一、混凝土冻融破损的原因分析：

　　高寒地区冷却塔混凝土结构在使用中普遍存在裂缝、剥落等质量通病。常见原因主要包括以下两个方面

　　1，干湿交替及冻融循环损伤：

　　混凝土的冻融破坏是高寒地区混凝土工程的常见病害之一，它是由物理作用(干湿的变化、温度的变化、温度思维变化等)引起的混凝土损伤，引起的冻融变化等。混凝土冻融侵蚀的主要原因是混凝土空隙中的水在干湿交替和冻融循环交替作用下，在冰胀压力和渗透压力的共同作用下形成疲劳应力，使混凝土产生由表面到内部的侵蚀，从而减少混凝土的冻融侵蚀混凝土强度。

　　经过反复的冻融循环，损伤逐渐积累和扩展，并发展成相互连接的裂缝，逐渐降低混凝土的强度，甚至完全丧失。从实践中不难看出，混凝土在干燥状态下不存在冻融破坏问题，因此饱和状态是混凝土冻融破坏的必要条件之一。另一个必要条件是外界温度的正负变化，使混凝土孔隙中的水反复冻融循环。这两个必要条件决定了混凝土冻融破坏是从混凝土表面第一层剥蚀破坏开始的。

　　2：化学的侵蚀和碳化：

　　化学侵蚀主要是烟囱排出的含有SO2的气体，在空气中进一步氧化为SO3，对混凝土形成化学侵蚀，与混凝土中的Ca(OH)2反应生成Ca(so)4，导致体积膨胀。然而，Ca(so)4与混凝土中的C3a反应生成硫铝酸钙，导致二次体积膨胀。膨胀应力使混凝土产生裂缝和脆化。

　　碳化的主要原因是烟囱排放的气体使周围空气中的二氧化碳浓度增加。高浓度CO2的长期腐蚀导致塔身、人字柱混凝土碳化。在有水分的情况下，碳化混凝土会因收缩而开裂。

　　由于混凝土的碳化和化学侵蚀，钢筋表面原有的钝化膜被破坏，钢筋锈蚀，体积膨胀，膨胀应力使混凝土保护层开裂，沿钢筋即沿钢筋形成裂缝，保护层坍塌。

　　二、混凝土冬季施工工艺：

　　1、混凝土防冻外加剂：使用防冻外加剂就是一种有效地提高混凝土抗冻性的措施。负温对混凝土十分不利，其一是施工周期长。其二是影响工程质量。使用防冻剂是寒冷地区保证混凝土冬期施工质量，节省能源，降低工程造价的有效措施。加入外加剂进行混凝土冬季施工，其主要作用有以下几点：

　　①.降低了混凝土早期受冻的临界强度。总的来说掺外加剂后可使临界强度降低(20%～30%)r28，这就大大的缩短了混凝土的养护时间，降低了养护的造价，缩短了施工周期。

　　②.促使新拌混凝土内固相水-冰的结晶畸变。掺外加剂混凝土中液相的固化，实际上是把一部分水“贮存”起来，随着结冰的进程，由于液相的减少，使外加剂的浓度不断增大，与此同时，一部分水用于水泥的水化并结合于水化物中，也使浓度增加，冰点下降，当外加剂溶液的浓度在混凝土液相中接近平衡时，则水泥所需要的水量就由溶冰来获得。其结果，是混凝土中的含冰量逐渐减少并直到消失。

　　③.改变混凝土的孔结构。无论是新浇混凝土还是硬化混凝土的抗冻性，均与混凝土的孔结构有关。通过引气外加剂使混凝土具有一定的空气含量，从而改善混凝土的孔结构，可以提高其耐久性及抗早期受冻的能力。

　　④.提高混凝土早期强度。早强作用主要是改变水泥中硅酸盐的溶解性，从而加速了水泥混凝土的硬化，并生成了复式及碱性的水化生成物。生成的水化物结晶在某种程度上就加强了水泥浆的结构形成作用使新浇混凝土较快地达到临界强度。

　　⑤.改变了混凝土水灰比及降低混凝土拌合物的用水量。水灰比影响混凝土的孔结构及结构形成过程，因此冬期施工力图通过外加剂的减水增塑作用，不断降低混凝土的水灰比。为了满足冬季施工的要求，国内外科学工作者对防冻剂技术进行了不懈的研究和追求，取得了一系列令人满意的结果，防冻理论日渐完善，防冻剂产品和品种得到了长足的发展，冬期施工中可使用的外加剂除防冻剂以外，还有引气剂、减水剂、早强剂等，常常将它们复合使用。

　　2、引气剂：引气剂的掺入可在混凝土中产生适量的闭合微小气泡，改善混凝土结构，有助于混凝土抵抗早期冻害。当水受冻膨胀时产生的附加孔隙可起缓冲作用，减少破坏，因而能增加混凝土的抗冻性。

　　混凝土中掺入引气剂后，引入大量均匀、稳定而封闭的微小气泡，这些微小封闭气泡互不连通、均匀稳定分布在混凝土中，当孔隙内自由水冻结时，气泡被压缩，可大为减轻冰冻给孔隙带来的胀压力;溶解时这些气泡可恢复原状，因此孔隙内自由水反复冻融也不致对孔壁产生很大的压力。这些气泡在混凝土中起类似滚珠的作用，可使混凝土的流动性大为改善，提高了混凝土的和易性，减少泌水和分离。由于和易性改善，可以降低混凝土的单位用水量，在水泥用量不变的情况，可以弥补部分由于引气而致的强度损失。只要引气量合适，普通混凝土也可以获得非常高的抗冻性能。

　　引气剂用于提高混凝土的抗冻性已有多年的历史，长期以来，它的功能主要被归结于气泡卸压这一物理作用。气泡的物理作用和引气剂的表面化学作用同为引气混凝土抗冻性提高所不可忽略的原因。

　　3、减水剂：

　　它可以不改变和易性，增大混凝土熟料的流动性，从而减少混凝土的拌和用水量，降低水灰比，因而减少由于水冻结而产生的结构缺陷的机会，并可强化混凝土的硬化过程。掺入减水剂能够改善混凝土的工作性，使更易于浇筑成型，从而使混凝土的密实度增加，泌水率减小，混凝土内外分层现象减轻避免混凝土表层冻酥及在钢筋石子周围形成冰膜;混凝土的水灰比减小，混凝土内的气泡直径和间距相应减小，有利于提高抗冻性。高效减水剂对水泥的分散作用可提高早强组分和防冻组分的作用效果。

　　减水剂具有分散的作用，它能够使水泥成为细小的、彼此分离的单个粒子，均匀的分散于水中，还能使水泥微粒表层形成一层稳定的水膜，而增加混凝土拌合物的和易性，减少水泥用量。因此减水剂有改善混凝土的空隙结构，增强耐久性的能力。由于减水剂减少了混凝土中的含水量的作用，并能使冰晶粒度细小且分散，从而减弱了含冰量对混凝土结构的破坏作用。

　　4、早强剂：可缩短水泥的凝结时间，加速混凝土强度增长，及水泥的早期放热反应。早强剂作用：

　　①.加速水泥水化。使水泥矿物中的c3s、c3a与水迅速反应，生成钙矾石晶体和钙矾石凝胶较早达到临界强度，以抵抗水结冰时的冰胀应力。

　　②.降低冰点。一方面早强剂也是电解质，另一方面因大量的游离水成为结合水，使防冻剂的浓度增大，提高了混凝土的早期强度，为混凝土提前进入抗冻临界强度创造条件。

　　三、总结：

　　对我国各种防冻剂成分调查发现，其组成成分不能单一，必须是多种成分复合而成。高效减水剂、早强剂、引气剂等多种成分复合使用，相互弥补各自的缺点和充分发挥各自的作用，这样才能做到使防冻剂具有抗冻、早强、阻锈、催化等综合作用，才能获得最佳效果。高效防冻剂是基于大幅度的减少造成冻害的根本，提高混凝土早期强度，提高毛细管中防冻剂浓度和细化毛细管径等多种降低冰点的方法及引入适量气相降低冻胀应力为配置依据的。

　　上述关于冻害机理及防冻外加剂的叙述是密切相关的，只有更透彻的了解混凝土的冻害机理才能在此基础上不断的研究和生产出更多更优质的防冻外加剂，才能不断提高混凝土的抗冻性，缩短冬季施工时间，提高冬期施工质量，节省冬季施工费用，创造更大的经济效益。