許富，楊元霞

（中南大學(xué)土木建筑學(xué)院，湖南 長沙 410083）

CTF混凝土增效劑對(duì)純水泥砂漿性能的影響

許富，楊元霞

（中南大學(xué)土木建筑學(xué)院，湖南 長沙 410083）

本文主要研究新型外加劑——CTF混凝土增效劑在砂漿中的適宜摻量、與減水劑的適應(yīng)性及對(duì)砂漿重要參數(shù)指標(biāo)的影響。通過合理的配合比設(shè)計(jì)，試驗(yàn)結(jié)果表明，CTF混凝土增效劑對(duì)純水泥砂漿的性能改善作用顯著，其適宜摻量為水泥用量的0.6%～0.8%；與同水泥適應(yīng)性良好減水劑的適應(yīng)性同樣優(yōu)越，并與聚羧酸系高效減水劑的適應(yīng)性更好；在不同水灰比和水泥用量的情況下，CTF混凝土增效劑對(duì)砂漿流動(dòng)度及力學(xué)性能的影響呈現(xiàn)出一些共同規(guī)律。

CTF混凝土增效劑；砂漿；摻量；適應(yīng)性；性能

1 引言

水泥基建筑材料作為最重要且應(yīng)用最為廣泛的建筑材料，其自身及與之相關(guān)的各項(xiàng)研究在行業(yè)內(nèi)也廣泛開展，并已取得很多有實(shí)用價(jià)值的研究成果。如各種工業(yè)廢料廢渣的循環(huán)利用，各種改善材料工作性能、力學(xué)性能及耐久性能外加劑的研究等。

目前，市場上出現(xiàn)了一種全新的外加劑——CTF混凝土增效劑，將該增效劑與礦物摻合料或減水劑一起摻入到水泥基材料中，在保持甚至提高水泥基材料各項(xiàng)性能的基礎(chǔ)上可減少水泥的用量，具有顯著節(jié)能增效的作用。

鑒于此，本文對(duì)純水泥基砂漿開展研究。研究了CTF混凝土增效劑（以下簡稱CTF）在使用中的三大關(guān)鍵參數(shù)——使用摻量、同減水劑適應(yīng)性和直摻影響。力求為研究CTF的應(yīng)用打好理論基礎(chǔ)，對(duì)建筑節(jié)能做出貢獻(xiàn)。

2 原材料

表1 水泥的物理性能

表2 水泥的化學(xué)成分

（1）水泥：采用湖南寧鄉(xiāng)兆山水泥廠生產(chǎn)的P·O42.5水泥，其物理性能和化學(xué)成分分別見表1和表2。

（2）砂：采用湘江河砂（中砂），細(xì)度模數(shù)2.4，含泥量0.3%，表觀密度2.65g/cm3，級(jí)配合格。

（3）減水劑：采用聚羧酸系高效減水劑（中鐵三局?jǐn)嚢枵竟こ逃茫┖洼料蹈咝p水劑（佛山產(chǎn)），均為水劑，無沉淀。

（4）CTF混凝土增效劑：采用廣州市三駿建材科技公司生產(chǎn)的以聚合物為主體的高效復(fù)合添加劑，型號(hào)為CTF-6#樣，半透明液體，無沉淀。該CTF混凝土增效劑的勻質(zhì)性指標(biāo)通過生產(chǎn)廠家的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（Q / SJJCKJ 1-2009）。

（5）水：飲用自來水。

3 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

在本文試驗(yàn)研究中，CTF單獨(dú)使用或同減水劑一起復(fù)合使用時(shí)，其用量在相應(yīng)的總用水量中應(yīng)減去；在整個(gè)試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中，灰砂比采用1∶2或略小于1∶2，不變動(dòng)砂的用量（砂量均為1000g）；減水劑和CTF的摻量均以水泥用量為基數(shù)計(jì)算。

試驗(yàn)中涉及到的測試手段為：砂漿攪拌、成型、養(yǎng)護(hù)及力學(xué)性能檢測均參照《水泥膠砂強(qiáng)度檢測方法》（GB/T 17671-1999）；砂漿流動(dòng)度檢測采用“跳桌法”，方法詳見《水泥膠砂流動(dòng)度測定方法》（GB/T 2419-2005）。

3.1 摻量試驗(yàn)

本試驗(yàn)主要是確定CTF的適宜摻量。試驗(yàn)避開減水劑的干擾，依據(jù)水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度和用水量進(jìn)行砂漿配合比設(shè)計(jì)，砂漿配合比詳見表3。

CTF適宜摻量的選取確定標(biāo)準(zhǔn)為：以CTF對(duì)新拌砂漿流動(dòng)度增大的影響及對(duì)砂漿28d力學(xué)性能提高的影響共同平衡考慮。

表3 摻量試驗(yàn)砂漿配合比

3.2 適應(yīng)性試驗(yàn)

本試驗(yàn)?zāi)康氖桥袛郈TF同減水劑的適應(yīng)性。

試驗(yàn)首先通過“水泥凈漿流動(dòng)度”法（方法詳見《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》（GB8077-2000））檢測水泥同減水劑的相容性，確定所用減水劑是否同水泥具有良好的適應(yīng)性。該相容性試驗(yàn)配合比采用300g水泥、105g水及相應(yīng)摻量的減水劑，其中減水劑的水劑部分需在用水量中減去。

其次，采用兩種水灰比（0.3、0.35）的方案設(shè)計(jì)來檢測CTF同減水劑的適應(yīng)性，配合比詳見表4。

CTF同減水劑適應(yīng)性的判斷確定標(biāo)準(zhǔn)為：固定減水劑摻量，適應(yīng)性更好的應(yīng)當(dāng)對(duì)流動(dòng)度和力學(xué)性能的增大更具影響。

表4 適應(yīng)性試驗(yàn)砂漿配合比

3.3 CTF混凝土增效劑對(duì)純水泥砂漿性能影響試驗(yàn)

本試驗(yàn)?zāi)康氖茄芯緾TF的摻入對(duì)砂漿的流動(dòng)度及力學(xué)性能的影響。

依據(jù)3.1和3.2確定的CTF適宜摻量和適應(yīng)性最佳的減水劑為基礎(chǔ)進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)采取兩種水灰比（0.4和0.3）的方案設(shè)計(jì)，每個(gè)水灰比系列有四個(gè)對(duì)比試驗(yàn)組，配合比詳見表5。

表5 直摻試驗(yàn)砂漿配合比

4 試驗(yàn)結(jié)果及分析

4.1 摻量試驗(yàn)

（1）由于調(diào)整至同CL0-1一致的流動(dòng)度，為170mm，則用水量和水灰比會(huì)有所變化，見圖1和圖2。圖中表明：隨著CTF單獨(dú)摻量的增加砂漿流動(dòng)度增大，直至摻量0.6%之后趨于穩(wěn)定。另外，由于水泥用量減少，而達(dá)到相同流動(dòng)度相對(duì)需更多用水量，CL10系列的水灰比明顯高于CL0系列，CL10-5及之后試驗(yàn)組的水灰比已經(jīng)接近于CL0-1。

（2）CTF摻量同砂漿28d力學(xué)性能之間的關(guān)系如圖3和圖4所示。CTF的摻入對(duì)砂漿抗壓強(qiáng)度的影響比對(duì)抗折強(qiáng)度的影響顯著；對(duì)比圖2和圖4表明，單摻CTF的砂漿抗壓強(qiáng)度與水灰比呈反比關(guān)系。在CL-10系列中，CTF摻量達(dá)到0.6%以上的試驗(yàn)組力學(xué)性能已接近于CL0-1。同時(shí)也說明CTF的摻入“彌補(bǔ)”了因水泥的減少帶來的性能上的降低。

（3）綜合考慮CTF摻量對(duì)砂漿流動(dòng)度和力學(xué)性能的影響，摻入CTF的砂漿性能發(fā)生了顯著變化，當(dāng)摻量在0.6%-0.8%范圍內(nèi)時(shí)達(dá)到3.1要求的CTF適宜摻量選取標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合經(jīng)濟(jì)性考慮，本文的后續(xù)試驗(yàn)均取0.6%作為試驗(yàn)用CTF摻量。

4.2 適應(yīng)性試驗(yàn)

（1）水泥與減水劑相容性試驗(yàn)結(jié)果見圖5和圖6。圖中，T0指按規(guī)定制度攪拌結(jié)束后立即試驗(yàn)的凈漿流動(dòng)度系列，T30指攪拌結(jié)束后30分鐘再進(jìn)行試驗(yàn)的凈漿流動(dòng)度系列。根據(jù)凈漿流動(dòng)度改善明顯、用量少、凈漿流動(dòng)度損失少的適應(yīng)性判定依據(jù)，可認(rèn)為聚羧酸減水劑和萘系減水劑同試驗(yàn)用水泥的適應(yīng)性良好；二者的變化趨勢基本一致，即凈漿流動(dòng)度隨減水劑摻量增大直至飽和。聚羧酸系高效減水劑的飽和摻量取1.4%，萘系高效減水劑的飽和摻量取2.4%。

（2）適應(yīng)性試驗(yàn)中測得的砂漿流動(dòng)度見表6?？梢钥闯鰞煞N減水劑同CTF的復(fù)合作用都較好，對(duì)砂漿流動(dòng)性均有增大影響；且CTF同聚羧酸系復(fù)合表現(xiàn)出的作用大于同萘系復(fù)合，這可能與減水劑自身的減水效果和作用機(jī)理有關(guān)。

（3）圖7為3d和28d時(shí)砂漿抗折抗壓強(qiáng)度比的情況。此處抗折和抗壓強(qiáng)度比指相應(yīng)齡期相應(yīng)試驗(yàn)組萘系抗折或抗壓強(qiáng)度同聚羧酸系的比值。由圖可知，萘系減水劑的基準(zhǔn)砂漿強(qiáng)度略低于聚羧酸系，并隨著CTF的摻入（空白摻入及減10%水泥摻入），萘系減水劑的強(qiáng)度降低幅度有增大趨勢。

（4）綜合考慮CTF同減水劑復(fù)合后對(duì)砂漿工作性能和力學(xué)性能的影響，再依據(jù)3.2提到的判斷標(biāo)準(zhǔn)，可確定聚羧酸系高效減水劑同CTF的適應(yīng)性更好。

4.3 CTF混凝土增效劑對(duì)純水泥砂漿性能影響試驗(yàn)

（1）砂漿流動(dòng)度試驗(yàn)結(jié)果見表7。從兩個(gè)基準(zhǔn)組的流動(dòng)度對(duì)比來看，在減少10%水泥用量并保持相同水灰比的情況下，砂漿流動(dòng)度降低極為顯著；而摻入CTF后的試驗(yàn)組，均在原基準(zhǔn)基礎(chǔ)上明顯增大，尤其是減少10%水泥用量的試驗(yàn)組，效果更加顯著。

表6 適應(yīng)性試驗(yàn)砂漿配合比

（2）另外，圖8和圖9的抗折、抗壓強(qiáng)度分析表明，CTF的摻入對(duì)抗折強(qiáng)度的影響較小，基本都在7%以內(nèi)，但對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響卻較為顯著。且在水泥略顯“不足”的情況下（減少了水泥用量10%之后），在各齡期CTF對(duì)砂漿性能的幫助作用比水泥“充足”時(shí)均更加明顯，并隨著齡期的增長而增大。這可能是由于ZC-10%基準(zhǔn)組的水泥基砂漿體系中水泥漿的不足，造成了內(nèi)部缺陷較多，材料整理密實(shí)度不夠，力學(xué)性能較低，且該組試驗(yàn)在拌合中也顯得較為干澀，甚至有未包裹砂和露砂情況。而摻入CTF的ZC-10%試驗(yàn)組，在CTF的分散作用下使得水泥漿相對(duì)飽滿，包裹性得到加強(qiáng)，對(duì)水泥“不足”起到彌補(bǔ)作用。

表7 直摻試驗(yàn)砂漿配合比

5 結(jié)論

（1）CTF用于砂漿時(shí)的適宜摻量為水泥用量的0.6%～0.8%；

（2）CTF同聚羧酸系和萘系高效減水劑均具有較好的適應(yīng)性，其中以與聚羧酸系高效減水劑的適應(yīng)性猶佳；

（3）CTF對(duì)砂漿流動(dòng)度有一定的增大影響，可明顯改善砂漿工作性能；

（4）CTF的摻入對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響比對(duì)抗折強(qiáng)度的影響顯著，特別是在“缺少”足夠水泥的情況下，CTF發(fā)揮的作用更大。

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Effect of CTF concrete synergist on properties of pure cement mortar

(Xu Fu, Yang Yuanxia)
(School of Civil Engineering and Architecture Central South University, Hunan Changsha 410083)

In this paper, the effect of a new admixture—CTF concrete synergist on properties of pure cement mortar was researched. Including the appropriate content of CTF and the adaptability with various types of superplasticizers. Through the reasonable design of mix proportions, the results showed that: CTF for the pure cement mortar has a significant effect on the improvements of its performances, the appropriate dosage should be 0.6%～0.8% of cement content. The adaptability with superplasticizers should be well when the superplasticizers have a good adaptation with the cement, and even better with polycarboxylate superplasticizer. In the case of different water-cement ratio and different cement content, it shows some common laws on f uidity and mechanical properties of mortar with CTF.

CTF concrete synergistic; mortar; dosage; adaptability; property

許富（1987-），男，中南大學(xué)土木建筑學(xué)院在讀研究生。

[單位地址]湖南省長沙市中南大學(xué)鐵道學(xué)院1舍534室（410083）