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浅谈石膏基自流平的潜在风险

   2022-03-17 1820
核心提示:一年多来,石膏基自流平砂浆来势汹汹,在室内找平领域,大有“席卷天下一笔收”的气势。笔者对石膏基自流平有一定了解,对此趋势忧心忡忡。提笔之前,颇多忌惮,如实陈述石膏基自流平的风险,必将得罪一部分人。“须知国破家何在,岂有舟沉橹独浮。”如果行业受损,每个从业者都是受害者。义不容辞,还是写下了这篇常识性的认知文章,但愿此文能引起弹性地板从业者对石膏基自流平的警惕之心。

一年多来,石膏基自流平砂浆来势汹汹,在室内找平领域,大有“席卷天下一笔收”的气势。笔者对石膏基自流平
有一定了解,对此趋势忧心忡忡。提笔之前,颇多忌惮,如实陈述石膏基自流平的风险,必将得罪一部分人。“须知
国破家何在,岂有舟沉橹独浮。”如果行业受损,每个从业者都是受害者。义不容辞,还是写下了这篇常识性的认知
文章,但愿此文能引起弹性地板从业者对石膏基自流平的警惕之心。

1.石膏基砂浆与水泥基砂浆的区别

水泥基砂浆主要分为两类:硅酸盐水泥砂浆与三元水泥砂浆。

硅酸盐水泥砂浆以硅酸盐水泥为胶凝材料,最终水化产物为水化硅酸钙。

三元水泥砂浆不同于普通硅酸盐水泥砂浆,以铝酸盐水泥或硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥、硫酸钙(石膏)三者共同
水化,主要水化产物为钙矾石。石膏在此只是提供硫酸根离子,与石膏基砂浆的原理完全不同。

石膏基砂浆以半水石膏或者无水石膏(碱激发)为胶凝材料,最终水化产物为二水石膏。

2.石膏基砂浆在室内的应用

石膏基砂浆在室内建材的应用颇为广泛,石膏墙面抹灰、石膏嵌缝膏、内墙腻子等等,用于干燥而透气的室内环境。

3.石膏天然的怕潮湿特性

石膏砂浆的水化产物为二水石膏,天性怕潮湿,遇到潮湿强度下降,极端情况成为一滩泥的状态。

4.石膏基找平层存在的逻辑

因为人工昂贵、技工短缺、建筑砂暴涨、监管缺位等原因,细石混凝土找平层普遍性劣质不合格。石膏基砂浆找平
层(自流平)有着施工速度特别快(与传统细石混凝土相比)的优势,成本也不高。所以迅速乘虚而入,在室内
找平层的应用领域汹涌推进。

5.石膏原料

目前国内石膏基找平层所用石膏主要来自两类工业废弃物:电厂脱硫石膏和磷石膏。东部沿海地区主要使用电厂
脱硫石膏,中部和西南地区主要使用磷石膏。氟石膏和钛石膏因加工困难,在建材领域的应用较少。

电厂脱硫石膏和磷石膏经过高温加工成半水石膏。根据加工方式不同分为α石膏和β石膏,目前加工成品以β石膏
为主,成本更低。因为原料石膏的品质差异极大和加工水平的不稳定,加工后的半水石膏矿物相波动很大,主要
产生强度的半水相含量有多少?不确定!不稳定!

6.石膏基自流平(找平砂浆)技术标准

国内的石膏基自流平原行业性技术标准为JC/T1023-2007,修订后的JC/T1023-2020于今年发布。

目前的标准对长期强度只有一个说辞:绝干强度。养护完毕的试块,经过40℃高温鼓风烘箱长时间烘干,至重量
不再下降,测量强度。

 B001.JPG



石膏基自流平的强度是实验室条件下烘干得出的,实际施工现场不可能提供如此完美的干燥条件。未达到“绝干”条
件,每增加0.5%的含水率,石膏自流平强度会发生什么样的变化?国内并无相关研究。

7.国内石膏基自流平砂浆的现状
国内石膏基自流平规模化起源的时间并不久,大概在2019年下半年。2019年11月,笔者开始对弹性地板行业的从
业者发出石膏基找平层风险的预警。

目前石膏基找平层的主要制造商是当年的外保温砂浆厂、腻子厂、喷涂墙面抹灰石膏厂,也有不少水泥基自流平
厂家开始生产石膏基自流平。

石膏基自流平分为两个技术路径:有砂找平和无砂找平。

所谓“有砂自流平”就是石膏大概占一半,另一半是砂子和重钙。为了增加体系碱性和强度,添加了少量的硅酸盐水泥。
有砂自流平加水比例一般为24%~30%。

所谓的“无砂找平”就是不加砂子和重钙等填料,绝大部分为石膏,加了少量硅酸盐水泥和微量添加剂。无砂自流
平加水比例一般为40%以上。极端情况的劣质产品加水量达到60%,如此高的加水量是为了节省减水剂,降低成
本并且获得自来水般的流淌性。

无砂自流平中最极端的是在搅拌的时候加入发泡剂,成为发泡石膏,完全抛弃强度。


 B002.JPG

上图为国内石膏基自流平典型的配方构架



8.石膏自流平在弹性地板之下的风险

8.1潮湿的风险及水的来源



8.1.1干燥过程的残留水

石膏怕水,这是先天物性,无法改变。石膏基自流平越厚,干燥速度越慢。欧洲的厚层找平采用水泥基的半干砂浆,因
为石膏厚层干燥速度实在太慢了,比硅酸盐水泥更慢。根据欧洲石膏自流平工厂和国内相关实验室测试数据,石膏基自
流平每毫米厚度,至少需要1天的干燥时间。大多数石膏基自流平表面浮浆较厚,石膏基自流平表面的浮浆致密,对干
燥时间的影响极大。

目前国内的厚层石膏自流平有两种常见做法:

无砂+有砂的两层做法,下层采用低强度无砂自流平,厚度较大。上层采用有砂石膏自流平,强度稍微高一些,厚度较
薄。这种做法有两层浮浆,更不利于干燥。(以下两张图片为笔者在现场见到此种做法所采用的实物)


 B003.JPG

笔者在武汉某现场见到的无砂自流平↑


 B004.JPG

笔者在武汉某现场见到的有砂自流平↑


发泡无砂+无砂的两层做法,下层采用发泡无砂自流平,厚度较大,强度极差,穿高跟鞋行走,鞋跟可能陷入其中。
上层采用无砂石膏自流平,厚度较薄。这种做法同样有两层浮浆,不利于干燥。

从半水石膏到二水石膏的反应,理论上反应所需水量不到半水石膏重量的20%。有砂石膏自流平以50%的半水石膏计算,
每袋20公斤内含有10公斤的半水石膏,1公斤的硅酸盐水泥,理论上只需要2公斤左右的水做水化反应。而这一袋石膏基
自流平的加水量却是5公斤,其中2公斤用于水化,3公斤需要蒸发至大气中。

以无砂石膏自流平为例,情况更可怕:

无砂石膏自流平以90%的半水石膏计算,每袋20公斤内含有18公斤的半水石膏,2公斤的硅酸盐水泥,理论上只需要4公
斤左右的水做水化反应。而这一袋石膏基自流平的加水量却是12公斤,其中4公斤用于水化,8公斤需要蒸发至大气中。

做个假设:

某项目需要施工6公分厚度的石膏自流平,其中5公分无砂石膏自流平,1公分有砂石膏自流平。

无砂石膏自流平以60%加水量计算(装饰公司找来的自流平大多是这样的),每平米用量大约60公斤自流平,36公斤水。
表面一层有砂自流平1公分厚度,自流平15公斤,水3.75公斤,每平米的水,加起来差不多40公斤!其实至少25公斤要
蒸发到大气中。25公斤水,蒸发需要多久?

8.1.2楼板和水泥找平层的可蒸发水

钢筋混凝土楼板干燥至含水率平衡状态,需要一年甚至数年时间(不同厚度、不同地区,差异很大)。楼板中微量的水
汽进入石膏基自流平,对石膏基自流平而言是摧毁性的。

做个假设:

20厘米厚度的楼板,每平米最少450公斤,就算1%的水以气态进入石膏自流平,那也是4.5公斤。5公分厚度的石膏自流
平,每平米重量以70公斤计算,就算石膏基自流平在铺设地面覆盖物之前,达到绝干强度,就这4.5公斤水,足以使石膏
自流平含水率超标,超过千分之六。

8.1.3石膏自流平对潮湿极度敏感

石膏自流平自身的残留水和基层残留水已经足够摧毁石膏自流平的强度,无需后期的外来水。石膏基自流平对潮湿非常
敏感,试想一下,在潮湿的石膏基自流平之上,铺设一层不透气的弹性地板后,水汽向上,逐渐聚集在地板之下,石膏
强度下降,或许有些区域下陷,有些区域上升(人流踩踏的结果);或许石膏自流平表面成为烂泥状态。


B005.JPG

此图片为石膏自流平铺装PVC卷材之后,出现问题的初期状态。

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揭开地板,粘合剂粘连一层石膏粉末。

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石膏自流平强度丧失后的状态

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石膏自流平强度丧失后的状态

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石膏自流平强度丧失后的状态

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石膏自流平强度丧失后的状态

 

8.2两层石膏自流平之间的脱层风险非常大

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B012.JPG

浮浆不仅阻碍水汽蒸发,更容易导致脱层。



9.含水率达标:

硅酸盐水泥的细石混凝土找平层,含水率达到允许铺设弹性地板和满刮胶实木地板的达标值为≤2%和≤1.8%(TKB技术
规范,碳化钙测试法,分别对应非采暖地坪和采暖地坪)。石膏基自流平含水率达到允许铺设弹性地板和满刮胶实木地
板的达标值为≤0.5%(TKB技术规范,碳化钙测试法)。


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以上数据为欧洲某知名自流平企业在实验室得出的石膏基自流平干燥速度。


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以上两张图片为武汉某幼儿园项目,完工一个月的石膏基自流平实测含水率,平均厚度30mm


10.石膏自流平在其他地面覆盖物之下的风险

石膏基自流平之上铺设地砖和石材,薄层粘合剂铺装,风险巨大,百分百出问题。瓷砖粘结剂是一种硅酸盐水泥基砂浆,
遇到石膏表面,产生钙矾石,必定与石膏脱层。

石膏基自流平表面铺设锁扣多层实木地板,潮湿可能导致石膏基自流平下陷和上升,导致木地板变形。

SPC锁扣地板的基板长期遇到潮湿,也有变形的风险。

11.石膏自流平在欧洲的应用情况

欧洲的石膏基自流平有两个主要特点:

施工厚度较薄,主流企业的产品,一般而言,3mm厚度,干燥时间24小时,每增加1毫米,增加24小时干燥时间。

欧洲的厚层找平,采用水泥基半干砂浆,绝不会使用干燥时间极长的石膏基自流平。

用于干燥基层,比如木地板之上、木质基板(欧松板)之上、做过潮气隔绝处理的水泥基之上。

欧洲的石膏原料加工水平高,上游石膏品质稳定,下游应用技术成熟。但是石膏基自流平在欧洲也是小众应用,限制很
多。东欧地区使用较为普遍,但是绝对数量还是低于水泥级产品。

12.中欧石膏基自流平的技术差距

国内低端半水石膏的加工技术水平较低,不适合作为石膏自流平的原料。而高端半水α石膏价格价高,作为石膏基自流
平的原料,比同等强度的水泥基自流平成本高很多。欧洲的半水α石膏就没有低端货。这是国情导致的差距,需要很多
年才能弥合差距。

对石膏基自流平应用的理解,需要一代技术人员静心研究

石膏基自流平的配方水平,在原材料和应用理解都解决以后,配方水平自然而然会提升

13.石膏基自流平二次水化的风险:

目前国内的石膏基自流平并不是纯石膏,为了强度和碱性,添加了一部分硅酸盐水泥。硅酸盐水泥与石膏可能产生二次
水化,二次水化的后果就是自流平丧失强度,极端情况下变成粉末。二次水化与硅酸盐水泥占比有关,与石膏矿物相有
关,与潮湿也有关,反应条件极为复杂,很难控制。一旦发生,整个地坪崩溃。

外墙外保温系统,在欧洲非常成熟,在国内被各地相关部门禁止,究其原因,反智主义式创新,反科学的创新,出问题
太多了。前些年常常看到新闻,某某小区的外墙脱落,砸坏车、砸伤人。石膏基自流平目前非理性的推广,反智反科学,
正在复制外墙外保温的毁灭之路。

如果石膏基自流平有未来,肯定不是目前这种混乱状态。国内石膏基自流平的未来发展之路一定和欧洲类似,高品质的
α石膏为原料,主打薄层应用,在干燥的地坪系统使用,轻载低人流量环境使用。


 
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