【文章內容簡介】 早強劑。多數(shù)早強劑是經化學合成的，自然界產出的只有芒硝、石膏、鋰鹽、鉀 鹽等少數(shù)幾種。 早強劑對混凝土早期強度有強烈促進作用， 1d、 3d 強度均要求比基準混凝土高 20%以上，而 28d 強度則等于或略低于基準的。早強不一定是促凝的，因此凝結時間允許稍有延遲，但不遲于基準混凝土。此外，一般摻早強劑混凝土收縮都較大，因此規(guī)定 90d 收縮率比不得大于 135%。早強劑多數(shù)是堿性物質，其中鉀、鈉含量較大。因此處于與水相接觸或潮濕環(huán)境中的混凝土，當使用堿活性骨料時，由外加劑帶入的堿含量（以當量氧化鈉計）不宜超過 1kg/m3 混凝土，對早強劑的使用就應當慎重。 （ 2）用途及使用限制 早強劑適用 于蒸養(yǎng)混凝土及常溫、低溫和負溫條件下施工的有早強要求的各種混凝土。 除有機胺類以外的早強劑多數(shù)也可用于蒸汽養(yǎng)護的預制混凝土構件，但是摻量一般小于不蒸養(yǎng)的，使用時應引起注意。 非氯鹽早強劑可用于鋼筋混凝土及預應力鋼筋混凝土。 由于有的早強劑對鋼筋可能有銹蝕危害，有的則對人體有毒，因此須對使用中的限制條件加以注意。 以下是使用范圍的限制。 ① 炎熱環(huán)境條件下不宜使用早強劑、早強減水劑。 ② 摻入混凝土后對人體產生危害或對環(huán)境產生污染的化學物質嚴禁用作早強劑。含有六價鉻鹽、亞硝酸鹽等有害成分的早強劑嚴禁用于飲水工程及 與食品相接觸的工程。硝銨類嚴禁用于辦公、居住等建筑工程。 ③ 下列結構中嚴禁采用含有氯鹽配制的早強劑及早強減水劑 a 預應力混凝土結構； b 相對濕度大于 80%環(huán)境中使用的結構、處于水位變化部位的結構、露天結構及經常受水淋、受水流沖刷的結構； c 大體積混凝土； d 直接接觸酸、堿或其他侵蝕性介質的結構； e 經常處于溫度為 60℃以上的結構，需經蒸養(yǎng)的鋼筋混凝土預制構件； f 有裝飾要求的混凝土，特別是要求色彩一致的或是表面有金屬裝飾的混凝土； g 薄壁混凝土結構，中級和重級工作制吊車的梁、屋架、落錘及鍛錘混凝土基礎等結構 ； h 使用冷拉鋼筋或冷拔低碳鋼絲的結構； i 骨料具有堿活性的混凝土結構； ④在下列混凝土結構中嚴禁采用含有強電解質無機鹽類的早強劑及早強減水劑 : a 與鍍鋅鋼材或鋁鐵相接觸部位的結構，以及有外露鋼筋預埋鐵件而無防護措施的結構； b 使用直流電源的結構以及距高壓直流電源 100m 以內的結構。 常用的早強劑摻量限值有如表 6 的規(guī)定。 表 6 常用早強劑摻量限值 混凝土種類 使用環(huán)境 早強劑名稱 摻量限值 （水泥重量 %） 不大于 預應力混凝土 干燥環(huán)境 三乙醇胺 硫酸鈉 鋼筋混凝土 干燥環(huán)境 氯離 子 [CL] 硫酸鈉 鋼筋混凝土 干燥環(huán)境 與緩凝減水劑復合的硫酸鈉 三乙醇胺 潮濕環(huán)境 硫酸鈉 三乙醇胺 有飾面要求的混凝土 硫酸鈉 素混凝土 氯離子 [CL] 注：預應力混凝土及潮濕環(huán)境中使用的鋼筋混凝土中不得摻氯鹽早強劑。 （ 3）主要品種 ① 氯化物 氯化鉀、氯化鈉、氯化鋰、氯化胺、氯化鈣、氯化鋅、氯化錫、氯化鋁均有良好早強作用，通常多用氯化鈣，其效果好而成本較低。其它鹵族化合物也可作用為早強劑如氟硅酸鈉、溴化鉀等。 ② 硫酸鹽及硫代硫酸鹽早強劑廣泛應用的有硫酸鈉（元明粉）、芒硝、硫酸鈣（石膏）、硫酸鋁、硫代硫酸鈉（海波）、硫代硫酸鈣、硫酸鉀鋁、硫酸鉀等。 ③ 硝酸鹽和亞硝酸鹽 硝酸鹽類中的硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸鈣都有良好的早強性能。 亞硝酸鹽類中的亞硝酸鈉、亞硝酸鈣常常作為防凍早強劑使用，亞硝酸鉀的混凝土早強性能同樣優(yōu)良，但很少使用。 ④ 其它無機鹽早強劑 碳酸鉀由于其早強和促凝性突出而用作早強劑。此外氯酸鈉、偏氯酸鈉亦可做早強劑。 ⑤ 水溶性有機物 較常應用來做混凝土早強劑的有：三乙醇胺、三異丙醇胺、甲酸鈉、甲酸鈣、乙酸鈉、丙 酸鈣等，但常常復配其他早強劑使用。 8 緩凝劑 （ 1）性能 緩凝劑與緩凝減水劑在凈漿及混凝土中均有不同的緩凝效果。緩凝效果隨摻量增加而增加，超摻會引起水泥水化完全停止。 隨著氣溫升高，羥基羧酸及其鹽類的緩凝效果明顯降低，而在氣溫降低時，緩凝時間會延長，早期強度降低也更加明顯。 羥基羧酸鹽緩凝減水劑會增大混凝土的泌水，尤其會使大水灰比低水泥用量的貧混凝土產生離析。 各種緩凝劑和緩凝減水劑主要是延緩、抑制 C3A 礦物和 C3S 礦物組分的水化，對 C2S 影響相對小得多，因此不影響對水泥漿的后期水化和長齡期強度增長。 緩 凝劑的凝結時間是主要指標，初凝要求較基準混凝土延遲90min 以上，即凝結時間差 +90min，但是終凝時間差不作統(tǒng)一規(guī)定，因為超緩凝劑和普通緩凝劑的指標是差別很大的。 好的緩凝劑在正常摻量內不應降低混凝土強度，因此抗壓強度比在各齡期都應當不低于 90~100%。 含氣量要求不大于 %，因為普通減水劑帶有緩凝性又有一定引氣性，因而不宜超摻。 （ 2）用途及使用限制 緩凝劑、緩凝減水劑及緩凝高效減水劑可應用于大體積混凝土、碾壓混凝土、炎熱氣候條件下施工的混凝土、大面積澆筑的混凝土、避免冷縫產生的混凝土、需較長時 間停放或長距離運輸?shù)幕炷?、自流平免振混凝土、滑模施工或拉模施工的混凝土及其他需要延緩凝結時間的混凝土。緩凝高效減水劑可制備高強高性能混凝土。 緩凝劑、緩凝減水劑及緩凝高效減水劑宜適用于日最低氣溫 5℃以上施工的混凝土，不宜單獨用于有早強要求的混凝土及蒸養(yǎng)混凝土。 檸檬酸及酒石酸鉀鈉等緩凝劑不宜單獨用于水泥用量較低、水灰比較大的貧混凝土。 （ 3）主要品種 混凝土工程中可采用下列緩凝劑 多元醇和它的衍生物：乙二醇、丙二醇、丙三醇、 1， 2， 6已三醇等；糖（包括蔗糖、甜菜糖、阿拉伯糖、山梨糖、木糖等）。 羥基羧酸 及其鹽類：檸檬酸、酒石酸鉀鈉、葡萄糖酸鈉等。 無機鹽類：鋅鹽、磷酸鹽等； 其他：胺鹽及其衍生物、纖維素醚、聚乙烯醇等。 緩凝劑品種很多，可分為有機物質和無機物兩大類。有機物緩凝劑的主要特點是使用量很微小，一般為水泥膠凝材料的萬分之幾到十萬分之幾；另一特點是使用不當會引起混凝土或水泥砂漿的最終強度降低。而無機鹽緩凝特點是相比之下?lián)搅看?，一般水泥膠凝材料的千分之幾，有的傳統(tǒng)品種效果不很穩(wěn)定，尤其對摻合料多種的效果不一。按照常用的緩凝劑品種可歸為以下 8 小類。 ① 含有羥基（ OH）的有機物 a 一元醇及多元醇 一元醇中 最簡單的是甲醇（ CH3OH）、其次是乙醇，他們對延緩混凝土凝結作用很小。 隨著羥基數(shù)目增加、醇的緩凝作用明顯增大，二元醇的作用就明顯大，如乙二醇、丙二醇、戊二醇、已二醇等。三元醇的緩凝作用就更強，如甘油（即丙三醇）。 1， 2， 6已三醇含有四個羥基，緩凝作用更強。大劑量的甘油會使水化過程中止。多元醇中的木糖醇、山梨醇、阿糖醇、甘露醇等都曾適用來作為水泥混凝土的緩凝調凝劑。 b 聚乙烯醇 水溶性的聚乙烯醇，不僅用作混凝土增稠劑，同時也是緩凝劑，但摻量以不大于 %為宜。 c 多元醇衍生物 —— 糖類 多元醇衍生物用作 混凝土緩凝劑的是各種糖 —— 單糖和多糖，能與水泥中氫氧化鈣生成不穩(wěn)絡合物抑制硅酸三鈣水化而暫時地延緩了水泥水化進程。研究開發(fā)和應用比較多的是含 5~8 個碳原子的單糖，包括麥芽糖、蔗糖、葡萄糖、阿拉伯糖、木糖、山梨糖、庚糖（七碳糖）等。它們對抑制混凝土坍落度損失都有較明顯效果。多糖屬于長鏈表面活性劑中的天然產物。多糖類中用于混凝土和水泥緩凝劑的是淀粉類的糊精，以及改性淀粉（淀粉醚）。 ② 含羧酸基（ COOH）的有機物 a 檸檬酸 天然產物存在于果汁中，也可以人工合成。用于混凝土有明顯緩凝作用，摻量一般是膠凝材料的 %~%，摻量 %時 28d 強度仍有提高，繼續(xù)增大摻量要影響混凝土強度，此外，它能改善混凝土抗凍性。 b 乳酸 乳酸對硅酸鹽類水泥有緩凝作用 c 酒石酸 其天然產物來自漿果汁，溶于水和乙醇，對水泥有強烈緩凝作用，用量一般不會超過膠凝材料總量的 %~%。加入它會延緩混凝土 7d 以內強度，但能促進后期強度提高。 d 水楊酸 又稱鄰羥基苯甲酸，白色針狀或毛狀結晶形粉末，主要延緩初凝對終凝延緩不顯著。 ③ 羥基羧酸鹽和胺基羧酸鹽 羥基羧酸鹽是迄今最常用的緩凝調凝劑，與微量促凝劑和緩凝劑復合以起到調凝和 控制坍落度損失作用。通常認為葡萄糖酸鈉效果最好。但是羥基羧酸鹽在高溫環(huán)境中效果降低、減弱了對水泥中 C3S 的水化抑制是主要原因。 a 葡萄糖酸鈉（ H(CHOH)5COONa） 葡萄糖酸鈉又稱五羥基乙酸鈉，白色或淡黃色結晶形粉末， ph值 8~9，易溶于水、微溶于醇。葡萄糖酸鈉和它的脫水物 223?！?葡萄糖七氧化物是有效的成本適中的混凝土緩凝減水劑。它的緩凝性很強、源于能抑制硅酸三鈣（ C3S）的水化，抑制強度大于焦磷酸鈉。通常條件下能使混凝土在拌合后保持坍落度 1~2h，且耐溫效應比較顯著、優(yōu)于其他羥基羧酸鹽。 葡萄糖酸鈉能顯 著增大混凝土坍落度，即所謂的二次塑化效應，可因此減少減水劑的使用量。其另一特點是對木鈣的適應性。他還有與磷酸鹽系、硼酸鹽、某些羥基羧酸鹽緩凝劑良好的協(xié)同作用，從而進一步提高調凝效果。 葡萄糖酸鈉通常摻量在 %~%膠凝材料總量范圍內變動。但由于它對 3d 齡期以內的水泥水化有強烈抑制作用，故用量一般不超過 %，特殊情況例外。 b 檸檬酸鈉（ HC(COONa)(CH2COONa)22H2O） 也稱作檸檬酸三鈉和枸櫞酸鈉。由檸檬酸用氫氧化鈉或碳酸鈉中和而得。為白色細小結晶體，密度 ，在 150℃ 時失去結晶水開始分解。易溶于水。對水泥初期水化有抑制作用，但不影響硬化混凝土的早期強度提高。大劑量使用時能促進水泥水化，消除緩凝的作用。作為調凝劑使用，添加量常常低于 %。 經常采用的羥基羧酸鹽還有酒石酸鉀鈉。以上這些都是脂肪族羥基羧酸鹽。 迄今開發(fā)應用相當少的是芳香族羥基羧酸鹽，已經使用的有水楊酸鈉，但保持坍落度在短時內不損失的效果不如人意。此外有羥基苯甲酸鈉。上述兩類羥基羧酸鹽復配使用已見報道。 氨基羧酸鹽作為水泥緩凝劑使用的，較知名的是對氨基苯磺酸鈉。 ④ 有機胺及衍生物 有機胺用作緩凝劑的主要是鏈 狀脂肪族胺，有機胺中的憎水基團是烷基，親水基團則為胺基 [NH2]1,[NH]2,在水泥顆粒表面成膜而阻止其水化。有機胺某些衍生物會形成多層吸附或表面螯合而產生緩凝作用。羥胺中的三乙醇胺以及二乙醇胺等都是較好的緩凝劑。其中三乙醇胺與水泥接觸后的 24h 內有明顯緩凝作用，尤其和木鈣復合使用后能顯著延長水泥凝結時間。但三乙醇胺與氯鹽或硫酸鈉復合則早強效果明顯。 酰胺類化合物多作為增稠劑和絮凝劑，但實際上也有調凝作用，數(shù)量的酰胺衍生物和聚合物都有延緩混凝土坍落度損失、保持流動性和防離析、泌水的功效。 若干有機質緩 凝劑的凈漿效果列于表 7 ⑤ 磷酸鹽及膦酸鹽緩凝劑 研究水泥漿摻與不摻各種磷酸鹽時水化放熱情況，得到的結論是焦磷酸鈉、六偏磷酸鈉緩凝作用最強，對水泥水化的延緩作用最強。其順序是：焦磷酸鈉 Na4P2O7﹥ 三聚磷酸鈉 Na5P3O10﹥四聚磷酸鈉Na6P4O13﹥十水磷酸鈉 Na3PO410H2O﹥磷酸氫二鈉 Na2 HPO412H2O﹥磷酸二氫鈉 NaH2PO42H2O﹥磷酸 H3PO4﹥空白。 聚磷酸鹽較焦磷酸鹽、磷酸鹽和酸式磷酸鹽的緩凝作用、也可說是抑制混凝土坍落度損失的作用要強得多。 表 7 幾種緩凝 劑的水泥漿緩凝效果 類型 緩凝劑名稱 摻量（ %） W/C=（ min） W/C=, UNF5 摻1%（ min） 初凝 終凝 初、終凝間隔 初凝 終凝 初、終凝間隔 空白 0 125 190 65 160 210 50 糖 蔗糖 255 288 33 357 395 38 465 520 55 — — — 羥 基 羧 酸 水楊酸 170 218 48 — — — 檸檬酸 170 265 95 240 397 157 295 475 180 415 590 175 多 元 醇 衍 生 物 三乙醇胺 205 260 55 340 375 35 聚乙烯醇 225 356 131 240 475 235 甲基纖維素 145 240 95 200 355 155 170 350 180 — — — 羧甲基纖維素鈉 125 240 115 188 345 157 175 265 92 282 405 123 無 機 物 磷酸 262 298 36 340 410 70 350 430 80 410 470 60 聚磷酸鹽的缺點是它易水解。水解后生成正磷酸根離子和與鈣離子 Ca2+結合生成溶解度很小的磷酸鈣。 聚磷酸鹽或稱縮合磷酸鹽時是透明玻璃片狀粉或白色粒狀晶體。吸濕性強，易潮解變黏。溶于水但速度慢，水溶液顯弱酸性。在酸、堿介質中或溫水中容易水解為正磷酸鹽、反應是不可逆轉的。三聚磷酸鈉在