摘要：

人們在工程實踐中總結了不少防凍經(jīng)驗,本論述歸結了混凝土冬期施工的幾種方法及防凍劑的作用機理的三種方式特點,并對防凍劑對混凝土的流動性、泌水性、凝結時間、強度等方面對混凝土性能的影響做了闡述。指出摻有防凍劑的混凝土能達到與常溫養(yǎng)護的混凝土相同的質(zhì)量水平,且大大降低了冬期施工的能耗,節(jié)約了成本。

1概述

國家在《建筑工程冬期施工規(guī)程》（JGJ/T104-2011)中規(guī)定：根據(jù)當?shù)囟嗄隁庀筚Y料統(tǒng)計，當室外日平均氣溫連續(xù)5d穩(wěn)定低于5℃即進入冬期施工。按這一規(guī)定我們所在的西北地區(qū)在工程施工中一般都會經(jīng)歷冬期施工，而混凝土冬期施工時加不加防凍劑，防凍劑對混凝土性能究竟有多大影響是我們現(xiàn)場工作的施工、監(jiān)理工程技術人員需要根據(jù)現(xiàn)場條件，施工情況，管理水平等綜合研究考慮，認真學習對待的事情。

2冬期施工方法

長期以來，人們通過工程實踐，總結了不少有效的防凍經(jīng)驗，冬期混凝土施工主要可歸結為以下幾種方法。 

2.1蓄熱法

主要是在攪拌混凝土時對原材料進行加熱，如把砂子及拌合水預先加熱，再去拌合混凝土。砂子溫度最高不得超過60℃,水溫最高不得超過80℃，因為溫度過高時水泥會產(chǎn)生假凝現(xiàn)象。這樣，經(jīng)過運輸、振搗后混凝土仍具有一定溫度，如果蓄熱保溫做得好，可使混凝土在澆筑后一段時間內(nèi)溫度保持在入模溫度水平。利用這種預加的熱量和水泥的水化熱量，使混凝土緩慢冷卻，并在冷卻過程中逐漸硬化，達到預期的強度要求。 

2.2暖棚法

在施工現(xiàn)場搭建保溫加熱暖棚，通過人工加熱使棚內(nèi)空氣保持正溫，使混凝土的澆筑、養(yǎng)護均在棚內(nèi)進行，給混凝土創(chuàng)造一個正溫的環(huán)境來施工的方法。這種方法施工操作與常溫沒有區(qū)別，混凝土質(zhì)量有可靠保證，不易發(fā)生凍害，但缺點是這種方法成本較高。 

2.3蒸汽加熱法

這種方法是利用蒸汽的濕熱作用加熱混凝土，使混凝土快速硬化，加速獲得所需強度。蒸汽加熱法雖然熱量高，濕度大，成本較低，但是要保證質(zhì)地優(yōu)良的混凝土制品是一個復雜的問題，其中最關鍵的問題是選擇一套合理的蒸養(yǎng)制度，否則混凝土的質(zhì)量不能得到保證。 

2.4電加熱法

這一方法是利用電能為熱源養(yǎng)護混凝土的方法。具體實施的方法有電極加熱法、電熱毯加熱法、工頻渦流加熱法等，目的是使電能轉換成熱能，促使混凝土溫度提高。電熱法對要求較短時間內(nèi)盡快達到設計強度的混凝土結構有特殊功效。 

2.5綜合蓄熱法

綜合蓄熱法即摻防凍劑與蓄熱法綜合使用的一種施工方法，是一種比較簡單而經(jīng)濟的方法，近年來已在冬季施工中被廣泛地采用。比之于電熱法、蒸汽法、暖棚法、遠紅外等加熱措施法，不僅可以節(jié)省冬施費用，還可降低人力、物力的消耗，減少混凝土施工環(huán)節(jié)，取得較好的技術經(jīng)濟效果。

3防凍劑的作用方式

研究證明，防凍劑的作用方式有三種特點。一類是與水混合后有很低的共溶溫度，具有降低水的冰點而使混凝土在負溫下仍然進行水化的作用，如亞硝酸鈉、氯化鈉。另一類是既能降低水的冰點，也能使含該類物質(zhì)的冰的晶格構造嚴重變形，因而無法形成凍脹應力而破壞水化礦物構造、使混凝土強度受損，如尿素、甲醇。第三類是雖然其水溶液有很低的共溶溫度，但卻不能使混凝土中水的冰點明顯降低，它的作用在于直接與水泥發(fā)生水化反應而加速混凝土凝結硬化，有利于混凝土強度發(fā)展，如氯化鈣、碳酸鉀。

在冬期施工中，摻有防凍劑的混凝土可以在負溫下硬化而不需要加熱，最終能達到與常溫養(yǎng)護的混凝土相同的質(zhì)量水平，大大降低了冬期施工的能耗，節(jié)約了成本。

4防凍劑對混凝土性能的影響

4.1流動性

多數(shù)防凍劑均有一定的塑化作用，在流動性不變的條件下，可降低水灰比大于10%，國內(nèi)防凍劑大多為防凍組分和減水劑復合而成，往往顯示出疊加效應，如硝酸鹽與萘系減水劑或碳酸鹽與木質(zhì)素磺酸鹽復合，就可以明顯提高負溫混凝土的流動性或降低防凍劑的摻量。 

4.2泌水性

多數(shù)防凍劑不會促進負溫混凝土泌水而使拌合物離析,因為多數(shù)防凍劑都會加速水泥熟料礦物的水化反應而使得液相變得黏稠，可以改善負溫混凝土的泌水現(xiàn)象。但尿素、氨水、有機醇類等防凍劑組分具有一定的緩凝作用，在高流動性混凝土中往往會促進泌水，適當增大砂率可以改善泌水現(xiàn)象。 

4.3凝結時間

早強型防凍劑（如碳酸鉀、氯化鈣等）往往會縮短混凝土的凝結時間，因此有利于負溫混凝土的凝結硬化。但是在長距離運輸?shù)纳唐坊炷林袘饔?，或與其他外加劑復合使用。

4.4強度

防凍劑對混凝土強度的影響，除與防凍劑的種類、摻量有關外，還與該混凝土受凍時間、受凍溫度等因素密切相關。 

研究表明，摻防凍劑的負溫混凝土力學性能明顯優(yōu)于不摻時負溫混凝土的力學性能。如摻用乙二醇和減水劑復配的液體防凍劑，摻量為膠凝材料的2.5%時，混凝土早期強度能提高30%～40%，而后期強度增長20%左右。

4.5彈性模量 

摻防凍劑混凝土的彈性模量與基準混凝土的彈性模量沒有明顯差別。

4.6防凍劑對混凝土耐久性的影響

研究顯示，防凍劑可以提高負溫混凝土的耐久性，例如摻用鹽類復配的防凍劑可明顯提高負溫混凝土的抗?jié)B性；摻用有機物復配的防凍劑可明顯提高負溫混凝土的抗凍性和抗碳化性能。

5結束語

當我們了解了添加防凍劑對混凝土性能的影響后，面對復雜的施工環(huán)境就會做到心中有數(shù)，按照新的國家行業(yè)標準《建筑工程冬期施工規(guī)程》（JGJ/T104-2011）的要求，用理論有效的指導施工。

近十多年來隨著我國城市基礎建設的發(fā)展，混凝土冬期施工逐漸趨于普遍，傳統(tǒng)防凍劑已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代冬期施工高強、高耐久性、快速施工和環(huán)保的要求。一些考慮到混凝土耐久性要求不含氯鹽、含堿量低，無毒（不含亞硝酸鹽），不產(chǎn)生有毒氣體（不含尿素和銨鹽）的無毒、環(huán)保、經(jīng)濟的高性能復合防凍劑是防凍劑今后發(fā)展的方向。但是，如果外加劑使用不當，如添加的外加劑沒有產(chǎn)品鑒定證書或操作時不認真閱讀外加劑產(chǎn)品說明書的操作要求就盲目的進行添加，往往不能達到預期的效果，甚至出現(xiàn)質(zhì)量事故。因此不斷學習，嚴格遵守國家相關的規(guī)范、規(guī)程，與時俱進地了解新產(chǎn)品性能是我們工程技術人員永恒的課題。