CTF 混凝土增效劑對混凝土配合比的優化試驗

謝寧，韋增智，黃金田，潘亞波

（1. 廣西三駿建材科技有限公司，廣西　南寧　530000；2.廣西鼎盛混凝土有限公司，廣西　南寧　530000；3.廣州市三駿建材科技有限公司，廣東　廣州　511370）

CTF 混凝土增效劑對混凝土配合比的優化試驗

謝寧1，韋增智2，黃金田3，潘亞波3

（1. 廣西三駿建材科技有限公司，廣西南寧530000；2.廣西鼎盛混凝土有限公司，廣西南寧530000；3.廣州市三駿建材科技有限公司，廣東廣州511370）

本文針對攪拌站實際應用的原材料，并加入 CTF 混凝土增效劑進行混凝土配比優化對比試驗，以 C30、C40、C50等攪拌站常見的混凝土強度等級來驗證 CTF 混凝土增效劑的最佳摻量，以及其對混凝土綜合性能的影響，研究 CTF 按最佳摻量在不同水膠比下的強度關系并推算出達到設計強度要求時減少的膠材用量，并做了相應的成本分析。

CTF 混凝土增效劑；配合比優化；和易性

0　前言

CTF 混凝土增效劑是近年來出現的一種新型外加劑，其特點是在減少混凝土中水泥用量的同時改善混凝土和易性，有效減少混凝土裂紋，對混凝土施工性能和耐久性具有顯著的提升作用，并具備一定的經濟價值，目前已在全國各商混、管樁和構建等混凝土企業廣泛使用，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變的前提下，試驗不同摻量增效劑對混凝土強度的提高幅度以及工作性能的改善情況，確定增效劑的最佳摻量。在確定最佳摻量后，保持在用水量在一定范圍波動情況下，對比不同水膠比與強度的關系，得出摻 CTF 混凝土增效劑達到設計強度時可降低的膠凝材料用量，并做本分析。

1　原材料與試驗方法

1.1原材料

水泥： P?O 42.5 普通硅酸鹽水泥，其技術性能見表 1。

表1　水泥的物理性能

粉煤灰：Ⅱ 級粉煤灰，需水量比 102%，燒失量為4.1%，細度（0.045mm 方孔篩）為 13.2%。

礦粉：廣西某地 S95 級礦粉，比表面積為 400m2/kg，7d抗壓強度比為 82%，28d 抗壓強度比為 101%。

粗骨料：5～3 1.5 m m 連續級配，表觀密度為2720kg/m3，堆積密度 1510kg/m3，含泥量 0.3%，針片狀含量3%，壓碎值 14%。

細骨料：連續級配的山砂，表觀密度為 2650kg/m3，細度模數 Mx =2.8， 含泥量 1.8%。

減水劑： CSP-11 聚羧酸系緩凝型高性能減水劑，減水率為 27%，固含量 10.26%。

CTF 混凝土增效劑：廣州市三駿建材科技有限公司生產的一種以聚合物為主體的高效復合混凝土外加劑，產品為半透明無分層液體，密度為 (1.005±0.020)g/cm3，pH 值為(10.0±1.0)，不含氯離子等對混凝土有害的成分，摻量為膠凝材料的 0.4%～1.0%。

1.2配合比設計及試驗方法

（1）選用 C30、C40、C50 混凝土作為基準，CTF 混凝土增效劑分別按膠凝材料 0.4%、0.5%、0.6% 直接摻入上述混凝土配比中，作為對比樣，對比混凝土工作性能和強度的變化，最終確定 CTF 混凝土增效劑在混凝土中的最佳摻量，具體的混凝土配合比設計如表 2 所示。

表2　混凝土配合比

（2）在確定 CTF 的最佳摻量后，進行常用配合比C25～C60 試配。試驗中，保持用水量不變，適當增加水膠比，同時減少部分膠凝材料（以水泥為主），相應增加到細骨料中，保持砂率一致。通過調節砂率、用水量和減水劑摻量，確保混凝土基準與對比樣一致，配合比設計見表 3，觀察水膠比變化對強度的影響。

表3　不同水膠比試配設計表

2　試驗結果與分析

2.1最佳摻量

圖1　不同 CTF 增效劑摻量與混凝土 7d 強度關系

圖2　不同 CTF 增效劑摻量與混凝土 28d 強度關系

從表 2 及圖 1、圖 2 數據綜合分析來看，摻加 CTF 增效劑的混凝土強度都要明顯高于基準樣，從 7d 強度來看，在摻量為 0.4% 及 0.6% 時，強度均較好，28d 強度方面，0.5% 摻量最好，其次是 0.6% 摻量。

新拌混凝土出機工作性能方面，對比基準樣，摻入混凝土增效劑后，混凝土包裹性、流動性以及粘聚性方面都要明顯好于基準混凝土，整體泵送性能提升明顯。但 CTF 混凝土增效劑摻量為 0.6% 效果更佳，故按 0.6% 摻量作為下一步實驗的摻量。

2.2按 0.6% 的摻量做不同水膠比情況下和強度的相關性

根據以上水膠比與強度的試驗數據，繪制散點圖得出膠水比與 28d 強度的關系：y = -119.66x+ 108.62（y 為 28d 強度值，x 為水膠比），如圖 3 所示。

圖3　水膠比-強度散點圖

確定配比中各強度等級混凝土強度值的選取：從表 2 的試配中數據顯示未加增效劑的 28d 強度值是：40.8MPa/C30、51.8MPa/C40、64.5MPa/C50；基本為強度標準值的 130% 左右，故進行配合比選擇時以強度標準值的 130% 進行水膠比選取，計算出水膠比，見表 4。

表4　不同強度等級所需水膠比

2.3生產中水膠比及 CTF 優化配合比的確定

針對攪拌站 C25、C30、C35、C40、C45、C50、C60 混凝土生產現狀，可依據上述相關性公式計算得出不同強度等級的水膠比。在保證滿足設計強度的前提下，確定了 C25、C30、C35、C40、C45、C50、C60 水膠比分別為：0.64、0.58、0.53、0.47、0.42、0.36、0.31，同時參照試配時外加劑摻量、砂率、礦粉與粉煤灰的摻量，得出摻 CTF 混凝土增效劑后的優化配合比，見表 5。在確定按照表 5 配合比進行生產后，通過使用該站現有的原材料，經過較長時間的生產應用驗證，各強度等級的混凝土優化配合比不僅能保證混凝土工作性能和強度，而且生產過程穩定，混凝土外銷質量糾紛也明顯減少。

表5　不同強度等級混凝土確定最終配合比

3　成本分析

經過試驗確定混凝土各強度等級最終配合比后，CTF 混凝土增效劑摻量為 0.6%，按照該攪拌站該季節各原材料的單價，計算得出使用增效劑后各強度等級混凝土單方能節省的成本。見表 6 所示。從表 6 可以得出，CTF 混凝土增效劑的摻入，可以在一定程度上對不同強度等級混凝土成本降低，且隨著混凝土強度等級增加，節省的空間更大。

表6　單方混凝土在使用 CTF 增效劑后的成本分析

4　結論

（1）綜合比較混凝土強度和工作性能，CTF 混凝土增效劑在混凝土中比較合適的摻量為 0.6%。

（2）通過使用最佳摻量 CTF 混凝土增效劑，針對強度等級 C25、C30、C35、C40、C45、C50、C60 配合比，得出達到滿足設計強度時，水膠比分別為：0.64、0.58、0.53、0.47、0.42、0.36、0.31。

（3）加入了 CTF 混凝土增效劑后，對混凝土成本節約明顯，且隨著混凝土強度等級增加，更顯著。

[1] 李恒峰，徐川，唐修軍，等．CTF 混凝土增效劑在 C50 預應力橋梁中的應用[J]．商品混凝土，2011(7)：71-72．

[2] 舒懷珠．商品混凝土使用技術讀本[M]．北京：中國建材工業出版社，2012．

[3] 程臻赟． CTF 混凝土增效劑對混凝土耐久性的影響研究．甘肅水利水電技術，2012(8)：29-33.

[4] 潘亞波，楊陽．CTF 混凝土增效劑對水泥及混凝土性能影響研究[J]．商品混凝土，2013(9)：59-61.

[5] 梁海區，李青川，黃崇奕，等．大體積抗滲混凝土在雙擁大橋中發應用[J]．商品混凝土，2012(9)：60-62+74.

[6] 霍煥榮，王峰，姚榮光，等．CTF 混凝土增效劑應用技術總結[J]．商品混凝土，2012(9)：51-52.

［通訊地址］廣西省南寧市青秀區仙葫開發區（537000）

謝寧（1975-），男，工程師，主要從事商品混凝土技術、生產與混凝土外加劑方面的研究。