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早强剂-甲酸钙在硅酸盐水泥中的早强机理
2019-3-14 10:00:26

一、试验设计

1、 低温条件下甲酸钙早强性能对比

在低温条件下设计5个试验进行对比,室温:0℃-5℃、湿度:50%-80%。基础配比为普通硅酸盐42.5水泥450g,标准砂1350g,水灰比为0.5,甲酸钙参量及型号按表1规定。按GB\T17671-1999规定成型砂浆试件,在低温条件下养护至龄期,并测试抗折强度和抗压强度,试验结果见图1和图2.




2、标准养护条件下甲酸钙早强性能对比

在标准养护条件下设计3个试验进行对比,室温:20±2℃、湿度:≥90%。基础配比为普通硅酸盐42.5,水泥450g,标准砂1350g,水灰比为0.5,甲酸钙参量及型号按表2规定。按GB\T17671-1999规定成型砂浆试件,在标准养护箱内养护至龄期,并测试抗折强度和抗压强度,试验结果见图3和图4。




二、数据分析

甲酸钙作为一种有机早强剂,其特有的性能可加快水泥的水化,提高干粉砂浆的早期强度。从上述实验可以得出以下几个结论

(1)甲酸钙对水泥砂浆3d龄期内抗折强度增强效果显著,尤其是1d抗折强度最高可达100%。

(2)甲酸钙对水泥砂浆3d龄期内抗压强度增强效果显著,尤其是1d抗压强度最高可达200%。

(3)随着甲酸钙掺量的提高,水泥砂浆早期强度大幅度提高,时间越早效果越明显,7d龄期后强度增长幅度较小,掺量高于水泥用量的2%时28d强度稍有降低。

(4)进口品牌甲酸钙在此次强度试验中未有明显优势,相反,国产甲酸钙CF-100效果明显优于进口甲酸钙。

(5)甲酸钙最佳掺量为水泥用量的1%~2%,早强效果显著。



                                           三、机理分析


甲酸钙是一种白色或微黄色流动性粉末,它可以加快水泥水化速度,避免在冬季或低温潮湿条件下施工凝结速度过慢的问题,从而提高砂浆的早期强度。干粉砂浆中一般使用硅酸盐水泥,其特征是早期强度低,后期强度高,加入适量甲酸钙对提高产品的早期强度是有益的。

甲酸钙对硅酸盐水泥的反应机理一般认为有如下两种:


1)甲酸钙可以提高液相中Ca2+的浓度,使硅酸钙溶出速度加快,而且同离子效应会使结晶加快,增加砂浆中固相比例,有利于水泥石结构的形成。因此,甲酸钙对硅酸盐水泥的影响不仅取决于水泥的性能,也取决于水泥中硅酸三钙C3S的含量、C3S含量低,甲酸钙的增强效果显著。

2)在硅酸盐水泥体系中,甲酸钙具有促凝和早强作用,是由于HCOO-中的甲酸根离子能够形成AHt和AFm的相似物(C₃A·3Ca(HCOO)₂·30H₂O C₃A·Ca(HCOO)·10H₂0等),极大地缩短了水泥凝结时间。此外,甲酸钙能促进硅酸钙的水化,因为HCOO-离子扩散速度比Ca2+离子快,因而可以渗透到C3S和C2S的水化层,加速Ca(OH)₂的沉淀以及硅酸钙的分解。HCOO-离子还能够通过化学作用束缚硅原子进一步与OH-反应,从而交联相邻的硅酸盐群体,促进C-S-H凝胶的形成,提高水泥砂浆的硬化强度。


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