葛挺林
（ 江苏伟业集团， 江苏 常州 213161）
[ 摘要 ] 本文主要通过添加 CTF 混凝土增效剂， 进一步优化混凝土配比设计， 研究混凝土的性能和经济效益。 试配结果表明， 该增效剂在减少 10% ～ 15% 水泥用量的基础上， 能改善混凝土拌合物的和易性， 增强其保坍能力和可泵性， 混凝土 28d 抗压强度与基准样基本相当， 并可节约大量成本， 经济效益十分可观， 具有一定的推广应用价值。
[ 关键词 ] 增效剂 ； 配合比优化设计
1 前言
随着建筑行业的快速发展， 社会对建筑材料的需求提出了越来越高的要求， 不仅要满足设计要求和施工的可行性， 还要遵循可持续发展的要求。 混凝土仍然是目前使用比较广泛的一种建筑材料， 如何在保证混凝土强度要求的前提下， 同时也做好混凝土的节能降耗工作， 对混凝土行业的可持续发展具有很重要的现实意义[1-2] 。
P.K. Mehta 等认为[3] ， 在常规的环境下混凝土中有超过2% ～ 30% 左右的水泥水化反应不充分， 部分水泥不能发挥其应用功效， 只仅仅起到了一般填充料的作用。 广州市三骏建材科技有限公司生产的新型外加剂——CTF 混凝土增效剂具有增强水泥和矿物在混凝土中的分散效果， 使水泥水化更充分，节约水泥的功效， 同时又能保障混凝土的基本工作性能和强度。这种新型混凝土增效剂在混凝土中的广泛应用需要经过大量的实践来验证。
本文是在公司现行使用的配合比基础上， 结合广州市三骏建材科技有限公司提供的 CTF 混凝土增效剂使用建议对现行配合比进一步优化， 并对优化后的配合比进行经济效益分析。
2 原材料与试验方法
2.1 原材料
（1） 水泥
试验所用水泥的各项物理性能指标见表 1。
（2） 粉煤灰
选用的是泰州 I 级粉煤灰， 细度（ 0.045mm 筛余） 为 9.4% ，需水量比 94%， 烧失量 2.32%， SO 3 含量为 1.26%， 含水率 0.1%。
（3） 矿渣粉
选用三联S95 矿渣粉， 其比表面积为462m 2 /kg， 密度 2.89g/cm 2 ， 流动度比为 105%， 7d 活性指数为 76%， 28d 活性指数为 101%，含水率为 0.1%。
（4） 细骨料
试验采用特细砂、 中砂和人工砂三种砂进行搭配， 混合砂细度模数为 2.4， 筛底 8%， 含泥量 1.6%， 泥块含量 0.2%，表观密度为 2650kg/m 3 ， 堆积密度为 1550kg/m 3 。
（5） 粗骨料
粗骨料采用 5 ～ 16mm、 16 ～ 31.5mm 的碎石二种级配，二者比例为 3∶ 7， 混合后满足 5 ～ 31.5mm 的连续级配要求，含泥量为 0.4%， 泥块含量为 0.2%， 针片状颗粒含量 5.8%， 压碎值指标为 7.8%， 表观密度 2680kg/m 3 ， 堆积密度 1480kg/m 3 。
（6） 外加剂
试验采用的是 LP-2 复合高效减水剂， 减水率 >16%， 净浆流动度 >180mm。
（7） CTF 混凝土增效剂
由广州市三骏建材科技有限公司生产， 是一种以聚合物为主体的高效复合混凝土添加剂， 为半透明液体， 无毒无害、 无污染、 无放射性， 密度为 1.007g/cm 3 ， 氯离子和碱含量等对混凝土有害的成分均满足国家现行相关标准要求。
2.2 试验方法
（1） 试验目的
了解 CTF 混凝土增效剂的性能及使用方法， 通过基准样和对比样的比较， 评估该产品对混凝土综合性能的改善情况 ；进一步优化并提出实际应用时的参考配合比， 同时对性能基本接近的强度等级的混凝土进行成本分析。
（2） 试验方法
根据公司的原材料现状， 参照目前使用的配合比进行试验，比较拌合物的性能和硬化混凝土的抗压强度， 再根据试验结果， 对目前使用的配合比进行优化， 以优化后的配合比作为基准配合比， 在基准配合比的基础上， 设计掺 CTF 混凝土增效剂的配合比并进行试验， 比较拌合物工作性能和硬化混凝土的抗压强度， 综合比较后， 进一步对其经济成本进行分析。
3 试验过程及结果分析
3.1 公司 现行混凝土配合比及试验结果分析
（1） 公司现行混凝土配合比
在目前公司现行配合比中， 抽取使用量最大的 C30 泵送配合比作为基准配合比进行试验， 以加入 CTF 混凝土增效剂之后的配合比作为对比样， 对比样配合比在基准配合比的基础上，减少 10% 的水泥用量， 减少 12kg 的用水量， 并适当对骨料的用量进行调整， 保持密度与基准样基本接近。 具体配合比[4]见表 2。
（2） 试验结果与分析
试验中拌合物用量为 15L， 各材料称量好后按顺序倒入搅拌机， 机械搅拌两分钟后， 卸料， 测量新拌混凝土的坍落度， 观察其和易性（ 如包裹性、 流动性、 粘聚性和泌水等情况）。具体工作性能和硬化混凝土的抗压强度见表 3。
从表 3 可以看出， 加入 CTF 混凝土增效剂以后， 新拌混凝土性能有了较大的提高， 保坍能力得到明显加强， 改善了泌水情况。 新拌混凝土的稳定性得到提升， 进而也提高了混凝土的可泵性。
硬化混凝土标养试件的抗压强度， 由表 3 可以看出， 掺CTF 混凝土增效剂的混凝土早期强度略低于基准样， 28d 强度已略高于基准混凝土， 从强度发展情况看， 符合强度增长规律，强度增长率更为合理。
3.2 优化配合比及试验结果分析
将常用强度等级范围扩大， 对公司现行配合比进行优化，用优化后的配合比作为基准混凝土样， 优化后的配比在现有原材料的基础上几乎达到极限， 想要进一步降低成本， 必须采用新材料， 因此进行 CTF 增强剂试验， 掺 CTF 混凝土增效剂的配合比作为对比样， 强度等级范围为 C20 ～ C50， 基准样与对比样的具体配合比见表 4 所示。
按 3.1 中试验的搅拌方法， 在一个星期内完成以上配合比的试拌过程， 每一对强度等级所使用的原材料基本相同， 得到的新拌混凝土的工作性能如表 5 和图 1、 图 2 所示。
从表 5 可以看出优化配合比掺入 CTF 混凝土增效剂后，拌合物的和易性和保坍效果均得到一定提高， 泌水情况有所改善。 由图 1 和图 2 看出， 加入 CTF 混凝土增效剂之后， 混凝土1h 的坍落度损失值比基准样明显减少， 说明对比样具有良好的保坍性能， 且基准样与对比样凝结时间相差不大， CTF 混凝土增效剂对凝结时间没有影响。
图 3 所示为各强度等级混凝土在优化配比之后基准样与对比样在不同龄期的抗压强度值。 从图中可以看出， 硬化混凝土的早期抗压强度对比样比基准样略低， 28d 抗压强度已经与基准样基本相当， 且随着龄期的增长对比样强度增长规律呈良好发展趋势， 相对于基准样强度增长更合理。
3.3 经济成本情况分析
选用常用的 C30 和 C35 两个强度等级对其经济成本进行对照分析， 按公司现用配合比、 优化后配合比和掺入 CTF 混凝土增效剂之后的配合比进行对照。 其中以水泥单价 320 元 /吨， 矿粉 220 元 / 吨， 粉煤灰 120 元 / 吨， 黄砂综合价 45 元 /吨， 石子综合价 45 元 / 吨， 外加剂 1800 元 / 吨， CTF 混凝土增效剂 2700 元 / 吨来计， 计算出现用配合比与优化后配合比、加入 CTF 混凝土增效剂之后的配合比所用原材料的成本差价。
成本情况分析具体见表 6。
在优化后配比的基础上， CTF 还能进一步降低成本。
从表 6 可以看出， 优化配合比较公司现行配合比成本节约很可观， 掺 CTF 混凝土增效剂后的配合比与现行配合比成本相比较， 其成本差价更大， 与优化后的配合比相比也略有降低。优化后的配合比如不加入 CTF 混凝土增效剂已经很难再进一步降低成本。 因此， CTF 的加入有着很大的经济意义。 同时，在能保持基准强度的基础上， CTF 混凝土增效剂的加入由于改善了拌合物的和易性， 增加了保坍性能， 有利于泵送施工，其间接效益也是不可忽略的。 水泥价格上涨时， 该增效剂会更有吸引力， 值得推广应用。
4 试验结论
（1） 由于 CTF 混凝土增效剂为一类新型增效剂， 建议使用时， 先从降低 10% 水泥用量开始， 观察混凝土的性能， 然后根据使用情况可逐步降至 15% 水泥用量。
（2） CTF 混凝土增效剂作为一种混凝土的辅助添加剂，能改善混凝土拌合物的和易性， 增强其保坍能力和可泵性， 并在减少水泥用量 10%~15% 的情况下， 混凝土的 28d 抗压强度与基准样基本相当， 强度增长规律良好。
（3） CTF 混凝土增效剂的使用能减少 10% ～ 15% 的水泥用量， 经成本分析， 具有十分可观的经济效益， 其作为一种辅助添加剂值得推广应用。
参考文献
[1] 王振铎， 王伟， 王庆． 关于混凝土最小水泥用量的讨论 [J]． 混凝土， 2005，（ 2） .
[2] 周军， 许贤敏． 化学外加剂对粉煤灰混凝土坍落度的影 响 [J]． 吉林建材， 2007.
[3] P.K. Mehta， Paulo J.M. Monteiro． 混凝土结构、 性能和材 料 [M]． 中国电力出版社． 2008.
[4] 普通混凝土配合比设计规程 JGJ 55-2000， 中华人民共和 国行业标准． 中国建筑科学研究院． 2001.
[ 作者简介 ] 葛挺林（ 1967 －）， 男， 工程师， 江苏伟业混凝土集团技术总监， 主要从事混凝土技术工作。
[ 单位地址 ] 江苏省常州市武进区常武中路 6 号（ 213161）
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