本文技術(shù)人員筆者主要分享了水泥自流平開(kāi)裂起殼的原因以及對(duì)應(yīng)的解決方案——硅鎂自流平水泥控制體積穩(wěn)定性的技術(shù)路線及效果，核心是在水泥加水硬化后12h產(chǎn)生其體積量千分級(jí)的膨脹及隨后的延時(shí)緩慢膨脹，有效抵消砂漿因幾種因素引起的收縮，做到微應(yīng)力甚至無(wú)應(yīng)力自流平砂漿，并且硅鎂自流平水泥可以增強(qiáng)砂漿與基層的粘結(jié)能力，從而基本杜絕裂縫、空鼓起殼的產(chǎn)生。

  自流平水泥砂漿具有優(yōu)良的施工性能，降低了施工費(fèi)用，縮短了施工周期，同時(shí)保證了更好的施工質(zhì)量。

  自流平水泥地坪材料是一種以無(wú)機(jī)膠凝材料為基材，與塑化劑、可分散乳膠粉等外加劑及石英砂等混合而成的地面材料。根據(jù)使用功能不同，水泥自流平砂漿可分為墊層材料和面層材料兩類，墊層自流平材料僅作為塑膠地板、木地板等材料鋪裝前的地面找平材料使用，而面層材料則同時(shí)肩負(fù)找平、使用、裝飾等功能于一身，可以整體施工，更加美觀，更有效地保證施工效果。

  我國(guó)水泥基自流平砂漿市場(chǎng)目前主要產(chǎn)品為墊層材料，從歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家和北京奧運(yùn)場(chǎng)館的地坪建設(shè)來(lái)看，平整度好、耐火等級(jí)高、使用壽命長(zhǎng)的面層自流平水泥材料具有的價(jià)值和市場(chǎng)潛力更大，但目前面層自流平水泥材料施工成型后的地坪產(chǎn)生微裂縫甚至是貫穿性大裂紋及局部空鼓起殼對(duì)面層自流平推廣使用形成了非常大的阻礙，這一系列問(wèn)題可導(dǎo)致地坪丟失裝飾功能甚至喪失使用功能。需要清理掉重新施工，耽誤了工期，浪費(fèi)大量的人力物力財(cái)力等成本。

  自流平水泥地坪出現(xiàn)開(kāi)裂、起殼的主要原因：

  1、水泥自身的特有屬性

　水泥在水化過(guò)程中生成的水化產(chǎn)物發(fā)生的體積收縮，形成了收縮應(yīng)力，水泥收縮變化過(guò)大導(dǎo)致開(kāi)裂。

  2、硬化收縮

　自流平水泥砂漿施工后在硬化過(guò)程中，由于為保證施工性而多摻入的水分會(huì)不斷散失，并形成干縮，也是收縮應(yīng)力的來(lái)源，且隨著時(shí)間的推移，收縮應(yīng)力會(huì)逐漸增大（一般在7d以后干縮應(yīng)力的增幅逐漸變小，應(yīng)力趨于穩(wěn)定），如果收縮應(yīng)力過(guò)大，超出了水泥自流平砂漿的某些區(qū)域或者粘結(jié)層所能承受的拉力，則水泥自流平砂漿將產(chǎn)生開(kāi)裂、空鼓現(xiàn)象。

  3、材料配方不合理，硬化砂漿與基層粘結(jié)力不強(qiáng)產(chǎn)生開(kāi)裂起殼

　以上原因產(chǎn)生的應(yīng)力持續(xù)作用于硬化薄層砂漿中，一旦自流平水泥砂漿某個(gè)區(qū)域有缺陷或薄弱點(diǎn)，應(yīng)力就像是在這里找到了一個(gè)發(fā)泄口，到一定程度后產(chǎn)生裂紋，一旦某個(gè)區(qū)域與基層粘結(jié)不牢，同樣由于應(yīng)力的作用而將薄弱的粘結(jié)破壞，產(chǎn)生空鼓起殼。由于墻角區(qū)域的砂漿與墻體不是一個(gè)整體，一般只受到朝向中心方向的應(yīng)力作用，所以更容易出現(xiàn)起鼓開(kāi)裂。

  關(guān)于以上問(wèn)題，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)研究驗(yàn)證，引入含有活性鎂的多組分水泥膨脹材料、配制成硅鎂自流平水泥，終于得到一種控制自流平水泥收縮的有效解決方案。該自流平水泥控制收縮應(yīng)力的方式有以下幾個(gè)方面：

  1、水化體積收縮，一般自流平水泥在加水成型后約12h就會(huì)產(chǎn)生顯著的收縮，此時(shí)的收縮主要為材料相變收縮及失水收縮，如果此時(shí)收縮不加以控制，則收縮應(yīng)力會(huì)逐步增大，對(duì)材料與基層連接強(qiáng)度持續(xù)產(chǎn)生不利影響，同時(shí)由于此時(shí)材料強(qiáng)度不高，收縮應(yīng)力容易集中到某些強(qiáng)度薄弱區(qū)，形成肉眼不可見(jiàn)的內(nèi)部微裂紋，為以后宏觀可見(jiàn)的裂紋出現(xiàn)提供了條件。

  硅鎂自流平水泥其特有的膨脹組分可以在水化成型后3h硬化，12h后產(chǎn)生約1‰的可控體積膨脹，從而杜絕了微觀裂紋的產(chǎn)生，同時(shí)由于合理的膨脹，收縮應(yīng)力不再產(chǎn)生，墻角等處的界面層也沒(méi)有應(yīng)力的作用，其粘結(jié)強(qiáng)度得到了充分的保障。

  硅鎂自流平水泥早期的體積顯著膨脹不是采用以損失強(qiáng)度為代價(jià)的塑形膨脹劑，而是通過(guò)引入的活性膨脹組分，減少了水泥水化產(chǎn)物中的凝膠相，生成了產(chǎn)生膨脹的凝膠相，隨著早期水化膨脹的不斷產(chǎn)生，砂漿中會(huì)產(chǎn)生少量的膨脹應(yīng)力，以供部分抵消后期將要繼續(xù)產(chǎn)生的水化收縮、干縮等。

  2、水泥干縮，隨著水泥水化的進(jìn)行，其化學(xué)收縮與干縮相伴相生，砂漿體隨著水分的不斷散失，干縮變形也越來(lái)越大，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)砂漿試塊在水養(yǎng)條件下與在65%濕度的空氣中養(yǎng)護(hù)，其體積變形值達(dá)到0.5‰，再加上化學(xué)收縮等因素，水泥砂漿的變形值不斷增大，同樣會(huì)引起開(kāi)裂空鼓現(xiàn)象。硅鎂自流平水泥含有活性氧化鎂組分，氧化鎂具有延時(shí)膨脹性，能夠不斷地產(chǎn)生適量膨脹來(lái)抵消干縮等帶來(lái)的不良影響。

  3、與基層粘結(jié)力，由于有效地控制了自流平水泥的體積收縮，大大減少了收縮應(yīng)力對(duì)界面層的不良作用，同時(shí)由于硅鎂自流平水泥含有一定量的聚合物改性材料，界面層的粘結(jié)強(qiáng)度獲得了良好的發(fā)展，從而有效地避免了空鼓的可能性。

  為了直觀地表示出硅鎂自流平水泥的尺寸變化特點(diǎn)，可以用一個(gè)簡(jiǎn)易的定性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行展示：使用一塊長(zhǎng)寬為1.2×0.1m的鋁薄片，其四周貼上封邊條，將硅鎂自流平水泥攪拌澆筑于鋁薄片上，置于室內(nèi)環(huán)境中，待其硬化后撕去封邊條，觀察鋁薄片的形狀變化情況，如果鋁薄片承載面兩端上翹，則證明砂漿體產(chǎn)生了收縮，如果鋁薄片承載面的中心上鼓，則證明砂漿體產(chǎn)生了體積膨脹。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：硅鎂自流平砂漿成型后12h左右，鋁片的中心會(huì)上鼓2～4mm，半個(gè)月后鋁片會(huì)慢慢恢復(fù)為直線，約20d左右，鋁片兩端上翹約1mm，此后砂漿試塊沒(méi)有再產(chǎn)生明顯的體積變化。若用市面上普通自流平水泥做同等條件對(duì)比實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)鋁片有中間鼓起現(xiàn)象，而是初始即產(chǎn)生收縮導(dǎo)致兩端上翹，最終的尺寸變化一般都是兩端上翹3～4mm。

  結(jié)論

  多次尺寸變化率實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：硅鎂自流平水泥1～28d的體積變化率為-0.3‰至0.5‰之間，遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)要的±1.5‰。良好的尺寸穩(wěn)定性有效地避免了有害應(yīng)力的出現(xiàn)，從而從根本上減少了裂縫、空鼓和起殼等現(xiàn)象出現(xiàn)的可能性。

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2017年09月28日