1. 研究目的与意义

1.研究背景及意义

近三十年来，随着经济建设脚步的加快，城镇化进程的不断推进，我国的建筑行业尤其是基础设施建设发展突飞猛进，水泥作为必要的建筑材料用量随之逐年攀升。从1985年开始，我国对于水泥的生产和使用已经稳居世界首位三十多年，据目前统计我国的水泥年产约占全世界的一半左右。另外，随着我国工业技术的不断进步，商场、地下车库、工业厂房等对于大面积水泥砂浆地面的需求逐渐增多。人们对于水泥砂浆的要求不再仅仅局限于强度等基本使用性能，对于能否适合于大面积摊铺作业更为看重，并且对于硬化后的砂浆表面的美观程度提出了更高的要求。在此背景下，水泥基和石膏基自流平砂浆应运而生。水泥基和石膏基自流平砂浆是一种以水泥和石膏作为基料的改性砂浆，恰好具备人们现在所需求的且普通水泥砂浆不具有的诸多优点。其在实际应用中，表现出非常突出的流动性和稳定性，且自身粘结性能较强，可以有效的避免砂浆出现泌水现象;作业面平整光滑，可直接被用作楼地面、工厂地面等。随着自流平砂浆制备方法的不断改善，成本逐渐的下降，在工业化、城镇化发展高速推动下，水泥基和石膏基自流平砂浆具有极高的研究价值和广阔的发展前景。

而为了进一步提高砂浆的使用性能和力学性能，干混砂浆中常掺加不同性能的外加剂。外加剂品种较多，常用的有纤维素醚、可再分散性乳胶粉、淀粉醚、聚羧酸减水剂、引气剂等。就目前而言，由于自流平砂浆对于施工性能的要求较高，在保持流动度的同时，往往会带来浆体离析泌水等等的问题，对砂浆的和易性和强度产生影响。因此，生产自流平砂浆的关键就是通过合适的外加剂，增强自流平砂浆的保水性能。为了实现这一目标，纤维素醚被大量应用于自流平砂浆的生产中。纤维素醚是纤维素的衍生物，其羟基被醚基所代替的化合物，分为阴离子型、阳离子型和非离子型，而离子型纤维素醚本身受钙离子的影响不稳定。在干混砂浆中最常用的是非离子型水溶性醚，生产的纤维素醚有甲基纤维素醚mc，羟丙基甲基纤维素醚hpmc，羟乙基甲基纤维素醚hemc，羟乙基纤维素醚hec，羟乙基乙基纤维素醚ehec等，每个厂家用量和种类各不相同，大多数复合外加剂厂家用的是hpmc和hec。纤维素醚作为预拌砂浆的一种主要添加剂，虽然添加量很低，但却能显著改善砂浆性能，可改善砂浆的稠度、工作性能、黏结性能以及保水性能等，在预拌砂浆领域有着非常重要的作用。纤维素资源丰富且具有可降解、价格低廉和不污染环境等特点。天然纤维素水溶性及耐腐蚀等性能较差，因此常对其进行改性以提高性能。纤维素及其改性物可与周围水分子通过氢键缔合，提高了聚合物本身的流体力学体积，从而提高了体系黏度，具有一定的悬浮能力。但该类物质作为水泥浆悬浮剂存在以下缺点：一是有较强的缓凝作用，会影响水泥浆稠化时间；二是引气作用，引入的气泡可起到悬浮作用但往往会使得强度降低。因此此类物质用作砂浆悬浮剂还需不断进行改进。^[]本文则基于此，详细研究纤维素醚在自流平砂浆中的应用性能，通过对纤维素醚进行改性来提高外加剂的质量以满足施工要求。

2.国内外研究现状

2.1自流平砂浆研究现状

2. 研究内容和预期目标

3.毕业论文的研究内容

水泥和石膏自流平是近年来国内研究和应用迅猛发展的特种砂浆材料，已大量进入工装和家装市场。自流平材料突出的特点是出色的流平性能，但高流动性易造成离析和泌水，从而影响到材料的使用性能。一般纤维素醚是自流平材料必须采用的保水增稠材料，用以解决离析泌水问题，但通常又会导致流动性的损失。为解决这一矛盾，如何采用纤维素醚，在保持料浆稳定性、悬浮性的同时，又对流动性不产生显著的影响是材料厂家最关心的课题。本课题以常见的自流平材料为基体，在研究不同纤维素醚作用特性的基础上，研究不同改性材料的作用和效果，以期为自流平材料的实际生产提供可能的解决方案。

主要研究内容如下：

1.不同纤维素醚在自流平砂浆中的应用性能。选择典型的水泥自流平和石膏自流平组成，研究不同种类纤维素醚掺量对自流平砂浆流动性、悬浮性、力学性能的影响。

3. 研究的方法与步骤

5.毕业论文的原材料、研究步骤、实验方法

5.1原材料

水泥：海螺P.O 42.5水泥、北极熊42.5硫铝酸盐水泥

石膏：安徽含山硬石膏、硕强石膏

重钙：凯威尔400#

砂：140-200#河砂

外加剂：赛贸N511胶粉、赛贸PC—13减水剂、赛璐泰科酒石酸、赛贸R783消泡剂、赛贸G200石膏缓凝剂

纤维素醚：400粘度HPMC、6000粘度HPMC、40000粘度HPMC、

300粘度HEC、6000粘度HEC

水：自来水

5.2研究步骤

5.2.1确定基准水泥和石膏自流平砂浆配比

通过查阅文献和实验来确定未掺入纤维素醚的基准自流平砂浆配比。

具体配比如下

5.2.2不同纤维素醚在自流平砂浆中的应用性能研究

选择6k粘度羟丙基甲基纤维素醚、400粘度羟丙基甲基纤维素醚和

6k粘度羧甲基纤维素醚、300粘度羧甲基纤维素醚

四种典型的纤维素醚。研究不同掺量、不同种类、不同粘度纤维素醚对自流平砂浆的性能影响。实验过程如下表。

根据实验结果。测定

①自流平砂浆的初始流动度，30min流动度。

②观察其泌水离析情况和砂浆粘度。

③测试砂浆悬浮性和凝结时间。

④制作试块成型,测试抗折抗压等力学性能。

根据结果分析不同种类纤维素醚掺量对自流平砂浆流动性、悬浮性、力学性能的影响。

5.2.3纤维素醚的改性研究

选择触变剂、水溶胶等改性组分

①研究不同掺量的触变剂、水溶胶对自流平砂浆流动性、悬浮性、力学性能的影响。

②结合不同纤维素醚对自流平砂浆改性过程中展现的特点，选定流动性好的纤维素醚组成A和悬浮性好的纤维素醚组成B与触变剂、水溶胶。

③在②的基础上进行复掺基本思路是：将流动性好的组成与悬浮性好的组成结合。按照不同配比最终获得优化改性组成方案。

5.2.4改性纤维素醚应用的流变性和显微结构

①使用流变仪器测试改性纤维素醚对自流平砂浆的流变性能所产生的影响。

②通过XRD、光学显微镜等手段测试掺入改性纤维素醚后硬化砂浆的物相组成，观察水化后晶体的结晶状态。结合流变性和显微结构，探索改性剂的作用机理。

5.3实验方法

①砂浆的拌制：石膏基砂浆按照JC/T 1023—2007石膏基自流平砂浆国家标准，水泥基砂浆按照JC/T 985—2017水泥基自流平砂浆国家标准进行拌制。使用的搅拌机应当满足JC/T 681的规定。

②砂浆流动度测定： 取内径(30±0.1)mm，高(500±1)mm的金属空心圆柱体试模在面积大于300 mam×300 mm的平板玻璃进行试验。将流动度试模水平放置在测试板中央，测试板表面平整光洁、无水滴。把制备好的试样装入流动度试模后，刮去试模上口多余的浆料后，在2s内垂直向上提升50m~100mm，保持10s~15s使试样自由流动。试件制备完成后开始计时，4 min后，测两个垂直方向的直径，取其算术平均值作为测定值即为初始流动度。

将搅拌完成后的同批试样在搅拌器内静置20min，再低速搅拌15s，测定两个垂直方向的直径，收其算术平均值作为测定值即为水泥基自流平砂浆的20min流动度。同样操作改为静置30min即为石膏基自流平砂浆的30min流动度。

③凝结时间测定：称取(300±0.1)g试样,按初始流动度用水量加水,制备料浆。将制备好的料浆倒入环形试模中,按JC/T 17669.4—1999中第7章进行测定。

④砂浆悬浮性测定：取 100mL 砂浆装于量筒中（量筒规格32mmX36mmX248mm）静置，将量筒封口防止水分蒸发。之后每隔 0． 5 h 观察其析水率及沉降体积，记录其析水率来判定砂浆悬浮性能。

⑤抗压，抗折强度测试：

石膏基砂浆：称取(3000±1)g试样,按初始流动度用水量加水,制备料浆。将料浆灌入预先涂有一层脱模剂的强度试模内,料浆充满后用刮平刀刮平,待试件终凝后1 h内脱模,同时制备二组试件。试件在标准试验条件下静至(24±0.5)h,其中一组按GB/T 17669.3—1999中第5章的规定进行24 h抗压抗折强度试验。另一组移至烘箱,在(40士2)℃电热鼓凤干燥箱中烘干至恒量;烘干后的试件应在标准试验条件下冷却至室温,按GB/T 17669.3—1999第5章的规定进行绝干抗压抗折强度测定。

水泥基砂浆：拌合好的试样按GB/T 17671规定制备试件，无需振动，24h和28d强度各一组试件，每组试件3个。24 h后脱模，按GB/T 17671测定24 h 抗压和抗折强度，其余脱模后的试件在标准试验条件下继续养护至28 d龄期,测定其抗折和抗压强度。

⑥泌水离析测试：目测

⑦流变性测试：按照选定的改性纤维素醚配置好自流平砂浆，和作为哦对照实验的基准砂浆。加水拌合后均匀后立即使用流变仪器进行流变性能测试。通过测量不同剪切速率下，剪应力和粘度的变化，得到粘度曲线。

4. 参考文献

[1]水泥浆悬浮剂研究进展油田化学2014,2

[2]moonen.l.fdg gypsum and self-levelling floor screeds.proceedings of the intermational conference on environmental impications of con struction with waste maerials[j]. maastricht ,1991:10-14.

[3]朱海霞石膏基自流平砂浆的技术进展研究新型建筑材料2016（4）

5. 计划与进度安排

第一阶段（第1～2周）：2月28日～3月14日

文献检索，原料准备、论文开题，写出开题报告；

第二阶段（第3～9周）：3月15日～5月2日