早强剂
出自 MBA智库百科(https://wiki.mbalib.com/)
目录 |
什么是早强剂[1]
早强剂是指加速混凝土早期强度发展，并对后期强度无显著影响的外加剂。早强剂可以在常温、低温荷负温(不低于-5℃)条件下加速混凝土的硬化过程，多用于冬季施工和抢修工程。
早强剂的性能和适用范围[2]
早强剂是指能加速混凝土早期强度发展的外加剂。主要作用机理是加速水泥水化速度，加速水化产物的早期结晶和沉淀。主要功能是缩短混凝土施工养护期，加快施工进度，提高模板的周转率。
- 早强剂适用范围：
(1)早强剂适用于蒸养混凝土及常温、低温和最低温度不低于-5℃环境中施工的有早强要求的混凝土工程。炎热环境条件下不宜使用早强剂。
(2)掺人混凝土后对人体产生危害或对环境产生污染的化学物质不得用做早强剂。含有六价铬盐、亚硝酸盐等有害成分的早强剂严禁用于饮水工程及与食品相接触的工程。硝铵类不得用于办公、居住等建筑工程。
早强剂的分类[1]
早强剂主要有无机盐类（氯盐类、磷酸盐类）和有机胺及有机－无机的复合物三大类。
(一)氯盐类早强剂
氯盐类早强剂主要有氯化钙、氯化钾、氯化铝及三氯化铁等，其中以氯化钙应用最广。氯化钙为白色粉末状物，其适宜掺量为水泥质量的0.5％～1.0％，能使混凝土3d强度提高50％～10％，7d强度提高20％～40％，同时能降低混凝土 中水的冰点，防止混凝土早期受冻。
采用氯化钙作早强剂，最大的缺点使含有Cl-离子，会使钢筋锈蚀，并导致混凝土开裂。为了抑制氯化钙对钢筋的锈蚀作用， 常将氯化钙与阻锈剂亚硝酸钠（NaNO2)复合作用。
(二)硫酸盐类早强剂
硫酸盐类早强剂，主要有硫酸钠、硫代硫酸钙、硫酸铝、硫酸铝钾等，其中硫酸钠应用较多。硫酸钠为白色粉状物，一般掺量为0.5％～2.0％，当掺量为1％～1.5％时，达到混凝土设计强度70％的时间可缩短一半左右。
硫酸钠对钢筋无锈蚀作用，适用于不允许掺用氯盐的混凝土。但由于它与氢氧化钙作用生成强碱NaOH,为防止碱骨料反应，硫酸钠严禁用于含有活性骨料的混凝土，同时应注意不能超量掺加，以免导致混凝土产生后期膨胀开裂破坏，并防止混凝土表面产生“白霜”。
(三)有机胺类早强剂
有机胺类早强剂主要有三乙醇胺、三异丙醇胺等，其中早强效果以三乙醇胺为佳。
三乙醇胺为无色或淡黄色油状液体，呈碱性，能溶于水。掺量为水泥质量的0.02％～0.05％，能使混凝土早期强度提高。三乙醇胺对混凝土稍有缓凝作用，掺量过多会造成混凝土严重缓凝 和混凝土强度下降，故应严格控制掺量。
新型早强剂的研究与开发[3]
1.研究基础与现状
鉴于常用的传统早强剂总是存在这样或那样的不足，许多混凝土科技工作者都在致力于新型早强剂的研究与开发。到目前虽然研究还不是很成熟，但某些方面的成果还是可喜的。主要研究的方向及思路有以下几个方面：
(1)钙盐的早强作用开发
钙盐能降低C3S-H2O系统的PH值，从而加速C3S的水化，进而加速水泥的水化及硬化。具有这一作用且不含氯离子和钠、钾离子的钙盐有硝酸钙、甲酸钙、溴化钙等。其中甲酸钙是替代氯化钙的最佳物质。目前国外早强剂中即含有该成分。但由于甲酸钙价格较高，目前难以被承包商所接受。硝酸钙对硅酸盐水泥也有较好的早强作用，只是对掺加混合材料的硅酸盐水泥作用较弱，但相信随着研究的深入，钙盐将是新型早强剂较好的发展品种之一。
(2)新一代有机及无机复合型早强作用的进一步探讨
目前已经有不少以有机物和硫酸盐或氯盐复合的早强剂，尽管其早强及其它一系列改善混凝土性能的效果有所提高，但仍然没有改变传统早强剂对混凝土不利影响的一面。有机物系列早强剂本身不存在对混凝土损害性缺陷，作为早强剂应用到混凝土中主要问题是如何加强所期望的早强作用。目前很多专家认为其主要研究仍可以沿着有机物及无机物复合的方向进行，只是无机物的选择有待更进一步研究。此外，目前已有另一种固体醇胺有机早强剂出现，其与无机早强剂的复合更加容易，因此能获得更好的早强效果。
(3)具有早强功能的高价阳离子性能及作用的研究
水泥水化产物中多数为C-S-H凝胶体，它是由C3S及C2S水化而得的。由于高价阳离子对C-S-H胶体粒子的扩散双电层有压缩作用，可加速C-S-H胶体粒子的凝聚，因而可降低其在液相中的浓度，加速C3S及C2S的水化反应并进而加速水泥及混凝土的硬化进程。比如Al3 + 就是一种具有上述作用的高价阳离子，也即Al3 + 能加速C3S及C2S的水化反应，促进水泥及混凝土的硬化进程。类似的高价阳离子还有许多，一旦形成复合型早强剂产品，将是早强剂一个很好的发展方向。
(4)晶胚物质作为早强剂的应用实践
结晶过程是能量降低过程，因而从理论上讲这一过程应是自发的。但实际上，晶体自液相中析出时，需突破一能量障碍。这一能量障碍使得晶体析出有时很难自发进行，这也是过饱和溶液的存在原因。在过饱和溶液中加入极少量的同种晶体，即可使溶液迅速地析出晶体。如在水泥水化过程中加入晶体胚物质，即可降低水化产物析出的能量障碍，从而加速其析出速度。析出速度的增大可导致液相中水化产物的浓度降低，因而水化加速，相应地水泥硬化加速。晶胚物质的作用也被混凝土科技工作者注意并进行了一定的研究。试验结果表明，在混凝土中掺加2%的磨细水泥石，可使混凝土早期强度增大10%～15% ，后期强度无不良影响。需要指出的是，在混凝土中掺加的晶胚如果是和拌制混凝土所用的同种水泥水化所得，其效果最好。
2.研究及开发前景
由上述分析可知，氯盐及钠(钾)系混凝土早强剂的本身缺点使研制及开发无氯离子和钠(钾)早强剂势在必行，虽然很多混凝土科技工作者已注意到氯盐及钠(钾)系早强剂的缺点并已着手进行新型早强剂的开发，但适应性较强、作用效果较好、且成本低廉的无氯离子和无钠(钾)早强剂尚未有定型产品问世。因此，无氯离子和钠(钾)系混凝土早强剂的研究、开发及应用引起更多的混凝土施工、科研工作者注意。
很好