新型混凝土早强剂的应用研究现状.pdf

新型混凝土早强剂的应用研究现状新型混凝土早强剂的应用研究现状 1.1氯盐系列早强剂氯盐系列早强剂主要有氯化钙、氯化钠、 氯化钾、 氯化铝等。 其产生早强的机理主要为氯化物与水泥中的 C3A 作用生成不溶于水的水化氯铝酸盐，加速了水泥中的 C3A 水化。氯 化物与水泥水化所得的氢氧化钙生成难溶于水的氯酸钙， 降低液相中 氢氧化钙的浓度，加速 C3S 的水化，并且生成的复盐增加了水泥浆 中固相的比例，形成坚强的骨架，有助于水泥石结构的形成。另外， 由于氯化物多为易溶盐类，具有盐效应，可加大硅酸盐水泥熟料矿物 的溶解度，加快水化反应进程从而加速水泥及商品混凝土的硬化。 硫酸盐系早强剂主要有硫酸钠、硫酸钙、硫酸铝及硫酸钾铝等。应用 最多的是硫酸钠早强剂，最早出现于前苏联，多为硫酸盐化工生产中 的芒硝矿下脚料。上世纪 70 年代初我国山东省建筑科学研究所进行 了 研 究 和 开 发 ， 之 后 在 国 内 普 遍 推 广 使 用 。 2SO4+Ca(OH)2+H2OCaSO42H2O+2NaOH 42H2O+C3A+H2O3CaOAl2O3CaSO4H2O3A 与 SO42-和氢氧化钙 生成钙矾石的水化反应，加速消耗了 C3S 水化释放的氢氧化钙，使 水化进一步加快。+、Na+不与水泥水化产物化合，且其盐类均易 溶解，因而较多残留于商品混凝土的液相中， 这是商品混凝土表面盐 析的主要原因之一。盐析使商品混凝土表面形成白色污染。 这对于目 前要求无表面装修的铁道、 交通商品混凝土工程是不利的。 更有甚者， 钠盐在商品混凝土表层结晶发生膨胀， 极有可能造成商品混凝土的表 层开裂甚至脱落， 对工程造成极大危害。 因而在此类工程中限制钠(钾) 系早强剂的应用。 2O 及 N2O;二为外加剂带入商品混凝土中的 K+、 Na+。由此可见钠(钾)系早强剂有着天生的缺陷存在导致碱骨料反应 的潜在危险。这也在很大程度上限制了此系列早强剂的使用。 有机 物系列早强剂主要有三乙醇胺、三异丙醇胺、甲醇、乙醇等等，最常 用的是三乙醇胺。 三乙醇胺对水泥水化作用影响的确切作用机理还不 很清楚，一般认为三乙醇胺的早强作用是由于能促进 C3A 的水化， 在 C3A-CaSO4-H2O 体系中，它能加快钙矾石的生成，因而对商品混 凝土早期强度发展有利。三乙醇胺分子中因有 N 原子，它有一对未 共用电子，很容易与金属离子形成共价键，发生络合，与金属离子形 成较为稳定的络合物。这些络合物在溶液中形成了许多可溶区， 从而 提高了水化产物的扩散速率。 由于络合物的形成，这在水化初期必然 会破坏熟料粒子表面形成的 C3A 水化物及其他生成物(如硫铝酸钙)， 而使 C3A、C4AF 溶解速率提高，与石膏的反应也会加快，迅速生成 硫铝酸钙，并且使钙矾石与单硫酸型硫铝酸钙之间的转化速度加快。 硫铝酸钙生成量增多，必然降低液相中 Ca2+、Al3+的浓度，进一步 以可促进 C3S 水化。 2.1研究基础与现状3S-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。3S 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商品混凝土的硬化进 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，促进水泥及商品混凝土的硬化进程。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。