各种外加剂复配技术(2)

2019-06-11 22:16

5、硫酸钙

硫酸钙又称石膏,在水泥生产中已作为调凝剂使用,一般掺量在3%左右,做为调节凝结时间而混磨于水泥中。当混凝土中再掺入硫酸钙时则有明显的早强作用。由于硫酸钙与水泥中的铝酸三钙反应,迅速形成大量的硫铝酸钙,很快结晶并形成晶核,促进了水泥其他成分的结晶、生长,因而使混凝土的早期强度提高。

硫酸钙在混凝土中的最佳掺量,随水泥中含量铝酸三钙与铁铝酸四钙而变化,掺量不可过大,否则会降低后期强度,甚至发生膨胀裂缝。其他硫酸盐如硫酸铝钾(明矾石)、硫酸钾、硫代硫酸钠、硫酸铝、硫酸铁、硫酸锌等均有早强作用,但使用量不多。 6、硝酸盐类早强剂

硝酸钠、亚硝酸钠、硝酸钙、亚硝酸钙都具有早强作用,尤其是在低温、负温时作为早强、防冻剂。

亚硝酸钠和硝酸钠对水泥的水化有促进作用,而且可以改善混凝土的孔结构,使混凝土的结构趋于密实。亚硝酸钠又是很好的阻锈剂,尤其适合用于钢筋混凝土中。

亚硝酸钙和硝酸钙往往组合使用,前苏联即有此产品,它们能促进低温、负温下的水泥水化反应。对加速混凝土硬化,提高混凝土的密实性和抗渗性都有好的影响。在水泥石微观结构中起到强化水泥矿物的水化过程、增加胶凝态物质的体积、使气孔和毛细孔得以封闭,对混凝土耐久性提高起了良好的作用。 硝酸铁亦可以用于早强剂,它与熟料成分经水解和水化生成的氢氧化钙反应生成氢氧化铁和硝酸钙,既有早强作用,又利用氢氧化铁胶体来封闭毛细孔达到防渗的效果。

7、碳酸盐类早强剂

碳酸钠、碳酸钾均可作为混凝土的早强剂及促凝剂。

在冬季施工中使用具有明显加快混凝土凝结时间及提高混凝土负温强度增长率。并且碳酸盐由于能改变混凝土内部孔结构的分布、减小混凝土总孔隙率,而使混凝土在掺入碳酸盐后抗渗性能有所提高。碳酸盐亦属于原料来源广且价格

较低的原料。

有机盐类早强剂

三乙醇胺分子中因有氮原子(N),它有一对未共用电子,很容易与金属离子形成共价键,发生络合,与金属离子形成较为稳定的络合物。 这些络合物在溶液中形成了许多的可溶区,从而提高了水化产物的扩散速率。可以缩短水泥水化过程中的潜伏期;提高早期强度。 当三乙醇胺掺量过大时,水泥矿物中C3A与石膏在它的催化下迅速生成钙矾石而加快了凝结时间。三乙醇胺对C3S、C2S水化过程则有一定的抑制作用,这又使得后期的水化产物得以充分地生长、致密,保证了混凝土后期强度的提高。 有机盐类早强剂

其他如二乙醇胺、三异丙醇胺亦有类似的作用。所以在使用中,往往选择价格较便宜的三乙醇胺残渣,它实际上是三乙醇胺、三异丙醇胺、二乙醇胶等的混合物,由于超叠效应,其效果有时优于纯三乙醇胺。

三乙醇胺作为早强剂时,掺量为0.02—0.05%,掺量>0.1%则有促凝作用 三、复合早强剂

复合早强剂可以是无机材料与无机材料的复合,也可以是有机材料与无机材料的复合或有机材料与有机材料的复合。

复合早强剂往往比单组分早强剂具有更优良的早强效果。掺量也可以比单组分早强剂有所降低。

众多复合型早强剂中以三乙醇胺与无机盐型复合早强剂效果较好,应用面最广。 该类早强剂主要有:三乙醇胺复合早强剂、无机盐类早强剂等。 1、三乙醇胺复合早强剂

A、三乙醇胺--硫酸钠复合早强剂

是最常用的复合早强剂。复合早强剂在低温下效果更加明显,在低于20℃使用时随着养护温度的降低,复合早强剂的早期和后期强度都有显著的增加。 三乙醇胺--硫酸钠复合早强剂的早强效果往往大于单独使用三乙醇胺和硫酸钠增强效果的算术叠加。而且复合早强剂28天强度比不掺的有明显提高,与单掺硫酸钠早强剂28天强度有所降低情况完全不一样,其强度增长情况可见下表。 三乙醇胺与硫酸钠复合时,三乙醇胺掺量为0。02—0。05%,硫酸钠为1---3%,

主要根据使用温度、水泥品种不同来确定。

也可以用三异丙醇胺、二乙醇胺等代替三乙醇胺来复合,或者用几种混合物三乙醇胺残渣来代替。

B、三乙醇胺--氯化物复合早强剂

通过试验,发现三乙醇胺--氯盐复合早强剂的增强效果,无论是三乙醇胺--氯化钠或三乙醇胺--氯化钙或三乙醇胺残渣--氯化钠复合早强剂,其早期强度的增长值都超过其各单组分增强值的算术叠加值。但28天强度却略低于算术叠加值或持平。

三乙醇胺(包括三异丙醇胺、二乙醇胺及三乙醇胺残渣)还可以与硝酸盐、亚硝酸盐、碳酸盐等复合使用,但这些多用于防冻剂,在负温下使用。 2、无机盐类复合早强剂

硫酸盐复合早强剂主要有硫酸钠--氯化钠早强剂、硫酸钠与硫酸钙或同时再复合三乙醇胺等。

无机盐类早强剂通常在低温下使用效果最好,而随着温度的升高其早强作用就不明显了,因此在20℃以上温度(常温)早强作用较低温差得多,这主要是因为水泥的水化硬化速度受温度影响较大,常温下的水化硬化速度比低温时快得多。

早强剂主要是提高水泥早期(1—7天)的水化反应速度,常温下水泥水化速度已足够快了,早强剂的促进作用也就不明显了。而在低温时早强剂的促进作用就能比较明显地影响水化速度,使早期强度提高达到或超过常温下的水平。 无机盐类复合早强剂也存在一些不足之处:

一般来讲,早期强度,特别是1天、3天强度增加较快时,由于水泥石内部结构很快搭接生长产生强度,这种快速生长的结构往往较为疏松,不够密实,这就给后期强度带来一些损失。

此外硫酸钠早强剂因其掺量相对大些(1—3%),会引入大量的Na+离子,增加了混凝土含碱量,如遇活性骨料则容易产生碱--骨料反应。

氯化物类早强剂又会引入氯离子而引起钢筋锈蚀,这些对混凝土的耐久性都有不利影响,使用中必须考虑这些影响因素。


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