BTC外加劑對混凝土性能的影響

楊坤

（湖北正星品材料科技有限公司，湖北 武漢 430000）

BTC外加劑對混凝土性能的影響

楊坤

（湖北正星品材料科技有限公司，湖北 武漢 430000）

本文通過采用 BTC 外加劑對不同品種水泥凈漿和砂漿流動度的影響進(jìn)行試驗(yàn)研究，以探明 BTC 對不同廠家膠凝材料的適應(yīng)性，同時試驗(yàn)就不同強(qiáng)度等級混凝土、不同類型細(xì)骨料與 BTC 外加劑配合使用后對混凝土工作性能及力學(xué)性能的影響進(jìn)行深入研究，以形成 BTC 外加劑的可行性應(yīng)用論證。試驗(yàn)結(jié)果表明：采用 BTC 外加劑后能有效改善水泥凈漿、砂漿的初始流動度及流動度損失情況；同時采用 BTC 外加劑與中砂配合使用后不僅能有效降低膠凝材料用量，而且能提高混凝土各項性能，優(yōu)化生產(chǎn)成本。

混凝土；BTC 增效劑；水泥凈漿、砂漿流動度

0　前言

BTC 混凝土外加劑作為一種新型的混凝土外加劑，其作用機(jī)理是通過提高水泥顆粒及礦物細(xì)集料的分散度，最大限度地激發(fā)每一單位水泥分子的作用，激發(fā)減水劑的性能，以實(shí)現(xiàn)降低水泥用量的情況下，仍可提高混凝土自身強(qiáng)度。在BTC 摻量為膠凝材料質(zhì)量的 0.6% 情況下，可減少原混凝土配合比中水泥用量 8%～15%，但仍能使混凝土保持甚至超過原有基準(zhǔn)混凝土強(qiáng)度，且混凝土工作性能可大幅改善。

然而由于目前國內(nèi)混凝土生產(chǎn)企業(yè)對于 BTC 外加劑的性能特點(diǎn)及使用方法了解不足，故迄今只在少部分城市實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，鑒于該產(chǎn)品優(yōu)異的性能特點(diǎn)，倘若能大規(guī)模推廣將會產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。本試驗(yàn)通過 BTC 外加劑對于不同水泥凈漿、砂漿工作性能的影響進(jìn)行深入研究，同時就不同強(qiáng)度等級混凝土、不同細(xì)度模數(shù)細(xì)骨料與 BTC 外加劑的使用適應(yīng)性進(jìn)行考察，為 BTC 的推廣使用提供技術(shù)支持。

1　試驗(yàn)原材料及 BTC 性能檢測

1.1試驗(yàn)原材料

（1）水泥（C）：華新 P·O 42.5 水泥、尖峰 P·O 42.5 水泥、海螺 P·O 42.5 水泥、亞東 P·O 42.5 水泥。

（2）礦粉（BFS）：華重 S95 級，流動度比 105%，7d活性 85%，28d 活性 98%。

（3）粉煤灰（FA）：陽邏電廠 Ⅱ 級粉煤灰，細(xì)度14.2%。

（4）碎石（G）：5～25mm 連續(xù)級配。

（5） 河砂（S）：細(xì)度模數(shù) 2.3、2.6 及 3.2 的河砂。

（6）外加劑：蘇博聚羧酸減水劑（PC）。

1.2BTC 外加劑性能檢測

根據(jù)和創(chuàng)新天公司提供的《BTC 功能型外加劑進(jìn)場檢測方法》的相關(guān)內(nèi)容，對外加劑進(jìn)行了如表 1 所示的勻質(zhì)性檢測項目。檢測結(jié)果表明，BTC 外加劑試驗(yàn)樣品滿足廠控性能指標(biāo)。

表1　BTC 勻質(zhì)性檢測

2　BTC 外加劑對于水泥凈漿和砂漿的工作性能影響

2.1水泥凈漿性能影響試驗(yàn)

試驗(yàn)分別采用華新、尖峰、海螺及亞東等 4 個不同廠家生產(chǎn)的 P·O42.5 水泥進(jìn)行對比驗(yàn)證，就摻入 BTC 和未摻入BTC 對于凈漿的初始流動度及 1h 后的流動度損失情況進(jìn)行試驗(yàn)研究，試驗(yàn)結(jié)果見表 2。

表2　水泥凈漿流動度

試驗(yàn)表明：加入 BTC 后凈漿初始流動度均有所提高，同時 1h 后的流動度損失也有不同程度的改善作用。由此得出，BTC 外加劑對于水泥凈漿具有良好的工作性能優(yōu)化效果，同時 BTC 外加劑后對于不同廠家的水泥產(chǎn)品影響一致，具有良好的適應(yīng)性。

2.2砂漿性能影響試驗(yàn)

參照凈漿流動度的相關(guān)檢測方法，另設(shè)置了下列砂漿檢測項目，就 BTC 外加劑對砂漿流動度的影響進(jìn)行研究，研究結(jié)果見表 3。

表3　砂漿流動度

在膠凝材料不變的情況下，與凈漿試驗(yàn)結(jié)果相同，加入BTC 后砂漿流動度亦有所提高。在保持水灰比和標(biāo)準(zhǔn)砂用量不變的情況下，減少水泥用量 5% 后，水泥砂漿流動度與基準(zhǔn)對照組基本相同，而在水泥用量減少 10% 后，BTC 組砂漿的流動度均出現(xiàn)小幅降低。由此可知，由于水泥膠砂的漿骨比較小，BTC 增效劑在膠凝材料小幅降低的情況依舊能改善砂漿流動度。

3　BTC 外加劑對于不同強(qiáng)度等級混凝土工作性能及力學(xué)性能的影響

試驗(yàn)就 C30、C40、C50 此四種不同強(qiáng)度等級混凝土使用 BTC 前后，對于混凝土工作性能及力學(xué)性能的影響進(jìn)行考察。試驗(yàn)結(jié)果見表 4。

表4　混凝土配合比

表 4 試驗(yàn)結(jié)果表明，對比試驗(yàn)中在 C30 混凝土膠凝材料降低 30kg/m3，C40 混凝土膠凝材料降低 35kg/m3，C50 混凝土膠凝材料降低 40kg/m3，而保持水灰比不變的情況下，使用BTC 增效劑后（摻量 0.6%），均可實(shí)現(xiàn)保障混凝土工作性能基本一致的情況下，同時改善混凝土強(qiáng)度。

4　不同細(xì)度模數(shù)河砂對于 BTC 外加劑的使用效果影響研究

試驗(yàn)分別采用 2.1、2.6 及 3.2 三種不同細(xì)度模數(shù)的河砂，就河砂細(xì)度模數(shù)對 BTC 的使用效果影響進(jìn)行研究。試驗(yàn)結(jié)果見表 5。

表5　不同細(xì)度模數(shù)河砂混凝土配合比

河砂細(xì)度模數(shù)對混凝土工作性能影響：在單一細(xì)度模數(shù)河砂情況下，試驗(yàn)分別采用了“基準(zhǔn)配合”（-1）、“基準(zhǔn)配合+BTC”（-2）和“基準(zhǔn)配比降膠材+BTC”（-3）三種試驗(yàn)方案，以探明 BTC 的應(yīng)用效果。

由表 5 可知，在同一細(xì)度模數(shù)河砂情況下，降低膠凝材料的情況下使用 BTC 外加劑后混凝土出機(jī) 1h 后工作性能與基準(zhǔn)組基本一致，而不降低膠凝材料的情況下?lián)饺?BTC 對于混凝土工作狀態(tài)有明顯的改善作用；在河砂細(xì)度模數(shù)不同情況下，隨著河砂細(xì)度模數(shù)的提高，混凝土出機(jī)狀態(tài)相同的情況下，其外加劑摻量逐漸降低，由于外加劑摻量降低后混凝土 1h 損失逐漸加大，故在此情況下?lián)饺氲?BTC 外加劑亦無法有效改善混凝土損失情況。為改善混凝土工作性能，建議在采用細(xì)砂或中砂情況下使用 BTC 增效劑。

由河砂細(xì)度模數(shù)對混凝土力學(xué)性能影響試驗(yàn)結(jié)果可知，在不降低膠凝材料總量的情況下使用 BTC 外加劑對于混凝土28d 強(qiáng)度均有提升作用；而在降低膠凝材料總量的情況下使用外加劑則隨著河砂細(xì)度模數(shù)的降低對于混凝土強(qiáng)度的削弱作用越明顯，這主要由于隨著河砂細(xì)度模數(shù)的減小，其骨料的比表面積逐漸增大，故包裹在集料表面的漿體體積大幅減小，導(dǎo)致連接集料與集料間硬化漿體的厚度大幅降低，直接引發(fā)混凝土強(qiáng)度大幅降低。而粗砂本身的比表面積較小，在降低膠凝材料同時補(bǔ)充粗集料的措施下，則對于混凝土的強(qiáng)度影響較小，甚至還有提高作用。

5　結(jié)論

（1）BTC 外加劑對于不同生產(chǎn)廠家的水泥凈漿和水泥砂漿的工作性均有良好的改善作用，其對于不同廠家的水泥產(chǎn)品均具有良好的使用適應(yīng)性。

（2）在 C30、C40 及 C50 混凝土中膠凝材料分別降低30kg/m3、35kg/m3及 40kg/m3的情況下使用外加劑改善混凝土性能，均可實(shí)現(xiàn)不明顯降低混凝土工作性能的情況下，使混凝土 28d 強(qiáng)度與對照組強(qiáng)度基本一致，其具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

（3）在不降低膠凝材料的情況下使用外加劑均可明顯提高混凝土工作性能的和力學(xué)性能。

（4）對于采用不同細(xì)度模數(shù)河砂的混凝土配合比而言，在降低膠凝材料的情況下采用外加劑可明顯優(yōu)化采用細(xì)砂配合比混凝土的初始工作性能和 1h 坍落度損失情況，同時保障或甚至提高采用粗砂配制的混凝土的力學(xué)性能，而出于混凝土工作性能與力學(xué)性能兼顧的考慮，推薦 BTC 外加劑與中砂配合使用。

［通訊地址］湖北省湖北正星品材料科技有限公司（430000）

楊坤（1982—），男，技術(shù)部主任，土木工程碩士。