王连德
北京东方雨虹防水材料有限公司 北京市 100000
摘要：水泥基自流平为工程项目建设中的常用地板材料，施工方式快速便捷，并且流平性好，有利于缩短工期。硫铝酸盐水泥具有高强度、高抗渗性、早强、耐腐蚀等特点，可将其应用于自流平浆。对此，本文首先对硫铝酸盐水泥的特性进行介绍，然后采用试验分析方式，探究硫铝酸盐水泥基自流平砂浆性能。
关键词：硫铝酸盐水泥；特性；砂浆；强度
众所周知，自流平砂浆分为石膏基自流平砂浆和水泥基自流平砂浆。然而通过对建筑材料市场进行调查分析，自流平砂浆主要为水泥基自流平砂浆，它是将水泥作为基材，再加入一定量细砂、矿物料、减水剂、消泡剂、胶粘剂、促硬剂、缓凝剂等等优化配合比而成，以提高自流平砂浆流动性、力学性能以及粘聚性。在自流平砂浆中，又分为两种体系，分别是硫铝酸盐水泥复合硅酸盐体系和铝酸盐水泥复合硅酸盐体系，本文主要探讨硫铝酸盐水泥替代普通硅酸盐水泥，以提高砂浆早强性和流动性。因此，对硫铝酸盐水泥基自流平砂浆性能进行试验分析意义重大。
一、硫铝酸盐水泥的特性
在我国工业化生产中，硫铝酸盐水泥为特种水泥，已被推广应用于工程项目建设中。在硫铝酸盐水泥制备过程中，熟料是由多种矿物所组成的，包括无水硫铝酸钙以及硅酸二钙，在制备过程中还需加入一定量石膏、混合材料等，使得硫铝酸盐水泥具备良好的早强、微膨胀、自应力等。硫铝酸盐水泥的特征包括以下几点：
（1）硫铝酸盐水泥的早期强度发展比较快，同时抗拉强度比较大，主要原因为在硫铝酸盐水泥的制备环节，可加入一定量石膏，而石膏能够与无水硫铝酸钙以及硅酸二钙相互作用，进而有效促进水化反应以及强度发展。
（2）在硫铝酸盐水泥的制备过程中，需对石膏应用量进行有效控制，在水化初期，即可形成钙矾石，以发挥凝结作用，然后再形成骨架，同时还可形成凝胶填充水泥石孔隙，提高水泥石结构密实度。钙矾石不仅可有效填充结构，提高结构密实度，同时还可发挥膨胀作用，弥补混凝土收缩[1]。
（3）硫铝酸盐水泥混凝土的密实度比较高，同时具备良好的抗渗性以及气密性。在水泥基自流平材料的基础上增加硫铝酸盐水泥，可充分利用钙矾石膨胀作用，促进材料硬化抑制材料收缩，避免底板结构产生裂缝，相关反应方式如下：
通过对硫铝酸盐水泥的特性进行分析，在实际施工中，可对硅酸盐水泥/石膏的应用比例进行适当调整，即可形成钙矾石，进而有效弥补混凝土收缩。
二、试验材料
在本次试验分析中，首先对硫铝酸盐水泥配合比进行分析，水胶比为0.42；而胶砂比为1.5：1；胶凝材料质量中，粉煤灰和重钙粉所占比例共为30%，且粉煤灰比重钙粉为3:1；减水剂质量为水泥质量的0.3%，其他外加剂保持比例和总量均恒定不变。
三、硫铝酸盐水泥质量比对砂浆工作性影响
为探究硫铝酸盐水泥质量比对于砂浆工作性能的影响，在材料配合比设计方案的基础上，对硫铝酸盐水泥在水泥质量中的所占比例进行调整，硫铝酸盐水泥掺量分别为0，10%，15%，20%，25%，30%，编号为A1-A6，试验结果如表1、图1和图2所示。
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图2、3 不同掺量硫铝酸盐水泥用量下砂浆流动度度柱状图与折线图
通过对扩展度进行分析，即可确定自流平砂浆的流动性能，如果扩展度比较大，则砂浆流动性也比较强，使用性能好。通过对表1进行分析，如果硫铝酸盐水泥在水泥质量中所占比例不断增加，则砂浆初始状态可从微泌水、有白浆开始，流动度不断减小，同时砂浆流动性也逐渐减弱。由此可见，通过应用硫铝酸盐水泥，能够有效改善砂浆使用性能，避免出现泌水、泛白等质量问题。而随着硫铝酸盐水泥掺入量的不断增加，当达到25%时，砂浆的凝结速度显著加快，同时在20min内，流动度为130.7mm，导致现场施工难度增加。主要原因在于硫铝酸盐水泥的水化热反应比较快，因此混凝土凝结时间比较短。硫铝酸盐水泥不会对砂浆初始扩展度产生较大影响，而在20min，硫铝酸盐水泥可对砂浆扩展度产生较大影响。在硫铝酸盐水泥使用过程中，不能盲目增加硫铝酸盐水泥用量，要求对硫铝酸盐水泥的应用量进行调控，改善砂浆流动性，同时避免发生泌水现象。通过本次试验分析，对于硫铝酸盐水泥用量，应控制在15%～25%之间[2]。
三、硫铝酸盐水泥的质量比对砂浆强度影响
（一）抗压强度。通过对图3进行分析，当硫铝酸盐水泥质量比为20%以内时，随着硫铝酸盐水泥所占质量比的不断增加，水泥基自流平砂浆的强度也会随之提升，而当硫铝酸盐水泥质量比达到20%时，自流平砂浆的1d抗压强度可达到最大值，如果继续提升硫铝酸盐水泥质量比，则1d砂浆强度会逐渐略有降低，而以28d进行分析，硫铝酸盐水泥质量比不断增加，而自流平砂浆的抗压强度不会发生较大变化[3]。
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通过上述试验分析可见，通过应用硫铝酸盐水泥，能够有效改善自流平砂浆的强度，但是对于28d抗压强度不会产生较大影响。如果硫铝酸盐水泥的质量比为20%，则砂浆1d强度最大。
（二）抗折强度。在不同硫铝酸盐水泥质量比的基础上，自流平砂浆的抗折强度变化形式如图4所示，通过对图4进行分析，硫铝酸盐水泥质量分数可对砂浆抗折强度产生较大影响。通过对砂浆1d抗折强度进行分析，当硫铝酸盐水泥质量比逐渐增加至20%时，砂浆抗折强度可达到最大值，而在硫铝酸盐水泥质量比20%以内，随着硫铝酸盐水泥质量比的不断增加，砂浆抗折强度会随之提升。如果硫铝酸盐水泥质量比在20%以上，则随着硫铝酸盐水泥质量比的不断增加，砂浆抗折强度会随之降低，而当硫铝酸盐水泥质量比达到30%后，砂浆抗折强度逐渐稳定，不会产生较大变化。通过对28d砂浆抗折强度进行分析，随着硫铝酸盐水泥质量比的不断增加，砂浆抗折强度先增加，然后再逐渐降低。在硫铝酸盐水泥质量比20%以内，砂浆抗折强度逐渐升高，而在28d达到最大值，在硫铝酸盐水泥质量比20%以后，随着硫铝酸盐水泥质量比的不断增加，砂浆抗折强度逐渐降低。
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通过上述试验分析可见，不能盲目增加硫铝酸盐水泥用量。当硫铝酸盐水泥掺入量为20%时，1d抗压强度达到最大值，主要原因在于，当硫铝酸盐水泥用量为20%时，在水泥水化产物的影响下，小分子结构紧密相连，而随着硫铝酸盐水泥质量的不断增加，水泥水化热反应速度加快，而两种水泥水化热反应速度有一定区别，可对砂浆强度造成不良影响。
通过上述试验分析可见，硫铝酸盐水泥对于砂浆结构强度以及流动性均会产生较大影响。在硫铝酸盐水泥基的制备过程中，可应用硫铝酸盐水泥替代普通硅酸盐水泥，同时最佳掺入量为20%。
总结：
综上所述，本文采用试验分析方式配制水泥基自流平砂浆，并将硫铝酸盐水泥掺入量作为变量，探究硫铝酸盐水泥对于自流平砂浆强度以及其他工作性能的影响。通过本次试验分析可见，通过应用硫铝酸盐水泥，能够有效促进水泥砂浆28d抗压、抗折强度的增加，但是很难改善水泥砂浆早期结构强度。在硫铝酸盐水泥基制备过程中应用硫铝酸盐水泥，当硫铝酸盐水泥的质量比为20%时，1d抗压强度最大，而随着硫铝酸盐水泥质量比的不断增加，抗压强度逐渐降低，因此，通过应用少量硫铝酸盐水泥，可显著改善砂浆材料的使用性能。
参考文献
[1]王洪镇，邵方杰，曹万智，等.普硅水泥和低碱度硫铝酸盐水泥复合体系性能的研究[J].混凝土，2018，347（09）：95-98.
[2]王涛，Wang，Tao，等.硫铝水泥和胶乳对水泥乳化沥青砂浆低温硬化性能的影响[J].土木建筑与环境工程，2017，04（v.39；No.202）：138-144.
[3]康明旭，黄乙纯，鲁耀刚，等.掺聚合物胶粉的硫铝酸盐水泥砂浆耐久性研究[J].四川水泥，2018，267（11）：15-16.