摘要：介紹干混砂漿中自流平地坪材料的分類和性能要求。研究了VINNAPAS RE5011L 可再分散乳膠粉對(duì)以礦物基無(wú)機(jī)粘結(jié)劑為基料的自流平地坪材料自流平性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，該可再分散乳膠粉可顯著改進(jìn)自流平材料的粘結(jié)強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、耐磨性能及抗折強(qiáng)度。
關(guān)鍵詞：干混砂漿；自流平；可再分散乳膠粉
如何能快速、經(jīng)濟(jì)、有效地得到平整、牢固的地坪一直是建筑業(yè)的一個(gè)課題。1957 年由德國(guó)威凱化學(xué)品公司首次成功開發(fā)出粉狀聚合物———VINNAPAS 可再分散膠粉，并且在1969 年首次生產(chǎn)出專用于自流平地坪材料的可再分散乳膠粉后，使得生產(chǎn)靠自身流動(dòng)性自主找平的新型干混砂漿“自流平地坪砂漿”，在技術(shù)上成為可能。經(jīng)VINNAPAS 可再分散乳膠粉改性的自流平地坪材料，在多種性能方面已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了傳統(tǒng)地面找平砂漿。本文介紹VINNAPAS 可再分散乳膠粉在自流平地坪材料中的應(yīng)用。
1 自流平地坪材料的分類與施工厚度
1. 1 分類
(1) 干混型自流平地坪材料按粘結(jié)成分不同可分為反應(yīng)型自流平材料(如環(huán)氧類) 和礦物基自流平材料。本文主要討論礦物基自流平材料。從礦物基自流平的無(wú)機(jī)粘結(jié)成分看， 又可分為“水泥基”[ 其中包括硅酸鹽水泥與特種水泥(如鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥等) ]和“石膏基”自流平材料。
(2) 根據(jù)自流平的承載要求差異可分為“底層自流平”，即在其干固后，作為各種鋪設(shè)地材，如PVC 地板、地毯、木地板以及瓷磚的支撐層；相對(duì)應(yīng)的為“面層自流平”，即在其干固后，面層上漆或不做任何涂覆就可作地面負(fù)載層。相對(duì)于底層自流平，面層自流平的性能要求要高得多，同時(shí)還可以著色。
1. 2 厚度
自流平層的厚度不一。底層自流平，在歐洲用于“浮動(dòng)地面”上的自流平，即地面鋪設(shè)有保溫、隔音、隔潮等材料，自流平層不直接粘結(jié)在混凝土地面上，此時(shí)自流平的厚度通常為1～10 mm；而自流平層直接與地面結(jié)構(gòu)粘結(jié)在一起時(shí)，厚度通常為5～30 mm。面層自流平由于成本較高，鋪設(shè)的厚度相對(duì)較薄，或與性能、成本較低的底層自流平層配合使用。此外，厚度的要求還取決于地面的平整度。
2 對(duì)自流平材料的性能要求
從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，合格的自流平材料主要應(yīng)具備以下性能：
(1) 與水混合后：在不離析條件下的良好流動(dòng)性；合理的可施工與自流平時(shí)間；快速干固的特性。
(2) 干固后的物理特性：符合設(shè)計(jì)要求的承載能力；與底層優(yōu)良的粘結(jié)力；彈性模量的匹配性與適當(dāng)柔性(抗彎折力) ；良好的內(nèi)聚力與耐磨性；收縮匹配性與低收縮；室內(nèi)應(yīng)用的環(huán)保特性(低揮發(fā)有機(jī)物含量) 。
目前，歐洲已將自流平地坪材料歸入最新制定的地坪砂漿標(biāo)準(zhǔn)( EN DIN 13813 ：2002) 。
3 可再分散乳膠粉對(duì)自流平材料性能影響
以無(wú)機(jī)粘結(jié)劑三元體系———m[鋁酸鹽水泥(高鋁水泥) ] ∶m(硅酸鹽水泥) ∶m(石膏) = 20 ∶13 ∶12 為水泥基自流平材料的基礎(chǔ)配方，考察VINNAPAS 自流平專用RE5011L 型可再分散乳膠粉(以下簡(jiǎn)稱RE5011L 乳膠粉) 對(duì)自流平材料性能的影響。乳膠粉的摻量均以自流平干混砂漿的質(zhì)量百分比計(jì)。試驗(yàn)所用的硅酸鹽水泥為德國(guó)產(chǎn)32. 5 級(jí)硅酸鹽水泥， 高鋁水泥為法國(guó)芳都水泥。
3. 1 可再分散乳膠粉對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度的影響
由于自流平地坪施工的特殊性： (1) 自流平層為二次附加層； (2) 自流平層施工厚度通常較一般地坪砂漿?。?(3) 自流平地坪施工后，為快速交付使用，通常不做養(yǎng)護(hù)或養(yǎng)護(hù)時(shí)間極短； (4) 自流平層需對(duì)抗來(lái)自于不同材料的熱應(yīng)力； (5) 有時(shí)自流平材料被用于難以附著的基面。因此，即便有界面處理劑的輔助作用，為保證自流平層能長(zhǎng)期牢固地附著在基層上，添加一定量的RE5011L 乳膠粉能確保自流平材料有長(zhǎng)期可靠的粘結(jié)力。無(wú)論在吸收性基面(如混凝土等) 、有機(jī)類基面(如木材) 或非吸收基面(如金屬，例如船甲板) 上，自流平材料的粘結(jié)強(qiáng)度均隨RE5011L 乳膠粉摻量的增加而有顯著提高(見表1) 。以破壞形式為例，摻入RE5011L 乳膠粉的自流平材料的粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)的破壞均發(fā)生在自流平材料內(nèi)或基面內(nèi)，而并不在界面處，表明其粘結(jié)性良好。
3. 2 可再分散乳膠粉對(duì)耐磨性能的影響
雖然底層自流平材料的耐磨性要求不如面層高，但由于地面不可避免地要承受各種動(dòng)態(tài)與靜態(tài)應(yīng)力[來(lái)自家具腳輪、鏟車(如庫(kù)房) 和車輪(如停車場(chǎng)) 等] ，一定的耐磨性是自流平地面具有長(zhǎng)期耐久性的重要性能之一。耐磨試驗(yàn)按prEN 13892 - 5 ：2000 規(guī)定的測(cè)試方法進(jìn)行，自流平樣品在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室條件[ (23 ±2) ℃，相對(duì)濕度(50 ±5) %]養(yǎng)護(hù)7 d 后，以200 kg 負(fù)載的鋼輪在自流平材料樣品上作二維來(lái)回碾壓10 000 次的動(dòng)態(tài)剪切應(yīng)力模仿重載碾壓，然后轉(zhuǎn)入(18 ±1) ℃水中養(yǎng)護(hù)7 d 后，重復(fù)以上試驗(yàn)，測(cè)量自流平材料的磨失量與平均磨痕深度，試驗(yàn)結(jié)果見表2。
由表2 可見，隨RE5011L 乳膠粉摻量的增加，自流平材料的耐磨性有非常顯著的提高；而未摻加RE5011L 乳膠粉的自流平材料在實(shí)驗(yàn)室養(yǎng)護(hù)7 d 后，往復(fù)碾壓僅進(jìn)行4800 次便已磨損透底。這是由于RE5011L 乳膠粉增強(qiáng)了自流平材料的內(nèi)聚力，并且提高了自流平材料的塑性(即可變形性) ，使其能很好地分散來(lái)自滾輪的動(dòng)態(tài)應(yīng)力。
3. 3 可再分散乳膠粉對(duì)抗折、抗壓強(qiáng)度的影響
在水灰比與含氣量恒定的條件下，RE5011L 乳膠粉摻量對(duì)水泥基地坪材料的抗折、抗壓強(qiáng)度的影響如表3 所示。試樣的養(yǎng)護(hù)條件為： (23 ±2) ℃，相對(duì)濕度(50 ±5) % ，28 d。由表3 可見，隨RE5011L 乳膠粉摻量的增加，抗壓強(qiáng)度略有下降，而抗折強(qiáng)度明顯提高，即壓折比(抗壓強(qiáng)度/ 抗折強(qiáng)度) 逐漸減少。這反映了自流平地坪材料的脆性隨RE5011L 乳膠粉摻量的增加而顯著降低。這將降低自流平地坪材料的彈性模量，提高其抗裂性。
3. 4 可再分散乳膠粉對(duì)拉伸性能的影響
RE5011L 乳膠粉摻量對(duì)自流平地坪材料的本體拉伸強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)率的影響見表4。試樣經(jīng)(23 ±2) ℃、相對(duì)濕度(50 ±5) %養(yǎng)護(hù)28 d。
由表4 可見，隨RE5011L 乳膠粉摻量的增加，自流平材料的內(nèi)聚力(拉伸強(qiáng)度) 有顯著的提高，同時(shí)水泥基自流平材料的柔性與可變型性也有明顯提高。這與RE5011L 乳膠粉本身的拉伸強(qiáng)度是水泥的10 倍以上是相一致的。從試驗(yàn)結(jié)果看，當(dāng)摻量為4 %時(shí)，拉伸強(qiáng)度提高超過(guò)180 %、斷裂伸長(zhǎng)率提高超過(guò)200 %。從健康與舒適性的角度看，這種柔韌性的提高有利于降低噪音及改善人體長(zhǎng)期站立其上的疲勞度。
3. 5 用受阻收縮試驗(yàn)方法測(cè)試收縮性
控制水泥基自流平地坪材料的收縮與實(shí)現(xiàn)快干快硬的重要途徑就是利用三元或二元無(wú)機(jī)粘結(jié)體系的鈣礬石的生成來(lái)實(shí)現(xiàn)。一個(gè)好的自流平地坪材料的收縮一般僅為傳統(tǒng)找平砂漿的幾分之一。為此，威凱公司的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室在研究開發(fā)自流平地坪材料配方的同時(shí)，創(chuàng)造性地進(jìn)行了獨(dú)特的受阻收縮試驗(yàn)，使得在配方研發(fā)中能對(duì)無(wú)機(jī)粘結(jié)劑的比例調(diào)節(jié)更為合理，并使對(duì)自流平材料收縮的控制更直觀，更能附合自流平材料長(zhǎng)期耐久性的要求。圖1 為4 個(gè)不同配方的無(wú)機(jī)粘結(jié)料在2 種不同養(yǎng)護(hù)條件下的受阻收縮值的演變趨勢(shì)。試樣的養(yǎng)護(hù)條件為：先在(35 ±2) ℃、相對(duì)濕度(70 ±5) %下養(yǎng)護(hù)28 d ，然后在(18 ±1) ℃水中再養(yǎng)護(hù)28 d。
4 結(jié)語(yǔ)
礦物基自流平砂漿作為現(xiàn)代干混砂漿材料中最復(fù)雜的產(chǎn)品之一，其各種性能可通過(guò)加入RE5011L 乳膠粉得到明顯改善。RE5011L 乳膠粉與威凱公司研制開發(fā)的其它可再分散乳膠粉在干混砂漿中的主要功能相一致，其對(duì)增加自流平地坪材料的拉伸強(qiáng)度、柔性及增強(qiáng)與基面的粘結(jié)力方面可發(fā)揮重要的作用。VINNAPAS 的某些專門用于自流平地坪材料的可再分散乳膠粉，在降低可揮發(fā)有機(jī)物含量(VOC) 、輔助流平性及降低離析方面都作了進(jìn)一步的改進(jìn)。
作者簡(jiǎn)介：張杰，男，1971 年生，威凱上海技術(shù)中心技術(shù)市場(chǎng)部經(jīng)理， 主要從事干混砂漿技術(shù)研究與推廣。地址：上海市張江高科技園區(qū)郭守敬路351 號(hào)明泰樓甲單元，電話：021 - 50801122 - 113。
