本文将以前人的研究为依据，探讨硝酸钙对水泥强度的影响。
背景：硝酸钙，英文名称：calcium nitrate，CAS：10124-37-5，分子式：CaN2O6，外观与性状：无色透明单斜晶体。硝酸钙是硝酸根离子与钙离子化和生成的无机盐。
早强剂在硅酸盐水泥中的应用较为普遍,具有性能稳定、普适性强、效果显著等优点。但常用早强剂存在一些缺陷,如硫酸盐系早强剂存在碱集料反应风险, 氯盐类对钢筋有锈蚀作用,三乙醇胺会延缓凝结时间等。而硝酸钙是一种常用的无机盐类早强剂,具有无氯、无碱、低掺量等优势,能促进熟料矿物水化,增加凝胶物质的生成量,提高水泥早强强度。
对水泥强度的影响研究：
1. 超硫酸盐水泥
超硫酸盐水泥是一种环境友好的胶凝材料,但存在早期强度低的缺陷。
（1）报道一
陈宇等人为探索超硫酸盐水泥早期强度的提高途径，研究了硝酸钙掺量对超硫酸盐水泥强度的影响，并通过离子浓度、X射线衍射仪(XRD)、孔结构、扫描电镜(SEM)等分析方法对硝酸钙影响水泥强度的机制进行了探讨。结果表明，硝酸钙掺量从0提高到2.0%,超硫酸盐水泥3 d强度提高尤为明显，且其后期强度仍有较大提高。其中，3 d龄期最佳掺量为1.5%,7 d、28 d和90 d龄期最佳掺量为1.0%。硝酸钙的增强作用主要可归因于其能提高水泥的水化速率，降低水化体系的碱度，促进钙矾石由细针状向短柱状转变，并降低水泥的孔隙率。掺入硝酸钙是提高超硫酸盐水泥强度的有效途径。
（2）报道二
季军荣等人采用矿渣制备了超硫酸盐水泥，研究了硫酸亚铁和硝酸钙的掺量和掺加方式对超硫酸盐水泥3 d、7 d、28 d和90 d抗压、抗折强度的影响。结果表明：单掺适量硫酸亚铁时，超硫酸盐水泥各龄期的抗压、抗折强度均有所提高，但掺量过大（>0.5%）时对早期（3 d）抗压、抗折强度不利；单掺硝酸钙时，超硫酸盐水泥各龄期的抗压、抗折强度均有所降低；复掺硫酸亚铁和硝酸钙时，超硫酸盐水泥各龄期的抗压、抗折强度较未掺和单掺时均有明显提高，其中，复掺1.5%硫酸亚铁和2.0%硝酸钙对强度的提高效果最好。
2. 铝酸盐水泥
铝酸盐水泥在常温下(≤30℃)水化生成的介稳相CAH1 0和C 2AH8，会在热动力学的驱使下，最终 转化为热力学稳定相C3AH6。而这一相转变过程伴随着水化产物体系的体积减缩、孔隙率增加、内结合力降低、后期强度大幅下降等问题。
（1）报道一
Gabriel Falzone等基于铝酸盐水泥相转变受控于热动力学的本质，提出采用硝酸钙 (CN)改性铝酸盐水泥。该研究表明，硝酸钙与水泥熟料相将优先形成NO3-AFm，从而规避形成CAH10、C2AH8相，达到抑制铝酸盐水泥相转变的目的。其中硝酸钙掺量越高，水泥试样28 d强度越高。
（2）报道二
姚燕等人针对国产的CA50-J7铝酸盐水泥，结合铝酸盐水泥长期强度最低稳定值所要求的养护温度，选取20 ℃和50 ℃养护条件，研究了不同掺量硝酸钙对铝酸盐水泥水泥强度及水化性能的影响。结果表明：硝酸钙(CN)能延缓铝酸盐水泥的水化进程，在20 ℃其延缓程度随CN掺量提高，呈现先增大后降低。其中10%CN延缓程度最显著。在50 ℃其延缓程度随CN掺量提高而增大。在硝酸钙存在下，铝酸盐水泥会优先形成 Gibbs自由能更低的硝酸盐钙钒石相(NO3-AFm和NO 3-AFt)，从而抑制铝酸盐水泥的相转变。CN的掺量和养护温度显著影响硝酸盐型钙钒石的形成和演变。硝酸钙大幅提高了50 ℃养护条件下铝酸盐水泥的抗压强度。硝酸钙的最佳掺量为10%，此时50 ℃养护条件下铝酸盐水泥的28 d抗压强度达到66.8 MPa，而未掺CN的铝酸盐水泥抗压强度仅为28.7 MPa。
参考文献：
[1]陈宇,严金生,章迪等. 硝酸钙对超硫酸盐水泥强度的影响 [J]. 材料科学与工程学报, 2023, 41 (04): 576-582. DOI:10.14136/j.cnki.issn1673-2812.2023.04.008.
[2]季军荣,武双磊,周威杰等. 硫酸亚铁和硝酸钙对超硫酸盐水泥强度的影响 [J]. 混凝土与水泥制品, 2023, (01): 79-83. DOI:10.19761/j.1000-4637.2023.01.079.05.
[3]姚燕,王宏霞,刁桂芝等. 硝酸钙对铝酸盐水泥强度及水化性能的影响 [J]. 硅酸盐学报, 2019, 47 (02): 207-213. DOI:10.14062/j.issn.0454-5648.2019.02.08.
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