摘要：

人們?cè)诠こ虒?shí)踐中總結(jié)了不少防凍經(jīng)驗(yàn),本論述歸結(jié)了混凝土冬期施工的幾種方法及防凍劑的作用機(jī)理的三種方式特點(diǎn),并對(duì)防凍劑對(duì)混凝土的流動(dòng)性、泌水性、凝結(jié)時(shí)間、強(qiáng)度等方面對(duì)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(dá)到與常溫養(yǎng)護(hù)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(guó)家在《建筑工程冬期施工規(guī)程》（JGJ/T104-2011)中規(guī)定：根據(jù)當(dāng)?shù)囟嗄隁庀筚Y料統(tǒng)計(jì)，當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)5d穩(wěn)定低于5℃即進(jìn)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(huì)經(jīng)歷冬期施工，而混凝土冬期施工時(shí)加不加防凍劑，防凍劑對(duì)混凝土性能究竟有多大影響是我們現(xiàn)場(chǎng)工作的施工、監(jiān)理工程技術(shù)人員需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，施工情況，管理水平等綜合研究考慮，認(rèn)真學(xué)習(xí)對(duì)待的事情。

2冬期施工方法

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

2.1蓄熱法

主要是在攪拌混凝土?xí)r對(duì)原材料進(jìn)行加熱，如把砂子及拌合水預(yù)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?yàn)闇囟冗^高時(shí)水泥會(huì)產(chǎn)生假凝現(xiàn)象。這樣，經(jīng)過運(yùn)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(shí)間內(nèi)溫度保持在入模溫度水平。利用這種預(yù)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(dá)到預(yù)期的強(qiáng)度要求。 

2.2暖棚法

在施工現(xiàn)場(chǎng)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(hù)均在棚內(nèi)進(jìn)行，給混凝土創(chuàng)造一個(gè)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(diǎn)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(qiáng)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(gè)復(fù)雜的問題，其中最關(guān)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(hù)混凝土的方法。具體實(shí)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(zhuǎn)換成熱能，促使混凝土溫度提高。電熱法對(duì)要求較短時(shí)間內(nèi)盡快達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的混凝土結(jié)構(gòu)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(jiǎn)單而經(jīng)濟(jì)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(yuǎn)紅外等加熱措施法，不僅可以節(jié)省冬施費(fèi)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(shù)經(jīng)濟(jì)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(diǎn)。一類是與水混合后有很低的共溶溫度，具有降低水的冰點(diǎn)而使混凝土在負(fù)溫下仍然進(jìn)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(diǎn)，也能使含該類物質(zhì)的冰的晶格構(gòu)造嚴(yán)重變形，因而無(wú)法形成凍脹應(yīng)力而破壞水化礦物構(gòu)造、使混凝土強(qiáng)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(diǎn)明顯降低，它的作用在于直接與水泥發(fā)生水化反應(yīng)而加速混凝土凝結(jié)硬化，有利于混凝土強(qiáng)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(fù)溫下硬化而不需要加熱，最終能達(dá)到與常溫養(yǎng)護(hù)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(duì)混凝土性能的影響

4.1流動(dòng)性

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

4.2泌水性

多數(shù)防凍劑不會(huì)促進(jìn)負(fù)溫混凝土泌水而使拌合物離析,因?yàn)槎鄶?shù)防凍劑都會(huì)加速水泥熟料礦物的水化反應(yīng)而使得液相變得黏稠，可以改善負(fù)溫混凝土的泌水現(xiàn)象。但尿素、氨水、有機(jī)醇類等防凍劑組分具有一定的緩凝作用，在高流動(dòng)性混凝土中往往會(huì)促進(jìn)泌水，適當(dāng)增大砂率可以改善泌水現(xiàn)象。 

4.3凝結(jié)時(shí)間

早強(qiáng)型防凍劑（如碳酸鉀、氯化鈣等）往往會(huì)縮短混凝土的凝結(jié)時(shí)間，因此有利于負(fù)溫混凝土的凝結(jié)硬化。但是在長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)纳唐坊炷林袘?yīng)慎用，或與其他外加劑復(fù)合使用。

4.4強(qiáng)度

防凍劑對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響，除與防凍劑的種類、摻量有關(guān)外，還與該混凝土受凍時(shí)間、受凍溫度等因素密切相關(guān)。 

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

4.5彈性模量 

摻防凍劑混凝土的彈性模量與基準(zhǔn)混凝土的彈性模量沒有明顯差別。

4.6防凍劑對(duì)混凝土耐久性的影響

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

5結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)我們了解了添加防凍劑對(duì)混凝土性能的影響后，面對(duì)復(fù)雜的施工環(huán)境就會(huì)做到心中有數(shù)，按照新的國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《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(dǎo)施工。

近十多年來隨著我國(guó)城市基礎(chǔ)建設(shè)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(qiáng)、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(wú)毒（不含亞硝酸鹽），不產(chǎn)生有毒氣體（不含尿素和銨鹽）的無(wú)毒、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的高性能復(fù)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(dāng)，如添加的外加劑沒有產(chǎn)品鑒定證書或操作時(shí)不認(rèn)真閱讀外加劑產(chǎn)品說明書的操作要求就盲目的進(jìn)行添加，往往不能達(dá)到預(yù)期的效果，甚至出現(xiàn)質(zhì)量事故。因此不斷學(xué)習(xí)，嚴(yán)格遵守國(guó)家相關(guān)的規(guī)范、規(guī)程，與時(shí)俱進(jìn)地了解新產(chǎn)品性能是我們工程技術(shù)人員永恒的課題。