【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 早強(qiáng)劑。多數(shù)早強(qiáng)劑是經(jīng)化學(xué)合成的，自然界產(chǎn)出的只有芒硝、石膏、鋰鹽、鉀 鹽等少數(shù)幾種。 早強(qiáng)劑對(duì)混凝土早期強(qiáng)度有強(qiáng)烈促進(jìn)作用， 1d、 3d 強(qiáng)度均要求比基準(zhǔn)混凝土高 20%以上，而 28d 強(qiáng)度則等于或略低于基準(zhǔn)的。早強(qiáng)不一定是促凝的，因此凝結(jié)時(shí)間允許稍有延遲，但不遲于基準(zhǔn)混凝土。此外，一般摻早強(qiáng)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(qiáng)劑多數(shù)是堿性物質(zhì)，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(dāng)使用堿活性骨料時(shí)，由外加劑帶入的堿含量（以當(dāng)量氧化鈉計(jì)）不宜超過(guò) 1kg/m3 混凝土，對(duì)早強(qiáng)劑的使用就應(yīng)當(dāng)慎重。 （ 2）用途及使用限制 早強(qiáng)劑適用 于蒸養(yǎng)混凝土及常溫、低溫和負(fù)溫條件下施工的有早強(qiáng)要求的各種混凝土。 除有機(jī)胺類(lèi)以外的早強(qiáng)劑多數(shù)也可用于蒸汽養(yǎng)護(hù)的預(yù)制混凝土構(gòu)件，但是摻量一般小于不蒸養(yǎng)的，使用時(shí)應(yīng)引起注意。 非氯鹽早強(qiáng)劑可用于鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土。 由于有的早強(qiáng)劑對(duì)鋼筋可能有銹蝕危害，有的則對(duì)人體有毒，因此須對(duì)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(qiáng)劑、早強(qiáng)減水劑。 ② 摻入混凝土后對(duì)人體產(chǎn)生危害或?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生污染的化學(xué)物質(zhì)嚴(yán)禁用作早強(qiáng)劑。含有六價(jià)鉻鹽、亞硝酸鹽等有害成分的早強(qiáng)劑嚴(yán)禁用于飲水工程及 與食品相接觸的工程。硝銨類(lèi)嚴(yán)禁用于辦公、居住等建筑工程。 ③ 下列結(jié)構(gòu)中嚴(yán)禁采用含有氯鹽配制的早強(qiáng)劑及早強(qiáng)減水劑 a 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)； b 相對(duì)濕度大于 80%環(huán)境中使用的結(jié)構(gòu)、處于水位變化部位的結(jié)構(gòu)、露天結(jié)構(gòu)及經(jīng)常受水淋、受水流沖刷的結(jié)構(gòu)； c 大體積混凝土； d 直接接觸酸、堿或其他侵蝕性介質(zhì)的結(jié)構(gòu)； e 經(jīng)常處于溫度為 60℃以上的結(jié)構(gòu)，需經(jīng)蒸養(yǎng)的鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)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(jié)構(gòu)，中級(jí)和重級(jí)工作制吊車(chē)的梁、屋架、落錘及鍛錘混凝土基礎(chǔ)等結(jié)構(gòu) ； h 使用冷拉鋼筋或冷拔低碳鋼絲的結(jié)構(gòu)； i 骨料具有堿活性的混凝土結(jié)構(gòu)； ④在下列混凝土結(jié)構(gòu)中嚴(yán)禁采用含有強(qiáng)電解質(zhì)無(wú)機(jī)鹽類(lèi)的早強(qiáng)劑及早強(qiáng)減水劑 : a 與鍍鋅鋼材或鋁鐵相接觸部位的結(jié)構(gòu)，以及有外露鋼筋預(yù)埋鐵件而無(wú)防護(hù)措施的結(jié)構(gòu)； b 使用直流電源的結(jié)構(gòu)以及距高壓直流電源 100m 以?xún)?nèi)的結(jié)構(gòu)。 常用的早強(qiáng)劑摻量限值有如表 6 的規(guī)定。 表 6 常用早強(qiáng)劑摻量限值 混凝土種類(lèi) 使用環(huán)境 早強(qiáng)劑名稱(chēng) 摻量限值 （水泥重量 %） 不大于 預(yù)應(yīng)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(fù)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(yù)應(yīng)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)劑如氟硅酸鈉、溴化鉀等。 ② 硫酸鹽及硫代硫酸鹽早強(qiáng)劑廣泛應(yīng)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(lèi)中的硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸鈣都有良好的早強(qiáng)性能。 亞硝酸鹽類(lèi)中的亞硝酸鈉、亞硝酸鈣常常作為防凍早強(qiáng)劑使用，亞硝酸鉀的混凝土早強(qiáng)性能同樣優(yōu)良，但很少使用。 ④ 其它無(wú)機(jī)鹽早強(qiáng)劑 碳酸鉀由于其早強(qiáng)和促凝性突出而用作早強(qiáng)劑。此外氯酸鈉、偏氯酸鈉亦可做早強(qiáng)劑。 ⑤ 水溶性有機(jī)物 較常應(yīng)用來(lái)做混凝土早強(qiáng)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(fù)配其他早強(qiáng)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(huì)引起水泥水化完全停止。 隨著氣溫升高，羥基羧酸及其鹽類(lèi)的緩凝效果明顯降低，而在氣溫降低時(shí)，緩凝時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)，早期強(qiáng)度降低也更加明顯。 羥基羧酸鹽緩凝減水劑會(huì)增大混凝土的泌水，尤其會(huì)使大水灰比低水泥用量的貧混凝土產(chǎn)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(duì) C2S 影響相對(duì)小得多，因此不影響對(duì)水泥漿的后期水化和長(zhǎng)齡期強(qiáng)度增長(zhǎng)。 緩 凝劑的凝結(jié)時(shí)間是主要指標(biāo)，初凝要求較基準(zhǔn)混凝土延遲90min 以上，即凝結(jié)時(shí)間差 +90min，但是終凝時(shí)間差不作統(tǒng)一規(guī)定，因?yàn)槌從齽┖推胀ň從齽┑闹笜?biāo)是差別很大的。 好的緩凝劑在正常摻量?jī)?nèi)不應(yīng)降低混凝土強(qiáng)度，因此抗壓強(qiáng)度比在各齡期都應(yīng)當(dāng)不低于 90~100%。 含氣量要求不大于 %，因?yàn)槠胀p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(yīng)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(chǎn)生的混凝土、需較長(zhǎng)時(shí) 間停放或長(zhǎng)距離運(yùn)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(jié)時(shí)間的混凝土。緩凝高效減水劑可制備高強(qiáng)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(dú)用于有早強(qiáng)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(dú)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(lèi)：檸檬酸、酒石酸鉀鈉、葡萄糖酸鈉等。 無(wú)機(jī)鹽類(lèi)：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(jī)物質(zhì)和無(wú)機(jī)物兩大類(lèi)。有機(jī)物緩凝劑的主要特點(diǎn)是使用量很微小，一般為水泥膠凝材料的萬(wàn)分之幾到十萬(wàn)分之幾；另一特點(diǎn)是使用不當(dāng)會(huì)引起混凝土或水泥砂漿的最終強(qiáng)度降低。而無(wú)機(jī)鹽緩凝特點(diǎn)是相比之下?lián)搅看螅话闼嗄z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(duì)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(lèi)。 ① 含有羥基（ OH）的有機(jī)物 a 一元醇及多元醇 一元醇中 最簡(jiǎn)單的是甲醇（ CH3OH）、其次是乙醇，他們對(duì)延緩混凝土凝結(jié)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(qiáng)，如甘油（即丙三醇）。 1， 2， 6已三醇含有四個(gè)羥基，緩凝作用更強(qiáng)。大劑量的甘油會(huì)使水化過(guò)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(lái)作為水泥混凝土的緩凝調(diào)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(shí)也是緩凝劑，但摻量以不大于 %為宜。 c 多元醇衍生物 —— 糖類(lèi) 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(luò)合物抑制硅酸三鈣水化而暫時(shí)地延緩了水泥水化進(jìn)程。研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用比較多的是含 5~8 個(gè)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(duì)抑制混凝土坍落度損失都有較明顯效果。多糖屬于長(zhǎng)鏈表面活性劑中的天然產(chǎn)物。多糖類(lèi)中用于混凝土和水泥緩凝劑的是淀粉類(lèi)的糊精，以及改性淀粉（淀粉醚）。 ② 含羧酸基（ COOH）的有機(jī)物 a 檸檬酸 天然產(chǎn)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(shí) 28d 強(qiáng)度仍有提高，繼續(xù)增大摻量要影響混凝土強(qiáng)度，此外，它能改善混凝土抗凍性。 b 乳酸 乳酸對(duì)硅酸鹽類(lèi)水泥有緩凝作用 c 酒石酸 其天然產(chǎn)物來(lái)自漿果汁，溶于水和乙醇，對(duì)水泥有強(qiáng)烈緩凝作用，用量一般不會(huì)超過(guò)膠凝材料總量的 %~%。加入它會(huì)延緩混凝土 7d 以?xún)?nèi)強(qiáng)度，但能促進(jìn)后期強(qiáng)度提高。 d 水楊酸 又稱(chēng)鄰羥基苯甲酸，白色針狀或毛狀結(jié)晶形粉末，主要延緩初凝對(duì)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(diào)凝劑，與微量促凝劑和緩凝劑復(fù)合以起到調(diào)凝和 控制坍落度損失作用。通常認(rèn)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(duì)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(chēng)五羥基乙酸鈉，白色或淡黃色結(jié)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(qiáng)、源于能抑制硅酸三鈣（ C3S）的水化，抑制強(qiáng)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(yīng)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(yīng)，可因此減少減水劑的使用量。其另一特點(diǎn)是對(duì)木鈣的適應(yīng)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(jìn)一步提高調(diào)凝效果。 葡萄糖酸鈉通常摻量在 %~%膠凝材料總量范圍內(nèi)變動(dòng)。但由于它對(duì) 3d 齡期以?xún)?nèi)的水泥水化有強(qiáng)烈抑制作用，故用量一般不超過(guò) %，特殊情況例外。 b 檸檬酸鈉（ HC(COONa)(CH2COONa)22H2O） 也稱(chēng)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(xì)小結(jié)晶體，密度 ，在 150℃ 時(shí)失去結(jié)晶水開(kāi)始分解。易溶于水。對(duì)水泥初期水化有抑制作用，但不影響硬化混凝土的早期強(qiáng)度提高。大劑量使用時(shí)能促進(jìn)水泥水化，消除緩凝的作用。作為調(diào)凝劑使用，添加量常常低于 %。 經(jīng)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(kāi)發(fā)應(yīng)用相當(dāng)少的是芳香族羥基羧酸鹽，已經(jīng)使用的有水楊酸鈉，但保持坍落度在短時(shí)內(nèi)不損失的效果不如人意。此外有羥基苯甲酸鈉。上述兩類(lèi)羥基羧酸鹽復(fù)配使用已見(jiàn)報(bào)道。 氨基羧酸鹽作為水泥緩凝劑使用的，較知名的是對(duì)氨基苯磺酸鈉。 ④ 有機(jī)胺及衍生物 有機(jī)胺用作緩凝劑的主要是鏈 狀脂肪族胺，有機(jī)胺中的憎水基團(tuán)是烷基，親水基團(tuán)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(jī)胺某些衍生物會(huì)形成多層吸附或表面螯合而產(chǎn)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(nèi)有明顯緩凝作用，尤其和木鈣復(fù)合使用后能顯著延長(zhǎng)水泥凝結(jié)時(shí)間。但三乙醇胺與氯鹽或硫酸鈉復(fù)合則早強(qiáng)效果明顯。 酰胺類(lèi)化合物多作為增稠劑和絮凝劑，但實(shí)際上也有調(diào)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(dòng)性和防離析、泌水的功效。 若干有機(jī)質(zhì)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(shí)水化放熱情況，得到的結(jié)論是焦磷酸鈉、六偏磷酸鈉緩凝作用最強(qiáng)，對(duì)水泥水化的延緩作用最強(qiáng)。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(shuō)是抑制混凝土坍落度損失的作用要強(qiáng)得多。 表 7 幾種緩凝 劑的水泥漿緩凝效果 類(lèi)型 緩凝劑名稱(chēng) 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(wú) 機(jī) 物 磷酸 262 298 36 340 410 70 350 430 80 410 470 60 聚磷酸鹽的缺點(diǎn)是它易水解。水解后生成正磷酸根離子和與鈣離子 Ca2+結(jié)合生成溶解度很小的磷酸鈣。 聚磷酸鹽或稱(chēng)縮合磷酸鹽時(shí)是透明玻璃片狀粉或白色粒狀晶體。吸濕性強(qiáng)，易潮解變黏。溶于水但速度慢，水溶液顯弱酸性。在酸、堿介質(zhì)中或溫水中容易水解為正磷酸鹽、反應(yīng)是不可逆轉(zhuǎn)的。三聚磷酸鈉在