摘要：

人們在工程實(shí)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(diǎn),并對防凍劑對混凝土的流動(dòng)性、泌水性、凝結時(shí)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,節約了成本。

1概述

國家在《建筑工程冬期施工規程》（JGJ/T104-2011)中規定：根據當地多年氣象資料統計，當室外日平均氣溫連續5d穩定低于5℃即進(jìn)入冬期施工。按這一規定我們所在的西北地區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，防凍劑對混凝土性能究竟有多大影響是我們現場(chǎng)工作的施工、監理工程技術(shù)人員需要根據現場(chǎng)條件，施工情況，管理水平等綜合研究考慮，認真學(xué)習對待的事情。

2冬期施工方法

長(cháng)期以來(lái)，人們通過(guò)工程實(shí)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(shí)對原材料進(jìn)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(guò)60℃,水溫最高不得超過(guò)80℃，因為溫度過(guò)高時(shí)水泥會(huì )產(chǎn)生假凝現象。這樣，經(jīng)過(guò)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(shí)間內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(guò)程中逐漸硬化，達到預期的強度要求。 

2.2暖棚法

在施工現場(chǎng)搭建保溫加熱暖棚，通過(guò)人工加熱使棚內空氣保持正溫，使混凝土的澆筑、養護均在棚內進(jìn)行，給混凝土創(chuàng )造一個(gè)正溫的環(huán)境來(lái)施工的方法。這種方法施工操作與常溫沒(méi)有區別，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)復雜的問(wèn)題，其中最關(guān)鍵的問(wèn)題是選擇一套合理的蒸養制度，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護混凝土的方法。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，目的是使電能轉換成熱能，促使混凝土溫度提高。電熱法對要求較短時(shí)間內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(jiǎn)單而經(jīng)濟的方法，近年來(lái)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，取得較好的技術(shù)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(diǎn)。一類(lèi)是與水混合后有很低的共溶溫度，具有降低水的冰點(diǎn)而使混凝土在負溫下仍然進(jìn)行水化的作用，如亞硝酸鈉、氯化鈉。另一類(lèi)是既能降低水的冰點(diǎn)，也能使含該類(lèi)物質(zhì)的冰的晶格構造嚴重變形，因而無(wú)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(lèi)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，節約了成本。

4防凍劑對混凝土性能的影響

4.1流動(dòng)性

多數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%，國內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(dòng)性或降低防凍劑的摻量。 

4.2泌水性

多數防凍劑不會(huì )促進(jìn)負溫混凝土泌水而使拌合物離析,因為多數防凍劑都會(huì )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象。但尿素、氨水、有機醇類(lèi)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，適當增大砂率可以改善泌水現象。 

4.3凝結時(shí)間

早強型防凍劑（如碳酸鉀、氯化鈣等）往往會(huì )縮短混凝土的凝結時(shí)間，因此有利于負溫混凝土的凝結硬化。但是在長(cháng)距離運輸的商品混凝土中應慎用，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(lèi)、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，摻防凍劑的負溫混凝土力學(xué)性能明顯優(yōu)于不摻時(shí)負溫混凝土的力學(xué)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(shí)，混凝土早期強度能提高30%～40%，而后期強度增長(cháng)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(méi)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(lèi)復配的防凍劑可明顯提高負溫混凝土的抗滲性；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(yǔ)

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(huì )做到心中有數，按照新的國家行業(yè)標準《建筑工程冬期施工規程》（JGJ/T104-2011）的要求，用理論有效的指導施工。

近十多年來(lái)隨著(zhù)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，傳統防凍劑已經(jīng)不能滿(mǎn)足現代冬期施工高強、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(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(méi)有產(chǎn)品鑒定證書(shū)或操作時(shí)不認真閱讀外加劑產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)的操作要求就盲目的進(jìn)行添加，往往不能達到預期的效果，甚至出現質(zhì)量事故。因此不斷學(xué)習，嚴格遵守國家相關(guān)的規范、規程，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。