CTF混凝土增效劑對純水泥砂漿性能的影響

許富，楊元霞

（中南大學土木建筑學院，湖南 長沙 410083）

CTF混凝土增效劑對純水泥砂漿性能的影響

許富，楊元霞

（中南大學土木建筑學院，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、與減水劑的適應性及對砂漿重要參數(shù)指標的影響。通過合理的配合比設計，試驗結果表明，CTF混凝土增效劑對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%；與同水泥適應性良好減水劑的適應性同樣優(yōu)越，并與聚羧酸系高效減水劑的適應性更好；在不同水灰比和水泥用量的情況下，CTF混凝土增效劑對砂漿流動度及力學性能的影響呈現(xiàn)出一些共同規(guī)律。

CTF混凝土增效劑；砂漿；摻量；適應性；性能

1 引言

水泥基建筑材料作為最重要且應用最為廣泛的建筑材料，其自身及與之相關的各項研究在行業(yè)內也廣泛開展，并已取得很多有實用價值的研究成果。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性能的基礎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）在使用中的三大關鍵參數(shù)——使用摻量、同減水劑適應性和直摻影響。力求為研究CTF的應用打好理論基礎，對建筑節(jié)能做出貢獻。

2 原材料

表1 水泥的物理性能

表2 水泥的化學成分

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

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

（3）減水劑：采用聚羧酸系高效減水劑（中鐵三局攪拌站工程用）和萘系高效減水劑（佛山產），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的以聚合物為主體的高效復合添加劑，型號為CTF-6#樣，半透明液體，無沉淀。該CTF混凝土增效劑的勻質性指標通過生產廠家的企業(yè)標準（Q / SJJCKJ 1-2009）。

（5）水：飲用自來水。

3 試驗方案設計

在本文試驗研究中，CTF單獨使用或同減水劑一起復合使用時，其用量在相應的總用水量中應減去；在整個試驗方案設計中，灰砂比采用1∶2或略小于1∶2，不變動砂的用量（砂量均為1000g）；減水劑和CTF的摻量均以水泥用量為基數(shù)計算。

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

3.1 摻量試驗

本試驗主要是確定CTF的適宜摻量。試驗避開減水劑的干擾，依據(jù)水泥的標準稠度和用水量進行砂漿配合比設計，砂漿配合比詳見表3。

CTF適宜摻量的選取確定標準為：以CTF對新拌砂漿流動度增大的影響及對砂漿28d力學性能提高的影響共同平衡考慮。

表3 摻量試驗砂漿配合比

3.2 適應性試驗

本試驗目的是判斷CTF同減水劑的適應性。

試驗首先通過“水泥凈漿流動度”法（方法詳見《混凝土外加劑勻質性試驗方法》（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性。該相容性試驗配合比采用300g水泥、105g水及相應摻量的減水劑，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）的方案設計來檢測CTF同減水劑的適應性，配合比詳見表4。

CTF同減水劑適應性的判斷確定標準為：固定減水劑摻量，適應性更好的應當對流動度和力學性能的增大更具影響。

表4 適應性試驗砂漿配合比

3.3 CTF混凝土增效劑對純水泥砂漿性能影響試驗

本試驗目的是研究CTF的摻入對砂漿的流動度及力學性能的影響。

依據(jù)3.1和3.2確定的CTF適宜摻量和適應性最佳的減水劑為基礎進行試驗。試驗采取兩種水灰比（0.4和0.3）的方案設計，每個水灰比系列有四個對比試驗組，配合比詳見表5。

表5 直摻試驗砂漿配合比

4 試驗結果及分析

4.1 摻量試驗

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

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

（3）綜合考慮CTF摻量對砂漿流動度和力學性能的影響，摻入CTF的砂漿性能發(fā)生了顯著變化，當摻量在0.6%-0.8%范圍內時達到3.1要求的CTF適宜摻量選取標準。結合經濟性考慮，本文的后續(xù)試驗均取0.6%作為試驗用CTF摻量。

4.2 適應性試驗

（1）水泥與減水劑相容性試驗結果見圖5和圖6。圖中，T0指按規(guī)定制度攪拌結束后立即試驗的凈漿流動度系列，T30指攪拌結束后30分鐘再進行試驗的凈漿流動度系列。根據(jù)凈漿流動度改善明顯、用量少、凈漿流動度損失少的適應性判定依據(jù)，可認為聚羧酸減水劑和萘系減水劑同試驗用水泥的適應性良好；二者的變化趨勢基本一致，即凈漿流動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）適應性試驗中測得的砂漿流動度見表6。可以看出兩種減水劑同CTF的復合作用都較好，對砂漿流動性均有增大影響；且CTF同聚羧酸系復合表現(xiàn)出的作用大于同萘系復合，這可能與減水劑自身的減水效果和作用機理有關。

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

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

4.3 CTF混凝土增效劑對純水泥砂漿性能影響試驗

（1）砂漿流動度試驗結果見表7。從兩個基準組的流動度對比來看，在減少10%水泥用量并保持相同水灰比的情況下，砂漿流動度降低極為顯著；而摻入CTF后的試驗組，均在原基準基礎上明顯增大，尤其是減少10%水泥用量的試驗組，效果更加顯著。

表6 適應性試驗砂漿配合比

（2）另外，圖8和圖9的抗折、抗壓強度分析表明，CTF的摻入對抗折強度的影響較小，基本都在7%以內，但對抗壓強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對砂漿性能的幫助作用比水泥“充足”時均更加明顯，并隨著齡期的增長而增大。這可能是由于ZC-10%基準組的水泥基砂漿體系中水泥漿的不足，造成了內部缺陷較多，材料整理密實度不夠，力學性能較低，且該組試驗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%試驗組，在CTF的分散作用下使得水泥漿相對飽滿，包裹性得到加強，對水泥“不足”起到彌補作用。

表7 直摻試驗砂漿配合比

5 結論

（1）CTF用于砂漿時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性，其中以與聚羧酸系高效減水劑的適應性猶佳；

（3）CTF對砂漿流動度有一定的增大影響，可明顯改善砂漿工作性能；

（4）CTF的摻入對抗壓強度的影響比對抗折強度的影響顯著，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，中南大學土木建筑學院在讀研究生。

[單位地址]湖南省長沙市中南大學鐵道學院1舍534室（410083）