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混凝土速凝剂的作用机理目前并无统一定论，但主要有以下几种观点：
1. 生成水化铝酸钙而速凝：速凝剂消除了水泥中石膏的缓凝作用。其组分与水泥中的石膏等成分反应，降低浆体中CaSO4的浓度，使水泥中的C3Aa迅速进入溶液，析出六角板状的水化产物，导致水泥浆迅速凝结。
2. 加快水泥水化速率而速凝：在水泥—速凝剂—水的体系中，由于电解质的解离以及石膏的溶解，水化初期溶液中硫酸根离子浓度骤增，与溶液中的组分急速反应，迅速生成钙矾石等，加速凝结。
速凝剂还能通过释放离子、改变水泥颗粒表面的电荷等方式，促进水泥颗粒的聚集，加快水化反应速率，使混凝土在短时间内达到初凝状态，并提高早期强度。