试论混凝土减水剂早强剂的性能和应用范围

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SCIENCE &TECHNOLOGY INFORMATION 2011年第15期用来改善混凝土拌和物施工和易性的各种减水剂和调节混凝土，
凝结时间的各种早强剂最为常用。

现将它们的主要性能和应用范围简
述如下。

1减水剂减水剂又称分散剂，其作用是减少混凝土单位体积用水量，从而提高其密实度、强度和耐久性。

减水剂的作用机理是：水泥颗粒因吸附减水剂的阴离子而带有负电，使水泥颗粒周围的水产生极性，阻止了水泥相邻颗粒的接近，产生分散效果，同时增大了水泥颗粒与水的接触面积，使水泥得以充分水化，使水泥浆由网状絮凝结构变成溶胶结构，浆体变稀，混凝土的流动性增大。

由于减水剂的这种扩散作用，加入混凝土拌和物后可以起到以下几方面的效应：（1）配合比不变，可增大坍落度，提高和易性；（2）强度等级和流动性不变，可减少水泥用量，既节约了水泥，又减少了混凝土的水化热，有利于大体积混凝土的温度控制。

（3）在流动性和水泥用量不变情况下，可减少用水量，从而提高混凝土的密实度、强度和耐久性，同时还可增加混凝土的不透水性和抗渗性能。

减水剂按其化学成分可分为木质素系、糖蜜系，磺化煤焦油系、树脂系、复合减水剂等类型。

1.1木质素系减水剂。

它是利用木浆废液提炼而成的棕色粉末，包括木质素磺酸钙、苇浆废液、碱法纸浆废液减水剂等，其中最常用的木质素磺酸钙，简称木钙，属阴离子表面活性剂。

如水泥用量和坍落度不变，可减少用水量10~15%。

掺入木钙后，混凝土凝结时间可延缓1~3h ，故木钙属缓凝型减水剂。

1．2糖蜜系减水剂。

糖蜜是制糖后剩下的残液，经加石灰处理后制成的棕色糊状物，具微碱性，属非离子型表面活性剂，将它加入混凝土后能延缓水泥矿物组分中C 3S 、C 3A 等的水化速度和结晶过程，因而能起到显著降低水泥水化热的作用，适合用于大体积混凝土工程和夏季施工。

掺加糖蜜减水剂的混凝土，其28d 抗压强度可提高20~30%，抗渗能力可提高1倍以上，抗裂性和抗冻能力均有较大增加。

1．3磺化煤焦油系减水剂。

其主要成分是芳香族磺酸盐甲醛缩合物，它可分为非引气型萘系减水剂和引气型萘系减水剂及多环芳烃磺酸盐减水剂等类型。

（1）非引气型减水剂品种较多，有FDN 、UNF 、NF 等减水剂，具有较强的减水效果，减水率可达16~25%，混凝土28d 强度可提高20~30%，节约水泥率10~15%，不锈蚀钢筋。

（2）引气型减水剂以甲基萘磺酸钠甲醛缩合盐为主要成分，具有一定的引气性，其品种有NNO 、MF 、DH 系列减水剂等。

掺入NNO 的低流动性混凝土，与基准混凝土相比，3d 的抗压强度可提高30%左右；如混凝土强度不变，水泥用量可减少15%左右。

MF 减水剂掺入混凝土后，能对水泥颗粒起强烈的分散作用，产生高效的减水效果；保持强度不变，可节约水泥13~23%。

DH 系列减水剂平均减水率23%，降低水泥用量约19%，适合用于高寒地区的混凝土工程施工。

（3）多环芳烃磺酸盐减水剂成分较复杂，因料源广、成本较低，应用较多。

由于磺化煤焦油具有一定的引气作用，故掺入混凝土后对其抗冻性、耐久性都有提高，且对钢筋无锈蚀作用。

此外，还有树脂系减水剂、腐植酸类减水剂、早强复合减水剂、酒石酸钾钠减水剂等，均能不同程度地减少混凝土拌和用水量，提高混凝土密实度、强度、抗渗性、抗冻性和耐久性，广泛应用于工业与民用建筑及水利、道路、桥梁等混凝土结构工程中。

2早强剂早强剂又称促强剂。

一般高效减水剂都能在不同程度上提高混凝
土早期强度，但早强剂更能显著提高其早期强度。

早强剂一般是在冬期施工时或有早强要求的混凝土工程中使用，以达到免受冻害、早脱模、缩短养护期、加快施工进度的目的。

早强剂的品种较多，常用的有
氯盐、硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐、氟硅酸盐等无机盐以及醇胺类及其衍
生物等有机材料。

它们具有早期强度高但后期强度有所降低等特点；
目前，使用早强剂以氯化物最为普遍，碳酸钠、三乙醇胺等次之。

2．1氯盐早强剂。

品种有氯化钙、氯化钠等，是普遍用作冬期施工的
早强剂。

氯盐早强剂的适用范围是：无筋混凝土结构（地面、道路、排水
坡等）、水下钢筋混凝土结构（坝基、桥墩等）、配筋率小于6kg ／m 3的钢
筋混凝土结构。

由于氯离子会引起钢筋锈蚀，并影响混凝土的收缩性，
因此，下列结构的混凝土不得掺加氯盐早强剂：高温、高湿环境下使用
的结构及有顶盖的蓄水池等；与含有酸、碱或硫酸盐等侵蚀性介质接
触的结构、使用冷拉或冷拔低碳钢丝的结构、靠近高压电源（电站、变
电所）的结构、预应力结构、采用蒸汽养护的混凝土结构或制品等。

（1）氯化钙。

它掺入混凝土中可加速水泥凝结硬化，并提高混凝土
的早期强度和抗冰冻破坏能力，冬期施工时常用它作为混凝土的早期
促凝防冻剂。

为防止cacl 2对钢筋的锈蚀，一般常与阻锈剂亚硝酸钠
（NaNO 2）复合使用，亚硝酸钠能在钢筋表面生成氧化保护膜，抑制钢筋
的锈蚀作用。

（2）氯化钠。

它掺入混凝土拌和物中后，由于它是强电介质，一方
面能降低水的冰点，在一定负温下其溶液能保持液相，使水泥仍能有
效地水化，另一方面NaCl 能与Ca(OH)2起化学反应，加速C 3S 水化，生
成的CaCl 2能起早强作用。

在工程中为避免CaCl 2使混凝土凝结过快，
常将NaCl 与CaCl 2混合使用，构成氯盐复合早强剂，其早强、抗冻效果
更加显著。

此外还有氯化铁、氯化锂、氯化铝等氯盐早强剂；氯化锂与亚硝酸
钠、氯化铝与三乙醇胺组成复合早强剂，早强效果更明显，且其密实性
和后期强度也明显提高。

2．2硫酸盐早强剂。

常用的有硫酸钠早强剂、硫代硫酸钠早强剂等。

硫酸钠早强剂已成为我国早强剂的主要原料，并已成为复合早强剂的
重要组分。

由于钠离子会引起钢筋锈蚀和具有导电性，因此下列结构
的混凝土不得掺加硫酸钠早强剂：与镀锌钢板或铝板接触部分的结
构、有外露钢筋预埋件的结构、电解车间和靠近直流电源、高压电源的
结构等。

硫酸钠按一定比例与亚硝酸钠或三乙醇胺、氯化钠组合成复
合早强剂，可分别用于正温、负温（-3℃~-8℃）环境下养护的混凝土结
构，但因水泥水化作用加快很多，故要特别加强混凝土养护。

2．3三乙醇胺复合早强剂。

三乙醇胺[N(C 2H 4OH)3]是一种有机化合物，
为淡黄色透明油状液体，呈强碱性，无毒、不燃，能溶于水，它在水泥水
化过程中能使C 3S 水化后的水化硅酸钙凝胶加速凝固，但很少单独用
作早强剂，一般可与氯盐、硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐等无机盐类复合成
多种三乙醇胺复合早强剂，方能发挥显著的早强效果。

我国最常用的
是三乙醇胺与氯盐（或次氯酸钠）、硫酸钠、亚硝酸钠等组合的各种复
合早强剂。

采用三乙醇胺复合早强剂，施工时必须注意下列事项：（1）严控三
乙醇胺用量。

其用量须事先作试验确定；要准确秤量，严格按试验确定
的配合比和操作程序配制复合早强剂；（2）控制混凝土浇筑速度。

由于
掺早强剂的混凝土拌和后硬结较快，每次只能少量拌和，且浇筑要快，
从拌和到浇筑完毕不宜超过0.5h ；夏季施工时还应更短一些。

（3）加强
养护。

混凝土早期强度高，水泥水化作用加快，因此养护时必须勤浇
水，以确保混凝土质量。

其它早强剂还有很多，如二水石膏、三异丙醇胺与硫酸亚铁复合
早强剂、碳酸钠等。

［责任编辑：张慧］试论混凝土减水剂早强剂的性能和应用范围
赵非
（新疆伊犁森磊工程建设监理有限责任公司新疆伊宁835000）
【摘要】用来改善混凝土拌和物和易性的各种减水剂和调节混凝土凝结时间的各种早强剂最为常用。

只有弄清它们的主要性能，才能准确地将它们应用在混凝土工程施工中。

【关键词】减水剂；早强剂；和易性；三乙醇胺
○建筑与工程○656。