CTF 混凝土增效剂对混凝土配合比的优化试验

2015-12-20谢宁韦增智黄金田潘亚波

商品混凝土 2015年3期

关键词：增效剂水胶强度

谢宁，韦增智，黄金田，潘亚波

（1. 广西三骏建材科技有限公司，广西　南宁　530000；2.广西鼎盛混凝土有限公司，广西　南宁　530000；3.广州市三骏建材科技有限公司，广东　广州　511370）

CTF 混凝土增效剂对混凝土配合比的优化试验

谢宁1，韦增智2，黄金田3，潘亚波3

（1. 广西三骏建材科技有限公司，广西南宁530000；2.广西鼎盛混凝土有限公司，广西南宁530000；3.广州市三骏建材科技有限公司，广东广州511370）

本文针对搅拌站实际应用的原材料，并加入 CTF 混凝土增效剂进行混凝土配比优化对比试验，以 C30、C40、C50等搅拌站常见的混凝土强度等级来验证 CTF 混凝土增效剂的最佳掺量，以及其对混凝土综合性能的影响，研究 CTF 按最佳掺量在不同水胶比下的强度关系并推算出达到设计强度要求时减少的胶材用量，并做了相应的成本分析。

CTF 混凝土增效剂；配合比优化；和易性

0　前言

CTF 混凝土增效剂是近年来出现的一种新型外加剂，其特点是在减少混凝土中水泥用量的同时改善混凝土和易性，有效减少混凝土裂纹，对混凝土施工性能和耐久性具有显著的提升作用，并具备一定的经济价值，目前已在全国各商混、管桩和构建等混凝土企业广泛使用，且口碑良好[1-6]。

本文主要研究 C30、C40、C50 泵送混凝土在保持原配合比不变的前提下，试验不同掺量增效剂对混凝土强度的提高幅度以及工作性能的改善情况，确定增效剂的最佳掺量。在确定最佳掺量后，保持在用水量在一定范围波动情况下，对比不同水胶比与强度的关系，得出掺 CTF 混凝土增效剂达到设计强度时可降低的胶凝材料用量，并做本分析。

1　原材料与试验方法

1.1原材料

水泥： P•O 42.5 普通硅酸盐水泥，其技术性能见表 1。

表1　水泥的物理性能

粉煤灰：Ⅱ 级粉煤灰，需水量比 102%，烧失量为4.1%，细度（0.045mm 方孔筛）为 13.2%。

矿粉：广西某地 S95 级矿粉，比表面积为 400m2/kg，7d抗压强度比为 82%，28d 抗压强度比为 101%。

粗骨料：5～3 1.5 m m 连续级配，表观密度为2720kg/m3，堆积密度 1510kg/m3，含泥量 0.3%，针片状含量3%，压碎值 14%。

细骨料：连续级配的山砂，表观密度为 2650kg/m3，细度模数 Mx =2.8，含泥量 1.8%。

减水剂： CSP-11 聚羧酸系缓凝型高性能减水剂，减水率为 27%，固含量 10.26%。

CTF 混凝土增效剂：广州市三骏建材科技有限公司生产的一种以聚合物为主体的高效复合混凝土外加剂，产品为半透明无分层液体，密度为 (1.005±0.020)g/cm3，pH 值为(10.0±1.0)，不含氯离子等对混凝土有害的成分，掺量为胶凝材料的 0.4%～1.0%。

1.2配合比设计及试验方法

（1）选用 C30、C40、C50 混凝土作为基准，CTF 混凝土增效剂分别按胶凝材料 0.4%、0.5%、0.6% 直接掺入上述混凝土配比中，作为对比样，对比混凝土工作性能和强度的变化，最终确定 CTF 混凝土增效剂在混凝土中的最佳掺量，具体的混凝土配合比设计如表 2 所示。

表2　混凝土配合比

（2）在确定 CTF 的最佳掺量后，进行常用配合比C25～C60 试配。试验中，保持用水量不变，适当增加水胶比，同时减少部分胶凝材料（以水泥为主），相应增加到细骨料中，保持砂率一致。通过调节砂率、用水量和减水剂掺量，确保混凝土基准与对比样一致，配合比设计见表 3，观察水胶比变化对强度的影响。

表3　不同水胶比试配设计表

2　试验结果与分析

2.1最佳掺量

图1　不同 CTF 增效剂掺量与混凝土 7d 强度关系

图2　不同 CTF 增效剂掺量与混凝土 28d 强度关系

从表 2 及图 1、图 2 数据综合分析来看，掺加 CTF 增效剂的混凝土强度都要明显高于基准样，从 7d 强度来看，在掺量为 0.4% 及 0.6% 时，强度均较好，28d 强度方面，0.5% 掺量最好，其次是 0.6% 掺量。

新拌混凝土出机工作性能方面，对比基准样，掺入混凝土增效剂后，混凝土包裹性、流动性以及粘聚性方面都要明显好于基准混凝土，整体泵送性能提升明显。但 CTF 混凝土增效剂掺量为 0.6% 效果更佳，故按 0.6% 掺量作为下一步实验的掺量。

2.2按 0.6% 的掺量做不同水胶比情况下和强度的相关性

根据以上水胶比与强度的试验数据，绘制散点图得出胶水比与 28d 强度的关系：y = -119.66x+ 108.62（y 为 28d 强度值，x 为水胶比），如图 3 所示。

图3　水胶比-强度散点图

确定配比中各强度等级混凝土强度值的选取：从表 2 的试配中数据显示未加增效剂的 28d 强度值是：40.8MPa/C30、51.8MPa/C40、64.5MPa/C50；基本为强度标准值的 130% 左右，故进行配合比选择时以强度标准值的 130% 进行水胶比选取，计算出水胶比，见表 4。

表4　不同强度等级所需水胶比

2.3生产中水胶比及 CTF 优化配合比的确定

针对搅拌站 C25、C30、C35、C40、C45、C50、C60 混凝土生产现状，可依据上述相关性公式计算得出不同强度等级的水胶比。在保证满足设计强度的前提下，确定了 C25、C30、C35、C40、C45、C50、C60 水胶比分别为：0.64、0.58、0.53、0.47、0.42、0.36、0.31，同时参照试配时外加剂掺量、砂率、矿粉与粉煤灰的掺量，得出掺 CTF 混凝土增效剂后的优化配合比，见表 5。在确定按照表 5 配合比进行生产后，通过使用该站现有的原材料，经过较长时间的生产应用验证，各强度等级的混凝土优化配合比不仅能保证混凝土工作性能和强度，而且生产过程稳定，混凝土外销质量纠纷也明显减少。

表5　不同强度等级混凝土确定最终配合比

3　成本分析

经过试验确定混凝土各强度等级最终配合比后，CTF 混凝土增效剂掺量为 0.6%，按照该搅拌站该季节各原材料的单价，计算得出使用增效剂后各强度等级混凝土单方能节省的成本。见表 6 所示。从表 6 可以得出，CTF 混凝土增效剂的掺入，可以在一定程度上对不同强度等级混凝土成本降低，且随着混凝土强度等级增加，节省的空间更大。