早強劑是指能促進凝結,提高混凝土早期強度,并對后期強度無顯著影響的外加劑。只起促凝作用的稱為促凝劑。目前,普遍使用的早強劑有氯鹽系、硫酸鹽系和三乙醇胺等。
1.氯鹽
氯鹽系早強劑主要有氯化鈣 (CaCl2)和氯化鈉 (NaCl),其中氯化鈣是使用最早、應用最為廣泛的一種早強劑。氯鹽的早期作用主要是通過生成水化氯鋁酸鈣以及氧氯化鈣實現早強的。氯化鈣除具有促凝、早強作用外,還具有降低冰點的作用。因其含有氯離子,會加速鋼筋銹蝕,故摻量必須嚴格控制。摻量一般為1%~2%,可使ld強度提高70%~140%,3d強度提高40%~70%,對后期強度影響較小,且可提高防凍性,但增大干縮,降低抗凍性。
氯化鈉的摻量、作用及應用同氯化鈣基本相似,但作用效果稍差,且后期強度會有一定降低。
《混凝土外加劑應用技術規范》(GB50119及《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB50204)規定,在鋼筋混凝土中,氯化鈣摻量不大于1%,在無筋混凝土中,摻量不大于3%;經常處于潮濕或水位變化區的混凝土、遭受侵蝕介質作用的混凝土、集料具有堿活性的混凝土、薄壁結構混凝土、大體積混凝土、預應力混凝土、裝飾混凝土、使用冷拉或冷拔低碳鋼絲的混凝土結構中,不允許摻入氯鹽早強劑。為防止氯化鈣對鋼筋的銹蝕作用,常與阻銹劑復合使用。
氯鹽早強劑主要適宜于冬季施工混凝土、早強混凝土,不適宜于蒸汽養護混凝土。
2.硫酸鈉
硫酸鈉 (Na2SO4),通常使用無水硫酸鈉,又稱元明粉,是硫酸鹽系早強劑之一,是應用較多的一種早強劑。硫酸鈉的早強作用是通過生成二水石膏,進而生成水化硫鋁酸鈣實現的。硫酸鈉具有緩凝、早強作用。摻量一般為0.5%~2.0%,可使3d強度提高20%~40%,28d后的強度基本無差別,對鋼筋無銹蝕作用。當集料為堿活性集料時,不能摻加硫酸鈉,以防止堿-集料反應。摻量過多時,會引起硫酸鹽腐蝕。硫酸鈉摻量較大時會顯著增加混凝土拌合物的黏度,對施工不利 (特別是表面不易抹平、抹光)。硫酸鈉的應用范圍較氯鹽系早強劑更廣。
3.三乙醇胺
三乙醇胺為無色或淡黃色油狀液體,無毒,呈堿性,屬非離子型表面活性劑。三乙醇胺的早強作用機理與前兩種早強劑不同,它不參與水化反應,不改變水泥的水化產物。它能降低水溶液的表面張力,使水泥顆粒更易于潤濕,且可增加水泥的分散程度,因而加快了水泥的水化速度,對水泥的水化起到催化作用。水化產物增多,使水泥的早期強度提高。三乙醇胺摻量一般為0.02%~0.05%,可使3d強度提高20%~40%,對后期強度影響較小,抗凍、抗滲等性能有所提高,對鋼筋無銹蝕作用,但會增大干縮。
4.其他早強劑
除上述三種早強劑外,工程中還使用石膏、硫代硫酸鈉 (大蘇打)、明礬石 (硫酸鉀鋁)、硝酸鈣、硝酸鉀、亞硝酸鈉、亞硝酸鈣、甲酸鈉、乙酸鈉、重鉻酸鈉等。早強劑在復合使用時,效果更佳。高效減水劑都能在不同程度上提高混凝土的早期強度。若將早強劑與減水劑復合使用,既可進一步提高早期強度,又可使后期強度增長,并可改善混凝土的施工性質。因此,早強劑與減水劑的復合使用,特別是無氯鹽早強劑與減水劑的復合早強減水劑發展迅速。如硫酸鈉與木鈣、糖鈣及高效減水劑等的復合早強減水劑已廣泛得到應用。
早強劑或早強減水劑摻量過多會使混凝土表面起霜,后期強度和耐久性降低,并對鋼筋的保護也有不利作用。有時也會造成混凝土過早凝結或出現假凝。
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