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0 前言
自流平地坪砂浆材料由于可以按设计要求，经济、高效地制作出平整、牢固的地面，而被越来越广泛的认可和应用。这类砂浆由于要求自流、自平，因而要求材料有很好的流动性及流动保持率，要达到此性能单靠塑化剂是不够的，还需要有其它材料提供辅助作用。考虑到粉煤灰是一种人工火山灰质材料，主要由晶体矿物和玻璃体组成，在经历了高温分解、烧结、熔融及冷却等过程后，玻璃体的结构在粉煤灰中占据了主要地位，晶体矿物则以石英、莫来石等为主，这种矿物组成使得粉煤灰具有独特的性质，同时粉煤灰的颗粒主要由玻璃珠、多孔玻璃体及碳粒组成，粒径极细，在0.001～0.1 mm，其粒径分布较窄，是一均质级配材料。经风选或磨细后的粉煤灰不但活性好，且由于其粒形效应，还可以降低需水量。因此，粉煤灰在砂浆/混凝土中有减水及提高流动性的作用。
1 原材料
粉煤灰：采用上海石洞口热电厂的干排Ⅱ级粉煤灰，需水量比105%，含水量低于1%，烧失量1.21%，其化学成分见表1。
海螺牌42.5 级普通硅酸盐水泥；鸭牌CA- 50J6 高铝水泥；河砂，含硅量86%，细度为70～140 目；其它添加剂及试验配方见表2，其中调整重钙粉的量以将整个配方的总量平衡到1 000。
2 试验结果
按JC/T 985—2005《地面用水泥基自流平砂浆》中相应的要求拌和、成型试件，测试流动度及拉伸、抗折、抗压强度。拌和时用水量固定为24%。
2.1 粉煤灰掺量对流动度的影响
在不同水泥用量的情况下，粉煤灰掺量对材料的流动性有轻微的影响，如图1。
从图1 可见，当水泥用量较低时（配方组成中占20%）增加粉煤灰掺量，流动度有降低趋势；中等水泥量时（配方组成占25%）粉煤灰掺量变化对流动度影响不明显；当水泥用量偏高时（配方组成占30%），增加粉煤灰掺量，材料的流动度有提高的趋势。但从流平后的表面效果看，添加粉煤灰后的材料表面普遍多孔，平整度很好，但表面细密度不高；尤其在水泥用量较低时，所形成的地坪表面1 d 的抗折强度只有2～3 N（ERISON 硬度笔测试，下同），而水泥量高于此用量时，1 d 的表面硬度可达到4～5 N，这可能是由于自流平地坪砂浆多是快干早强型，粉煤灰在此体系中没有得到较好的激发，活性没发挥，只起到了细填料的作用。粉煤灰是细、圆颗粒，一方面对材料的流动性提供正面影响，包括减轻泌水效应，另一方面使内部的气泡较快地传到表面，因而表面的气泡较多、较粗糙、不够细密。
2.2 粉煤灰掺量对拉伸强度的影响
此项测试中以丙烯酸乳液（SAF54） 加水稀释后作为底涂，在水泥板上刷涂2 遍，底涂自然干燥后，在其上浇测试试块，试块尺寸为50 mm×50 mm×10 mm，在标准条件下养护28d 后测试拉伸强度，结果见图2。测试中，试块的断裂面基本处于试块本体，显示材料本身的强度。
从图2 可见，粉煤灰掺量的变化对拉伸强度无明显影响，不同的水泥用量对材料的拉伸强度影响也很小。这主要是由于材料中掺有一定量的乳胶粉。存在于自流平材料中的乳胶粉对提高材料的内聚力（拉伸强度）有显著的作用，同时显著提高自流平材料对基面的粘着力，所以粘结正拉试验的破坏均发生在自流平材料或基面内，而不在界面处。
2.3 粉煤灰掺量对抗折、抗压强度的影响
此项测试中，我们单独评估不同水泥用量时，粉煤灰的掺量对不同龄期试块抗折、抗压强度的影响。
（1）较低水泥用量时粉煤灰掺量对材料抗折、抗压强度的影响，见图3 和图4。
从图3 可见，粉煤灰的掺量变化对抗折强度影响不明显，随着粉煤灰掺量增加，材料的1 d 和7 d 抗折强度相对稳定，只有28 d 抗折强度略有上升；而图4 中材料的1 d、7 d 和28d 抗压强度，随粉煤灰掺量增加也没有变化，说明粉煤灰对抗压强度没有贡献。
（2）中等水泥用量（配方组成占25%）时，粉煤灰掺量对材料抗折、抗压强度的影响，见图5 和图6。
从图5 可见，粉煤灰的掺量对抗折强度有一定的影响，随着粉煤灰量的增加，材料的1、7、28 d 的抗折强度都有一定的提高，但相对于7 d 的抗折强度时，28 d 的抗折强度没有增加反而有稍微下降，这可能是由于自流平砂浆快干早强系统，后期的强度没有增长。而图6 中1、7 和28 d 材料抗压强度随粉煤灰的掺量增加，有增长的趋势，而且7 d 和28 d 的增长趋势较明显，但从抗折强度的表现看，这部分强度的增长可能是由水泥进一步水化引起增长，而粉煤灰对其作用不太大。
（3）较高水泥用量（配方组成占30%）时，粉煤灰掺量对材料抗折、抗压强度的影响，见图7 和图8。
从图7 可见，粉煤灰掺量对抗折强度有影响，随着粉煤灰掺量增加，材料的1 d 和7 d 的抗折强度处于一个相对增长的状态，28 d 抗折强度处于波动状态，而且大部分时候低于7 d的抗折强度；而图8 中材料的1 d、7 d 和28 d 的抗压强度随粉煤灰掺量增加处于一个稳定的状态，说明在此条件下粉煤灰对抗压强度无贡献。
3 结论
（1）粉煤灰中含有大量的玻璃微珠，这些玻璃微珠对于自流平地坪砂浆的流动性有一定的帮助。同时粉煤灰的微粒效应有减水作用，还可以帮助自流平砂浆体系中的增稠材料，使较重的填料颗粒处于悬浮状态，并可以使浆体内气泡快速排出，所以粉煤灰有利于自流平材料操作性能的提高。
（2）自流平地坪砂浆大多是快干、早强体系。在这个体系中，胶凝材料要能够尽快发挥水化早强作用，而粉煤灰的火山灰作用需要较长的时间才能体现，同时自流平多是干养，这种条件下并不利于粉煤灰的化学作用发挥，粉煤灰对于自流平地坪砂浆最终的强度值几乎没有帮助。
