本文主要介紹了石膏基自流平砂漿的起源、國內外市場(chǎng)發(fā)展情況以及未來(lái)的應用前景。簡(jiǎn)述了石膏基自流平砂漿在地暖系統中的應用。比較了國內外石膏基自流平砂漿標準的差異。根據試驗結果發(fā)現，石膏基自流平砂漿試塊在標準條件下養護后，強度仍可提高。

　　自流平石膏是自流平地面找平石膏的簡(jiǎn)稱(chēng)，也稱(chēng)石膏基自流平砂漿。它是一種專(zhuān)用于地面找平的干粉砂漿，由工廠(chǎng)的石膏材料、特種骨料和各種建筑化學(xué)添加劑配制均勻而成。石膏基自流平砂漿起源于20世紀60年代的歐洲，80年代發(fā)展于中國。

　　國內外石膏基自流平砂漿的起源和發(fā)展

　　1.1石膏基自流平砂漿的由來(lái)

　　早在20世紀60年代，為了解決地板采暖系統中水泥混凝土對銅管的腐蝕，歐洲就采用了石膏基材料和聚乙烯管。經(jīng)過(guò)20多年的改進(jìn)和發(fā)展，歐美的地暖技術(shù)在80年代已經(jīng)非常成熟。80年代后期，石膏企業(yè)開(kāi)始制定地暖用石膏基自流平砂漿的規格。

　　1.2國外石膏基自流平砂漿的發(fā)展

　　日本開(kāi)發(fā)自流平地板材料較早，原因是勞動(dòng)力短缺，成本高。1972年，日本住宅公司首先對石膏基和水泥基自流平材料進(jìn)行了基礎研究，隨后出現了商品化的石膏基自流平材料。1979年，日本石膏基自流平材料有10多個(gè)品牌。自20世紀80年代以來(lái)，美國、法國、德國、意大利、瑞典、芬蘭等發(fā)達國家開(kāi)始研究自流平砂漿。如德國巴黎愛(ài)洛公司用型無(wú)水石膏和凱羅尼公司用半水石膏生產(chǎn)了強度20~30 MPa、鋪設厚度10 mm的石膏基自流平材料。美國的石膏水泥公司使用-和-石膏混合物，在現場(chǎng)添加骨料后泵送的石膏基自流平地板材料也廣泛使用。在德國，僅2001年就生產(chǎn)了近1億平方米的地面砂漿，其中16.4%為干混石膏基平板砂漿，6.6%為現場(chǎng)混合石膏基平板砂漿。從2001年脫硫石膏在歐洲的應用領(lǐng)域來(lái)看，[4號石膏基自流平砂漿中使用了15%的脫硫石膏。不難看出，石膏基自流平砂漿在歐洲市場(chǎng)的地面砂漿中占有很大一部分。

　　1.3中國石膏基自流平砂漿的發(fā)展

　　我國對石膏基自流平砂漿的研究起步較晚，始于20世紀80年代末和90年代初[5]。1986年，以氟石膏廢渣為膠凝材料的石膏基自流平材料研制成功。但由于石膏耐水性差，呈中性或酸性，有鐵件生銹的危險，所以在生產(chǎn)中很少使用。近年來(lái)，一些單位也有石膏基自流平砂漿產(chǎn)品，但大多數制造商使用建筑石膏進(jìn)行制備，并添加化學(xué)添加劑以確保其滿(mǎn)足相應的性能要求，添加劑的成本約占自流平石膏生產(chǎn)成本的三分之二，導致石膏基自流平砂漿的應用成本高于水泥基自流平砂漿，阻礙了其推廣應用，減緩了其發(fā)展。應用技術(shù)與國外施工機具還有一定差距。2005年，楊新亞和王金華[7]開(kāi)始研究硬石膏基面自流平材料。隨著(zhù)我國石膏基自流平產(chǎn)品的逐漸成熟，2007年，我國制定并實(shí)施了相應的產(chǎn)品標準JC/T  1023—2007《石膏基自流平砂漿》。石膏基自流平砂漿的優(yōu)點(diǎn)及其在地暖中的應用

　　2.1石膏基自流平砂漿的優(yōu)點(diǎn)

　　石膏基自流平砂漿的主要膠凝材料是石膏，它具有自動(dòng)找平的性能，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　(1)用石膏基自流平砂漿施工的地面尺寸準確，水平度高，無(wú)空鼓、開(kāi)裂；操作簡(jiǎn)便，效率高；而且可以采用泵送施工，每天鋪地可達800~1000 m2，比傳統的地材施工速度快5~10倍。

　　(2)用作“地暖”的找平罩，保溫性能好(與其他采暖方式相比，地暖節能幅度在20%左右，如果采用分區控溫裝置，節能幅度可高達40%)；不會(huì )像水泥砂漿層一樣，熱脹冷縮

　　開(kāi)裂、鼓包等現象。

　　(3)石膏基自流平砂漿硬化的地面有一定的彈性，腳感溫暖舒適；并且具有一定的隔音效果。

　　(4)建筑地面找平層采用石膏基自流平砂漿和水泥砂漿時(shí)，兩種材料的最終成本相近。如果用石膏自流平砂漿代替水泥砂漿，水泥用量在整個(gè)水泥產(chǎn)量中的降幅很小，不到1%，基本不會(huì )影響水泥生產(chǎn)企業(yè)的利益。

　　因此，石膏基自流平砂漿在我國的應用阻力不大，前景廣闊。

　　2.2石膏基自流平砂漿與水泥砂漿的性能對比

　　2.2.1一般性能比較

　　石膏基自流平砂漿與水泥基自流平砂漿的綜合性能比較

　　從表1可以看出，兩種自流平砂漿的性能指標非常相似。為了保證相應的流動(dòng)性，自流平砂漿的需水量通常要比普通砂漿高很多。自流平砂漿中，多余的水分會(huì )蒸發(fā)到空氣中。如果這個(gè)過(guò)程發(fā)生得太快，會(huì )造成砂漿明顯收縮，進(jìn)而導致砂漿出現裂縫。但這在石膏基自流平砂漿中是不會(huì )發(fā)生的，石膏基和水泥基砂漿的膨脹收縮值。

　　可以看出，水泥基自流平砂漿的收縮率遠大于石膏基自流平砂漿，28天水泥基自流平砂漿的收縮值約為1.17mm/m。隨著(zhù)時(shí)間的延長(cháng)，水泥基自流平砂漿90天后的收縮值達到1.3 mm/m左右，而石膏基自流平砂漿的收縮值保持在0.19mm/m左右，也就是說(shuō)水泥基自流平砂漿的高收縮值可能導致自流平砂漿開(kāi)裂。因此，水泥基自流平砂漿在實(shí)際施工過(guò)程中應采取必要的養護措施，以保證工程質(zhì)量。

　　2.2.2石膏基自流平砂漿的耐熱性

　　由于石膏基自流平砂漿最初是作為地板材料與地暖系統一起在歐洲生產(chǎn)的，為了模擬其在地暖系統中的應用，將自流平石膏置于50的熱環(huán)境中測試其耐熱性。所有試塊(40 mm40 mm160 mm)在標準條件下(溫度20，相對濕度65%)養護7天，然后放入烘箱中在50下分別測試7天、28天和194天。石膏基自流平的耐熱性在50時(shí)基本穩定，28 d和194 d的收縮值、抗折強度和抗壓強度基本相同。

　　2.2.3石膏基自流平砂漿在地暖系統中的應用

　　以上耐熱試驗結果表明，石膏基自流平砂漿非常適用于地暖系統。1909年，英國人用混凝土和石膏管制作了輻射供暖系統，并申請了專(zhuān)利，成為最早的地暖產(chǎn)品[8]。20世紀30年代，發(fā)達國家采用地暖技術(shù)，20世紀50年代，中國人民大會(huì )堂和華僑酒店采用地暖技術(shù)。

　　在我國，傳統的地暖填充層是現場(chǎng)攪拌豆石混凝土而成。如果用石膏基自流平砂漿填充，可以大大提高施工質(zhì)量。見(jiàn)豆石混凝土地暖和石膏基自流平地暖的對比。

　　石膏基自流平砂漿和高柔性粘結砂漿構成地暖系統，可以徹底解決國內地暖系統中水泥砂漿開(kāi)裂、導熱系數低、熱水管道易損壞的問(wèn)題。它以整層地板為散熱面，向房間均勻散熱。與空調、散熱器、壁爐等取暖方式相比，具有熱感覺(jué)舒適、熱量平衡穩定、節能免維護等特點(diǎn)。另外，作為地暖系統，石膏材料本身的多孔性可以起到隔音保溫的作用。石膏基自流平砂漿密度低，會(huì )降低建筑的承重質(zhì)量，是一種綠色節能產(chǎn)品。

　　石膏基自流平砂漿的種類(lèi)

　　根據石膏的不同類(lèi)型，石膏基自流平砂漿的膠凝材料主要采用-半水高強石膏、建筑石膏和硬石膏。

　　3.1 -高強度石膏基自流平砂漿

　　石膏基自流平材料與水泥基自流平材料相比，強度較低，耐水性較差，主要以“底層自流平材料”的形式用于室內。使用-高強石膏作為自流平材料的基材，可以顯著(zhù)提高材料的強度。蔣、曹宇在2 h內制得抗壓強度超過(guò)14MPa的高強石膏，目前以丁二酸、順酐、琥珀酸鈉為工業(yè)副產(chǎn)品制備-高強石膏的技術(shù)日趨成熟，而高強石膏在自流平材料中的應用也普遍成熟，主要是由于高強石膏具有優(yōu)異的力學(xué)性能。彭明和葉蓓紅采用抗壓強度為35.1兆帕、抗折強度為6兆帕的高強石膏為膠凝材料，在緩凝劑和保水劑的作用下制備出性能優(yōu)異的石膏自流平砂漿。

　　3.2建筑石膏自流平砂漿

　　石膏因其獨特的保溫、吸音、耐火、造型優(yōu)良、裝飾美觀(guān)等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到建筑行業(yè)的青睞。然而，建筑石膏自流平砂漿的缺陷往往限制其應用，尤其是受雜質(zhì)影響的工業(yè)副產(chǎn)品石膏。需要通過(guò)添加減水劑和水泥來(lái)提高石膏自流平材料的抗壓強度和抗折強度。蔡等人在2%水泥的作用下加入聚羧酸鹽醚類(lèi)減水劑，發(fā)現減水率由19.4%提高到41.9%，石膏的強度得到很大提高。減水劑可以在不降低石膏漿流動(dòng)性的情況下降低混合用水量，提高石膏硬化體的結構密實(shí)度和力學(xué)性能。隨著(zhù)石膏專(zhuān)用減水劑的快速發(fā)展，建筑石膏自流平材料的應用得到了推廣。影響減水劑效果的主要因素是晶體表面吸附。萘和三聚氰胺減水劑在半水石膏表面的吸附屬于物理吸附，而聚羧酸減水劑屬于化學(xué)吸附。由于不同種類(lèi)工業(yè)副產(chǎn)品石膏雜質(zhì)的影響，減水劑的使用效果不同，因此有必要加強石膏專(zhuān)用減水劑的開(kāi)發(fā)研究。國內外石膏基自流平砂漿檢測標準的比較

　　2007年，我國頒布實(shí)施了JC/T  1023-2007行業(yè)標準。國內標準和歐洲標準的檢測方法和維護條件不同，所以各自的技術(shù)指標也不同。我們將本標準與歐洲標準BS-EN-13454-1: 2004和BS-EN-13454-2: 2004在定義、技術(shù)指標和維護方法方面進(jìn)行了比較。

　　4.1定義和分類(lèi)的區別

　　JC/T  1023—2007將石膏基自流平砂漿定義為一種室內地面自流平材料，由半水石膏作為主要膠凝材料和/或骨料、填料和添加劑組成，在新拌狀態(tài)下具有一定的流動(dòng)性，俗稱(chēng)自流平石膏。

　　英國標準13454-1: 2004定義為：

　　(1)石膏膠凝材料硫酸鈣粘結劑(CAB)，由半水石膏或無(wú)水石膏組成，也可有添加劑和添加劑，硫酸鈣含量85%；

　　(2)石膏復合粘結劑(CAC)由CAB和附加添加劑組成，硫酸鈣含量<85%但50%；

　　(3)干混石膏基砂漿工廠(chǎng)混合料(CA)由CAB或CAC和骨料組成，可能含有添加劑和添加劑?？梢钥闯?，國內標準中的石膏基自流平砂漿以半水石膏為主要膠凝材料，而歐洲標準并不局限于一種石膏，包括含有添加劑的石膏水泥。

　　4.2初始流動(dòng)性和流動(dòng)性損失的區別

　　在JC/T  1023—2007中，對水泥基自流平試驗環(huán)的流動(dòng)性進(jìn)行了測試，具體來(lái)說(shuō)，對內徑為30 mm、高度為50 mm的環(huán)進(jìn)行了提升后4 min的測試。BS-EN-13454-2采用跳臺用大環(huán)測試流動(dòng)性，具體為：底部100 mm，上部70 mm，高度60 mm的環(huán)(跳臺)，提升1 min后測量。流動(dòng)性和流動(dòng)性損失的要求見(jiàn)表4。

　　4.3收縮指數和檢測方法差異

　　JC/T  1023—2007采用尺寸為10mm40 mm160 mm的水泥基自流平收縮模，養護條件如下：成型后，在(232)、相對濕度(505)%條件下養護24 h，測量初始長(cháng)度，然后放入(402)烘箱中，根據BS-EN-13454-2，模具尺寸為40 mm40 mm160mm如果強度不夠，可以推遲到48 h，脫模后測量初始長(cháng)度，然后放在(205)JC/T  1023—2007要求收縮0.05%，BS-EN-13454-2要求收縮 0.2 mm/m。結論

　　(1)自流平石膏砂漿作為地面找平層，具有其他材料無(wú)法比擬的優(yōu)勢，市場(chǎng)前景廣闊。自流平石膏作為替代水泥、減少碳排放的重要產(chǎn)品，與政府推廣的“石膏干粉砂漿”具有同等的節能減排社會(huì )經(jīng)濟效益。

　　(2)石膏基自流平砂漿在強度穩定性和熱穩定性方面優(yōu)于傳統水泥砂漿，是地暖系統的首選材料。

　　(3)國內行業(yè)標準與國外石膏基自流平砂漿標準在技術(shù)指標、檢測方法、養護條件等方面存在較大差異。而且，我們通過(guò)實(shí)驗證明，半水石膏基自流平材料在干燥條件下測試的強度并不是最終的強度。建議在修訂行業(yè)標準時(shí)考慮固化條件的影響。