混凝土早期强度发展慢的问题

随着我国住宅产业化的快速推进，混凝土预制构件的需求量日益增长。因此，提高混凝土早期强度发展速率可加快模具周转速率，进而提高混凝土预制构件的生产效率。利用PCE制备混凝土预制构件能够提高构件外观质量，且由于PCE优异的分散性能，将其用于高强预制构件的生产能够发挥其性能与成本上的双重优势，因此应用前景广阔。

外加剂的复配技术一直是解决混凝土问题最简单有效的方法之一，常用的混凝土早强剂可分为无机盐类、有机物类及复合型早强剂三类。其中，无机盐类早强剂包括氯盐类、硫酸盐类、锂盐类及钙盐类等，有机物类主要为醇胺类，这些种类的早强剂为复合型早强剂提供了许多种复配方案。利用复配技术通常能取得良好的早强效果，但其缺点也显而易见。如氯盐类早强剂对钢筋的锈蚀危害较大，硫酸盐类早强剂低温易结晶，而三乙醇胺早强剂的掺量不易控制等。PCE与早强剂复配时还易出现相溶性差的问题，且早强剂通常会降低PCE的分散效果。

张艳荣研究了不同官能团的梳状共聚物对水泥水化的影响，其试验结果表明：带负电荷的共聚物在水泥表面的吸附能明显大于带正电荷的共聚物，且-COO-的吸附能力明显高于-SO3-，这主要是由于-COO-在水泥表面的吸附是在静电引力与络合作用的共同驱动下发生，而-SO3-在水泥表面的吸附驱动力仅为静电引力。阳离子共聚物仅轻微影响了水泥水化，但-COO-却显著延缓了水泥水化，而-SO3-延缓水泥水化的效果相对于-COO-较弱。阴离子基团延缓水泥水化的机理在于较高的吸附量显著降低了水泥矿物表面粒子与水的扩散速度，而阴离子基团与钙离子的络合作用则大大抑制了水化产物成核。由此可知，PCE主链上的阴离子基团均对水泥水化具有延缓作用。因此，提高PCE主链上-SO3-及阳离子基团的数量有助于提高PCE的早强效果，但通常会降低PCE的分散效果。此外，提高PCE的侧链长度也有利于提高PCE的早强效果，这可能与长侧链导致PCE主链上阴离子基团的质量百分数降低有关。

德国Plank教授曾在“全国聚羧酸系高性能减水剂及其应用技术交流会”上提出，利用硝酸钙、硅酸钠及硝酸在有PCE存在的条件下可制备出纳米尺度的C-S-H籽晶，该类物质加入到水泥浆体中有助于降低C-S-H凝胶的生成势垒，促进C-S-H凝胶的生成，消耗了水泥浆体中的Ca2+与硅酸根离子，从而进一步促进了水泥矿物相的溶解，加快了水泥的早期水化。