消泡剂在水泥基自流平砂浆中的应用研究

时间:2014-02-12 09:09来源:汕头经济特区龙湖科技有限公司北 作者:张琳，朱海霞，吴兆毅

0 前言

自流平砂浆能在自重作用下，借助一定的器械自由流动形成水平面，克服普通水泥砂浆地面平整度难以控制的质量通病。所以自流平材料作为地面找平的新型地面材料，已经被越来越多的人们所认识。自流平砂浆主要由胶粘剂、砂、填料、超塑化剂、缓凝剂、促凝剂、消泡剂等10 多种材料经工厂预混而成，具有很好的稳定性。

自流平砂浆对流动度、表观状态、收缩性以及强度均有较高的要求，特别是面层自流平砂浆，硬化后的自流平砂浆要求表面平整、无针孔、有很好的匀质性及强度等级指标高等。这就要求我们对自流平砂浆用的所有原材料进行选择，以满足材料的性能要求。消泡剂的化学结构和性质不同，泡沫体系不同，抑泡、破泡稳定性、破泡速率等各不相同。现有消泡剂以选择几种具有消泡作用并有协同效果的复合消泡剂为主，综合提高消泡效能。在砂浆中使用的消泡剂，同时要具有化学惰性，尽可能的不影响砂浆的其它性能。由于现在在砂浆产品中使用的粉体消泡剂主要是进口产品，不同牌号消泡剂的复合类型不同，消泡剂在砂浆中的适宜性非常重要。本文主要考察了不同类型的消泡剂对水泥基自流平砂浆综合性能的影响，选择适合的消泡剂，以提升整个砂浆的性能。
 

1 试验

1.1 原材料

水泥：42.5R 普通硅酸盐水泥、拉法基丰都高铝水泥；砂：水洗砂，粒径分布为0.3~0.075 mm；硬石膏：粒径分布在0.075mm 以下；重质碳酸钙：粒径0.045 mm；可再分散乳胶粉：德国瓦克VINNAPAS 5010 N；超塑化剂：德国巴斯夫MELFLUX2651F；稳定剂：德国巴斯夫STARVIS 3003F；消泡剂：均为进口，SB2052DL（高级脂肪醇类）、SB2320DL（聚乙二醇、脂肪酸复合物和碳氢化合物消泡剂）、Defoamer-1#（与特殊脂肪醇结合的天然脂肪酸衍生物消泡剂）、Defoamer-2#（高级脂肪酸酯消泡剂）、Defoamer-3# （碳氢化合物和聚乙二醇混合物消泡剂）、Defoamer-4#（碳氢化合物、脂肪酸复合物和少量有机硅混合消泡剂）；缓凝剂、促凝剂：国产。

1.2 试验方法

流动度、抗压和抗折强度按JC/T 985—2005《地面用水泥基自流平砂浆》标准进行测试，在自流平砂浆硬化后观察其表面状态；湿砂浆密度按JC/T 985—2005 标准中规定的方法进行拌和，根据不同静置时间，将自流平砂浆垂直缓慢倒入100 mL 量筒中，称取不同体积下的自流平砂浆的质量，计算表面密度。做平行试验，自流平砂浆的湿密度为平均表面密度值。

1.3 基础配方

自流平砂浆的基础配方见表1，水固比为0.22。

2 试验结果与分析

2.1 消泡剂对自流平砂浆流动度的影响（见表2）

表2 掺量为0.1％时不同消泡剂对砂浆流动度的影响

从表2 可看出，消泡剂对砂浆初始流动度的增长幅度依次为：SB2052DL＞Defoamer-1#＞Defoamer-4#＞SB2320DL＞Defoamer-3#＞Defoamer-2#；消泡剂对砂浆15 min 流动度的增长幅度依次为：Defoamer-1#＞SB2320DL＞SB2052DL＞Defoamer-2#＞Defoamer-4#＞Defoamer-3#；Defoamer-3# 的15 min 流动度已经小于基准砂浆的流动度。对于基准自流平砂浆，掺加消泡剂对其均有助流作用，但不同类型的消泡剂和整个砂浆体系的适宜性存在差异，助流效果也存在差异。

2.2 消泡剂对自流平砂浆湿密度的影响（见表3）

表3 掺量为0.1％时不同消泡剂对砂浆湿密度的影响

注：基准砂浆未经熟化，湿密度为1.654 g/mL。

从表3 可看出，和基准砂浆相比，消泡剂的加入对自流平砂浆湿密度的增长非常显著。但不同类型的消泡剂对自流平砂浆湿密度的变化略有不同，所以不同类型的消泡剂应用到同一自流平砂浆体系中消泡能力存在差异性。在该体系中适当的延长静置时间，掺有同一消泡剂的自流平砂浆湿密度会略有增大，所以自流平砂浆拌和后，可适当延长静置时间，以增强自流平砂浆的消泡能力。碳氢化合物和聚乙二醇混合物消泡剂Defoamer-3# 对自流平砂浆湿密度增长率较其它消泡剂略低。

2.3 消泡剂对自流平砂浆表观状态的影响（见表4）

表4 掺量为0.1％时不同消泡剂对砂浆表观状态的影响

注：基准砂浆的表观状态差；Defoamer-1# 初始时表面有油缩现象，15 min 表面略有油缩现象。

从表4 可看出，和基准砂浆相比，添加不同类型消泡剂的自流平砂浆硬化后表观状态均得到改善，但又存在较大差异；自流平砂浆搅拌完成后，延长静置时间，自流平砂浆静止脱泡，除添加高级脂肪酸酯类消泡剂Defoamer-2# 的自流平砂浆外，其它材料随着静置时间的延长表观状态有较大改善；表观状态改善效果依次为：SB2052DL＞SB2320DL＞Defoamer-3#＞Defoamer-1#、Defoamer-4#＞Defoamer-2#；消泡剂SB2052DL和SB2320DL 对自流平砂浆体系的消泡效果显著，砂浆硬化后表观状态较理想，砂浆表面无细小针孔、有很好的匀质性；Defoamer-2# 消泡剂不适用于本试验体系。

2.4 消泡剂对自流平砂浆强度的影响（见表5）

注：基准砂浆的28 d 抗折、抗压强度分别为4.3、15.4 MPa。

从表5 可看出，和基准砂浆相比，自流平砂浆的抗压、抗折强度随消泡剂的加入而增高。使自流平砂浆抗折强度从F4强度等级提高到F6 强度等级以上，抗压强度从小于C16 强度等级提高到C20 强度等级以上。但不同类型的消泡剂对自流平砂浆的强度影响存在差异性，Defoamer-3# 消泡剂对自流平砂浆抗压、抗折强度的增长率较其它消泡剂略低，虽然该消泡剂对面层砂浆的表观状态有较好改善，但对流动度的保持率较其它消泡剂差、湿密度增长率也较其它消泡剂略低，所以该消泡剂不是本试验体系的最适宜消泡剂。
 

3 结论

（1）在水泥基自流平砂浆体系中加入消泡剂后，可以使自流平砂浆流动度增大、改善砂浆硬化后的表观状态、增大砂浆的湿密度，从而使自流平砂浆硬化后的抗压、抗折强度等级显著提高，在该试验体系中，抗折强度可以从F4 强度等级提高到F6 等级，抗压强度从小于C16 强度等级提高到C20 强度等级以上。

（2）消泡剂Defoamer-2# 不适合用在该类水泥基自流平砂浆体系中；消泡剂Defoamer-3# 综合性能评价均低于其它类型的消泡剂，在该体系中也不是最佳选择；SB2052DL 和SB2320DL 在该体系中的综合性能表现较为出色。
（3）在本体系中适应性好的消泡剂掺量0.05%时即可达到很好的消泡效果，但考虑到实验室混合的均匀性和实际砂浆厂生产的客观条件，建议自流平砂浆生产商使用消泡剂的理想最大掺量为0.1%。适当延长湿砂浆的静置时间，可以有效提高自流平砂浆的消泡能力，使硬化后的自流平砂浆的表观状态得到进一步改善。
（4）现在砂浆产品中使用的粉体消泡剂主要以进口复合消泡剂为主，不同牌号的消泡剂在同一砂浆产品中的适宜性存在差异，导致砂浆产品的性能也存在差异。在需要应用消泡剂的砂浆产品中选择适合的消泡剂，对砂浆综合性能的提高有很大帮助。