泡，改善自流平砂漿的表面狀態。
自流平砂漿的澆筑可根據澆筑面積的大小選擇機械方法或手工方法。澆筑完后需立即用設定高度的專用工具進行刮平，控制自流平砂漿的澆筑高度，并且馬上用專用的帶釘滾筒對砂漿進行排氣，加速消泡，整個澆筑過程中施工人員必須穿帶專用的釘鞋，整個澆筑過程必須在規定時間內完成。一般自流平砂漿均具有一定的保水功能，而且基本均屬于快凝快干系統，因而正確配方的自流平砂漿不需要進行特殊的養護措施。
值得注意的是由于水泥基自流平砂漿配方體系的復雜性，它的凝結及“快干”會受環境溫、濕度的影響，因而在進行特殊環境下的自流平施工時，還應該對配方進行適當的調整，然后才能進行施工。
五、水泥基自流平砂漿產品的質量控制
5.1 穩定高品質的原材料是配方設計優化的前提條件，也是自流平砂漿產品質量控制的基石。
5.2 自流平砂漿體系的快凝與“快干”是保證其早期體積穩定性能的質量控制關鍵。
5.3 自流平砂漿硬化體系的長期低收縮率是保證其長期體積穩定性能的質量控制關鍵。
5.4 自流平砂漿良好的工作性，包括流動性、自愈合性、穩定性及表面平整性等，是其滿足施工要求的質量控制關鍵。
5.5 自流平硬化砂漿的物理力學性能是其滿足應用要求質量控制的關鍵。
5.6 正確的施工方法是保證自流平砂漿產品最終性能的關鍵因素。
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