水泥基材料中的早强剂及其作用机理综述

早强型外加剂的研究主要集中在水泥基材料强度发展早期阶段的水化速率变化、产物变化、液相离子变化等方面,但对其作用机理和效果等缺乏系统性的总结。本文归纳了三类早强剂(无机、有机和复合)的早强机理及在各水化阶段的作用,得出以下结论:无机系早强剂通过提高体系碱度、压缩双电层、提供晶核以降低成核势垒等作用,破坏了水化阻滞膜或液相离解平衡,从而加速离解期的离解速率、增大液相中的离子浓度;此外,还通过加速诱导期水化产物的消耗,破坏水化反应平衡以加快水化产物钙矾石或钙铝水滑石形成,提高早强固相体积含量和体系致密度,从而提高早期强度。有机早强剂主要通过分散作用来促进离解速率,通过络合作用或水化作用破坏反应平衡,但掺量影响其早强效果和凝结速度。复合早强剂则协调多种机理来加快水化的整体进程,需注意避免新产物的生成阻碍原有活性组分正常的水化进程。总而言之,早强剂的选择应与胶凝材料体系相匹配,结合其作用机理促进各水化阶段强度发展。为满足尽可能早强的需求,阴离子宜选择硫酸系和硅酸系,阳离子宜选用Ca^(2+)、Al^(3+),或较高活性成分且无耐久性隐患的Li^(+),有机系早强剂宜考虑该物质的分散作用和络合作用,但应注意避免长期性能的降低,以及它们对应的促凝和缓凝阈值。

C50预应力高性能混凝土的早强技术研究

掺矿物掺合料是制备高性能混凝土的主要技术手段,然而由于矿物掺合料水化活性低,导致混凝土早期力学性能发展缓慢,这会严重影响一些有早期张拉要求且工期紧的预应力混凝土工程,尤其是在我国北方和西部严寒地区的预应力混凝土工程。研究通过低水胶比、掺早强水泥和引入早强组分等手段对掺矿物掺合料的C50预应力高性能混凝土的早强技术开展了研究,并利用MIP和SEM分析了混凝土的微观结构。结果表明:采用合适的早强技术可将混凝土张拉时间由7d提前至4d,且28d强度不倒缩,混凝土孔隙率降低、结构更致密。