BTC外加剂对混凝土性能的影响

杨坤

（湖北正星品材料科技有限公司，湖北 武汉 430000）

BTC外加剂对混凝土性能的影响

杨坤

（湖北正星品材料科技有限公司，湖北 武汉 430000）

本文通过采用 BTC 外加剂对不同品种水泥净浆和砂浆流动度的影响进行试验研究，以探明 BTC 对不同厂家胶凝材料的适应性，同时试验就不同强度等级混凝土、不同类型细骨料与 BTC 外加剂配合使用后对混凝土工作性能及力学性能的影响进行深入研究，以形成 BTC 外加剂的可行性应用论证。试验结果表明：采用 BTC 外加剂后能有效改善水泥净浆、砂浆的初始流动度及流动度损失情况；同时采用 BTC 外加剂与中砂配合使用后不仅能有效降低胶凝材料用量，而且能提高混凝土各项性能，优化生产成本。

混凝土；BTC 增效剂；水泥净浆、砂浆流动度

0　前言

BTC 混凝土外加剂作为一种新型的混凝土外加剂，其作用机理是通过提高水泥颗粒及矿物细集料的分散度，最大限度地激发每一单位水泥分子的作用，激发减水剂的性能，以实现降低水泥用量的情况下，仍可提高混凝土自身强度。在BTC 掺量为胶凝材料质量的 0.6% 情况下，可减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过原有基准混凝土强度，且混凝土工作性能可大幅改善。

然而由于目前国内混凝土生产企业对于 BTC 外加剂的性能特点及使用方法了解不足，故迄今只在少部分城市实现应用，鉴于该产品优异的性能特点，倘若能大规模推广将会产生巨大的社会效益和经济效益。本试验通过 BTC 外加剂对于不同水泥净浆、砂浆工作性能的影响进行深入研究，同时就不同强度等级混凝土、不同细度模数细骨料与 BTC 外加剂的使用适应性进行考察，为 BTC 的推广使用提供技术支持。

1　试验原材料及 BTC 性能检测

1.1试验原材料

（1）水泥（C）：华新 P·O 42.5 水泥、尖峰 P·O 42.5 水泥、海螺 P·O 42.5 水泥、亚东 P·O 42.5 水泥。

（2）矿粉（BFS）：华重 S95 级，流动度比 105%，7d活性 85%，28d 活性 98%。

（3）粉煤灰（FA）：阳逻电厂 Ⅱ 级粉煤灰，细度14.2%。

（4）碎石（G）：5～25mm 连续级配。

（5） 河砂（S）：细度模数 2.3、2.6 及 3.2 的河砂。

（6）外加剂：苏博聚羧酸减水剂（PC）。

1.2BTC 外加剂性能检测

根据和创新天公司提供的《BTC 功能型外加剂进场检测方法》的相关内容，对外加剂进行了如表 1 所示的匀质性检测项目。检测结果表明，BTC 外加剂试验样品满足厂控性能指标。

表1　BTC 匀质性检测

2　BTC 外加剂对于水泥净浆和砂浆的工作性能影响

2.1水泥净浆性能影响试验

试验分别采用华新、尖峰、海螺及亚东等 4 个不同厂家生产的 P·O42.5 水泥进行对比验证，就掺入 BTC 和未掺入BTC 对于净浆的初始流动度及 1h 后的流动度损失情况进行试验研究，试验结果见表 2。

表2　水泥净浆流动度

试验表明：加入 BTC 后净浆初始流动度均有所提高，同时 1h 后的流动度损失也有不同程度的改善作用。由此得出，BTC 外加剂对于水泥净浆具有良好的工作性能优化效果，同时 BTC 外加剂后对于不同厂家的水泥产品影响一致，具有良好的适应性。

2.2砂浆性能影响试验

参照净浆流动度的相关检测方法，另设置了下列砂浆检测项目，就 BTC 外加剂对砂浆流动度的影响进行研究，研究结果见表 3。

表3　砂浆流动度

在胶凝材料不变的情况下，与净浆试验结果相同，加入BTC 后砂浆流动度亦有所提高。在保持水灰比和标准砂用量不变的情况下，减少水泥用量 5% 后，水泥砂浆流动度与基准对照组基本相同，而在水泥用量减少 10% 后，BTC 组砂浆的流动度均出现小幅降低。由此可知，由于水泥胶砂的浆骨比较小，BTC 增效剂在胶凝材料小幅降低的情况依旧能改善砂浆流动度。

3　BTC 外加剂对于不同强度等级混凝土工作性能及力学性能的影响

试验就 C30、C40、C50 此四种不同强度等级混凝土使用 BTC 前后，对于混凝土工作性能及力学性能的影响进行考察。试验结果见表 4。

表4　混凝土配合比

表 4 试验结果表明，对比试验中在 C30 混凝土胶凝材料降低 30kg/m3，C40 混凝土胶凝材料降低 35kg/m3，C50 混凝土胶凝材料降低 40kg/m3，而保持水灰比不变的情况下，使用BTC 增效剂后（掺量 0.6%），均可实现保障混凝土工作性能基本一致的情况下，同时改善混凝土强度。

4　不同细度模数河砂对于 BTC 外加剂的使用效果影响研究

试验分别采用 2.1、2.6 及 3.2 三种不同细度模数的河砂，就河砂细度模数对 BTC 的使用效果影响进行研究。试验结果见表 5。

表5　不同细度模数河砂混凝土配合比

河砂细度模数对混凝土工作性能影响：在单一细度模数河砂情况下，试验分别采用了“基准配合”（-1）、“基准配合+BTC”（-2）和“基准配比降胶材+BTC”（-3）三种试验方案，以探明 BTC 的应用效果。

由表 5 可知，在同一细度模数河砂情况下，降低胶凝材料的情况下使用 BTC 外加剂后混凝土出机 1h 后工作性能与基准组基本一致，而不降低胶凝材料的情况下掺入 BTC 对于混凝土工作状态有明显的改善作用；在河砂细度模数不同情况下，随着河砂细度模数的提高，混凝土出机状态相同的情况下，其外加剂掺量逐渐降低，由于外加剂掺量降低后混凝土 1h 损失逐渐加大，故在此情况下掺入的 BTC 外加剂亦无法有效改善混凝土损失情况。为改善混凝土工作性能，建议在采用细砂或中砂情况下使用 BTC 增效剂。

由河砂细度模数对混凝土力学性能影响试验结果可知，在不降低胶凝材料总量的情况下使用 BTC 外加剂对于混凝土28d 强度均有提升作用；而在降低胶凝材料总量的情况下使用外加剂则随着河砂细度模数的降低对于混凝土强度的削弱作用越明显，这主要由于随着河砂细度模数的减小，其骨料的比表面积逐渐增大，故包裹在集料表面的浆体体积大幅减小，导致连接集料与集料间硬化浆体的厚度大幅降低，直接引发混凝土强度大幅降低。而粗砂本身的比表面积较小，在降低胶凝材料同时补充粗集料的措施下，则对于混凝土的强度影响较小，甚至还有提高作用。

5　结论

（1）BTC 外加剂对于不同生产厂家的水泥净浆和水泥砂浆的工作性均有良好的改善作用，其对于不同厂家的水泥产品均具有良好的使用适应性。

（2）在 C30、C40 及 C50 混凝土中胶凝材料分别降低30kg/m3、35kg/m3及 40kg/m3的情况下使用外加剂改善混凝土性能，均可实现不明显降低混凝土工作性能的情况下，使混凝土 28d 强度与对照组强度基本一致，其具有良好的经济效益。

（3）在不降低胶凝材料的情况下使用外加剂均可明显提高混凝土工作性能的和力学性能。

（4）对于采用不同细度模数河砂的混凝土配合比而言，在降低胶凝材料的情况下采用外加剂可明显优化采用细砂配合比混凝土的初始工作性能和 1h 坍落度损失情况，同时保障或甚至提高采用粗砂配制的混凝土的力学性能，而出于混凝土工作性能与力学性能兼顾的考虑，推荐 BTC 外加剂与中砂配合使用。

［通讯地址］湖北省湖北正星品材料科技有限公司（430000）

杨坤（1982—），男，技术部主任，土木工程硕士。