摘要：

人们在工程实践中总结了不少防冻经验,本论述归结了混凝土冬期施工的几种方法及防冻剂的作用机理的三种方式特点,并对防冻剂对混凝土的流动性、泌水性、凝结时间、强度等方面对混凝土性能的影响做了阐述。指出掺有防冻剂的混凝土能达到与常温养护的混凝土相同的质量水平,且大大降低了冬期施工的能耗,节约了成本。

1概述

国家在《建筑工程冬期施工规程》（JGJ/T104-2011)中规定：根据当地多年气象资料统计，当室外日平均气温连续5d稳定低于5℃即进入冬期施工。按这一规定我们所在的西北地区在工程施工中一般都会经历冬期施工，而混凝土冬期施工时加不加防冻剂，防冻剂对混凝土性能究竟有多大影响是我们现场工作的施工、监理工程技术人员需要根据现场条件，施工情况，管理水平等综合研究考虑，认真学习对待的事情。

2冬期施工方法

长期以来，人们通过工程实践，总结了不少有效的防冻经验，冬期混凝土施工主要可归结为以下几种方法。 

2.1蓄热法

主要是在搅拌混凝土时对原材料进行加热，如把砂子及拌合水预先加热，再去拌合混凝土。砂子温度最高不得超过60℃,水温最高不得超过80℃，因为温度过高时水泥会产生假凝现象。这样，经过运输、振捣后混凝土仍具有一定温度，如果蓄热保温做得好，可使混凝土在浇筑后一段时间内温度保持在入模温度水平。利用这种预加的热量和水泥的水化热量，使混凝土缓慢冷却，并在冷却过程中逐渐硬化，达到预期的强度要求。 

2.2暖棚法

在施工现场搭建保温加热暖棚，通过人工加热使棚内空气保持正温，使混凝土的浇筑、养护均在棚内进行，给混凝土创造一个正温的环境来施工的方法。这种方法施工操作与常温没有区别，混凝土质量有可靠保证，不易发生冻害，但缺点是这种方法成本较高。 

2.3蒸汽加热法

这种方法是利用蒸汽的湿热作用加热混凝土，使混凝土快速硬化，加速获得所需强度。蒸汽加热法虽然热量高，湿度大，成本较低，但是要保证质地优良的混凝土制品是一个复杂的问题，其中最关键的问题是选择一套合理的蒸养制度，否则混凝土的质量不能得到保证。 

2.4电加热法

这一方法是利用电能为热源养护混凝土的方法。具体实施的方法有电极加热法、电热毯加热法、工频涡流加热法等，目的是使电能转换成热能，促使混凝土温度提高。电热法对要求较短时间内尽快达到设计强度的混凝土结构有特殊功效。 

2.5综合蓄热法

综合蓄热法即掺防冻剂与蓄热法综合使用的一种施工方法，是一种比较简单而经济的方法，近年来已在冬季施工中被广泛地采用。比之于电热法、蒸汽法、暖棚法、远红外等加热措施法，不仅可以节省冬施费用，还可降低人力、物力的消耗，减少混凝土施工环节，取得较好的技术经济效果。

3防冻剂的作用方式

研究证明，防冻剂的作用方式有三种特点。一类是与水混合后有很低的共溶温度，具有降低水的冰点而使混凝土在负温下仍然进行水化的作用，如亚硝酸钠、氯化钠。另一类是既能降低水的冰点，也能使含该类物质的冰的晶格构造严重变形，因而无法形成冻胀应力而破坏水化矿物构造、使混凝土强度受损，如尿素、甲醇。第三类是虽然其水溶液有很低的共溶温度，但却不能使混凝土中水的冰点明显降低，它的作用在于直接与水泥发生水化反应而加速混凝土凝结硬化，有利于混凝土强度发展，如氯化钙、碳酸钾。

在冬期施工中，掺有防冻剂的混凝土可以在负温下硬化而不需要加热，最终能达到与常温养护的混凝土相同的质量水平，大大降低了冬期施工的能耗，节约了成本。

4防冻剂对混凝土性能的影响

4.1流动性

多数防冻剂均有一定的塑化作用，在流动性不变的条件下，可降低水灰比大于10%，国内防冻剂大多为防冻组分和减水剂复合而成，往往显示出叠加效应，如硝酸盐与萘系减水剂或碳酸盐与木质素磺酸盐复合，就可以明显提高负温混凝土的流动性或降低防冻剂的掺量。 

4.2泌水性

多数防冻剂不会促进负温混凝土泌水而使拌合物离析,因为多数防冻剂都会加速水泥熟料矿物的水化反应而使得液相变得黏稠，可以改善负温混凝土的泌水现象。但尿素、氨水、有机醇类等防冻剂组分具有一定的缓凝作用，在高流动性混凝土中往往会促进泌水，适当增大砂率可以改善泌水现象。 

4.3凝结时间

早强型防冻剂（如碳酸钾、氯化钙等）往往会缩短混凝土的凝结时间，因此有利于负温混凝土的凝结硬化。但是在长距离运输的商品混凝土中应慎用，或与其他外加剂复合使用。

4.4强度

防冻剂对混凝土强度的影响，除与防冻剂的种类、掺量有关外，还与该混凝土受冻时间、受冻温度等因素密切相关。 

研究表明，掺防冻剂的负温混凝土力学性能明显优于不掺时负温混凝土的力学性能。如掺用乙二醇和减水剂复配的液体防冻剂，掺量为胶凝材料的2.5%时，混凝土早期强度能提高30%～40%，而后期强度增长20%左右。

4.5弹性模量 

掺防冻剂混凝土的弹性模量与基准混凝土的弹性模量没有明显差别。

4.6防冻剂对混凝土耐久性的影响

研究显示，防冻剂可以提高负温混凝土的耐久性，例如掺用盐类复配的防冻剂可明显提高负温混凝土的抗渗性；掺用有机物复配的防冻剂可明显提高负温混凝土的抗冻性和抗碳化性能。

5结束语

当我们了解了添加防冻剂对混凝土性能的影响后，面对复杂的施工环境就会做到心中有数，按照新的国家行业标准《建筑工程冬期施工规程》（JGJ/T104-2011）的要求，用理论有效的指导施工。

近十多年来随着我国城市基础建设的发展，混凝土冬期施工逐渐趋于普遍，传统防冻剂已经不能满足现代冬期施工高强、高耐久性、快速施工和环保的要求。一些考虑到混凝土耐久性要求不含氯盐、含碱量低，无毒（不含亚硝酸盐），不产生有毒气体（不含尿素和铵盐）的无毒、环保、经济的高性能复合防冻剂是防冻剂今后发展的方向。但是，如果外加剂使用不当，如添加的外加剂没有产品鉴定证书或操作时不认真阅读外加剂产品说明书的操作要求就盲目的进行添加，往往不能达到预期的效果，甚至出现质量事故。因此不断学习，严格遵守国家相关的规范、规程，与时俱进地了解新产品性能是我们工程技术人员永恒的课题。