石膏基自流平的应用及施工 北京义诚奥达星科技开发有限公司 焦艺
石膏基自流平砂浆是由石膏为主要胶凝材料及特种骨料和各种建筑化学添加剂在工厂精心配置, 混合均匀而制得的一种专门用于地面找平的干粉砂浆，通常情况下，这类砂浆在工地上可直接加水搅拌（机械/人工）成自流状液体，能自动找平，可用于室内建筑物地面的找平，如用于填充地面的凹凸不平，微细空洞及裂缝等。可广泛应用于室内铺设地毯、PVC地板、木地板、地砖等地面的找平处理，特别适用于地板加热系统（水暖/电暖）。 
20世纪80年代末，产量十分稀少。 我国石膏基自流平砂浆研究起步较晚，大约起始于20世纪80年代末、九十年代初。 1986年，研发阶段。 1986年研制成功以氟石膏废渣为胶凝材料的石膏基自流平材料，但是由于石膏的耐水性较差，且呈中性或酸性，对铁件有锈蚀的危险，生产应用的较少。 1986-2007年，市场开始逐步应用。 石膏基自流平应用成本高于水泥砂浆，推广应用受阻，发展缓慢。应用技术和施工机具上与国外尚有一定的差距。随着国内石膏基自流平产品的逐渐成熟，2007年，我国制定并实施了相应产品标准JC/T1023-2007《石膏基自流平砂浆》。 2019，井喷式发展。 产品质量生产技术不断提高，国内已成井喷式发展状态，市场需求量不断上升，各大中小企业在相关技术指导下开始相继上马投入生产施工。
1.采用石膏基自流平施工的地面，尺寸准确，水平度极高，不空鼓、不开裂；作业时轻松方便，效率高；并且可以采用泵送施工，日铺地面可达800~1000㎡，比传统的地面材料施工速度要快5~10倍。 2.用做“地暖”找平覆盖层（地暖与其他采暖方式相比，节能幅度约为20%，如采用分区温控装置，节能幅度可高达40%），不会像水泥砂浆层那样，因热胀冷缩产生开裂、起鼓等现象。 3.石膏基自流平硬化后的地板有一定弹性，脚感温暖舒适；并且具有一定的隔音效果。 4.保温性能好，有利于建筑节能，与地暖配套使用时，与其他采暖方式相比，节能幅度约为20%，如果采用分区控温装置，节能幅度可高达40%。 5.石膏基自流平和水泥砂浆用于建筑物地面的找平层时，两者连工带料的最终成本相近。如若用石膏自流平替代水泥砂浆，由此减少水泥的用量在整个水泥产量中比例很小，不足百分之一；基本上不会影响水泥生产企业的利益。因此，在我国建材市场推广应用自流平石膏的阻力小，前景大。 石膏基自流平砂浆与高柔性粘结砂浆组成地暖系统，可以彻底解决目前国内地暖系统中水泥砂浆的开裂、导热率偏低、易损坏热水管道等问题。它以整个地面作为散热面，均匀地向室内辐射热量，相对于其他采暖方式（空调、暖气片、壁炉等）具有热感舒适、热量均衡稳定、节能、免维修等特点，是营造舒适居住环境的最佳供暖方式。另外，作为地暖系统，石膏材料本身的多孔性，可以起到隔音保温的作用。石膏基自流平密度低，可以降低建筑物承载重量，是绿色环保的节能型产品。
1.α-高强石膏基自流平砂浆  石膏基自流平材料的强度相对于水泥基自流平材料低，耐水性较差，主要以“底层自流平材料”的形式用于室内。 采用α-高强石膏作为自流平材料的基材，可显著提高材料强度，用天然石膏制得2h抗压强度超过14MPa的高强石膏。目前工业副产石膏采用丁二酸、马来酸酐和丁二酸钠等制备α-高强石膏的技术日益成熟，而将高强石膏用于自流平材料如今已普遍成熟，主要还是归功于高强石膏优异的力学性能。用2h抗压强度和抗折强度分别为35.1MPa和6MPa的高强石膏为胶凝材料，在其他高分子化学添加剂等作用下制备出性能优异的石膏自流平砂浆。 2.建筑石膏自流平砂浆  石膏特有保温隔热性、吸声性能、防火性能，且具有赋形性优良，装饰美观等优点，从而越来越受到建筑行业的青睐。然而建筑石膏自流平砂浆的缺陷往往使其应用受到限制，尤其是受杂质影响的工业副产石膏，需通过掺入高分子化学添加剂等提高石膏自流平材料的抗压强度和抗折强度。 “奥达星石膏基自流平高分子专用胶粉”可在不降低石膏浆体流动性的同时减少拌合用水量，提高石膏硬化体的结构密实度和力学性能。随着石膏基自流平专用高分子化学添加剂快速发展，促进了建筑石膏自流平材料的推广及应用。 3.Ⅱ无水石膏自流平砂浆  Ⅱ型无水硬石膏不同于普通的建筑石膏。在没有激发的条件下，其水化速度十分缓慢，达不到开发利用的要求。在应用Ⅱ型无水硬石膏时，必须首先考虑Ⅱ型无水硬石膏的激发和Ⅱ型无水硬石膏硬化体的耐久性两个问题。两个问题同时也是有机统一的。Ⅱ型无水硬石膏胶结料的早期水化率低是其耐久性差的主要原因，而采用高效复合催化剂和提高Ⅱ型无水硬石膏的细度，是提Ⅱ型无水高硬石音水化率的有效方法。Ⅱ型无水硬石膏必须通过有效激发，才能提高其水化速度和水化程度，尤其是提高早期的水化率。发挥其胶凝性能，达到开发利用的目的。Ⅱ型无水硬石膏水化硬化活性激发的效果与其颗粒形状、细度、颗粒级配、煅烧和激发剂的种类和掺量等条件及因素有很大关系，其中，激发剂的种类和掺量是影响最大的因素。
表1 为用α- 半水石膏（发电厂的脱硫石膏脱水而成）配置的石膏基自流平砂浆的基本性能指标。*为便于对比，特将水泥基自流平砂浆的技术性能指标也同时列出。  收缩率 从表1可以看出，这两种砂浆的性能指标十分相近，为了保证相应的流动度，与普通砂浆相比，通常自流平砂浆需水量则要高很多。在自流平砂浆中，这些多余的水份将蒸发到空气中去，如果这一过程发生过快的话，就会引起十分明显的砂浆收缩，进而导致在砂浆中出现裂缝。但在石膏基自流平砂浆中则不会出现这种情况，（图1） 如图1所示，水泥基自流平砂浆的收缩率远远高于石膏基自流平砂浆，到28天，水泥基自流平砂浆的收缩率约为1.17mm/m。随着时间的延续，水泥基自流平砂浆的收缩率在3个月达到约1.31mm/m，但石膏基自流平砂浆仍保持在-0.19mm/m左右，也就是说，在水泥基自流平砂浆中由于过高的收缩率极有可能导致自流平砂浆的裂缝，所以在实际施工过程中应对水泥基自流平砂浆采取必要的养护处理措施以保证工程质量。  石膏基自流平砂浆的强度发展与砂浆本身的干燥程度有很大的关系，石膏基自流平砂浆除了形成二水石膏所需的结晶水外，其余在砂浆空隙中多余的水份将借助于砂浆中毛细孔而蒸发到空气中去，进而形成强度，也就是说其强度的发展与石膏基自流平砂浆的干燥速率成正比。图2为石膏基自流平砂浆抗压/抗折强度发展曲线，从图2可以看到，石膏基自流平砂浆不仅早期强度高（6h>6N/mm2），而且后期强度发展迅速，28天可达到20 N/mm2以上。 为了评判石膏基自流平砂浆其内在强度的发展与砂浆本身干燥程度的关系，在实验室有意识的在不同的干燥周期（1d,2d,7d）对石膏基自流平砂浆的粘结强度进行了测试，也即在石膏基自流平砂浆干燥1天2天和7天后，再贴上瓷砖来检测其相应的粘结强度。相应的结果详见图3和图4。图3为石膏基自流平砂浆在不同的干燥周期（1d.2d和7d后）的粘结强度，从图3中可以清楚看到，随着石膏基自流平砂浆干燥周期的延长，其相应的粘结强度迅速增加，如28天的粘结强度0.8 N/mm2（1d后粘结），提高到了1.4 N/mm2（7d后粘结），增长量为35％左右。  也就是说，对石膏基自流平砂浆而言，干燥时间的延长将有助于石膏基自流平砂浆本身的强度发展，而在同种条件下，水泥基自流平砂浆的早期粘结强度的发展则明显优于石膏基自流平砂浆（图4）  为了模拟石膏基自流平砂浆在地暖系统中的应用，分别将石膏基自流平砂浆置于50℃的热环境中来检测强度及热力学性能的变化。所有试块（40×40×160mm）首先在标准养护条件下20℃/65%相对空气湿度下养护7天，然后直接置入50℃的干燥箱内。 表2的数据表明，石膏基自流平砂浆在50℃的条件，基本上保持稳定，也即不再有太大的变化，如28天和194天的收缩值及抗压强度几乎保持一致，这也证明，石膏基自流平砂浆特别适合于地暖系统。  石膏基自流平标准JC/T1023-2007  初始流动度用水量： 称取（300±0.1）g试样，量取估计加水量倒入搅拌锅，将试样在30s内均匀地撒入水中，湿润后用料勺搅拌1min，然后用搅拌机慢速搅拌2min，得到均匀的料浆。将流动度试模水平放置在测试板中央，测试板表面平整光洁、无水滴。把制备好的料浆灌满试模，开始计时，在2s内将其垂直向上提升50~100mm，保持10~15s使料浆自由流动。待流动停止后，用直尺测量两个垂直方向的直径，取两个直径的平均值，精确到1mm，如流动度在145±5mm内，则此流动度为该试样的初始流动度，若流动度不在145±5mm内，则应调整加水量按上述步骤重新试验，直至流动度在145±5mm内为止。该水量W1与试样量W0的比即为初始流动度用水量。30min流动度损失： 将符合初始流动度的料将在搅拌器内静置30±0.5min内，然互慢速搅拌1min，按初始流动度用水量重新测试流动度。30min流动度损失量为初始流动度（mm）-30min流动度（mm）  拉伸粘结强度： 称取500±0.1g试样，按初始流动度用水量加水，将成型框放在混凝土板成型面上，把制备好的料将倒入成型框中，抹平，放置24±0.5h后出模，10个组件为一组。试件脱模后在40±2℃电热鼓风干燥箱中烘干48h，烘干后的试件用260号砂纸打磨掉表面的浮浆，然后用适宜的高强粘结剂将拉拔头粘结在试件成型面上，在标准试验条件下继续放置24h，用拉伸粘结强度试验机进行测定，拉伸粘结强度MPa=最大破坏载荷N/2500mm2。  收缩率： 在收缩模具内表面涂一薄层脱模剂，将收缩头固定在试模两端面的孔洞中，使收缩头露出试件端面8±1mm。 称取500±0.1g试样，按初始流动度用水量加水，将料浆倒入收缩模具内，无需振动，用金属刮刀清除多余料浆，使料浆完全充满模具并使表面平整，三个试件为一组。试件在标准试验条件下放至24±0.5h拆模，编号，标明测试方向，脱模后30min内按标明的方向测定试件长度，即为试件的初始长度，测定前用标准杆调整收缩仪的百分表原点。 试件测定完初始长度后，放入40±2度电热风干燥箱中，干燥至恒量（24h内质量变化小于0.2g），将恒量后的试件在实验室条件下冷却至室温，按标明的方向测定试件长度，即为干燥后长度，收缩炉=（试件干燥后的长度mm-试件成型后24h的长度即初始长度mm）/（试件长度160mm-两个收缩头埋入料浆中的长度之和，即20±2mm）。）  纯度达90％以上一级品位二水石膏煅烧制得的β型半水石膏或用蒸压法或水热合成法制得的α型半水石膏。 活性掺合料：自流平材料可以用粉煤灰、矿渣粉等作为活性掺合料，目的在于改善材料的颗粒级配，提高材料硬化体的性能。矿渣粉在碱性环境下发生水化反应，可提高材料结构的密实性和后期强度。 早强型胶凝材料：为了保证施工时间，自流平材料对早期强度(主要是24h抗折和抗压强度)有一定的要求。采用硫铝酸盐水泥作为早强型胶凝材料，硫铝酸盐水泥水化速度快，早期强度高，可满足材料早期强度的要求。 碱性激发剂：石膏复合胶凝材料在中偏碱性的条件下绝干强度最高，可用生石灰和32.5水泥调节pH值，为胶凝材料的水化提供碱性环境。促凝剂：凝结时间是自流平材料一项重要的性能指标，时间过短或过长都不利于施工。促凝剂激发了石膏的活性，加快了二水石膏的过饱和析晶速度，缩短了凝结时间，使自流平材料的凝结硬化时间保持在一个合理的范围。 石膏自流平与传统水泥砂浆地坪对比  石膏自流平与传统水泥砂浆地坪对比  石膏自流平与传统水泥砂浆地坪对比   石膏自流平与传统水泥砂浆地坪对比    
石膏基自流平砂浆主要特点：硬化时间快 、容重轻、厚度可调，铺设厚度 0.5cm——8cm， 不开裂、不空鼓、吸声隔音、利费环保、施工简便。 适用范围 1、可作为室内瓷砖、地毯、木地板等的垫层找平材料 2、可作为室内 PVC、 PU 等的基础找平材料 3、可作为室内彩色装饰面层材料 4、可作为室内铺设地暖覆盖层找平  石膏基自留平砂浆地坪工程因根据材料性能、使用功能、地面结构类型、环境条件、施工工艺和工程特点进行构造设计。 石膏基自留平砂浆地坪分类： 石膏基自留平砂浆地坪分为结合型、隔离型、保温板型、水暖A型、水暖B型五种类型 结合型由基层、界面剂、石膏基自流平砂浆地坪构成。 隔离型由基层、隔离膜、石膏基自流平砂浆地坪构成。 保温板型由基层、保温板、隔离膜、石膏基自流平砂浆地坪构成。 水暖A型和水暖B型由基层、保温板、隔离膜或反射膜、水暖管、石膏基自留平砂浆地坪构成。  石膏基自流平的构造设计 石膏基自留平砂浆地坪工程因根据材料性能、使用功能、地面结构类型、环境条件、施工工艺和工程特点进行构造设计。 石膏基自留平砂浆地坪分类： 石膏基自留平砂浆地坪分为结合型、隔离型、保温板型、水暖A型、水暖B型五种类型 结合型由基层、界面剂、石膏基自流平砂浆地坪构成。 隔离型由基层、隔离膜、石膏基自流平砂浆地坪构成。 保温板型由基层、保温板、隔离膜、石膏基自流平砂浆地坪构成。 水暖A型和水暖B型由基层、保温板、隔离膜或反射膜、水暖管、石膏基自留平砂浆地坪构成。  结合型示意图 1—界面剂（可选）;2—石膏基自流平砂浆;3—界面剂;4—基层 结合型石膏基自流平砂浆地坪的厚度根据其地坪上方荷载及选用的石膏基自流平砂浆强度等级而定，其石膏基自流平砂浆等级强度不得低于产品标准要求最低强度等级要求，其施工厚度最薄不允许低于5mm。  隔离型示意图 1—弹性胶带;2—石膏基自流平砂浆;3—隔离膜;4—基层 隔离型石膏基自流平砂浆地坪的厚度根据其地坪上方荷载及选用的石膏基自流平砂浆强度等级而定，其石膏基自流平砂浆等级强度不得低于产品标准要求最低强度等级要求，最薄的地方不允许低于20mm。  保温板型示意图 1—弹性胶带;2—石膏基自流平砂浆;3—薄膜（隔离膜）;4—保温板;5—基层 非加热体系的保温板型地坪厚度要求:如果保温板下方基层地坪平整度不够，应进行粗找平的作业，其粗找平层厚度由地面平整度决定，但是其粗找平厚度最薄的地方不得低于5mm。保温板地坪施工时，其现场施工作业的最小厚度与设计的标准值相差应≤5mm，且最小施工厚度不得低于30mm。  保温板上水暖A型示意图 1—弹性胶带;2—石膏基自流平砂浆;3—薄膜（隔离膜）;4—保温板;5—加热管;6—基层  保温板上水暖B型示意图 1—弹性胶带;2—石膏基自流平砂浆;3—薄膜（隔离膜）;4—加热反射膜;5—保温板;6—加热管;7—基层 保温板上水暖型石膏基自流平砂浆地坪的厚度应符合设计要求。其中水暖A型中石膏基自流平砂浆覆盖水暖管的高度不得低于20mm。 石膏基自流平的施工     一、施工准备 1材料：界面剂、石膏基自流平砂浆 2施工工具 （1）机械工具：电动搅拌器、料桶、水桶、洗地机、真空吸尘器、电动切割机。 （2）检测工具：水准仪、流动度测试仪。 （3）辅助机具：：水管、电线电缆、底涂辊刷、软刷、量水筒、无齿刮板、石膏基自流平砂浆专用刮板（细齿刮板）、消泡滚筒、钉鞋、镘刀、抹子、铲刀等。 3人员配备 施工人员的配备应根据施工面积而定，一般应包括：机械工（自流平搅拌、地面打磨、真空吸尘器、电动切割机等）、瓦工（修补、找平）、力工（清扫、搬运、涂刷界面剂）、管理人员（现场管理、质量控制等）   石膏基自流平砂浆地暖系统: 是一种利用室内地面进行采暖的系统。该系统采用先进的自流平砂浆及高柔性粘结砂浆技术，彻底解决了目前国内地暖系统中豆石混凝土的开裂、导热率偏低、易损坏热水管等质量问题, 它以整个地面作为散热面，均匀地向室内辐射热量，相对于其它采暖方式（空调、暖气片、壁炉等）具有热感舒适、热量均衡稳定、节能、免维修等特点，是营造舒适住宅的最佳供暖方式。 二、施工工艺 1封闭现场 现场应封闭，严禁交叉作业。室内施工时，因室内通风会造成自流平地面开裂，因此要关闭门窗，封闭现场。施工要求基层和环境的清洁、无其他工种的干扰，不允许间断或停顿。 2 基层检查 彻底检查基层表面应无起砂、空鼓、起壳、脱皮、疏松、麻面、油脂、灰尘、裂纹等缺陷，表面干燥度、平整度应符合要求。 3 基层清理与处理； （1）用清洁剂去除基层上的油脂、蜡及其它污染物，必要时用洗地机对地面进行清洗，将尘土、不结实的混凝土表层、油脂、水泥浆或腻子以及可能影响粘结强度的杂质等清理干净，使基层密实、表面无松动、杂物。 （2）基层表面的浮土，必须用真空吸尘器吸干净。 （3）对基层的蜂窝、孔洞等采用专用修补砂浆进行修补，对大面积空鼓应彻底剔除，重新施工；局部空鼓应采取灌浆或其它方法处理。对基层裂缝，应采取专项材料灌注、找平、密封。 （4）基层必须坚固、密实，混凝土抗压强度不小于20Mpa，水泥砂浆抗压强度不小于15Mpa，否则，应采取补强处理或重新施工。对有防水防潮要求的地面，应预先在基层以下完成防水防潮层的施工。 4标高控制。 用水准仪测定需施工自流平砂浆的标高与厚度，用标高螺钉将基层的标高标出。一般要求自流平砂浆的施工厚度不小于4mm。  5涂刷界面剂； （1）涂刷界面剂的目的是对基层封闭，防止自流平砂浆过早丧失水分；增强地面基层与自流平砂浆层的粘结强度；防止气泡的产生；改善自流平砂浆的流动性。 （2）按照界面剂使用说明要求，用滚筒将界面剂涂刷在地面上，涂刷要均匀、不遗漏，不得让其形成局部积液；对于干燥的、吸水能力强的基底要处理两遍，第二遍要在第一遍界面剂干燥后，方可涂刷。 （3） 一般第一遍界面剂干燥时间约1～2小时，第二遍界面剂干燥时间约3～4小时。 （4）确保界面剂完全干燥，无积存后，方可进行下一步施工 6.自流平砂浆施工： （1）应事先分区以保证一次性连续浇注完整个区域。 （2）用量水筒准确称量适量清水置于干净的搅拌桶内，开动电动搅拌器，徐徐加入整包自流平材料，持续均匀地搅拌3～5分钟。使之形成稠度均匀、无结块的流态浆体，并检查浆体的流动性能。加水量必须按自流平材料的要求严格控制。 （3）将搅拌好的流态自流平材料在可施工时间内倾侧到基面上，任其像水一样流平开。应倾侧成条状，并确保现浇条与上一条能流态地融合在一起。 （4）浇注的条状自流平材料应达到设计厚度。如果自流平施工厚度设计小于等于10mm，则需要使用自流平专用刮板进行批刮，辅助流平。 （5）应连续浇注，两次浇注的间隔最好在10分钟以内，以免接茬难于消除。 （6）料浆摊铺后，用带齿的刮板将料浆摊开并控制合适的厚度，静置3~5分钟，让里面包裹的气泡排出，再用消泡滚筒进行放气，以帮助浆料流动并清除所产生的气泡，达到良好的接茬效果。 （7）在自流平初凝前，须穿钉鞋走入自流平地面迅速用消泡滚筒滚轧浇注过的自流平地面以排出搅拌时带入的空气，避免气泡、麻面及条与条之间的接口高差。 （8）用过的工具和设备应及时用水清洗。  7 养护 施工完成后的自流平地面，应在施工环境条件下养护24h以上方可使用。 养护期需避免强风气流，温度不能过高，当温度或其它条件不同于正常施工环境条件，需要视情况调整养护时间。 8 成品保护 施工完成后的自流平地面应做好成品保护。成品保护期间，已做好的自流平地面的上不能堆放垃圾、杂物、涂料以及施工机械，避免造成沾污；不能用钝器、锐器击打或刻划自流平地面的面层，也不能在上面行走 三、注意事项 1、施工环境要求：应干燥地面的温度不应低于＋10℃，地面相对湿度应保持在90％以下；不要有过强的穿堂风，以免造成局部过早干燥。 2、自流平地面对基层要求较高，基层不得有松散的混凝土、油脂、杂物，尘土吸净；地面上的地漏、地沟、分格缝等要先用海绵条封住；原垫层所留分格缝需用与自流平砂浆同等材质进行封闭。 3、刷第二道界面剂之前和自流平施工前，要求界面剂表面要干燥，以便获得更好的连接性。施工时应注意保持通风； 4、施工用水最好是洁净自来水，以免影响表面观感质量。 5、自流平地面必须连续施工，中间不得停歇；加水后使用时间为30分钟，超过后自流平砂浆将逐渐凝固，产生强度而失去流动性。浇筑宽度可根据泵的容量和铺摊厚度而定，通常不超过10～12米；过宽的地面需用海绵条分隔成小块施工。  6、 石膏基自流平砂浆浇筑完毕后，初次开窗通风干燥应根据供方材料特性不同而区别对待。当采用纯半水相石膏作为胶凝材料时，初次开窗通风不得早于24h。当采用Ⅱ型无水石膏、或者掺入水泥、Ⅱ型无水石膏的胶凝体系时，初次开窗通风不得早于72h。 7、在含有加热体系的石膏基自流平砂浆中，采用加热方式干燥时，先采用自然通风的方式干燥2d～3d后再开始采用加热辅助干燥的方式进行干燥。 石膏基自流平的验收  |
