一个实验完整解析：石膏基自流平材料所用原材料对其性能影响

2 胶凝材料

石膏基自流平材料的关键在于其具有优良的流动性、粘聚性和保水性，且强度高。通过加入掺合料、外加剂等可满足石膏基自流平材料高流动度、粘聚性好、无泌水离析、高强、低收缩等要求。

黄天勇等[19]研究发现 5%掺量的水泥能显著提高石膏基自流平砂浆的流动度，提高力学性能和耐水性能，但降低其膨胀率。琚诚兰等[20]研究发现硅酸盐水泥和铝酸盐水泥均能提高流动性，降低流动度损失；随着水泥掺量增加，力学性能和耐水性能呈现先升高后降低趋势。吴金明等[21]研究发现粉煤灰和水泥可细化砂浆内部孔径，改善孔径分布情况，降低孔隙率，宏观上提高其耐水性能。罗慧等[22]研究发现高活性微粉对磷石膏基自流平砂浆的强度提高作用比粉煤灰和矿渣粉更明显。戴浩等[23]研究发现矿渣在硫酸盐和碱激发作用下，与 Ca(OH)2反应生成大量水化硅酸钙（C-S-H 凝胶）和钙矾石，宏观上表现为强度和耐水性能提高。Wang 等[24]研究发现矿渣微粉通过降低塑性粘度增长和屈服应力来提高砂浆流动性，且随着粒径减小，30min 流动度损失明显降低。矿渣微粉粒径越小，水化程度越高，微观结构越致密，1d 强度越高。李静静[25]研究发现硅灰大幅改善砂浆流动性、提高后期强度和耐水性能，且砂浆硬化后无明显收缩。

上述研究表明，水泥和粉煤灰、矿渣粉、硅灰等活性矿物掺合料可优化胶凝体系的颗粒级配，改善自流平材料的流动性和内部结构，从而提高力学性能和耐水性能。

3 外加剂

石膏基自流平材料中的外加剂一般具有以下作用：1）降低水胶比，提高流动性；2）保持浆体适当黏度，防止出现泌水、离析现象；3）调节自流平材料的可操作时间；4）提高自流平材料与基层之间的粘结强度和耐磨性。

3.1 可再分散乳胶粉

可再分散乳胶粉与水混合后可保持水乳液状态，起分散浆体和粘结作用，改善砂浆各项性能。Li 等[5]研究发现可再分散聚合物乳胶粉掺量为3%时其粘结强度为 1.21MPa。宋涛等[26]研究发现可再分散乳胶粉可提高石膏基自流平砂浆表面密实性和强度，从而提高耐磨性能。Dong 等[27]研究发现可再分散乳胶粉显著提高砂浆的力学性能和抗裂性能，并降低收缩率和磨耗损失。李英丁等[28]研究发现可再分散乳胶粉显著提高石膏基自流平砂浆的绝干抗折强度、绝干抗压强度和拉伸粘结强度。

可再分散乳胶粉在石膏基自流平材料中主要起以下作用：1）遇水后形成分散性乳胶粒子，填充到C-S-H 凝胶体毛细孔，形成更致密的胶凝结构；2）乳胶粒子在浆体中连续的薄膜，在骨料-浆体之间起胶结作用，改善界面过渡区性能；3）乳胶膜充分缓解内部应力，减少应力集中和内部微裂缝产生。

3.2 纤维素醚

纤维素醚遇水后分散于水中并具有一定粘度，改善砂浆的流动性和浆体特性。学者普遍认为，纤维素醚的作用机理是水的羟基与纤维素醚醚键上的氧原子形成氢键，从而将游离水转变成结合水[29]。冯洋等[12-13]研究发现 HPMC 能显著提高磷石膏基自流平砂浆的保水性能。王海峰等[30]研究发现HPMC 有效提高自流平砂浆的保水性和黏结强度，但对抗压强度、抗折强度、流动度有一定负面影响。吴金明等[31]研究发现纤维素醚显著提高砂浆的黏度和保水性，但力学性能呈下降趋势。

因此，纤维素醚应用于石膏基自流平砂浆后，主要呈现纤维素醚掺量增加，浆体粘稠性增大，砂浆流动度降低，泌水现象得到改善的特性。

3.3 减水剂

减水剂的主要作用是润湿和分散胶凝材料颗粒。减水剂改变胶体颗粒带电属性，降低胶凝体系粘度，使胶体颗粒间相对滑动更容易，提高浆体流动性，同时改善保水性和粘聚性。

Li 等[5]研究发现 HC 多元羧酸系高效减水剂具有良好的石膏相容性、和易性，掺量为 1.0%时自流平材料的流动性满足要求。刘文斌等[32]研究发现减水剂对砂浆强度有一定的提高作用，但存在不同程度的适应性，实际运用时应注意减水剂种类和掺量的选用。曾众等[33]研究发现萘系减水剂具有缓凝、强度提高的作用，兼容效果好；聚羧酸系减水剂能显著提高力学性能；木质素磺酸钙具有促凝的作用，兼容效果较差。余振新等[34]研究发现聚羧酸减水剂能提高砂浆初始流动度和强度，降低 30min 流动度损失。胡成等[35]研究发现减水剂掺量逐渐增加，砂浆流动度呈现先快速增加而后趋于稳定的趋势，而抗折强度和抗压强度则先升高后降低。

3.4 缓凝剂

由于石膏自身凝结时间较短，且减水剂的缓凝作用并不显著，不能满足石膏基自流平砂浆施工操作要求。因此，制备石膏基自流平砂浆时，须加入缓凝剂以提高砂浆的可操作性，同时保证砂浆硬化后强度能满足实际要求。

胡成等[35]研究发现 CH-C 型缓凝剂掺量逐渐增加，砂浆凝结时间逐渐延长，力学性能逐渐降低。吴杰等[36]试验确定缓凝剂的最佳复配方案，解决单一缓凝剂易造成 20min 流动度损失大、1d 强度低等问题。范树景等[37]研究发现单掺缓凝剂时，砂浆 20min流动度损失大，凝结时间长，强度大幅降低；复掺缓凝剂后，20 min 流动度损失降低，1d 强度略有提高。现有研究普遍认为缓凝剂对石膏基自流平砂浆的作用主要有两方面：1）减少胶体颗粒的团聚效应，加强稀释分散作用；2）调节凝结时间，利于膨胀组分发挥膨胀作用，降低收缩率。但缓凝剂对石膏基自流平砂浆的强度存在一定程度的负面效应。

4 结论与展望

本文综述了当前研究中石膏基自流平材料所用原材料对其性能的影响，并分析相关作用机理，得出以下结论：

（1）将脱硫石膏、磷石膏、氟石膏等作为石膏基自流平材料的石膏基料具有实用性和可行性，实现绿色环保、经济节能、资源化利用的目的。

（2）活性矿物掺合料可优化自流平材料中胶凝体系的颗粒级配，改善自流平材料的流动性和内部结构，从而提高力学性能和耐水性能。

（3）石膏基自流平材料掺入外加剂可优化其各项性能，充分改善流动性、粘聚性、保水性和耐磨性，提高力学性能，调节可操作时间等。目前关于石膏基自流平材料所用原材料对其性能影响的研究已取得较多成果，但存在一些不足之处，仍需继续深入研究。主要有：

（1）原材料对石膏基自流平材料耐水性能方面研究较少，有待深入研究。

（2）工业废弃物脱硫石膏、磷石膏、氟石膏等作为石膏基料时需考虑杂质的影响。