第一节 早强剂的基本概念 1．早强剂的定义 早强剂足一种加速水泥水化、提高砂浆早期强度的添加剂。 参照国家标准《混凝十外加剂的分类、命名与定义》(GB8075—87)中的规定，用于砂浆中的早强剂的定义如下： 早强剂：能加速砂浆早期强度发展的添加剂。 2．早强剂的种类 作为早强剂的大多数是无机电解质，少数是有机化合物。 早强剂可分成： (1)强电解质无机盐、水溶性有机物、无机物复盐等； (2)强电解质无机盐：硫酸盐、硫酸复盐、硝酸盐、亚硝酸盐、氯盐等； (3)水溶性有机化合物：三乙醇胺、甲酸盐、乙酸盐等。 第二节 早强剂的作用机理 不同种类早强剂的作用机理不同，几种典型类型早强剂的作用机理分述如下： 1．钠(钾)的氯化物系列早强剂 目前较为公认的氯化物系早强剂作用机理是：第一，氯化物与水泥中的c3A形成更难溶于水的水化氯铝酸盐，加速了水泥中的c：A水化，从而使水泥水化加速；第二，氯化物与水泥水化所得的氢氧化钙生成难溶于水的氧氯化钙，降低液相中氢氧化钙的浓度，加速c3s的水化。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，从而加速水泥及混凝土的硬化。 仅以早强作用而沦，氯化物系是效果最好的早强剂，也是人类应用最早的混凝土早强剂。但是由于氯离子有加剧钢筋锈蚀作用，因而氯化物系早强剂的应用有很大的局限性。 2．钠(钾)的硫酸盐系列早强剂 硫酸钠作为早强剂最早出现于前苏联。20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。硫酸钠对我国生产的大多数水泥有较好的早强作用，在较低的养护温度条件下及早期强度较低的水泥作用更为明显。在提高早期强度的同时水泥及混凝土的后期强度也有一定提高。硫酸钠的早强矾理较为公认的是：第一，硫酸钠能与水泥水化析出的氢氧化钙起反应，加速硅酸三钙的水化；第二，硫酸钠的加入，使水泥中的c3A与sO42-及氢氧化钙生成钙矾石的水化反应加速，消耗C3S水化释
放的氢氧化钙，使c3s的水化加快。 相刘于国内对硫酸钠的广泛应用，除前苏联以外的欧美国家却很少将硫酸钠作为早强剂使用。这一情况早在20世纪80年代初即引起我国著名材料专家黄十元教授的注意，对此问题进行广泛、深入研究之后，黄上元教授对硫酸钠的早强作用做厂更为深入的分析。 他认为：硫酸钠的早强作用只体现于掺加活性混合材料的硅酸盐水泥，对纯熟料硅酸盐水泥是无效的，硫酸钠的早强作用体现于激发活性混合材料的活性，加速水山灰反应。由于国外更多地应用纯熟料硅酸盐水泥，所以硫酸钠并未作为早强剂应用。 随着我国新水泥标准的实施及加入WTO，我国的水泥生产也逐渐与国外接轨。一些大型水泥厂采用窑外分解新法烧成技术，生产的水泥熟料强
度等级高、水泥中混合材料掺加量少，因而硫酸钠对此类水泥不起早强作用，其应用范围也越来越小，水泥适应性将越来越差。 由j、K+、Na+不与水泥水化产物化合，且其盐类均易溶，因而残留于混凝土的液相中。随混凝土失水干燥，钠盐在表面析出，即盐析。盐析使表面形成白色污染。更有甚者，钠盐在砂浆表层结晶发生膨胀，极有可能造成砂浆的表层开裂甚至脱落。因而在于粉砂浆巾限制钠(钾)系早强剂的应用。 3．钙盐系列早强剂 试验表明，许多钙盐能降低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。具有这一作用的钙盐有硝酸钙、甲酸钙、溴化钙、氯化钙等。 其中甲酸钙是替代氯化钙(对钢筋有锈蚀作用)的最佳物质，目前国外早强剂中即含有该成分。 硝酸钙对硅酸盐水泥也有较好的早强作用，但对掺加混合材料的硅酸盐水泥作用较弱。 4．三乙醇胺早强剂 有机物三乙醇胺(TEA)目前较多应用于复合早强剂。有学者认为其早强机理主要是对水泥水化有催化作用，但这一机理还有待公认，因此对其早强效果还存在较大争议。 早强剂与速凝剂是有区别的，速凝剂主要作用于水泥矿物组分中c3A、石膏，加速水泥的凝结；而早强剂则侧重于加速C3A的溶解和水化产物的晶体析出，提高早期强度，与水泥的凝结时间关系不大。有些早强剂甚至延长水泥的凝结时间，如三乙醇胺。
放的氢氧化钙，使c3s的水化加快。 相刘于国内对硫酸钠的广泛应用，除前苏联以外的欧美国家却很少将硫酸钠作为早强剂使用。这一情况早在20世纪80年代初即引起我国著名材料专家黄十元教授的注意，对此问题进行广泛、深入研究之后，黄上元教授对硫酸钠的早强作用做厂更为深入的分析。 他认为：硫酸钠的早强作用只体现于掺加活性混合材料的硅酸盐水泥，对纯熟料硅酸盐水泥是无效的，硫酸钠的早强作用体现于激发活性混合材料的活性，加速水山灰反应。由于国外更多地应用纯熟料硅酸盐水泥，所以硫酸钠并未作为早强剂应用。 随着我国新水泥标准的实施及加入WTO，我国的水泥生产也逐渐与国外接轨。一些大型水泥厂采用窑外分解新法烧成技术，生产的水泥熟料强
度等级高、水泥中混合材料掺加量少，因而硫酸钠对此类水泥不起早强作用，其应用范围也越来越小，水泥适应性将越来越差。 由j、K+、Na+不与水泥水化产物化合，且其盐类均易溶，因而残留于混凝土的液相中。随混凝土失水干燥，钠盐在表面析出，即盐析。盐析使表面形成白色污染。更有甚者，钠盐在砂浆表层结晶发生膨胀，极有可能造成砂浆的表层开裂甚至脱落。因而在于粉砂浆巾限制钠(钾)系早强剂的应用。 3．钙盐系列早强剂 试验表明，许多钙盐能降低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。具有这一作用的钙盐有硝酸钙、甲酸钙、溴化钙、氯化钙等。 其中甲酸钙是替代氯化钙(对钢筋有锈蚀作用)的最佳物质，目前国外早强剂中即含有该成分。 硝酸钙对硅酸盐水泥也有较好的早强作用，但对掺加混合材料的硅酸盐水泥作用较弱。 4．三乙醇胺早强剂 有机物三乙醇胺(TEA)目前较多应用于复合早强剂。有学者认为其早强机理主要是对水泥水化有催化作用，但这一机理还有待公认，因此对其早强效果还存在较大争议。 早强剂与速凝剂是有区别的，速凝剂主要作用于水泥矿物组分中c3A、石膏，加速水泥的凝结；而早强剂则侧重于加速C3A的溶解和水化产物的晶体析出，提高早期强度，与水泥的凝结时间关系不大。有些早强剂甚至延长水泥的凝结时间，如三乙醇胺。