促凝早强剂
新型油井水泥用纳米基促凝早强剂
新型油井水泥用纳米基促凝早强剂
卢海川;朱海金;王健栋;许得禄;金凯;高继超;张翔瑞;石凌龙
【期刊名称】《钻井液与完井液》
【年(卷),期】2024(41)1
【摘要】针对传统油井水泥促凝剂存在的腐蚀套管、增稠及早强作用较弱等问题,根据结构设计,通过溶液法合成了一种新型纳米基促凝早强剂A-1,并对其综合性能及作用机理进行了研究探讨。
实验表明,该纳米基促凝早强剂在改善水泥浆流变的同时可显著缩短中低温下水泥浆的稠化时间,明显加快水泥石强度发展,稠化时间之比可达0.33,起强度时间可缩短50%,6 h抗压强度可达净浆的5倍以上,后期强度提高率仍可达29%。
此外,该纳米基促凝早强剂还可明显缩短水泥浆静胶凝过渡时间,表现出良好的防窜作用。
微观分析表明,该纳米基促凝早强剂可通过成核模板效应改变水泥石微观形貌,加速水泥石水化,使水泥石更加致密,从而改善水泥石力学性能。
【总页数】6页(P119-124)
【作者】卢海川;朱海金;王健栋;许得禄;金凯;高继超;张翔瑞;石凌龙
【作者单位】中国石油集团海洋工程有限公司渤星公司;天津大学化工学院;油气钻完井技术国家工程研究中心;中国石油集团西部钻探工程有限公司井下作业公司;中国石油青海油田公司油气工艺研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TE256.6
【相关文献】
1.一种新型油井水泥用早强剂的性能评价
2.油井水泥无氯促凝早强剂的研制与现场试验
3.一种新型油井水泥低温早强剂
4.新型油井水泥低温早强剂QZ-1性能评价
5.新型纳米复合早强剂对煤矿封孔水泥早强效果影响的研究
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早强剂、促凝剂素材
早强剂按照化学成分可分为强电解质无机盐类、水溶性有机物类、有机类和无机物复合的复合早强剂三类。
强电解质无机盐类第一，氯盐类氯盐类早强剂主要有氯化钙、氯化钠、氯化钾、氧化胺、氯化铁、氯化铝等，适宜掺量0.5%～3%。
由于Cl对钢筋有腐蚀作用，故钢筋混凝土中掺量应控制在1%以内。
氯盐类早强剂均有良好的早强作用，其中氯化钙早强效果好而成本低，应用最广。
氯化钙的适宜掺量为水泥质量的0.5%～1.0%，能使混凝土3d 强度提高50%～100%，7d强度提高20%～40%。
但后期强度不一定提高原理：大量氯离子，金属离子的存在，由于盐效应的影响使孰料矿物溶解度增大溶解过程加大因同离子效应。
使某些水化产物溶度积变小，利于沉淀析出和晶核生长。
此外还可以与某些水化产物，矿物形成复盐如水化氯铝酸钙水化氢氧化钙。
这些复盐可增大水泥浆中的固相比例，有助于浆体硬化。
举例：CaCl2能与C3A作用生成几乎不溶于水和CaCl2溶液的水化氯铝酸钙，CaCl2又能与水化产物Ca(0H)2反应，形成溶解度极小的氧氯化钙(CaCl2•3 Ca(0H)2•12HzO和CaCl2．Ca(0H)2．H20)，使水泥浆中Ca(0H)2浓度降低，这就有利于C3A的水化反应的进行。
水化氯铝酸钙和氧氯化钙固相的早期析出，加速水泥浆体结构的形成，利于早期强度的发展。
第二，硫酸盐类硫酸盐类早强剂主要有硫酸钠(即元明粉)、硫酸钾（佳掺2%）硫代硫酸钠、硫酸钙（佳掺3%）、硫酸铝、硫酸铝钾等。
其中硫酸钠应用较多。
硫酸钠为白色固体。
一般掺量为水泥质量的0.5%～2.0%。
当掺量1%～1.5%时，可使混凝土强度达到设计标准70%的时间缩短一半左右，硫酸钠对矿渣水泥混凝土的早强效果优于普通水泥混凝土。
原理：1·硫酸钠能与水泥水化析出的氢氧化钙反应，加速C3S水化；2·硫酸的加入，使水泥中的C3A与SO2-4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水化加快；硫酸钠原理：适宜掺量为0.5～2.0%；硫酸钠掺入后能发生如下反应：Na2S04+Ca(OH)2+2H2O――CaSO4.2H2O +2NaOH反应中所生成的硫酸钙具有高度分散性，且分布均匀，活性高，这种硫酸钙极易与C3A反应，迅速形成水化硫铝酸钙晶体。
促凝早强剂
促凝早强剂促凝早强剂是指低温（-5~10℃）生产时加快菱镁水泥水化反应速度，缩短菱镁水泥初凝时间，提高制品早期强度的改性剂。
在25℃以上时，菱镁水泥6h 的强度就可达到28d强度的60%-80%；10~15℃时，菱镁制品脱模时间大概要10h；5℃以下时，制品1d都无法脱模。
菱镁水泥固化时间随温度降低而延长，导致生产过程中模具周转慢，生产效率低，对菱镁制品后期强度也有不利影响。
加快低温生产时菱镁水泥固化速率有两个有效途径：一是提高生产温度；二是掺加适量促凝剂。
不可否认，提高生产温度是提高菱镁水泥反应速率的有效方式，但成本较高。
性价比高的促凝早强剂是菱镁水泥低温生产的最佳选择。
促凝和早强不是同一个概念，早强剂是指能提高菱镁水泥早期强度（1d）的改性剂；促凝剂是指能加快菱镁水泥反应速率，明显缩短初凝时间的改性剂。
生产者大多希望缩短菱镁水泥初凝时间，实现早脱模，加快模具周转，提高生产效率，因此促凝是提高生产效率的关键。
低温环境下改性剂对菱镁水泥固化硬化影响可通过圆锥自由下落法和试块法进行评价。
通过圆锥自由下落法比较不同试剂对菱镁水泥促凝效果，促凝效果较好的试剂再通过试块法来评价其对菱镁水泥早期强度的影响。
1、圆锥自由下落法圆锥自由下落法是将圆模大口径朝上，放在标准厚度玻璃片上，倒入菱镁料浆震动、刮平，放在(8＋2)℃的环境中养护，具体养护时间可根据轻烧粉活性MgO 含量调整，让圆锥自由下落插入圆模，通过圆锥插入深度衡量菱镁水泥固化情况，评价促凝剂促凝效果。
圆锥自由下落法误差控制关键点：轻烧粉使用前混合均匀；料浆倒入圆模要震动，以减少气泡；组与组试件成型时间差要控制在10min以内。
2、试块法将菱镁料浆通过标准试模（40mm×40mm×160mm）成型，通过测早期强度评价促凝早强剂早强效果。
40mm×40mm×160mm标准试模试块法需提前预混轻烧粉，若各组试剂都是添加到料浆中，可以先配制料浆，再将料浆分到每一组里，分别加入试剂，确保每一组料浆的初始反应时间一致；若试剂需要加到卤水中，需提前称好每一组的卤水，然后加试剂和轻烧粉，尽量减少各组试件龄期时间差。
混凝土早强剂在地下工程中的应用
混凝土早强剂在地下工程中的应用一、前言混凝土早强剂是一种能够提高混凝土早期强度的添加剂，它能够在混凝土中形成一种特殊的化学反应，从而促进混凝土早期强度的提高。
由于混凝土早期强度的提高能够缩短混凝土的养护期，因此混凝土早强剂在地下工程中的应用越来越广泛。
本文将从混凝土早强剂的定义、作用机理、应用范围以及具体应用案例等方面进行详细介绍。
二、混凝土早强剂的定义混凝土早强剂是指一类能够加速混凝土早期强度提高的添加剂，它们主要由熟石灰、石膏、硅酸盐、氢氧化钠等化学物质组成，可以促进水泥中的水化反应，从而提高混凝土的早期强度。
三、混凝土早强剂的作用机理混凝土早强剂的作用机理主要是通过促进水泥中的水化反应来提高混凝土的早期强度。
混凝土中的水泥在加水后，会进行水化反应，生成硬化产物，从而形成混凝土的强度。
混凝土早强剂能够加速水泥的水化反应速度，从而促进混凝土早期强度的提高。
四、混凝土早强剂的应用范围混凝土早强剂可以应用于各种混凝土结构，特别是在地下工程中的应用更加广泛。
在地下工程中，混凝土早强剂可以提高混凝土的早期强度，从而缩短混凝土的养护期，加快施工进度。
五、混凝土早强剂在地下工程中的应用案例1. 地铁隧道工程地铁隧道工程是地下工程中应用混凝土早强剂的典型案例。
地铁隧道工程的施工需要大量的混凝土，而地下空间的限制使得混凝土的养护非常困难。
因此，在地铁隧道工程中应用混凝土早强剂能够大大缩短混凝土的养护期，加快施工进度。
例如，北京地铁10号线的隧道工程就采用了混凝土早强剂，使得混凝土的早期强度得到了提高，养护期缩短了近一半。
2. 地下室工程地下室工程通常需要在有限的空间内建造大量的混凝土结构，因此混凝土的养护时间非常关键。
在这种情况下，应用混凝土早强剂能够缩短混凝土的养护期，从而提高施工效率。
例如，上海环球金融中心的地下室工程采用了混凝土早强剂，使得混凝土的早期强度得到了提高，养护期缩短了近三分之二。
3. 水利工程水利工程中的混凝土结构通常需要在水中建造，因此混凝土的养护时间也非常关键。
混凝土早强剂种类及规格
混凝土早强剂种类及规格一、前言混凝土早强剂是指在混凝土中加入的一种化学添加剂，可以促进混凝土早期强度的提高，缩短混凝土凝固时间，提高混凝土的耐久性等。
本文将介绍混凝土早强剂的种类及规格。
二、混凝土早强剂的分类根据混凝土早强剂的不同成分和作用机理，可以将其分为以下几类：1.氯离子混凝土早强剂氯离子混凝土早强剂是一种以氯离子为主要成分的混凝土早强剂。
其主要作用是通过加速混凝土中水泥的水化反应，促进混凝土早期强度的提高。
常用的氯离子混凝土早强剂有氯化钠、氯化钾等。
2.硝酸盐混凝土早强剂硝酸盐混凝土早强剂是一种以硝酸盐为主要成分的混凝土早强剂。
其主要作用是通过加速混凝土中水泥的水化反应，促进混凝土早期强度的提高。
常用的硝酸盐混凝土早强剂有硝酸钙、硝酸铵等。
3.硅酸盐混凝土早强剂硅酸盐混凝土早强剂是一种以硅酸盐为主要成分的混凝土早强剂。
其主要作用是通过加速混凝土中水泥的水化反应，促进混凝土早期强度的提高。
常用的硅酸盐混凝土早强剂有硅酸钠、硅酸钾等。
4.有机酸盐混凝土早强剂有机酸盐混凝土早强剂是一种以有机酸盐为主要成分的混凝土早强剂。
其主要作用是通过加速混凝土中水泥的水化反应，促进混凝土早期强度的提高。
常用的有机酸盐混凝土早强剂有甲酸钠、乙酸钠等。
三、混凝土早强剂的规格混凝土早强剂的规格主要包括以下几个方面：1.外观混凝土早强剂的外观应为无色或淡黄色液体或粉末状物质。
2.密度混凝土早强剂的密度应符合国家标准或行业标准的规定。
3.含量混凝土早强剂的含量应符合国家标准或行业标准的规定。
4.水溶性混凝土早强剂的水溶性应符合国家标准或行业标准的规定。
5.氯离子含量氯离子混凝土早强剂的氯离子含量应符合国家标准或行业标准的规定。
6.硝酸盐含量硝酸盐混凝土早强剂的硝酸盐含量应符合国家标准或行业标准的规定。
7.硅酸盐含量硅酸盐混凝土早强剂的硅酸盐含量应符合国家标准或行业标准的规定。
8.有机酸盐含量有机酸盐混凝土早强剂的有机酸盐含量应符合国家标准或行业标准的规定。
混凝土早强剂的定义
凝土早强剂的定义
凝土早强剂是指能提高混凝土早期强度，通常在冬季或紧急抢修时使用的外加剂。
这类外加剂不会对混凝土后期强度产生显著影响。
早强剂的品种包括氯化钙、氯化钠、芒硝、石膏、水玻璃、铝酸钠、碳酸钠、碳酸钙、氟化钠、三乙醇胺等。
使用凝土早强剂可以提高混凝土的早期强度，加快工程进度，缩短工期。
同时，由于其具有速凝、早强等特点，在紧急抢修等情况下，可以有效提高工作效率。
然而，使用凝土早强剂也需要注意其影响，例如可能会影响混凝土的后期强度、收缩性能等。
因此，在使用时需要严格控制掺量，并根据工程需要进行合理的设计和施工。
此外，不同种类的早强剂可能具有不同的作用机理和性能特点，具体使用时需要根据工程要求和实际情况进行选择。
例如，无机盐类早强剂主要通过加速水泥水化速度来提高混凝土的早期强度，而有机胺类早强剂则通过减缓水泥水化速度来实现速凝效果。
总的来说，凝土早强剂是一种重要的外加剂，可以显著提高混凝土的早期强度，具有广泛的应用前景。
在使用时需要了解其作用机理和性能特点，并注意控制掺量和配合比等参数，以确保工程质量和安全。
混凝土早强剂的原理
混凝土早强剂的原理一、引言混凝土早强剂是一种能够促进混凝土早期强度发展的添加剂。
在混凝土施工中，早强剂的使用可以提高混凝土的强度，缩短养护时间，加快施工进度，降低成本，提高工程质量。
因此，混凝土早强剂的研究和应用具有重要的实际意义。
本文将从混凝土早强剂的定义、分类、作用机理、应用效果等方面进行分析和探讨。
二、混凝土早强剂的定义混凝土早强剂是一种能够促进混凝土早期强度发展的添加剂，通常是在混凝土的配合中加入的。
早强剂根据其化学成分和作用机理的不同，可以分为几种不同的类型。
三、混凝土早强剂的分类1.硅酸盐型早强剂硅酸盐型早强剂是一种以硅酸盐为主要成分的早强剂。
硅酸盐型早强剂分为单硅酸盐和多硅酸盐两种类型。
单硅酸盐早强剂主要是指三钙硅酸盐，多硅酸盐早强剂则是指脱水硅酸盐和水化硅酸盐。
2.水泥型早强剂水泥型早强剂是一种以水泥为主要成分的早强剂。
水泥型早强剂的主要成分是氧化铝和氧化铁，它们能够促进水泥的早期水化反应，从而提高混凝土的早期强度。
3.有机型早强剂有机型早强剂是一种以有机化合物为主要成分的早强剂。
有机型早强剂通常是一些含有醛、酮、酸、酯等官能团的化合物，它们能够与水泥中的游离钙离子反应，形成一些钙化合物，从而促进水泥的早期水化反应。
四、混凝土早强剂的作用机理混凝土早强剂的作用机理主要与其化学成分和添加量有关。
下面将分别介绍硅酸盐型、水泥型和有机型早强剂的作用机理。
1.硅酸盐型早强剂的作用机理硅酸盐型早强剂的作用机理主要是通过它们的化学反应，促进水泥的早期水化反应，从而提高混凝土的早期强度。
硅酸盐型早强剂中的硅酸盐物质能够与水泥中的游离氧化钙反应，形成一些含有大量钙离子的硅酸盐物质，这些物质能够促进水泥的早期水化反应，从而提高混凝土的早期强度。
2.水泥型早强剂的作用机理水泥型早强剂的作用机理主要是通过它们的化学反应，促进水泥的早期水化反应，从而提高混凝土的早期强度。
水泥型早强剂中的氧化铝和氧化铁能够与水泥中的游离氧化钙反应，形成一些含有大量钙离子的化合物，这些化合物能够促进水泥的早期水化反应，从而提高混凝土的早期强度。
混凝土中添加早强剂的标准
混凝土中添加早强剂的标准一、前言混凝土是一种常用的建筑材料，其强度的提高是建筑物承载能力和使用寿命的重要保障。
为了加快混凝土强度的发展，提高建筑施工效率，常在混凝土中添加早强剂。
本文旨在探讨混凝土中添加早强剂的标准，以保证混凝土的质量和施工效率的提高。
二、早强剂的定义和分类早强剂是指能够加速混凝土中水泥熟化过程的化学物质，从而提高混凝土的早期强度。
根据其化学成分和作用机理，早强剂可以分为以下几类：1.氯化钠类早强剂：采用氯离子的极性作用，加速水泥颗粒间的反应，使其更快地凝固硬化。
2.硝酸盐类早强剂：采用硝酸盐离子的化学作用，促进水泥的熟化，提高混凝土的早期强度。
3.磷酸盐类早强剂：采用磷酸盐离子的作用，促进水泥的早期反应，提高混凝土的早期强度。
4.有机酸类早强剂：通过与水泥中的钙离子结合，促进水泥的熟化，提高混凝土的早期强度。
三、混凝土中添加早强剂的标准1.添加量标准混凝土中添加早强剂的添加量应符合以下标准：（1）氯化钠类早强剂的添加量不得超过混凝土总水泥用量的2%。
（2）硝酸盐类早强剂的添加量不得超过混凝土总水泥用量的5%。
（3）磷酸盐类早强剂的添加量不得超过混凝土总水泥用量的3%。
（4）有机酸类早强剂的添加量不得超过混凝土总水泥用量的1%。
2.添加时间标准混凝土中添加早强剂的添加时间应符合以下标准：（1）氯化钠类早强剂应在混凝土拌和前加入，以充分溶解。
（2）硝酸盐类早强剂应在混凝土拌和时加入。
（3）磷酸盐类早强剂应在混凝土拌和时加入。
（4）有机酸类早强剂应在混凝土拌和前加入。
3.添加方式标准混凝土中添加早强剂的添加方式应符合以下标准：（1）氯化钠类早强剂应以固体形式加入混凝土拌合料中。
（2）硝酸盐类早强剂应以液体形式加入混凝土拌合料中。
（3）磷酸盐类早强剂应以液体形式加入混凝土拌合料中。
（4）有机酸类早强剂应以液体形式加入混凝土拌合料中。
4.混凝土性能标准混凝土中添加早强剂后，其性能应符合以下标准：（1）混凝土早期强度提高明显，达到设计要求。
建材用早强剂种类
建材用早强剂种类建材用早强剂是一种能够提高混凝土或砂浆早期强度的化学添加剂。
它能够在短时间内促进水泥的凝结和硬化过程，从而使建筑材料更快达到所需的强度。
早强剂种类繁多，下面将介绍几种常见的建材用早强剂。
1. 高效率早强剂高效率早强剂是一种常用的建材用早强剂，它能够在混凝土中迅速形成硬化物质，提高混凝土的早期强度。
这种早强剂通常采用高效率的硅酸盐水泥作为主要成分，可以在短时间内显著提高混凝土的抗压强度。
高效率早强剂广泛应用于需要快速施工的工程项目，如高速公路、桥梁等。
2. 硅酸盐早强剂硅酸盐早强剂是一种以硅酸盐为主要成分的建材用早强剂。
硅酸盐早强剂能够与水泥中的氢氧化钙反应生成硅酸钙胶凝材料，从而促进混凝土的早期强度发展。
硅酸盐早强剂具有早期强度高、施工方便等优点，广泛应用于各类建筑工程中。
3. 硫铝酸盐早强剂硫铝酸盐早强剂是一种常用的建材用早强剂，它以硫铝酸盐为主要成分。
硫铝酸盐早强剂能够与水泥中的氢氧化钙反应生成硫铝酸钙胶凝材料，从而提高混凝土的早期强度。
硫铝酸盐早强剂具有早期强度高、抗渗透性好等特点，常用于需要提高混凝土早期强度的工程项目中。
4. 磷酸盐早强剂磷酸盐早强剂是一种以磷酸盐为主要成分的建材用早强剂。
磷酸盐早强剂能够与水泥中的氢氧化钙反应生成磷酸钙胶凝材料，从而加快混凝土的早期强度发展。
磷酸盐早强剂具有早期强度高、耐久性好等特点，被广泛应用于各类建筑工程中。
以上就是几种常见的建材用早强剂种类。
这些早强剂能够有效提高混凝土或砂浆的早期强度，加快施工进度，提高工程质量。
在选择和使用建材用早强剂时，需要根据具体工程需求和材料特性进行合理选择和搭配，以确保工程的安全和可靠性。
同时，使用早强剂时应按照相关标准和规范进行施工，确保操作正确、安全。
通过合理使用建材用早强剂，可以提高建筑材料的性能，促进工程的顺利进行。
油井水泥几种主要外加剂
一、促凝早强剂定义：主要是指能显著缩短水泥浆稠化时间，加速水泥熟料矿物的凝结与硬化，提高水泥早期抗压强度的外加剂。
主要用途：缩短凝结时间，表层套管注水泥、打水泥塞、堵漏等。
作用机理：①氯盐类早强剂：氯盐促进水泥浆硬化和早强的机理，主要有两个面的原因。
一是增加水泥颗粒的分散度，从而加速水泥水化和硬化的速度；二是与水泥熟料矿物产生化合作用，与C3A化合生成水化氯铝酸钙，从而使胶体膨胀，水泥隙减少，密实性增大，从而提高了水泥的强度。
②硫酸盐类早强剂：硫酸盐对水泥的促硬、早强作用，主要是因为它能与水泥熟料矿物水解析出的氢氧化钙发生置换反应，从而能加速与水泥熟料中的C3A反应生成更多的硫铝酸钙，提高水泥水化液相中的固相比例，加快水泥凝结硬化的速度和早期强度的提高。
③有机早强剂：如三乙醇胺，它能起到促凝早强作用是由于三乙醇胺能促进水泥形成更多的钙矾，能有效地吸附在水泥熟料矿物表面，加快C3A与膏之间的反应，但三乙醇胺可能减缓C3S的水化速度。
通常，它与其它促凝早强剂复合使用，可发挥更好的早强作用。
主要类型：①无机盐类氯化钙，液体氯化钙，硅酸盐，硫酸盐，氯化钠，铝酸盐、硝酸盐、碳酸盐、硫代硫酸盐以及钠、钾、铵的氢氧化物等。
②有机化合物促凝剂主要包括：甲酸钙[Ca(HCOO)2]、甲酰铵（CHONH2)、草酸（H2C2O4)和三乙醇胺[（N(C2H4OH)3]等。
③复合促凝剂研究表明，由多种无机盐促凝剂和有机化合物促凝剂复合的早强剂，往往可得到比单一类型促凝剂促凝效果更好的外加剂。
我国目前油田常用的早强剂通常为复合型的促凝早强剂，往往很少单独使用一种早强剂二、缓凝剂定义：通过物理化学作用，能显著延缓水泥浆稠化时间，防止油井水泥凝结过快的外加剂可称作为油井水泥缓凝剂。
有些缓凝剂同时还具有减阻和降失水的作用。
主要作用：延长水泥浆稠化时间，保持水泥浆在注入和顶替期间保持良好的可流动性。
作用机理：主要是指缓凝剂的化学性质和缓凝剂与水泥相（硅酸盐或铝酸盐）的作用过程，由于不同的缓凝剂有不同的化学性质和作用过程，所以，目前所提出的所有理论都还不能全面的解释缓凝剂本身参与水泥的水化过程的情况，本项工作需进一步的研究。
关于早强剂
1．简介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BG8076—1997混凝土外加剂标准，要求早强剂和早强减水剂的凝结时间之差均为正负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旱强剂和早强减水剂总量逾20万吨。
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。
2．品种、性能及应用注意事项1)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刚筋的素混凝土中掺加，对于钢筋混凝土，特别是颈应力钢筋混凝上，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。
2)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华现象。
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。
3)硝酸盐和亚硝酸盐早强制硝酸盐和亚硝酸盐均对水泥水化过程起促进作用。
早强剂和速凝剂的区别
早强剂和速凝剂的区别
早强剂和速凝剂都是混凝土添加剂，它们可以改善混凝土的性能。
但是，早强
剂和速凝剂在作用机理、添加量、使用效果等方面存在区别。
作用机理
早强剂主要通过增加混凝土中硅酸盐反应的速度来提高混凝土的早期强度，使
混凝土达到设定的强度要求。
早强剂通常是一种矿物质材料，例如硅酸盐、硼酸盐或铝酸盐等，通过加速反应速率，促进硅酸盐凝胶的快速形成。
速凝剂主要通过减缓水泥水化反应，从而使混凝土的凝固时间变短，达到加速
凝固的目的。
速凝剂通常是一种或几种活性氧化铝、硅酸盐、氢氧化钙等物质，通过改变水泥粒子的表面电荷状态，影响水泥粒子的凝胶形成速度，从而加快混凝土凝固变硬的过程。
添加量
早强剂的添加量通常较少，为水泥用量的0.5-2%。
因为过量添加早强剂会导
致混凝土的收缩和裂缝等问题。
因此，在选择早强剂时，应根据具体的混凝土规格和设计要求确定添加剂的种类和添加量。
速凝剂添加量通常比早强剂大，可以达到水泥用量的2-5%甚至更高。
但是，
过量添加速凝剂可能会导致混凝土流动性差、极端快干、易裂等问题，因此需要合理控制添加剂的种类和添加量。
使用效果
早强剂和速凝剂的使用效果也不同。
早强剂可以在混凝土的硬化早期提高强度，使混凝土早期获得较高的强度，从而提高混凝土的实际使用效果。
而速凝剂则主要用于要求混凝土尽快硬化的场合，例如大体积混凝土的施工，大坝等需要尽快获得稠化的结构物，以便后续施工。
速凝剂的作用是在短时间内提高混凝土的硬度和强度，但不够持久。
备选方案：化学膨胀剂在混凝土生产中的应用。
混凝土超早强剂的使用原理
混凝土超早强剂的使用原理一、混凝土超早强剂的概念及作用混凝土超早强剂是指能够促进混凝土早期强度发展的化学添加剂，其作用主要体现在以下几个方面：1.促进水泥熟化：混凝土超早强剂中的化学成分能够与水泥中的化学成分发生反应，促进水泥的熟化，加快硬化速度和早期强度的发展。
2.改善混凝土的工作性能：混凝土超早强剂能够改善混凝土的流动性、坍落度和减水率等工作性能，提高混凝土的加工性能和施工效率。
3.提高混凝土的强度：混凝土超早强剂能够促进混凝土早期强度的发展，提高混凝土的强度和耐久性。
二、混凝土超早强剂的分类及特点根据其化学成分和作用机理的不同，混凝土超早强剂可以分为三种类型：硅酸盐类、酸性类和氯离子类。
1.硅酸盐类：硅酸盐类混凝土超早强剂主要由硅酸盐水玻璃、氢氧化钠等成分组成，其特点是早期强度高、加速作用明显、但后期强度增长缓慢。
2.酸性类：酸性类混凝土超早强剂主要由硫酸铵、硫酸钙等成分组成，其特点是加速早期强度发展，但对混凝土的抗渗性和耐久性有一定影响。
3.氯离子类：氯离子类混凝土超早强剂主要由氯化钠等成分组成，其特点是早期强度高、加速作用明显、但对混凝土的耐久性有一定影响。
三、混凝土超早强剂的使用原理混凝土超早强剂的使用原理主要是通过对混凝土中水泥水化反应的影响，使水泥的早期强度得到明显提高。
1.改变水泥水化反应的速率：混凝土超早强剂中的化学成分能够改变水泥水化反应的速率，加速早期水泥的熟化过程，从而促进混凝土早期强度的发展。
2.提高水泥的熟化程度：混凝土超早强剂中的化学成分能够与水泥中的化学成分发生反应，提高水泥的熟化程度，从而加快混凝土的硬化速度和早期强度的发展。
3.改善混凝土的工作性能：混凝土超早强剂能够改善混凝土的流动性、坍落度和减水率等工作性能，提高混凝土的加工性能和施工效率。
四、混凝土超早强剂的使用方法混凝土超早强剂的使用方法一般分为直接加入和分层加入两种方式。
1.直接加入：将混凝土超早强剂与水泥、石子、砂浆等混合，在混凝土拌和过程中直接加入，混合均匀后即可施工。
速凝剂与早强剂
0
+
+
紧密层
扩散层
动电位（电势）: 紧密层的外界面与本体溶液之间的电势 差。
17
电解质盐类对水泥-水体系凝聚过程的影响 扩散层的压缩作用
电势对其它离子十分
敏感，外加电解质的变化会 引起 电势的显著变化。因 为外加电解质浓度加大时， 会使进入紧密层的反号离子 增加，使得粒子外界面与溶 液本体的电势差减小，即 电势下降，从而使双电层变 薄。
22
难溶电解质的溶度积规则
难溶电解质的溶度积规则
1、 Q ＝ Ksp，平衡状态 2 、 Q > Ksp，析出沉淀 3 、 Q < Ksp，沉淀溶解
Q：离子积，是指在一定温度下，难溶电解质 任意状态时，溶
液中离子浓度幂的乘积；
Ksp：溶度积，是指难溶电解质溶解达到平衡的时候，溶液中离
子浓度幂的乘积。
速凝剂与早强剂的区别
速凝剂是能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂，广泛 应用于喷射混凝土、灌浆止水混凝土及抢修补强混 凝土工程中； 早强剂是指能提高混凝土或砂浆的早期强度的外加 剂； 一般来说，凝结速度快的早期强度也高，但是有时 凝结速度快的，但早期强度不一定高；（例如：假 凝） 早强和促凝是两个不完全相同的概念，因此国家规 定早强剂对凝结时间的影响在-60min—+120min。
x
K+ I－
AgI
碘化银胶团示意图（KI过量）
(AgI) m nI (n x)K xK 扩散层 紧密层 胶核
胶粒 胶团
15
电解质盐类对水泥-水体系凝聚过程的影响 胶体粒子的双电层结构 粒子的相反电荷离子是由紧密
凡是对胶体凝聚过程产生直接或间接影响的因素，都会对 水泥的凝结过程产生影响，而水泥颗粒的凝聚过程受到水 泥颗粒双电层结构的强烈影响。动电电位绝对值提高，水 泥颗粒分散作用增强，动电电位绝对值降低，凝聚增强。
早强剂
（确定“基准配合比”和“实验室配合 比”）1、和易性调整---确定“基准配 合比” 1）粘聚性、保水性不良时=>提高SP 2）坍落度太小=>增加水泥浆5~10% （W/C不变）或加入适量的减水剂。 3）坍落度太大=>增加骨料5~10% （砂率不变）。
（六）、施工配合比
施工现场中实测砂、石含有水份a% ,b% 水泥： CO′= CO 砂： SO′=SO（1+a%） 石： GO′=GO（1+b%） 水: WO′= WO-SO×a% -GO×b%
(六)引气剂
定义：引气剂是一种搅拌时能够在砂浆 和混凝土中引入大量均匀分布的、封闭 的微小气泡，而且硬化后小气泡能保持 在其中的一种外加剂 引气减水剂是兼有引气和减水两种功能 的外加剂
引气剂种类
目前国内应用量较多的引气剂是松香热 聚合物，此外，由于皂甙类的引气剂具 有良好的引气性能受到重视，并在工程 中逐步获得应用。
引气剂和引气减水剂作用
引气剂和引气减水剂主耍用来改善塑性砂浆和混凝土 和易性，减少泌水和离析，同时大幅度提高砂浆和混 凝土的耐久性。 我国的一些旧有混凝土工程已进入维修期，一些新建 不久的建筑物被环境的腐蚀和破坏，混凝土工程的维 修费用在逐年提高，因此，提高混凝土的安全使用寿 命，也是备受当前土木工程界关注的问题之一。引气 剂和引气减水剂可以大幅度提高混凝土的抗冻融性能， 在路面和桥面混凝土中使用效果很好，随着国内对耐 久性的重视，其应用量也在增加。
速凝剂生产情况
1、我国速凝剂目前的年产量约8万t， 2、生产厂家30～40个，生产规模大多数在2000t—3000t， 3、粉状速凝剂：我国速凝剂以前大多是以铝酸钠为主要成 分的粉状产品，适合于干喷工艺。 4、液体速凝剂：近年来随着对喷射混凝土质量要求的提高， 喷射混凝土湿喷工艺有了较快的发展，用该工艺生产的喷 射混凝土后期强度损失率较小、施工作业环境好，因此该 工艺使用的液体速凝剂也随之有了大幅度的增长。液体速 凝剂的生产厂家目前有 20—30家，但生产规模较小，总年 产量约2万t左右，产品大多是铝酸钠型的。 5、无碱速凝剂和低碱速凝剂是速凝剂产品今后的发展方向。
混凝土早强剂的应用原理
混凝土早强剂的应用原理一、引言混凝土早强剂是一种常用于混凝土工程中的添加剂，其能够在混凝土初凝后促进混凝土的早期强度发展，提高混凝土的强度和耐久性，从而改善混凝土的性能。
本文将从混凝土早强剂的基本原理、作用机理、应用效果和适用范围等多个方面进行全面阐述，以期能够对混凝土早强剂的应用有更深入的了解。
二、混凝土早强剂的基本原理混凝土早强剂是一种化学添加剂，通常由水凝胶、有机物、磷酸盐等成分组成。
其作用机理主要是通过改变混凝土中的水化反应过程，加速水泥中的胶凝物的形成，促进混凝土早期强度的发展。
此外，混凝土早强剂还能够改善混凝土的流动性和减少混凝土的收缩，从而提高混凝土的耐久性和性能。
三、混凝土早强剂的作用机理混凝土早强剂的作用机理主要有以下几个方面：1.加速水泥水化反应混凝土早强剂中的化学成分能够促进水泥水化反应的进行，使水泥中的胶凝物在早期形成，提高混凝土的强度和硬度。
此外，混凝土早强剂还能够加速水泥的初凝时间，提高混凝土的早期强度。
2.改善混凝土的流动性混凝土早强剂中的水凝胶成分能够改善混凝土的流动性，提高混凝土的可泵性和可塑性。
此外，混凝土早强剂还能够降低混凝土的黏度和内摩擦力，使混凝土更易于施工和振捣。
3.减少混凝土的收缩混凝土早强剂中的有机物成分能够减少混凝土的收缩，防止混凝土龟裂和开裂。
此外，混凝土早强剂还能够提高混凝土的耐久性和抗渗性，延长混凝土的使用寿命。
四、混凝土早强剂的应用效果混凝土早强剂的应用能够显著提高混凝土的早期强度和耐久性，改善混凝土的性能和工作性能。
具体表现如下：1.提高混凝土的强度和硬度混凝土早强剂能够促进水泥水化反应的进行，加速水泥中的胶凝物的形成，提高混凝土的早期强度和硬度。
此外，混凝土早强剂还能够提高混凝土的抗压强度、抗拉强度和抗弯强度等力学性能指标。
2.改善混凝土的流动性和可塑性混凝土早强剂能够改善混凝土的流动性和可塑性，提高混凝土的可泵性和可振捣性。
此外，混凝土早强剂还能够降低混凝土的黏度和内摩擦力，使混凝土更易于施工和振捣。
建材用早强剂种类
建材用早强剂种类
建材用早强剂是一种常见的建筑材料，它可以提高混凝土的早期强度，缩短混凝土的凝固时间，从而提高施工效率。
目前市场上常见的建材
用早强剂种类有以下几种：
1. 硅酸盐早强剂：硅酸盐早强剂是一种常见的建材用早强剂，它可以
提高混凝土的早期强度，缩短混凝土的凝固时间，从而提高施工效率。
硅酸盐早强剂具有良好的耐久性和抗渗性，可以有效地提高混凝土的
抗压强度和耐久性。
2. 硫酸盐早强剂：硫酸盐早强剂是一种常见的建材用早强剂，它可以
提高混凝土的早期强度，缩短混凝土的凝固时间，从而提高施工效率。
硫酸盐早强剂具有良好的耐久性和抗渗性，可以有效地提高混凝土的
抗压强度和耐久性。
3. 氯化物早强剂：氯化物早强剂是一种常见的建材用早强剂，它可以
提高混凝土的早期强度，缩短混凝土的凝固时间，从而提高施工效率。
氯化物早强剂具有良好的耐久性和抗渗性，可以有效地提高混凝土的
抗压强度和耐久性。
4. 磷酸盐早强剂：磷酸盐早强剂是一种常见的建材用早强剂，它可以
提高混凝土的早期强度，缩短混凝土的凝固时间，从而提高施工效率。
磷酸盐早强剂具有良好的耐久性和抗渗性，可以有效地提高混凝土的
抗压强度和耐久性。
总之，建材用早强剂是一种非常重要的建筑材料，它可以提高混凝土
的早期强度，缩短混凝土的凝固时间，从而提高施工效率。
在选择建
材用早强剂时，应根据具体的施工要求和混凝土的性质来选择合适的
早强剂种类。
同时，在使用建材用早强剂时，应注意控制用量，避免
对混凝土的性能产生不良影响。
促凝剂生理学
促凝剂生理学品种类型编辑其主要品种有氯盐、硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐、甲酸盐等，掺量为水泥用量的1～2%。
此外，采用三乙醇胺与早强剂复合，则早强效果更好。
早强剂主要用于低温条件下施工，或对混凝土有早强要求的工程。
早强剂是一种加速水泥水化、提高砂浆早期强度的添加剂。
用于干粉砂浆的早强剂要求为粉状、干燥。
产品应用编辑干粉砂浆产品中应用最广的是甲酸钙，它主要用于瓷砖粘结剂、水泥基抹灰砂浆、修补砂浆、防水砂浆等产品中。
为了提高砂浆早期强度，通常在砂浆中加入高铝水泥来作为促凝剂，在低温环境下还需加入防冻剂进行防冻。
甲酸钙具有双重作用，既可加快水泥的硬化速度，提高水泥产品的早期强度，又避免了在冬期施工或低温潮湿的环境下水泥凝结速度过慢的问题，使水泥产品尽快提高强度投入使用，甲酸钙特别对早期强度的贡献较大。
而且甲酸钙的物理性质在常温下稳定，不宜结团，比较适合在砂浆中使用。
甲酸钙是一种新型的低温早期促凝剂，分子式为C2H2CaO4呈白色或微黄色可流动性粉末。
在干粉砂浆产品中，甲酸钙主要用于瓷砖粘结剂、水泥基抹灰砂浆。
修补砂浆、防水砂浆等产品中。
为了提高早期强度，通常在砂浆中加入高铝水泥来作为促凝剂，在低温环境下还需加入防冻剂进行防冻。
而甲酸钙具有双重作用，即可加快水泥的硬化速度，提高早期强度，又避免了在冬季施工或低温潮湿条件下凝结速度过慢的问题，使水泥产品尽早提高强度投入使用，甲酸钙特别对早期强度的贡献较大。
夏季，甲酸钙的掺量通常为水泥质量的0.3%～0.7%，而在冬季用量应随温度的下降而适量增加，掺量约为0.5%～1.0%。
甲酸钙掺量不宜过高，否则会导致水泥最终强度降低、开裂现象发生。
对于存在防冻剂等有机物甚至有机溶剂的砂浆体系，甲酸钙的使用量应控制在0.3%以下，否则有可能使水泥胶凝性能下降，干缩加强，厚施工会导致大幅度的深裂纹，薄抹灰容易出现与底层脱落。
甲酸钙作为一种促凝剂，在冬季不能作为防冻剂使用，只有甲酸钙和防冻剂复配使用才能达到良好的防冻效果，同时还可以提高早期强度。
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促凝早强剂
促凝早强剂是指低温（-5~10℃）生产时加快菱镁水泥水化反应速度，缩短菱镁水泥初凝时间，提高制品早期强度的改性剂。
在25℃以上时，菱镁水泥6h 的强度就可达到28d强度的60%-80%；10~15℃时，菱镁制品脱模时间大概要10h；5℃以下时，制品1d都无法脱模。
菱镁水泥固化时间随温度降低而延长，导致生产过程中模具周转慢，生产效率低，对菱镁制品后期强度也有不利影响。
加快低温生产时菱镁水泥固化速率有两个有效途径：一是提高生产温度；二是掺加适量促凝剂。
不可否认，提高生产温度是提高菱镁水泥反应速率的有效方式，但成本较高。
性价比高的促凝早强剂是菱镁水泥低温生产的最佳选择。
促凝和早强不是同一个概念，早强剂是指能提高菱镁水泥早期强度（1d）的改性剂；促凝剂是指能加快菱镁水泥反应速率，明显缩短初凝时间的改性剂。
生产者大多希望缩短菱镁水泥初凝时间，实现早脱模，加快模具周转，提高生产效率，因此促凝是提高生产效率的关键。
低温环境下改性剂对菱镁水泥固化硬化影响可通过圆锥自由下落法和试块法进行评价。
通过圆锥自由下落法比较不同试剂对菱镁水泥促凝效果，促凝效果较好的试剂再通过试块法来评价其对菱镁水泥早期强度的影响。
1、圆锥自由下落法
圆锥自由下落法是将圆模大口径朝上，放在标准厚度玻璃片上，倒入菱镁料浆震动、刮平，放在(8＋2)℃的环境中养护，具体养护时间可根据轻烧粉活性MgO 含量调整，让圆锥自由下落插入圆模，通过圆锥插入深度衡量菱镁水泥固化情况，评价促凝剂促凝效果。
圆锥自由下落法误差控制关键点：轻烧粉使用前混合均匀；料浆倒入圆模要震动，以减少气泡；组与组试件成型时间差要控制在10min以内。
2、试块法
将菱镁料浆通过标准试模（40mm×40mm×160mm）成型，通过测早期强度评价促凝早强剂早强效果。
40mm×40mm×160mm标准试模
试块法需提前预混轻烧粉，若各组试剂都是添加到料浆中，可以先配制料浆，再将料浆分到每一组里，分别加入试剂，确保每一组料浆的初始反应时间一致；若试剂需要加到卤水中，需提前称好每一组的卤水，然后加试剂和轻烧粉，尽量减少各组试件龄期时间差。
低温环境下，菱镁水泥早期强度尤其是10~17h强度发展很快，试件龄期时间差控制不好会导致实验结果出现误差。
试件龄期时间差的控制是早强实验成败的关键。
对菱镁水泥有较明显的促凝效果的试剂有CaCl2、CaSO4、Na2SiO3、聚丙烯酰胺、活性硅灰等，具体的促凝机理如下：
CaCl2溶于卤水是放热过程，Ca2+可以参与反应形成一些具有早强作用的难溶钙盐，可以增加Cl-浓度，CaCl2可作为螯合剂、固化剂。
CaSO4溶解度低，Ca2+可参与反应生成难溶的钙盐，不溶解的CaSO4颗粒作为晶核促进菱镁水泥固化相5·1·8晶相形成。
Na2SiO3粘结力强，硬化后形成二氧化硅网状骨架，对菱镁水泥早期强度有促进作用。
Na2SiO3种类较多，不同模数不同结构的Na2SiO3对菱镁水泥的作用也有所差别，低模数Na2SiO3与料浆反应速度快，加入菱镁水泥后，会迅速产生一些小颗粒；高模数Na2SiO3反应能力稍差，因此选择恰当模数和结构的Na2SiO3来提高菱镁水泥固化速率。
聚丙烯酰胺具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的摩擦阻力，有利于分子的扩散移动。
聚丙烯酰胺可缩短轻烧粉与卤水均匀混合所需时间，提高菱镁水泥稠度，对菱镁水泥有一定促凝作用。
遗憾的是，掺加聚丙烯酰胺会导致菱镁水泥固化后的表面产生灰色色斑，影响制品美观。
活性硅灰可与轻烧粉形成凝胶体，改善料浆和易性，有一定促凝效果。
添加不同试剂的试件，分别试验促凝效果和不同龄期的强度，结果显示试剂的促凝作用和早强作用并非一一对应，有些试剂对菱镁水泥有促凝作用，但早期强度不高；有些试剂对菱镁水泥有早强作用，却没有促凝效果，如表3.2所示：
不同试剂的早期强度，KN
试剂CaCl2GX-0# 对照组Na2SiO3NaAlO2
17h 抗压强度18.78 20.78 16.57 15.01 16.03 提高率13.34% 25.41% -9.41% -3.26% 抗折强度 1.86 1.76 1.63 1.57 1.61 提高率14.11% 7.98% -3.68% -1.23%
2d 抗压强度45.17 48.47 42.53 40.58 38.26 提高率 6.21% 13.97% -4.58% -10.04% 抗折强度 2.43 2.88 2.37 2.11 2.03 提高率 2.53% 21.52% -10.97% -14.35%
28d 抗压强度120.25 128.07 108.66 111.96 102.45 提高率10.67% 17.86% 3.04% -5.72% 抗折强度 6.35 6.72 6.14 5.41 5.99 提高率 3.42% 9.45% -11.89% -2.44%
从表中可以看出：
a、结合促凝实验结果可知，CaCl2和GX-0#促凝增强剂都具有一定的促凝和早强作用，且对后期强度均有增强作用，但GX-0#促凝增强剂综合性能优于单组份的CaCl2；
b、Na2SiO3有促凝作用，没有增强作用，并且Na2SiO3对菱镁水泥早期、后期的抗折、抗压强度均有不利影响；
c、NaAlO2是硅酸盐水泥用促凝剂，对菱镁水泥没有促凝和早强作用。
3、GX-0#促凝增强剂
GX-0#促凝增强剂主要成分是一种高效鳌合剂，可以与Mg2+发生络合反应。
通过加快Mg(OH)2的电离，加快MgO的水化，从而加快5·1·8晶相的形成。
加入GX-0#促凝增强剂以后，整个反应有四个过程组成：
轻烧粉与卤水混合后，首先进行氧化镁的水化反应：
MgO+H2O ===Mg(OH)2 ①（可逆反应，存在电离平衡）
然后生成的Mg(OH)2在卤水中发生电离：
Mg(OH)2 === Mg2+ + 2OH-②(可逆反应，存在电离平衡)
然后GX-0#促凝增强剂与溶液中的Mg2+发生络合：
Mg2+ + GX-0 === Mg-GX-02+③
最后溶液中的Mg-GX-02+、Cl-、OH-、H2O共同反应生成5·1·8晶相：6Mg-GX-02+ + 2Cl- + 10 OH- + 8H2O === 5Mg(OH)2·MgCl2·8H2O + GX-0 ④
上述反应过程可以看出，GX-0#促凝增强剂本身并不参与晶体的组成，只是参与了一个可以循环的络合反应，提高了溶液中Mg2+浓度，加快了反应的进程。
同时由于加入GX-0#促凝增强剂，早期晶相形成较好，所以产品的后期强度也有所提高。
GX-0#促凝增强剂最大的技术突破，即：不但提高产品的早期强度，缩短脱模时间，同时还可以改善晶相的发育，提高产品后期强度。