173 早強(qiáng)劑的作用機(jī)理是什么？

不同種類早強(qiáng)劑的作用機(jī)理不同，幾種典型類型早強(qiáng)劑的作用機(jī)理分述如下：

一、鈉（鉀）的氯化物系列早強(qiáng)劑

目前較為公認(rèn)的氯化物系早強(qiáng)劑作用機(jī)理是：第一，氯化物與水泥中的Ｃ₃Ａ形成更難溶于水的水化氯鋁酸鹽，加速了水泥中的Ｃ₃Ａ水化，從而使水泥水化加速；第二，氯化物與水泥水化所得的氫氧化鈣生成難溶于水的氧氯化鈣，降低液相中氫氧化鈣的濃度，加速C₃S的水化。另外。由于氯化物多為易溶鹽類，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。

僅以早強(qiáng)作用而論，氯化物系是效果最好的早強(qiáng)劑，也是人類應(yīng)用最早的混凝土早強(qiáng)劑。但是由于氯離子有加劇鋼筋銹蝕作用，因而氯化物系早強(qiáng)劑的應(yīng)用有很大的局限性。

二、鈉（鉀）的硫酸鹽系列早強(qiáng)劑

硫酸鈉作為早強(qiáng)劑最早出現(xiàn)于原蘇聯(lián)。20世紀(jì)70年代初，我國山東省建筑科學(xué)研究所進(jìn)行了研究和開發(fā)，之后在國內(nèi)普遍推廣使用。硫酸鈉對(duì)我國生產(chǎn)的大多數(shù)水泥有較好的早強(qiáng)作用。在較低的養(yǎng)護(hù)溫度條件下及早期強(qiáng)度較低的水泥作用更為明顯。在提高早期強(qiáng)度的同時(shí)，水泥及混凝土的后期強(qiáng)度也有一定提高。硫酸鈉的早強(qiáng)機(jī)理較為公認(rèn)的是：第一，硫酸鈉能與水泥水化析出的氫氧化鈣起反應(yīng)，加速硅酸三鈣的水化；第二，硫酸鈉的加入，使水泥中的Ｃ₃Ａ與SO^２－_４及氫氧化鈣生成鈣礬石的水化反應(yīng)加速，消耗Ｃ₃Ｓ水化釋放的氫氧化鈣，使Ｃ₃Ｓ的水化加快。

相對(duì)于國內(nèi)對(duì)硫酸鈉的廣泛應(yīng)用，除原蘇聯(lián)以外的歐美國家卻很少將硫酸鈉作為早強(qiáng)劑使用。這一情況早在20世紀(jì)80年代初立即引起我國著名材料專家黃士元教授的注意，對(duì)此問題進(jìn)行廣泛、深入研究之后，黃士元教授對(duì)硫酸鈉的早強(qiáng)作用作了更為深入的分析。他認(rèn)為：硫酸鈉的早強(qiáng)作用只體現(xiàn)于摻加活性混合材料的硅酸鹽水泥，對(duì)純熟料硅酸鹽水泥是無效的，硫酸鈉的早強(qiáng)作用體現(xiàn)于激發(fā)活性混合材料的活性，加速水化反應(yīng)。由于國外更多地應(yīng)用純熟料硅酸鹽水泥，所以硫酸鈉并未作為早強(qiáng)劑應(yīng)用。

隨著我國新水泥標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，我國的水泥生產(chǎn)也逐漸與國外接軌。一些大型水泥廠采用窯外分解新法燒成技術(shù)，生產(chǎn)的水泥熟料強(qiáng)度等級(jí)高，水泥中混合材料摻加量少，因而硫酸鈉對(duì)此類水泥不起早強(qiáng)作用，其應(yīng)用范圍也越來越小，水泥適應(yīng)性將越來越差。

由于Ｋ^＋，Ｎａ^＋不與水泥水化產(chǎn)物化合，且其鹽類均易溶，因而殘留于混凝土的液相中。隨混凝土失水干燥，鈉鹽在表面析出，即鹽析。鹽析使表面形成白色污染。更有甚者，鈉鹽在砂漿表層結(jié)晶發(fā)生膨脹，極有可能造成砂漿的表層開裂甚至脫落，因而在干粉砂漿中限制鈉（鉀）系早強(qiáng)劑的應(yīng)用。

三、鈣鹽系列早強(qiáng)劑

試驗(yàn)表明，許多鈣鹽能降低Ｃ₃Ｓ-Ｈ₂Ｏ系統(tǒng)的ｐＨ值，從而加速Ｃ₃Ｓ的水化，進(jìn)而加速水泥的水化及硬化。具有這一作用的鈣鹽有硝酸鈣、甲酸鈣、溴化鈣、氯化鈣等。其中甲酸鈣是替代氯化鈣（對(duì)鋼筋有銹蝕作用）的最佳物質(zhì)，目前國外早強(qiáng)劑中即含有該成分。

硝酸鈣對(duì)硅酸鹽水泥也有較好的早強(qiáng)作用，但對(duì)摻加混合材料的硅酸鹽水泥作用較弱。

四、三乙醇胺早強(qiáng)劑

有機(jī)物三乙醇胺（TEA）目前較多地應(yīng)用于復(fù)合早強(qiáng)劑中。有學(xué)者認(rèn)為其早強(qiáng)機(jī)理主要是對(duì)水泥水化有催化作用。但這一機(jī)理還有待公認(rèn)，因此對(duì)其早強(qiáng)效果還存在較大爭議。

早強(qiáng)劑與速凝劑是有區(qū)別的，速凝劑主要作用于水泥礦物組分中的Ｃ₃Ａ、石膏，加速水泥的凝結(jié)；而早強(qiáng)劑則側(cè)重于加速Ｃ₃Ａ的溶解和水化產(chǎn)物的晶體析出，提高早期強(qiáng)度，與水泥的凝結(jié)時(shí)間關(guān)系不大。有些早強(qiáng)劑甚至延長水泥的凝結(jié)時(shí)間，如三乙醇胺。