自流平石膏作為地面找平層,具有其他材料無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。
根據國家統計局的數據,我國2014年住宅房屋竣工面積8.08億平方米,假設北方住宅面積占50%的話(huà),其中若60%的地面采用石膏基自流平,每平方米約需20度公斤,每年就有500多萬(wàn)噸的市場(chǎng)需求量。
自流平石膏是在我國建材市場(chǎng)上,所有石膏產(chǎn)品中,唯一一個(gè)沒(méi)有大規模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的產(chǎn)品。
自流平石膏作為替代水泥、減少我國碳排放的重要產(chǎn)品,與政府已出臺政策推廣的“石膏干粉砂漿”相比,同樣具有節能減排的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益。
1、簡(jiǎn)介
自流平石膏是自流平地面找平石膏的簡(jiǎn)稱(chēng),又稱(chēng)為石膏基自流平砂漿,是由石膏材料、特種骨料及各種建筑化學(xué)添加劑在工廠(chǎng)精心配置、混合均勻而制得的一種專(zhuān)門(mén)用于地面找平的干粉砂漿。
石膏基自流平起源于歐洲,早在20世紀60年代就開(kāi)始采用石膏基地坪材料,到20世紀80年代歐美的石膏基自流平砂漿已經(jīng)非常規范和成熟了。
優(yōu)秀企業(yè)推薦
我國石膏基自流平始于20世紀90年代初,受生產(chǎn)成本的限制,規模一直沒(méi)有發(fā)展壯大。近年來(lái)相關(guān)企業(yè)利用脫硫石膏等工業(yè)副產(chǎn)石膏代替天然石膏,大大降低生產(chǎn)成本,相關(guān)技術(shù)也更加成熟。
隨著(zhù)國家大力推動(dòng)工業(yè)固廢綜合利用,石膏基自流平砂漿具有廣闊的市場(chǎng)前景。
2、石膏基自流平的優(yōu)點(diǎn)
石膏基自流平砂漿的主要膠凝材料是石膏,并且具有自動(dòng)流平的性能,因此具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1) 采用石膏基自流平施工的地面,尺寸準確,水平度極高,不空鼓、不開(kāi)裂;作業(yè)時(shí)輕松方便,效率高;并且可以采用泵送施工,日鋪地面可達800~1000㎡,比傳統的地面材料施工速度要快5~10倍。
(2)用做“地暖”找平覆蓋層(地暖與其他采暖方式相比,節能幅度約為20%,如采用分區溫控裝置,節能幅度可高達40%),不會(huì )像水泥砂漿層那樣,因熱脹冷縮產(chǎn)生開(kāi)裂、起鼓等現象。
(3)石膏基自流平硬化后的地板有一定彈性,腳感溫暖舒適;并且具有一定的隔音效果。
(4)石膏基自流平和水泥砂漿用于建筑物地面的找平層時(shí),兩者連工帶料的最終成本相近。如若用石膏自流平替代水泥砂漿,由此減少水泥的用量在整個(gè)水泥產(chǎn)量中比例很小,不足百分之一;基本上不會(huì )影響水泥生產(chǎn)企業(yè)的利益。
3、石膏基自流平與水泥砂漿的性能對比
一般性能對比
收縮率
從表1可以看出,兩種砂漿的性能指標十分相近,為了保證相應的流動(dòng)度,與普通砂漿相比,通常自流平砂漿的需水量要高很多。在自流平砂漿中,這些多余的水份將蒸發(fā)到空氣中去,如果這一過(guò)程發(fā)生過(guò)快的話(huà),就會(huì )引起十分明顯的砂漿收縮,進(jìn)而導致在砂漿中出現裂縫。但在石膏基自流平砂漿中不會(huì )出現這種情況,如圖 1所示:
圖 1中,水泥基自流平砂漿的收縮率遠遠高于石膏基自流平砂漿,到28天,水泥基自流平砂漿的收縮率約為1.17mm/m。隨著(zhù)時(shí)間的延續,水泥基自流平砂漿的收縮率在3個(gè)月后達到約1.3mm/m,但石膏基自流平砂漿仍保持在0.19mm/m左右,也就是說(shuō),在水泥基自流平砂漿中由于過(guò)高的收縮率極有可能導致自流平砂漿裂縫,因此在實(shí)際施工過(guò)程中應對水泥基自流平砂漿采取必要的養護處理措施以保證工程質(zhì)量。
石膏基自流平的熱力學(xué)性能
我們從熱力學(xué)上檢驗一下石膏自流平的穩定性。為了模擬在地暖系統中的應用,將自流平石膏置于50℃的熱環(huán)境中來(lái)檢測其強度及熱力學(xué)性能的變化。所有試塊(40×40×160mm)首先在標準條件(溫度20℃,相對濕度65%)下養護7天,然后直接置于烘箱中,在50℃的條件下分別放置7天、28天和194天之后進(jìn)行檢測。檢測結果見(jiàn)表 2。
從上表的結果來(lái)看,自流平石膏在50℃的條件下,熱力學(xué)性能基本保持穩定,如28天和194天收縮值及抗折、抗壓強度幾乎保持一致。
4、石膏基自流平種類(lèi)
根據石膏種類(lèi)的不同,石膏基自流平的膠凝材料主要采用α半水高強石膏、建筑石膏以及硬石膏。
高強石膏基自流平砂漿
石膏基自流平材料的強度相對于水泥基自流平材料低,耐水性較差,主要以“底層自流平材料”的形式用于室內。
采用α-高強石膏作為自流平材料的基材,可顯著(zhù)提高材料強度,比如,用天然石膏制得2h抗壓強度超過(guò)14MPa的高強石膏。目前工業(yè)副產(chǎn)石膏采用丁二酸、馬來(lái)酸酐和丁二酸鈉等制備α-高強石膏的技術(shù)日益成熟,而將高強石膏用于自流平材料如今已普遍成熟,主要還是歸功于高強石膏優(yōu)異的力學(xué)性能。
建筑石膏自流平砂漿
石膏特有保溫隔熱性、吸聲性能、防火性能,且具有賦形性?xún)?yōu)良,裝飾美觀(guān)等優(yōu)點(diǎn),從而越來(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使其應用受到限制,尤其是受雜質(zhì)影響的工業(yè)副產(chǎn)石膏,需通過(guò)摻入減水劑、水泥等提高石膏自流平材料的抗壓強度和抗折強度。
在2%水泥作用下?lián)饺刖埕人崦褱p水劑,可發(fā)現減水率從19.4%增長(cháng)到41.9%,石膏強度大幅度提高。減水劑可在不降低石膏漿體流動(dòng)性的同時(shí)減少拌合用水量,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)用減水劑快速發(fā)展,促進(jìn)了建筑石膏自流平材料的推廣及應用。影響減水劑效果的主要因素為晶體表面吸附,萘系和三聚氰胺系減水劑在β-半水石膏表面的吸附屬于物理吸附,而聚羧酸系減水劑屬于化學(xué)吸附。然后由于不同種類(lèi)的工業(yè)副產(chǎn)石膏的雜質(zhì)影響,減水劑使用效果不同,必須加大力度開(kāi)發(fā)和研究石膏專(zhuān)用減水劑。
硬石膏自流平砂漿
硬石膏主要來(lái)源于天然石膏、氟石膏和高溫煅燒二水石膏,硬石膏水化活性差和硬化體強度低,必須通過(guò)粉磨、熱處理和添加激發(fā)劑改性。前一般采用激發(fā)劑改變CaSO4溶解度或溶解速度,加快CaSO4·0.5H2O的生成速率,增加硬石膏水化硬化能力和縮短凝結時(shí)間。激發(fā)劑主要包括:各種硫酸鹽(K2SO4、Na2SO4、Al2(SO4)3、FeSO4、CuSO4、明礬等)、堿性激發(fā)劑(水泥、石灰等)和其他鹽類(lèi)激發(fā)劑(K2Cr2O4和K、Na2Cr2O4)。
硬石膏活性與激發(fā)劑種類(lèi)、分散度和自身的表面缺陷等有關(guān)。利用復合激發(fā)劑、減水劑、保水劑、摻合料、骨料、纖維和減縮劑等制備的硬石膏自流平砂漿,其抗壓強度和抗折強度分別達到16.7MPa和7.3MPa,粘結強度達0.57MPa,收縮率為0.045%,性能符合日本住宅公團標準要求。