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(duì)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(guò)采用 BTC 外加劑對(duì)不同品種水泥凈漿和砂漿流動(dòng)度的影響進(jìn)行試驗(yàn)研究，以探明 BTC 對(duì)不同廠家膠凝材料的適應(yīng)性，同時(shí)試驗(yàn)就不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土、不同類型細(xì)骨料與 BTC 外加劑配合使用后對(duì)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(dòng)度及流動(dòng)度損失情況；同時(shí)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(xiàng)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(dòng)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(guò)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(guò)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(guó)內(nèi)混凝土生產(chǎn)企業(yè)對(duì)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(huì)產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。本試驗(yàn)通過(guò) BTC 外加劑對(duì)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(shí)就不同強(qiáng)度等級(jí)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(cè)

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?wèn)| P·O 42.5 水泥。

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

（3）粉煤灰（FA）：陽(yáng)邏電廠 Ⅱ 級(jí)粉煤灰，細(xì)度14.2%。

（4）碎石（G）：5～25mm 連續(xù)級(jí)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(cè)

根據(jù)和創(chuàng)新天公司提供的《BTC 功能型外加劑進(jìn)場(chǎng)檢測(cè)方法》的相關(guān)內(nèi)容，對(duì)外加劑進(jìn)行了如表 1 所示的勻質(zhì)性檢測(cè)項(xiàng)目。檢測(cè)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(cè)

2　BTC 外加劑對(duì)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?wèn)|等 4 個(gè)不同廠家生產(chǎn)的 P·O42.5 水泥進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，就摻入 BTC 和未摻入BTC 對(duì)于凈漿的初始流動(dòng)度及 1h 后的流動(dòng)度損失情況進(jìn)行試驗(yàn)研究，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表 2。

表2　水泥凈漿流動(dòng)度

試驗(yàn)表明：加入 BTC 后凈漿初始流動(dòng)度均有所提高，同時(shí) 1h 后的流動(dòng)度損失也有不同程度的改善作用。由此得出，BTC 外加劑對(duì)于水泥凈漿具有良好的工作性能優(yōu)化效果，同時(shí) BTC 外加劑后對(duì)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(dòng)度的相關(guān)檢測(cè)方法，另設(shè)置了下列砂漿檢測(cè)項(xiàng)目，就 BTC 外加劑對(duì)砂漿流動(dòng)度的影響進(jìn)行研究，研究結(jié)果見(jiàn)表 3。

表3　砂漿流動(dòng)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(dòng)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(dòng)度與基準(zhǔn)對(duì)照組基本相同，而在水泥用量減少 10% 后，BTC 組砂漿的流動(dòng)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(dòng)度。

3　BTC 外加劑對(duì)于不同強(qiáng)度等級(jí)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(jí)混凝土使用 BTC 前后，對(duì)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(jiàn)表 4。

表4　混凝土配合比

表 4 試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)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(shí)改善混凝土強(qiáng)度。

4　不同細(xì)度模數(shù)河砂對(duì)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(duì) BTC 的使用效果影響進(jìn)行研究。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)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(duì)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(duì)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(wú)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(duì)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(duì)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(duì)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(shí)補(bǔ)充粗集料的措施下，則對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(shí)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。

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楊坤（1982—），男，技術(shù)部主任，土木工程碩士。