一、為何使用早強(qiáng)劑？

使混凝土提高早期強(qiáng)度可有三種途徑：其一為使用特種水泥，即這種水泥可以在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到預(yù)先要求的強(qiáng)度，但是由于其產(chǎn)量較低而且價(jià)格過(guò)高的受限制不能被普遍采用。其二為改進(jìn)混凝土的施工和養(yǎng)護(hù)方法，如熱拌混凝土、蒸養(yǎng)處理等方法，但是該方法在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)工作中亦存在不便，因此也并未被廣泛采用。第三是即為使用早強(qiáng)型外加劑，眾多實(shí)踐證明這種方法是最簡(jiǎn)單易行并且成本最低廉的方法，因此它在工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中被廣泛的采用。

二、早強(qiáng)劑的分類(lèi)

1)氯鹽早強(qiáng)劑

氯鹽早強(qiáng)劑的組成主要包括氯化鈣、氯化鈉、氯化鋁等。合理?yè)郊勇?/p>

鹽類(lèi)早強(qiáng)劑，會(huì)對(duì)混凝土的早期強(qiáng)度發(fā)展有利。

氯鹽類(lèi)早強(qiáng)劑是應(yīng)用歷史最長(zhǎng)、應(yīng)用效果最顯著的早強(qiáng)劑品種。不過(guò)氯鹽類(lèi)的早強(qiáng)劑只準(zhǔn)在不配剛筋的素混凝土中摻加，對(duì)于鋼筋混凝土，特別是頸應(yīng)力鋼筋混凝上，以及有金屬預(yù)埋件的混凝土中，要慎重使用這類(lèi)外加劑，限制Cl-

含量的引入量，甚至要禁止使用。

2)硫酸鹽早強(qiáng)劑

常用的硫酸鹽早強(qiáng)劑為硫酸鈉、硫酸鉀和硫酸鈣。摻硫酸鹽早強(qiáng)劑的混凝土要注意預(yù)防泛堿和白華現(xiàn)象。硫酸鹽的摻量應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定，以免引起堿集料反應(yīng)破壞或硫酸鹽過(guò)量產(chǎn)生的侵蝕破壞。  

3)硝酸鹽和亞硝酸鹽早強(qiáng)劑

硝酸鹽和亞硝酸鹽均對(duì)水泥水化過(guò)程起促進(jìn)作用。這些鹽類(lèi)不僅能作為混凝土的早強(qiáng)劑組分，而且可以作為混凝土防凍劑組分使用。我國(guó)曾生產(chǎn)應(yīng)用過(guò)以硝酸鹽和亞硝酸鹽為主的許多品種的早強(qiáng)劑或防凍劑，如亞硝酸鈣一硝酸鈣，硝酸鈣一尿素、亞硝酸鈣一硝酸鈣一尿素、亞硝酸鈣一硝酸鈣一氯化鈣，以及亞硝酸鈣一硝酸鈣一氯化鈣一尿酸等。

亞硝酸鈉的摻入還可以防止混凝土內(nèi)部鋼筋的銹蝕，其原因是可以促使鋼筋表面形成致密的保護(hù)膜。所以氯鹽早強(qiáng)劑或氯鹽防凍劑中常復(fù)合有亞硝酸鈉組分。

4)有機(jī)化合物早強(qiáng)劑

最常用的有機(jī)化合物早強(qiáng)劑為三乙醇胺。三乙醇胺 是一種表面活性劑，摻入水泥棍凝土中，在水泥水化過(guò)程中起催化劑的作用，它能夠加速C3A的水化和鈣礬石的形成。三乙醇胺常與氯鹽早強(qiáng)劑復(fù)合使用，早強(qiáng)效果更佳。常用的有機(jī)化合物早強(qiáng)劑還有甲酸鈣、乙酸和乙酸鹽等。另外，實(shí)際應(yīng)用中三異丙醇胺也同樣具有一定早強(qiáng)性能，同時(shí)對(duì)混凝土后期強(qiáng)度也有比較明顯的提高。  

5)復(fù)合型早強(qiáng)劑和早強(qiáng)減水劑

通過(guò)對(duì)各種早強(qiáng)劑組分之間的復(fù)合，以及早強(qiáng)劑組分與減水劑組分之間的復(fù)合，可以收到比單一早強(qiáng)劑更好的改性效果，如：大幅度提高混凝土的早期強(qiáng)度發(fā)展速率；既能較好地提高混凝土的早期強(qiáng)度，又對(duì)混凝土后期強(qiáng)度發(fā)展帶來(lái)好處；既具有一定減水作用，又能大幅度加速混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展；既能起到良好的早強(qiáng)效果，又能避免有些早強(qiáng)組分引起混凝土內(nèi)部鋼筋銹蝕等。

應(yīng)用注意：該類(lèi)型的外加劑一般在生產(chǎn)水泥的時(shí)以助磨劑的形式添加。

同時(shí)也需要注意外加劑之間的相互作用。

三．選擇氯鹽和有機(jī)化合物作為早強(qiáng)劑的原因

1）氯鹽早強(qiáng)劑的組成主要包括氯化鈣、氯化鉀、氯化鈉、氯化鋁等。其產(chǎn)生早強(qiáng)的機(jī)理主要為氯化物與水泥中的C3A作用生成不溶于水的水化氯鋁酸鹽，加速了水泥中的C3A水化。氯化物與水泥水化所得的氫氧化鈣生成難溶于水的氯酸鈣，降低液相中氫氧化鈣的濃度，加速C3A的水化，并且生成的復(fù)鹽增加了水泥漿中固相的比例，形成堅(jiān)強(qiáng)的骨架，有助于水泥石結(jié)構(gòu)的形成。另外，由于氯化物多為易溶鹽類(lèi)，具有鹽效應(yīng)，可加大硅酸鹽水泥熟料礦物的溶解度，加快水化反應(yīng)進(jìn)程從而加速水泥及混凝土的硬化。合理?yè)郊勇塞}類(lèi)早強(qiáng)劑，會(huì)對(duì)混凝土的早期強(qiáng)度發(fā)展有利。

氯鹽類(lèi)早強(qiáng)劑是應(yīng)用歷史最長(zhǎng)、應(yīng)用效果最顯著的早強(qiáng)劑品種。不過(guò)氯鹽類(lèi)的早強(qiáng)

劑只準(zhǔn)在不配剛筋的素混凝土中摻加，對(duì)于鋼筋混凝土，特別是頸應(yīng)力鋼筋混凝上，以及

有金屬預(yù)埋件的混凝土中，要慎重使用這類(lèi)外加劑，限制Cl-含量的引入量，甚至要禁止使用。所以氯鹽類(lèi)的早強(qiáng)劑只準(zhǔn)在不配筋的素混凝土中摻加，對(duì)于鋼筋混凝土，特別是頸應(yīng)力鋼筋混凝上，以及有金屬預(yù)埋件的混凝土中，要慎重使用這類(lèi)外加劑，限制Cl含量的引人量，甚至要禁止使用。

僅以早強(qiáng)作用而論，氯化物系是效果最好的早強(qiáng)劑，也是人類(lèi)應(yīng)用最早的混凝土早

強(qiáng)劑。但是由于氯離子濃度增加，使鋼筋與氯離子之間產(chǎn)生較大的電極電位，這就容易使

鋼筋銹蝕，因而氯鹽系早強(qiáng)劑的應(yīng)用有很大的局限性，絕大多數(shù)的混凝土工程都限制該系

列早強(qiáng)劑的應(yīng)用，我國(guó)混凝土工程規(guī)范對(duì)此有嚴(yán)格的限制。 

2）有機(jī)醇類(lèi)、胺類(lèi)以及一些有機(jī)酸均可作為混凝土早強(qiáng)劑，如甲醇、乙醇、乙二醇、三乙醇胺、三異丙醇胺、二乙醇胺、尿素等。工業(yè)中最常用的為三乙醇胺。 三乙醇胺是一種表面活性劑，摻入水泥混凝土中，在水泥水化過(guò)程中起催化劑的作用，它能夠加速C3A的水化，在C3A-CaSO4-H2O體系中，又能夠加快鈣礬石的形成。三乙醇胺中因?yàn)橛蠳原子，它有一對(duì)未共用電子，很容易和金屬離形成共價(jià)鍵，發(fā)生絡(luò)合，與金屬離子形成較為穩(wěn)定的絡(luò)合物。這些絡(luò)合物在溶液中形成了許多可溶區(qū)，從而提高了水化產(chǎn)物的擴(kuò)散速率?？梢钥s短水泥水化過(guò)程中的潛伏期，提高早期強(qiáng)度。 

另外，因?yàn)槿掖及返膿搅啃?，低溫早?qiáng)作用明顯，而且有一定的后期增強(qiáng)作用，在與無(wú)機(jī)早強(qiáng)劑復(fù)合使用是效果更好。因此，三乙醇胺還常與氯鹽早強(qiáng)劑復(fù)合使用。實(shí)際應(yīng)用中三異丙醇胺也同樣具有一定早強(qiáng)性能，同時(shí)對(duì)混凝土后期強(qiáng)度也有比較明顯的提高。

3）復(fù)合型早強(qiáng)劑和早強(qiáng)減水劑

復(fù)合型早強(qiáng)劑可以是無(wú)機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料的復(fù)合，也可以是有機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料的復(fù)合或者是有機(jī)材料和有機(jī)材料的復(fù)合。復(fù)合早強(qiáng)劑往往比單組份的早強(qiáng)劑具有更加優(yōu)良的早強(qiáng)效果，摻量也可以比單組分早強(qiáng)劑有所降低。如：大幅度提高混凝土的早期強(qiáng)度發(fā)展速率；既能較好地提高混凝土的早期強(qiáng)度，又對(duì)混凝土后期強(qiáng)度發(fā)展帶來(lái)好處；既具有一定減水作用，又能大幅度加速混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展；既能起到良好的早強(qiáng)效果，又能避免有些早強(qiáng)組分引起混凝土內(nèi)部鋼筋銹蝕等。眾多復(fù)合型早強(qiáng)劑中以三乙醇胺與無(wú)機(jī)鹽復(fù)合早強(qiáng)劑效果最好，應(yīng)用面最廣。 

4）以下是這兩種典型的早強(qiáng)劑的作用機(jī)理：

4.1氯化物無(wú)機(jī)鹽系早強(qiáng)劑

氯鹽屬于強(qiáng)電解質(zhì)，在水中溶解后將全部電離成為離子，氯離子吸附于C3S和C2S表面，增加水泥顆粒的分散度，加速水泥初期水化反應(yīng)，由于溶液中存在大量的氯離子和鈣離子，加速了水化物晶體的形成和成長(zhǎng)。

CaCl2和C3A作用，生成“幾乎不溶于水和CaCl2溶液”的水化氯鋁酸鈣和固溶體，氯化鈣與氧化鈣作用生成溶解度極小的氧氯化鈣，這些綜合作用使水泥漿體中固體相比例增大，促使水泥凝結(jié)硬化，早期強(qiáng)度提高。 

氯化物與水泥水化產(chǎn)物Ca（OH）2作用生成氯化鈣，當(dāng)有石膏存在時(shí)，氯化鈣能加速C3A和石膏反應(yīng)，生成體積膨脹，促使水泥石密實(shí)，加速凝結(jié)硬化，使早期強(qiáng)度提高。

4.2三乙醇胺系早強(qiáng)劑

三乙醇胺不改變水化生成物，但促使C3A與石膏之間形成硫鋁酸鈣的反應(yīng)，而且與無(wú)機(jī)鹽類(lèi)材料復(fù)合使用是，既能催化水泥本身的水化，又能在無(wú)機(jī)鹽類(lèi)與水泥的反應(yīng)中起催化作用。所以，三乙醇胺復(fù)合早強(qiáng)劑的早強(qiáng)效果優(yōu)于單摻早強(qiáng)劑的效果。