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    早强剂-早强剂工程应用

    来源:合肥三元  时间:2014-5-3

    早强剂是加速混凝土早期强度发展的外加剂。早强剂的主要种类有:无机物类(氯盐类、硫酸盐类、碳酸盐类等);有机物类(有机胺类、羧酸盐类等);矿物类(天然矿物如明矾石、合成矿物如氟铝酸钙、无水硫铝酸钙等)。  
    1.常用早强剂  
    (1)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,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.O%,能使混凝土3d强度提高50%~100%,7d强度提高20%~40%。   
    (2)硫酸盐类早强剂 主要有硫酸钠(即元明粉)、硫代硫酸钠、硫酸钙、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。
    (3)有机胺类早强剂主要有三乙醇胺(简称TEA)、三异丙醇胺(简称TP)、二乙醇胺等,其中早强效果以三乙醇胺为最佳。三乙醇胺是无色或淡黄色油状液 体,呈碱性,能溶于水。掺量为水泥质量的0.02%~0.05%,能使混凝土早期强度提高50%左右,28d强不变或略有提高。
    2.早强剂的作用机理 各类早强剂的早强作用机理不尽相同。
    (1)氯盐类 
    氯盐的掺入能增加水泥矿物的溶解度,加速水泥矿物的水化速度。例如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C3S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。
    (2)硫酸盐类  
    以硫酸钠为例,硫酸钠掺入后能发生如下反应: Na2S04+Ca(0H)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,这种硫酸钙极易与C3A反应,迅速形成水化硫铝酸钙晶体。同时上述反应的发生离子,这种络 离子与水泥的水化物作用生成溶解度很小的络盐,因此三乙醇胺对水泥水化有较好的催化作用。同时随着体系中固相析出量的增加,水泥混凝土的早期强度提高。
    3.早强剂的使用要点
    (1)氯盐类早强剂的掺入使混凝土中氯离子浓度增加,使钢筋与氯离子之间产生较大的电极电位,这就易使混凝土中钢筋锈蚀。因此,我国《混凝土结构工程施工 及验收规范》(GB50204—92)和《混凝土外加剂应用技术规范》(GBJll9~88)中对氯盐的掺量都有限制(见表4—20)。同时还规定在下列 结构中不得掺用氯盐类早强剂:相对湿度大于80%环境中使用的结构;处于水位升降部位、露天、经常受水淋的结构;与镀锌钢材或铝铁相接触部位以及有外露预 埋铁件而无防护措施的结构;与含有酸、碱或硫酸盐等侵蚀性介质相接触的结构;经常处于环境温度为60℃以上的结构;使用冷拉钢筋或冷拔低碳钢丝配筋的结 构;直接靠近直流电源或高压电源的结构;薄壁结构、预应力混凝土结构;含有活性骨料的混凝土结构等。为防止氯盐对钢筋的锈蚀,一般氯盐与阻锈剂(如亚硝酸 钠、铬酸盐、磷酸盐、锰酸盐等氧化剂)复合使用,其中亚硝酸钠的阻锈效果最佳。
    (2)硫酸盐对钢筋无锈蚀作用。硫酸钠的早强效果虽好,但若掺入量过多则会导致混凝土后期性能变差,且混凝土表面易析出“白霜”。影响外观与表面装饰,故 对其掺量必须控制(见表4—20)。此外,硫酸钠的掺入会提高混凝土中碱含量,当混凝土中有活性骨料时,就会加速碱骨料反应,因此硫酸钠不得用于含有活性 骨料的混凝土。同时,硫酸钠还不得用于下列结构:与镀锌钢材或铝铁相接触部位的结构;有外露钢筋预埋铁件而无防护措施的结构;使用直流电源的工厂及使用电 气化运输设施的钢筋混凝土结构。  
    (3)三乙醇胺对混凝土稍有缓凝作用,故必须严格控制掺量,掺量过多时会造成混凝土严重缓凝和混凝土强度下降。  早强剂可加速混凝土硬化,缩短养护周 期,加快施工进度,提高模板周转率。多用于冬季施工或紧急抢修工程。在实际应用中,早强剂单掺效果不如复合掺加。因此较多使用由多种组分配成的复合早强 剂,尤其是早强剂与早强减水剂同时复合使用,其效果更好。常用复合早强剂、早强减水剂的组成与剂量

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