石膏基自流平砂浆属于重质砂浆吗（脱硫石膏基自流平砂浆耐水性如何改善）

随着低弹性模量薄饰面材料（PVC地板、橡胶地坪辊等）的应用越来越广泛，地面自流平材料逐渐成为大型超市、停车场、工厂车间、仓库等地面铺装的首选材料。石膏基自流平材料具有力学性能发展快、施工简单、硬化后体积稳定性好等优点。具有隔热、隔音、调湿功能。它是现有市场的主流产品。由于石膏是空气硬化胶凝材料，其表面硬度低、耐水性和耐磨性差是此类材料的常见问题

脱硫石膏（FGD）是含硫燃料（煤和油）燃烧后产生的烟气通过相应的脱硫和净化工艺获得的工业副产品。煅烧建筑石膏（CaSO4·0.5h2o）在凝结特性、水化动力学和物理力学性能方面不比天然建筑石膏差[3-4]。因此，用脱硫石膏代替天然石膏生产自流平材料越来越受到重视[5-7]。与天然石膏不同，脱硫石膏是在浆液中快速沉淀形成的。其粒度较小，粒度主要分布在40～60μm之间，级配严重不合理。因此，脱硫石膏的流变性能较差，配置的砂浆浆更容易离析、分层和泌水。更重要的是，硬化后脱硫石膏基砂浆的孔隙率较高。这些孔隙为外部水和其他离子提供通道，严重影响其耐水性和耐久性，缩短自流平材料的使用寿命

本实验研究了用粉煤灰和水泥代替一定量的脱硫石膏后，自流平材料的流动性、凝结时间和早期强度的变化规律，研究了粉煤灰和水泥对脱硫石膏自流平硬化试块孔隙率和孔径分布的影响，以及孔率变化对耐水性的影响规律和作用机理，为提高脱硫石膏基自流平砂浆

1试件的耐水性提供了科学有效的技术方案

1.1原料

脱硫石膏粉的主要矿物成分为半水石膏。具体物理性质见表1

粉煤灰为二级灰，主要成分为莫来石和石英，含少量石灰石；水泥为金宇P·O42 5水泥。原材料的化学成分见表2。外加剂主要包括保水剂、羟丙基甲基纤维素HPMC、高效减水剂WR、消泡剂B-1、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）可再分散乳胶粉S-05，均为市售产品。骨料为细砂，用0.6mm天然河砂筛

1.2试验方法

以脱硫石膏粉为主要胶凝材料，粉煤灰的等质量替代率为0、10%、20%和30%，水泥的等质量替代率为0、4%、8%、12%和16%。讨论了其含量变化对脱硫石膏自流平砂浆流动性、凝结时间和早期力学性能的影响；以压缩软化系数为主要指标，研究了混凝土的耐水性变化。具体试验过程如下：成型后，取模具标准养护1天，强度试验24小时；标准养护1天后的试块，一组放入（20±2）℃的水中养护1天，测试水养护强度，另一组在40℃下干燥，获得绝对干强度，压缩软化系数=绝对干强度/水养护强度。吸水率试验条件为：绝对干燥试块在（20±2）℃的静态水中浸泡24小时后的质量变化。脱硫石膏、砂和水的质量比为1∶ 0.5∶ 0.45. 具体试验方法按GB/T 17669.3-1999《建筑石膏力学性能测定》的要求进行。选择空白样品和含有20%粉煤灰和10%水泥含量的绝对干燥试块进行压汞试验。使用的仪器是美国Mike公司的autopore iv9500压汞仪

2结果和讨论 2.1粉煤灰对砂浆基本性能的影响

粉煤灰含量对脱硫石膏基自流平砂浆基本性能的影响如图1所示。粉煤灰掺量为37%时，流动性略有提高；粉煤灰的掺入延长了砂浆的凝结时间，初凝与终凝的间隔有增大的趋势，但能满足现场施工的要求。当粉煤灰掺量较大时，会降低砂浆的早期强度，但控制合适的掺量可以突出粉煤灰流动性的改善。可以看出，适量的粉煤灰等优质材料替代脱硫石膏后，砂浆的流动性显著提高，为自流平砂浆降低每平方米用水量提供了条件。耗水量的减少不仅可以弥补粉煤灰掺入造成的力学性能下降，而且对耐水性和耐久性也有重要影响

除了二水石膏晶体的高溶解度外，为了确保施工性能，石膏基自流平砂浆的耗水量（约60%）远大于水化所需的理论耗水量（18.6%），高孔隙率结构是其耐水性差的原因。掺加粉煤灰可以降低石膏的比例，优化脱硫石膏的“微级配”，粉煤灰的球形颗粒具有一定的“球效应”，可以进一步提高砂浆的流动性，共同达到降低用水量的目的。微观上，砂浆中水溶性水化产物二水石膏含量降低，孔隙率降低，孔径分布得到优化，宏观性能是耐水性和耐久性的提高

2.2水泥对砂浆性能的影响 添加水泥对自流平砂浆基本性能的影响如图2

所示。从图2可以看出，添加水泥也可以增加砂浆的流动性。当含量大于8%时，流动性损失随时间增加，初凝和终凝时间显著缩短。水泥的加入对早期强度没有明显影响。掺入水泥对砂浆性能的影响明显不同于粉煤灰，这主要是因为水泥本身具有较强的水化反应活性。遇水后反应迅速，加速脱硫石膏的水化过程，对砂浆混合料的性能有显著影响。同时，该试验已经进行了1d，水泥的水化程度很低，这是力学性能变化不大的主要原因。随着龄期的延长，水泥的持续水化将极大地有助于后期力学性能的增长、孔径的细化和砂浆耐久性的提高

考虑到砂浆材料的结构和力学性能，粉煤灰和水泥的替代比例应分别控制在20%和10%以内

2.3耐水性和软化系数 粉煤灰和水泥含量对砂浆吸水率和软化系数的影响如图3所示。选择20%的粉煤灰、8%的水泥和相应编号为fdg80-FA20、fdg92-c8和fdg100的空白样品。测试和分析绝对干燥样品的孔隙度和孔径分布。结果见表3

从图3可以看出，粉煤灰和水泥的加入可以提高砂浆的软化系数，后者的效果更为明显，这主要是由于它们之间的水化反应活性不同造成的。吸水率的变化与软化系数有一定的相关性，但不是线性相关。粉煤灰代替脱硫石膏后，由于其基本的无水活性，只能起到“微集料”和“球效应”的物理作用。因此，当掺量大于30%时，砂浆的力学性能会显著降低，孔径变粗，吸水率增加，最终影响砂浆的耐水性。水泥具有很高的水化活性。在水中重新浸泡后，未水化水泥继续水化，产生更多低溶解度水化产物，如水化硅酸钙（C-S-H）凝胶和钙矾石（AFT），细化孔径，降低吸水率，并显著提高脱硫石膏砂浆

的抗水侵蚀性，如表3所示，脱硫石膏基自流平材料的孔径集中在100~10000nm范围内，总量大于95%，远大于普通混凝土材料的粒径分布范围，符合孔隙率与强度的一般对应关系；f的加法