作为硅铁冶炼的副产品, 硅粉可以掺入混凝土中以提高其强度和耐腐蚀性, 也可以掺入耐火浇注料中以提高其性能. 作为后期装修的一种整理材料, 石膏基自流平砂浆也可掺入微硅粉提高性能, 河南优之源 整理了微硅粉对石膏基自流平砂浆性能的影响及试验过程, 希望能加深您对微硅粉的认识.

微硅粉掺入石膏基自流平砂浆的试验

测试原料

1. 胶凝材料: high-strength gypsum powder, P-O42.5 grade cement;
2. Aggregate, filler: 0.18~0.42mm quartz sand, 0.04mm bicarbonate;
3. Admixtures: 瓦克 5010 dispersible emulsion powder, tartaric acid retarder, 羧丙基甲基纤维素保水剂, 聚羧酸减水剂, 有机硅油消泡剂;
4. 微硅粉 : 河南卓越磨具生产的微硅粉.

测试配比

石膏基自流平砂浆体系配比为高强石膏粉, 水泥, 石英砂和重质碳酸钙. 他们之中, 水泥 10%, 石英砂 10% 和碳酸氢盐 10%. 微硅粉替代部分高强石膏粉, 而高强石膏粉的配比从 70% 并减少 3% 每次直到 55%, 而微硅粉的比例从 0 到 15%. 添加剂按砂浆体系总质量配比, 可再分散乳胶粉用量, 减速器, 保水剂, 减水剂和消泡剂是 1.0%, 0.02%, 0.5%, 1.0% 和 0.02% 分别. 水与物料的比例为 1:0.20.

测试方法

试样制备及其物理机械性能试验: 根据JC/T 1023-2007 “石膏基自流平砂浆” 要求, 原料确定水的比例并调匀得到均匀的料浆成型, 确定 30 分钟流量损失, 设置时间, 砂浆的强度和收缩率.

防水测试: 耐水性通常用软化系数表示, 试样在饱和吸水状态下的抗压强度与干燥状态下的抗压强度之比为软化系数. 两组标准标本维持至28d龄, 然后将一组试样浸入蒸馏水中 (23±2)℃ 48h, 并取出试样以测试其质量和抗压强度, 并计算吸水率和软化系数.

微硅粉对石膏基自流平砂浆性能的影响

物理机械性能

(1) 试验表明，当微硅粉的用量从 0 到 6%, 砂浆初始流量连续增加，幅度较大, 30min流量损失减少; 从 6% 到 15%, 初始流量缓慢下降, 30min 流量损失增加. 同时, 随着微硅粉掺量的增加, 初凝和终凝时间逐渐缩短, 凝固时间呈比例递减趋势.

(2) 硅粉在形成过程中, 由于表面张力的作用相变, 形成无定形相的无定形球形颗粒, 而且表面比较光滑. 该材料混合了相对少量的微硅粉, 微小的球体可以起到润滑作用, 使整个石膏浆具有更好的保水性和改善流动性. 然而, 因为微硅粉具有火山灰活性, 当掺杂量继续增加时，更多的水分子附着在微硅粉颗粒表面, 对水的吸附效果非常明显, 减少系统中游离水的含量, 导致较低的砂浆流量.

(3) 微硅粉对水的吸附作用会导致初凝时间和终凝时间随着微硅粉的增加而缩短. 随着微硅粉的增加, 30min流量损失先降后升, 凝固时间缩短, 所以, 适当掺入微硅粉可提高石膏基自流平砂浆的和易性.

(4) 当微硅粉的掺量从 0 到 12%, 28d抗折强度和24h、28d抗压强度持续显着增加, 除了 24h 弯曲强度, 并且都达到了极限值 12% 混合物; 从 12% 到 15%, 抗弯强度和抗压强度降低.

(5) 砂浆28d拉伸粘结强度随硅灰用量的增加而增加. 微硅粉的粒径非常小，可填充石膏颗粒表面和砂浆空隙, 使砂浆结构更加致密，降低孔隙率, 从而提高强度.

(6) 随着微硅粉掺量的增加, 24小时压缩, 28d flexural and compressive strengths are significantly increased, except for the 24h flexural strength which is slightly reduced, and the 28d tensile bonding strength is slightly increased.

(7) The 28d shrinkage of gypsum-based self-leveling mortar varied less, 关于 0.03%, when the amount of silica fume was mixed in the range of 0~15%. Relative to the mortar without silica fume, the shrinkage variation of gypsum-based self-leveling mortar did not fluctuate much. 干缩影响石膏基自流平砂浆与地面的附着力, 表面变形, 中间层空隙和裂缝, ETC. 微硅粉用于石膏基自流平砂浆，填充砂浆空隙, 填充效果好，有效降低干燥收缩值.

(8) 石膏基自流平砂浆硬化后, 其内部多余水分的蒸发会在砂浆内部形成疏松多孔的网状结构, 这些网状结构导致砂浆强度较低，耐水性较差. 添加微硅粉可以使石膏基自流平砂浆在达到相同流动度的情况下，改变石膏晶体间的接触形式, 从而增加强度和提高耐水性.

耐水性

石膏基自流平砂浆的吸水率随着微硅粉用量的逐渐增加有先上升后下降的趋势. 当微硅粉用量为 9%, 吸水率达到峰值 0.17, 然后吸水率下降.

一方面, 微硅粉水化形成的水化产物具有致密性好、吸水率低的特点, 填充石膏砂浆内部孔隙，防止部分水分进入材料内部, 有效降低吸水率. 另一方面, 微硅粉的比表面积远大于石膏, 更多的水分子附着在微硅粉颗粒的表面, 通过表面张力将微硅粉颗粒连接起来, 从而实现锁水效果.

随着硅粉用量的逐渐增加，石膏基自流平砂浆的抗压强度和软化系数均呈现先升后降的趋势. 什么时候 6% 添加硅粉, 软化系数为 0.55, 增加了 15% 与不含微硅粉的相比. 这主要是因为微硅粉的水化产物不溶于水，填充在浆料的内部孔隙中, 有效提高了石膏基自流平砂浆在吸水饱和状态下的强度, 从而提高防水性. 然而, 当微硅粉量过多时, 生成的水合产物具有膨胀性，对胶凝系统形成的结构具有破坏性作用, 使软化系数降低. 总结, 硅灰用量为石膏基自流平砂浆的软化系数达到极限 6%.

发现硅粉对石膏基自流平砂浆性能的影响主要表现在流动性的改善上, 工作性, 和凝固时间的缩短, 而微硅粉的投加量应在 10% 为了保证更好的性能, 综合物理机械性能和耐水性. 同时, 我们还可以根据客户的不同需求，生产不同含量和用途的硅微粉, 包括用于石膏基自流平砂浆的微硅粉.