【砂浆功夫】轻质保温石膏基自流平砂浆试验研究

引言降低建筑能耗是目前亟待解决的一个重大问题。我国建筑能耗占全国总能耗20%以上[1]，其中围护结构的传热耗热量所占比重相当大，达到70%多[2]。建立绿色建筑保温体系能减少建筑材料生产过程中的能耗，因此，发展高效节能墙体、保温楼地面等围护体系是建筑节能的关键。随着我国建筑节能要求不断提高，对分户楼板的热工性能也提出了相应要求，而钢筋混凝土楼板的K值较大，同样不能满足标准要求，其中2018浙J76《居住建筑楼板保温设计构造》规定了分户楼板的传热系数K≤2.0，上海市工程建设规范DGJ08-205—2015《居住建筑节能设计标准》规定分户楼板的传热系数K≤2.0。据现行国家标准GB50118—2010《民用建筑隔声设计规范》的规定：住宅楼板撞击声（现场测量）≤75dB，高要求住宅≤65dB；上海地方标准DGJ08-20—2019《住宅设计标准》中规定：全装修住宅建筑的卧室、起居室的分户楼板构件计权规范化撞击声压级（实验室测量）应小于65dB，现场计权标准化撞击声压级（现场测量）应小于等于65dB。同时，GB50118标准里说明120mm厚的钢筋混凝土楼板的撞击声压级在80dB左右，仅靠光裸的钢筋混凝土楼板无法达到相关标准对撞击声隔声性能的要求。

石膏基材料具有良好的保温隔热性能，能够调节室内温度和湿度，可提高居住的舒适度，同时材料的成本低于水泥基自流平，具有经济优势[3]。本研究致力于轻质保温隔声自流平砂浆，从玻化微珠、减水剂、悬浮剂的选择进行了配方的研制。在轻质保温自流平层上再浇筑高强石膏自流平，在保温隔声的同时，满足地坪对强度的要求。

1、试验材料

建筑脱硫石膏（宜兴子贤，具体性能指标见表1），玻化微珠，缓凝剂，保水剂，消泡剂，减水剂，悬浮剂。表1脱硫β半水石膏基本性能2试验方法

以脱硫β半水石膏为胶凝材料，按设计配合比加入减水剂，缓凝剂，保水剂，消泡剂，可再分散胶粉等外加剂和石英砂，混合均匀后加入一定量的水，在搅拌器内搅拌。用搅拌的自流平砂浆进行性能测试和试件成型。本实验中相关部分的性能和性能检测方法，均采用JC/T1023—2007《石膏基自流平砂浆》标准中的相关规定。3、结果与分析

3.1玻化微珠楼面上的弹性材料可以降低撞击声的传递，因此在楼面所使用的砂浆中加入某些柔性材料或多孔材料，以使得楼面砂浆层具有减少振动传播的能力，以实现隔绝固体声。目前与砂浆具有较好复合性的材料有：废轮胎橡胶粉、陶砂粒、粒状矿棉、漂珠、玻化微珠、EPS颗粒等。本试验采用玻化微珠来测试。

3.1.1玻化微珠添加量对抗折抗压强度和导热系数的影响由图1可知，随着玻珠的添加量的增加，自流平砂浆试块的体积密度减小，导热系数也随之降低。玻珠添加量从9%增加到38%时，导热系数发生直线下降。体积密度越小，导热系数越低。体积密度280kg/m3左右时，导热系数达到0.076W/（m·K）。

图1玻珠添加量对体积密度和导热系数的影响由图2可知，随着玻珠添加量的增加，试块体积密度降低，越来越轻，抗折抗压和拉伸粘结强度都呈下降趋势。当玻珠添加量到18%时，强度出现明显的下降。玻珠添加量38%时，抗压强度较低，1.2MPa，此时导热系数0.076W/（m·K）。图2玻珠添加量对抗折抗压拉伸粘结强度影响3.1.2不同规格玻化微珠对强度的影响由图3可知，玻珠规格对抗折抗压及拉伸粘结强度的影响很大。玻珠A和B为闭孔珍珠岩，C为开孔珍珠岩，闭孔珍珠岩比开孔强度更好。玻珠A为30~50目，B为50~70目，B表观效果更细腻，流动度更好，30min流动度100mm。玻珠A添加量20%时，抗折强度1.5MPa，抗压强度3.32MPa，拉伸粘结强度0.94MPa，而同等添加量玻珠B抗折强度1.6MPa，抗压强度4.4MPa，拉伸粘结强度1.11MPa。图3不同玻珠规格对抗折抗压强度、拉伸粘结强度的影响3.2减水剂对石膏基自流平流动度和强度的影响3.2.1减水剂种类对石膏基自流平的影响由表2可知，减水剂B流动性最佳，30min后可以达到100mm，流动损失小，表面效果好，无开裂、发花等问题。同时配方里添加水泥会降低石膏自流平的流动损失，所以本试验选取减水剂B。表2减水剂种类对石膏基自流平的影响3.2.2减水剂掺量对石膏基自流平的影响试验选用减水剂B，添加量分别为1.5‰、2‰、2.5‰。玻珠选取玻珠B，掺量24%进行实验。初始流动度90~100mm左右。由表3可知，减水剂B添加量2‰时，石膏自流平砂浆流动度100mm，流动状态好，实干后表面细腻，颜色均匀。而添加量2.5‰时，会发生轻微沉底。表3减水剂种类对石膏基自流平的影响3.3悬浮剂对石膏自流平砂浆流动度和强度的影响因轻质保温石膏自流平添加了大量的玻化微珠骨料，所以对体系的防沉降、防泌水提出了很高的要求。本试验防沉降采用纤维素醚加悬浮剂的组合，悬浮剂添加量小于2‰时，石膏自流平有泌水和沉底现象。添加量2.5‰时，浆料太稠，无法流动。最终悬浮剂添加量选择2‰（见表4）。

表4悬浮剂对石膏自流平砂浆流动度和强度的影响基于以上对石膏基自流平材料基本性能和热工性能的研究，确定轻质保温石膏基自流平材料的配合比为：普通硅酸盐水泥5%、减水剂B0.2%；悬浮剂0.2%，纤维素醚0.2%，缓凝剂添加量根据凝结时间调整，玻化微珠添加量可在实际工程中根据热工及力学要求在优化范围内进行选择，其余用石膏配平。结论

（1）不同玻化微珠对石膏自流平砂浆流动性和强度影响度很大，最终选择闭孔，目数50~70，堆积密度130kg/m3的玻化微珠，此时砂浆流动性好，表观细腻。且抗折抗压强度、拉伸粘结强度好于其他规格玻化微珠。（2）玻化微珠的添加量直接影响到自流平砂浆的导热系数，随着玻珠添加量的增大，自流平砂浆体积密度降低，导热系数也越来越低，体积密度与导热系数成正比。玻珠添加量38%时，导热系数达到0.076W/（m·K）。（3）减水剂的选择对自流平来说至关重要，添加聚羧酸减水剂B，自流平砂浆流动性好，无泌水发花问题。当添加量2‰时，效果最佳，自流平表面细腻，颜色均匀。（4）纤维素醚和悬浮剂在配方里起到防沉降、防分层的作用。添加量2‰时，自流平砂浆状态均匀，无泌水沉降，且流