第三章 早强剂

硫酸钙晶体
石膏
6. 硝酸盐和亚硝酸盐早强剂
不仅能作为混凝土的早强剂组分，而且可以作为混凝土 防冻剂组分使用。
亚硝酸钠的掺入还可以防止混凝土内部钢筋的锈蚀，其 原因是可以促使钢筋表面形成致密的保护膜。所以氯盐早强 剂或氯盐防冻剂中常复合有亚硝酸钠组分。
7. 碳酸盐类早强剂
碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂均可作为混凝土的早强剂及促 凝剂。在冬季施工中使用具有明显加快混凝土凝结时间及提 高混凝土负温强度增长率。并且碳酸盐由于能改变混凝土内 部孔结构的分布、减小混凝土总空隙率而使混凝土在掺入碳 酸盐后抗渗性能有所提高。碳酸盐也属于原料来源广而且价 格较低的原料。
价格便宜、来源广泛。在掺量相同时，氯化钠降低冰点 作用优于氯化钙，几乎是所用降低冰点材料中效果最好的一 种。
氯化钠一般不单独用作早强剂，多用于防冻剂中的防冻 组分。
3. 氯化铁
具有早强、密实、保水及降低冰点的作用，略有促凝性。 在掺量不超过2%时具有早强作用，在掺量大于3%时多用作 防水剂。
缺点为含氯盐对钢筋有锈蚀作用。但掺量较小时无明显 的锈蚀作用。较少单独使用与早强剂，多复合其他外加剂用 于要求早强、防水、防冻等要求的混凝土中。
掺量%
0 0.4 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
1d 3.4 5.0 4.7 5.1 5.0 3.6 3.7 3.1 4.8 4.6 5.0 3.6 5.1
抗压强度 MPa
3d
7d
9.2
14.6
12.6
18.2
13.2
17.8
12.1
17.2
11.8
14.4
10.8
17.5
11.7
14.9
早强剂的定义：加速混凝土早期强度发展的外加剂。因 为从混凝土开始拌合到凝结硬化形成一定的强度都需要一段 较长的时间。为了加速这一过程，希望早强。
使混凝土提高早期强度可以有3种途径： 其一为使用特种水泥。 其二改进混凝土施工和养护方法。 第三是使用早强型外加剂。
单独使用 复合使用
3.1 早强剂的品种及性能
早强剂可分成无机盐类、有机物类、复合型早强剂3大类。
无机盐类主要有氯化物、硫酸盐、硝酸盐及亚硝酸盐、碳酸 盐等。
有机物主要是指三乙醇胺、三异丙醇胺、甲酸、乙二醇等。 复合型是指有机与无机盐复合型早强剂 。
3.1.1 无机盐类早强剂
常用的无机盐类有氯化物、硫酸盐、亚硝酸盐、碳酸盐等。 氯盐早强剂的组成主要包括氯化钙、氯化钠、氯化铝等。
由于碱性提高，提供了碱骨料反应的条件，因此需禁 用有活性SiO2的骨料。一般用量为0.5～2%，过多不利 于后期强度提高和耐久性。
碱—骨料反应对混凝土的影响
硫酸钠在混凝土中使用，当掺量过大或养护条件不 好时，容易在混凝土表面产生反碱现象，即在混凝土表 面析出一层毛绒状的氢氧化钙细小晶体，而影响混凝土 表面的光洁程度，也不利于表面的进一步装饰处理。冬 季施工或干燥天气尤其容易发生。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。
4. 硫酸钠 常用的硫酸盐早强剂为硫酸钠、硫酸钾和硫酸钙。 硫酸钠又名元明粉、无水芒硝，其天然矿物称为芒硝，白
色晶体，很容易风化失水变成白色粉末即元明粉。硫酸钠资源 丰富，价格较低廉。
硫酸钠很容易溶解于水，在水泥硬化时，与水泥水化 时产生的氢氧化钙发生反应：
反应中生成的石膏具有更高的分散性，有助于水化硫 铝酸钙的迅速生成，加快了水泥的硬化。
9.8
14.8
11.2
16.7
10.0
14.7
10.7
13.8
10.2
14.7
9.9
11.9
28d 23.6 27.1 21.7 23.2 22.6 28.0 22.8 23.3 23.3 20.5 17.3 23.2 15.6
3.1.2 有机化合物早强剂
最常用的有机化合物早强剂为三乙醇胺（TEA）。 是一种表面活性剂，掺入水泥棍凝土中，在水泥水化过程中 起催化剂的作用，它能够加速C3A的水化和钙矾石的形成。 三乙醇胺常与氯盐早强剂复合使用，早强效果更佳。
乙醇胺有三个异构体：一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺。 三者在室温下均为无色透明黏稠液体，冷时变成白色结晶固体， 有轻微氨臭味。有吸潮性和强碱性，能与水、甲醇及丙酮混溶。 可作为促凝剂和防水剂使用。
掺量为1%以下时对水泥 的凝结时间无明显影响，掺 量2%时凝结时间提前2/3~2h， 掺量4%以上会使水泥速凝。
氯化钙使混凝土的收缩明 显增大。掺量0.5%收缩约增加 50%，掺2.5%达到115%，掺3%增加至165%。
2. 氯化钠
与氯化钙的作用相似，但浓度增加时，能使混凝土强度 降低，并对钢筋锈蚀加剧。在钢筋混凝土中使用必须按规定 复合组锈剂。也是一种很好的降低冰点的防冻材料。
氯盐类的早强剂只准在不配筋的素混凝土中掺加，对于钢筋 混凝土，特别是预应力钢筋混凝上，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Clˉ含量的引入量，甚至 要禁止使用。
1. 氯化钙
CaCI2属强电介质，溶于水中将完全离解成离子。 大量钙离子、氯离子的存在，由于盐效应的影响，能使 熟料矿物的溶解度增大，溶解过程加快因同离子效应，使某 些水化产物溶度积变小，利于沉淀析出和晶核生成与成长。 钙离子、氯离子还可与某些矿物和水化物生成复盐，如 形成水化氯铝酸钙和水化氧氯化钙，这些固体的复盐，可增 大水泥浆中的固相比例，有助于浆体硬化。
混凝土表面返碱现象
5. 硫酸钙
白色晶体或粉末。含2分子结晶水的称石膏。 在水泥成产中已做为调凝剂使用，一般掺量在3%，作 为调节凝结时间而混磨与水泥中。当混凝土中再掺入硫酸钙 时则有明显的早强作用。由于硫酸钙与水泥中的铝酸三钙反 应，迅速形成大量的硫铝酸钙，很快结晶并形成晶核，促进 了水泥其他成分的结晶、生长。 硫酸钙在混凝土中的最佳掺量随水泥中铝酸三钙与铁铝 酸四钙含量而变化，掺量不可过大，否则会降低后其强度， 甚至发生膨胀裂缝。
无机盐类的早强性能
名称
化学式
空白 三乙醇wk.baidu.com 元明粉 氯化钙 硫代硫酸钠 乙酸钠 硝酸钠 硝酸钙 亚硝酸钠 碳酸钾 碳酸钠 二水石膏 氢氧化钠
N(C2H4OH)3 Na2SO4 CaCl2 Na2SO4 CH3COONa NaNO3 Ca(NO3)2 NaNO2 K2CO3 Na2CO3 CaSO42H2O NaOH