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混凝土早强剂有哪些?

作者:马清浩来源:水泥混凝土外加剂550问 浏览次数: 日期:2012-07-24

混凝土早强剂是指能提高混凝土早期强度,并且对后期强度无显著影响的外加剂。早强剂的主要作用是加速水泥水化速度,促进混凝土早期强度的发展。既具有早强功能,又具有一定减水增强功能的外加剂称为早强减水剂。

国外常将早强剂称作促凝剂,字面意思是指能够缩短水泥混凝土凝结时间的外加剂,实际上也是早强剂,不过按照GB8076—1997《混凝土外加剂》,要求早强剂和早强减水剂的凝结时间之差均为±90min,即要求早强剂或早强减水剂对混凝土凝结时间不能有太大影响。

混凝土早强剂是外加剂发展历史中最早使用的外加剂品种之一。到目前为止,人们已先后开发除氯盐和硫酸盐以外的多种早强型外加剂,如亚硝酸盐、铬酸盐等,以及有机物早强剂,如三乙醇胺、甲酸钙、尿素等,并且在早强剂的基础上,生产应用多种复合型外加剂,如早强减水剂、早强防冻剂和早强型泵送剂等。这些种类的早强型外加剂都已经在实际工程中使用,在改善混凝土性能、提高施工效率和节约投资成本方面发挥了重要作用。

由于中国国土面积大,东北、华北、西北地区常年冬期较长,需要掺加早强剂和早强减水剂来提高混凝土早期强度发展。华东、华南地区冬季气温降至10℃以下的施工中也常掺用早强剂和早强减水剂。混凝土构件生产中为尽早张拉钢筋、加快模板周转和台座利用率,早强型的外加剂更是普遍应用。据统计,目前我国每年使用的早强剂和早强减水剂总量达20万t。

一、早强剂品种、性能及应用注意事项

早强剂按照化学成分可分为无机盐类、有机物类、有机类和无机物复合的复合早强剂三类。

(一)氯盐早强剂

氯盐早强剂的组成主要包括氯化钙、氯化钠、氯化铝等。合理掺加氯盐类早强剂,会对混凝土的早期强度发展有利。

氯盐类早强剂是应用历史最长、应用效果最显著的早强剂品种。不过氯盐类的早强剂只准在不配筋的素混凝土中掺加,对于钢筋混凝土,特别是预应力钢筋混凝土,以及有金属预埋件的混凝土中,要慎重使用这类外加剂,限制Cl含量的引入量,甚至要禁止使用。

(二)硫酸盐早强剂

常用的硫酸盐早强剂为硫酸钠、硫酸钾和硫酸钙。掺硫酸盐早强剂的混凝土要注意预防泛碱和白化现象。硫酸盐的掺量应通过实验确定,以免引起碱-集料反应破坏或硫酸盐过量产生的侵蚀破坏。

(三)硝酸盐和亚硝酸盐早强剂

硝酸盐和亚硝酸盐均对水泥水化过程起促进作用。这些盐类不仅能作为混凝土的早强剂组分,而且可以作为混凝土防冻剂组分使用。我国曾生产应用过以硝酸盐和亚硝酸盐为主的许多品种的早强剂或防冻剂,如亚硝酸钙硝酸钙、硝酸钙尿素、亚硝酸钙硝酸钙尿素、亚硝酸钙硝酸钙氯化钙,以及亚硝酸钙-硝酸钙-氯化钙-尿酸等。

亚硝酸钠的掺入还可以防止混凝土内部钢筋的锈蚀,其原因可以促使钢筋表面形成致密的保护膜。所以氯盐早强剂或氯盐防冻剂中常复合有亚硝酸钠组分。

(四)有机化合物早强剂

最常用的有机化合物早强剂为三乙醇胺。三乙醇胺是一种表面活性剂,掺入水泥混凝土中,在水泥水化过程中起催化剂的作用,它能够加速CA的水化和钙矾石的形成。三乙醇胺常与氯盐早强剂复合使用,早强效果更佳。常用的有机化合物早强剂还有甲酸钙、乙酸和乙酸盐等。

(五)复合型早强剂和早强减水剂

通过对各种早强剂组分之间的复合,以及早强剂组分与减水剂组分之间的复合,可以收到比单一早强剂更好的改性效果,如:大幅度提高混凝土的早期强度发展速率,既能较好地提高混凝土的早期强度,又对混凝土后期强度发展带来好处;既具有一定减水作用,又能大幅度加速混凝土早期强度发展;既能起到良好的早强效果,又能避免有些早强组分引起混凝土内部钢筋锈蚀等。

二、早强剂的发展方向

尽管早强剂生产和应用历史较长,但随着人们对氯离子、硫酸根离子、硝酸根离子和碱金属离子等对混凝土性能和长期稳定性潜在危害的认识程度的加深,以及大掺量矿渣粉或粉煤灰混凝土的开发,在早强剂方面还需做大量的工作。

(1)非氯盐、非硫酸盐类早强剂及复配外加剂的生产和应用。

(2)低氯离子、低硫酸根离子、低碱金属离子含量的早强剂及复配外加剂的生产和应用。

(3)大掺量矿渣粉或粉煤灰混凝土早强型外加剂的研制。

(4)开展早强剂与水泥/掺合料适应性的研究,以更科学地选择早强剂,收到最佳和最经济的应用效果。

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