混凝土主要由水泥、粗細(xì)骨料和水配制而成，通俗的說(shuō)法是水泥經(jīng)水化反應(yīng)之后將粗細(xì)骨料膠結(jié)在一起形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)并具有優(yōu)良性能的一種大宗建筑材料。隨著技術(shù)進(jìn)步，在混凝土配料中增加了外加劑、摻合料等組分，有效地改善了混凝土的性能，使混凝土的應(yīng)用更為廣泛。

混凝土施工常受季節(jié)的影響，在平均氣溫低于5℃時(shí)，一般定義為混凝土的冬季施工期，為了搶工期有時(shí)在冬季施工期間采取了一些不當(dāng)措施，容易造成工程質(zhì)量事故。冬季是混凝土工程質(zhì)量事故的多發(fā)季節(jié)，據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，冬季發(fā)生的混凝土工程質(zhì)量事故占全年事故的2/3以上，這是需要高度重視的。

混凝土強(qiáng)度發(fā)展主要取決于水泥的水化過(guò)程，而水泥的水化是一個(gè)極其復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。雖然改變外界條件可以使水泥的水化進(jìn)程發(fā)生一些變化，但也有一定的限度。下面就此問(wèn)題進(jìn)行一些分析探討。

1水泥水化反應(yīng)特征

硅酸鹽水泥的主要礦物組分為硅酸三鈣（3CaO·SiO₂，即C₃S）、硅酸二鈣（2CaO·SiO₂，即C₂S）、鋁酸三鈣（3CaO·Al₂O₃，即C₃A）和鐵鋁酸四鈣（4CaO·Al₂O₃·Fe₂O₃，即C4AF）。這些礦物組分遇水后發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：

3CaO·SiO₂+nH₂O＝xCaO·SiO₂·yH₂O+(3-x)Ca(OH)₂

2CaO·SiO₂+nH₂O＝xCaO·SiO₂·yH₂O+(2-x)Ca(OH)₂

3CaO·Al₂O₃+6H₂O＝3CaO·Al₂O₃·6H₂O

4CaO·Al₂O₃·Fe₂O₃+7H₂O＝3CaO·Al₂O₃·6H₂O+CaO·Fe₂O₃·H₂O

上述幾種水化產(chǎn)物中，xCaO·SiO₂·yH₂O中CaO/SiO₂是變化旳，統(tǒng)稱(chēng)為C-S-H凝膠，系纖維狀體系，是水泥水化最主要的生成物，占總體的75%以上，也是水泥石強(qiáng)度的主要來(lái)源，其他生成物主要為氫氧化鈣和鈣礬石等晶體，其中氫氧化鈣是維持水泥石堿度的重要組成，是其他水化產(chǎn)物穩(wěn)定存在的重要前提。

水泥中摻入了一定數(shù)量的石膏調(diào)凝劑，C₃A水化的最終產(chǎn)物與石膏摻入量有關(guān)，最初形成三硫型水化硫鋁酸鈣（3CaO·Al₂O₃·3CaSO₄·31H₂O），即鈣礬石（AFt），若石膏在C₃A完全水化前耗盡，則鈣礬石與C₃A作用轉(zhuǎn)化為單硫型水化硫鋁酸鈣（3CaO·Al₂O₃·CaSO₄·12H₂O即AFm）。C₃A水化對(duì)早期強(qiáng)度的貢獻(xiàn)最大。C₄AF系鐵相固溶體，其水化產(chǎn)物與C₃A相似。外加劑代工，外加劑代加工找贛州華軒，信豐華軒，南昌最好外加劑，添加劑，水泥添加劑，發(fā)泡劑，機(jī)制砂調(diào)節(jié)劑，混凝土調(diào)節(jié)劑，水泥調(diào)節(jié)劑，質(zhì)量最好外加劑，性加比高，性能最穩(wěn)定，兼容性最好，服務(wù)最好。

2水泥的早強(qiáng)活性問(wèn)題

2.1水泥細(xì)度

水泥細(xì)度直接關(guān)系到水泥的水化速度，水泥顆粒越細(xì)，與水接觸面積越大，水化越快。GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》中細(xì)度作為選擇性指標(biāo)，硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥以比表面積表示，不小于300m²/kg。隨著助磨劑旳廣泛應(yīng)用，現(xiàn)在生產(chǎn)的水泥早期水化速度較快，早期強(qiáng)度也較高。

2.2水泥粉磨時(shí)摻加了提高水泥早期強(qiáng)度的組分

水泥中C₃A是水泥早期水化的最活躍的組分，C₃A不僅水化快，水化熱也高，在水泥粉磨時(shí)添加了石膏作為調(diào)凝劑，C₃A與石膏生成的鈣礬石是形成水泥早期強(qiáng)度的重要組分。

水泥粉磨時(shí)，除了添加石膏調(diào)凝劑外，還廣泛采用石灰石摻和料，P·Ⅱ硅酸鹽水泥石灰石摻量最高為5%（一般為3%～5%），石灰石加入后對(duì)早強(qiáng)的貢獻(xiàn)也很重要，石灰石與C₃A反應(yīng)，生成水化碳鋁酸鈣（3CaO·Al₂O₃·CaCO₃·12H₂O）。石灰石參與了化學(xué)反應(yīng)，生成早強(qiáng)礦物水化碳鋁酸鈣，水化碳鋁酸鈣具有更好的不溶性，易于穩(wěn)定存在，從而促進(jìn)了水泥早期強(qiáng)度的發(fā)展。

商品混凝土配料中，通常加入礦粉、粉煤灰等摻和料，在礦渣粉磨成礦粉時(shí)也常摻入石灰石作為助磨劑，石灰石摻量也較高，因此水泥中C₃A水化后很難存在3CaO·Al₂O₃·6H₂O水化物，基本上轉(zhuǎn)化為早強(qiáng)型的水化硫鋁酸鈣（鈣礬石）和水化碳鋁酸鈣。

3提高水泥早期強(qiáng)度的方法

3.1摻加早強(qiáng)等外加劑的效果

增加水泥細(xì)度，對(duì)水泥水化有較好的促進(jìn)作用，可充分利用C₃A的特性，調(diào)凝劑石膏和摻加的石灰石都參與了生成早強(qiáng)水化產(chǎn)物的反應(yīng)。

目前仍廣泛采用的混凝土早強(qiáng)劑主要為硫酸鈉型。硫酸鈉可與水泥水化物的Ca(OH)₂反應(yīng)生成硫酸鈣，這種新生成的次生石膏(CaSO₄)比水泥粉磨時(shí)加入的石膏活性大，有利于水化硫鋁酸鈣的生成，對(duì)早期強(qiáng)度的貢獻(xiàn)是有利的。

雖然硫酸鈉早強(qiáng)劑的加入對(duì)提高早期強(qiáng)度有一定的促進(jìn)作用，但效果并非如人們所期待的那樣高。GB8076-2008《混凝土外加劑》標(biāo)準(zhǔn)中，早強(qiáng)劑的初凝時(shí)間之差為（-90～+90）min，抗壓強(qiáng)度比：1d為135%，3d為130%，7d為110%，即其強(qiáng)度指標(biāo)與早強(qiáng)型普通減水劑WR-A旳指標(biāo)要求相同，但低于標(biāo)準(zhǔn)型高效減水劑HWR-S和早強(qiáng)型高性能減水劑HPWR-A旳強(qiáng)度指標(biāo)要求。

由此分析可知，雖然加快C₃S的水化速度可以提高水泥的水化速度，但是C₃S水化時(shí)生成的C-S-H凝膠還會(huì)包裹在水泥顆粒周?chē)?，?duì)C₃S進(jìn)一步水化有一定的阻礙作用，能采用的有效措施也不多，難于取得顯著效果。

3.2提高冬季混凝土強(qiáng)度的其他幾種方法

（1）提高養(yǎng)護(hù)溫度

混凝土中水泥水化是一種化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)溫度對(duì)反應(yīng)速度影響極大，隨著溫度的升高、化學(xué)反應(yīng)的速度加快，溫度升高至80℃時(shí)的水化速度，比20℃時(shí)增加了5倍，溫度升至100℃時(shí)增加了9倍，當(dāng)混凝土養(yǎng)護(hù)溫度低于5℃時(shí)，與常溫相比，混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢，在5℃條件下養(yǎng)護(hù)28d，其強(qiáng)度增長(zhǎng)僅能達(dá)到標(biāo)養(yǎng)28d的60%左右，可見(jiàn)養(yǎng)護(hù)溫度對(duì)混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)的影響非常大。

提高養(yǎng)護(hù)溫度是最有效的方法。冬季施工，尤其在5℃以下，應(yīng)采取保溫措施，水泥的水化是一種放熱反應(yīng)，采用塑料薄膜及保溫材料覆蓋，避免混凝土中產(chǎn)生的熱量散失，即把水泥本身的反應(yīng)熱留住，延緩混凝土的降溫，有利于水泥的正常水化反應(yīng)，澆筑混凝土的體積越大，產(chǎn)生的熱量也越多，效果也更明顯，這是最簡(jiǎn)單易得的蓄熱法。應(yīng)該指出，冬季混凝土施工建議采用保溫模板，能較好地防止混凝土水化熱的散失。

對(duì)于薄壁結(jié)構(gòu)或混凝土澆筑數(shù)量較少的部位，采用外部加熱的方法也是很有效的。

（2）采用高效減水劑

在混凝土中摻加減水劑，降低水膠比，對(duì)提高混凝土的早期強(qiáng)度是有效的，應(yīng)該在冬季施工更應(yīng)該重視外加劑的選用，宜選用早強(qiáng)型高效減水劑。

（3）改用其他種類(lèi)水泥

在某些特殊部位，可以改用快硬旳硫鋁酸鹽等水泥，可以達(dá)到快凝早強(qiáng)的目的。這樣水化產(chǎn)物中，水化硫鋁酸鈣的含量大幅增加，但是早期強(qiáng)度增加的同時(shí)也降低了混凝土的抗碳化能力。

通過(guò)化學(xué)熱力學(xué)的計(jì)算，水泥水化產(chǎn)物中水化硫鋁酸鈣是最易發(fā)生碳化反應(yīng)的水化物之一，而且碳化后發(fā)生旳體積收縮最大。

1/3(CaO·Al₂O₃·3CaSO₄·31H₂O)(固)+CO₂(氣)

＝CaCO₃(固)+CaSO₄·2H₂O(固)+2/3Al(OH)₃(固)+22/3H₂O(液)

這個(gè)碳化反應(yīng)的結(jié)果，水化硫鋁酸鈣固相體積收縮高達(dá)44.6%，普通混凝土水泥用量為300～350kg/m³，水化產(chǎn)物占混凝土的16%～19%，硅酸鹽水泥水化后，鈣礬石含量為水化產(chǎn)物的12%～15%，也就是說(shuō)鈣礬石占混凝土的2%～3%，如果鈣礬石全部發(fā)生了碳化反應(yīng)，則混凝土的固相體積收縮達(dá)1%，即孔隙率要增加1%。

硫鋁酸鹽水泥或其他通過(guò)形成鈣礬石的途徑提高混凝土密實(shí)度和早期強(qiáng)度的方法，會(huì)增加混凝土發(fā)生碳化反應(yīng)旳風(fēng)險(xiǎn)。水化產(chǎn)物中鈣礬石含量每增加5%，發(fā)生碳化反應(yīng)后，混凝土孔隙率增加0.3%～0.4%，應(yīng)該考慮相應(yīng)的防碳化措施，如加大保護(hù)層厚度等，因此只宜在特殊條件下使用。外加劑代工，外加劑代加工找贛州華軒，信豐華軒，南昌最好外加劑，添加劑，水泥添加劑，發(fā)泡劑，機(jī)制砂調(diào)節(jié)劑，混凝土調(diào)節(jié)劑，水泥調(diào)節(jié)劑，質(zhì)量最好外加劑，性加比高，性能最穩(wěn)定，兼容性最好，服務(wù)最好。

4結(jié)語(yǔ)

（1）冬季混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢，對(duì)于早強(qiáng)劑的效果不能寄予過(guò)高的期望，建議采用多種綜合措施來(lái)提高混凝土的早期強(qiáng)度。除早強(qiáng)劑外，還應(yīng)采用保溫措施，減少水泥水化熱的散失，采用這種蓄熱養(yǎng)護(hù)法是比較好的選擇。對(duì)薄壁結(jié)構(gòu)建議采用外部加熱養(yǎng)護(hù)，保持足夠的養(yǎng)護(hù)溫度是最有效的。

（2）根據(jù)水泥水化物組分，只有當(dāng)C₃A水化物3CaO·Al₂O₃·6H₂O未被完全耗盡，摻加早強(qiáng)劑才能起到早強(qiáng)作用，因此與水泥組分有關(guān)，但是過(guò)量的早強(qiáng)劑也是有害的。

（3）冬季混凝土，除優(yōu)先選擇早強(qiáng)型硅酸鹽水泥外，應(yīng)降低礦粉、粉煤灰等礦物摻合料的摻量，還應(yīng)選用高效減水劑，盡量降低水灰比。

（4）冬季施工，拆模時(shí)間要延長(zhǎng)，經(jīng)檢測(cè)后混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后才可拆模，以避免混凝土裂縫的產(chǎn)生以及倒塌等嚴(yán)重事故的發(fā)生。外加劑代工，外加劑代加工找贛州華軒，信豐華軒，南昌最好外加劑，添加劑，水泥添加劑，發(fā)泡劑，機(jī)制砂調(diào)節(jié)劑，混凝土調(diào)節(jié)劑，水泥調(diào)節(jié)劑，質(zhì)量最好外加劑，性加比高，性能最穩(wěn)定，兼容性最好，服務(wù)最好。