在冬季施工過(guò)程中，當平均溫度小于或等于5℃時(shí)，混凝土強度發(fā)展緩慢。當最低溫度在-1℃～-2℃之間時(shí)，如果不采取有效的保溫措施，新澆混凝土可能會(huì )凍結，一旦凍結，將給混凝土帶來(lái)極大的破壞。冬季使用防凍劑，加上良好的保溫養護，是減少混凝土早期病害、提高混凝土防凍效果的切實(shí)有效的措施，從而保證混凝土的耐久性和強度滿(mǎn)足施工要求，保證混凝土工程質(zhì)量。

（一）防凍劑作用機理

防凍劑在混凝土中的作用機理主要有以下幾個(gè)方面。

（1）冰晶畸變理論

        當純水在0℃結冰時(shí)，由于氫鍵的作用，水分子會(huì )聚集形成具有較強凍脹力的分子聚集體。在水中加入防凍劑后，溫度會(huì )低于其冰點(diǎn)，并會(huì )有緩慢的冰沉淀。然而，由于抗凍分子的干擾，水分子間的氫鍵會(huì )析出細小的絮狀結構的冰晶，宏觀(guān)上非常柔軟，顯著(zhù)降低凍脹應力。例如，NaNO2、Na2SO4、Ca（NO3）2等具有很強的抗凍脹能力。

（2）烏拉爾定律

      防凍劑濃度對降低混凝土混合料液相冰點(diǎn)有一定的作用。只有降低液相冰點(diǎn)，才能保證混凝土在負溫條件下有液態(tài)水參與水泥水化。這是有防凍劑的混凝土。在負溫條件下，混凝土仍能進(jìn)行水化，以提高混凝土強度。

（3）水灰比平衡理論

        當溫度降至混凝土液相冰點(diǎn)時(shí)，含防凍劑的混凝土混合料將逐漸開(kāi)始除冰。在負溫度環(huán)境下的液相中，冰點(diǎn)隨著(zhù)除冰濃度的增加而減小，然后在這種負溫度條件下，將實(shí)現冰-液共存狀態(tài)，即新的動(dòng)平衡。此時(shí)，混凝土中的液態(tài)水可以保證水泥繼續水化，防凍劑濃度不變，液相濃度不變。融冰產(chǎn)生的水將補充水泥水化所需的水，即液灰比平衡。

（4）成熟度理論

        溫度對水泥水化的影響非常顯著(zhù)。隨著(zhù)養護溫度的降低，水泥水化速率減慢，混凝土強度增長(cháng)速率逐漸降低。因此，混凝土強度的發(fā)展不僅與養護時(shí)間有關(guān)，還與養護溫度有關(guān)。例如，在20℃時(shí)，成熟度系數為1，而在-10℃時(shí)，成熟度系數僅為0.12。冬季混凝土的成熟度按600℃·D計算，規定不超過(guò)60d，對于許多不采取保溫措施的工程，即使超過(guò)60d，仍難以達到600℃·D的規定成熟度，回彈檢測強度往往較低。

（二）防凍劑的組成

        在冬季混凝土施工中，為了避免混凝土的凍害，經(jīng)常在生產(chǎn)中加入防凍劑，以降低混凝土中液態(tài)水的凝固點(diǎn)溫度，以保證混凝土中存在液態(tài)水以滿(mǎn)足水化的需要，并減少低溫造成的損害。目前應用最為廣泛的防凍劑是復合型防凍劑，具有坍落度損失小、減水率高、早期強度高、凝結時(shí)間適中等優(yōu)點(diǎn)，其主要成分有：。

（1）防凍成分

        其作用是破壞冰的結晶形態(tài)，降低水的液態(tài)冰點(diǎn)，保持混凝土中水泥水化反應所需的液態(tài)水，避免混凝土的凍害，盡快達到早期強度。使用防凍劑成分，首先可以降低水的冰點(diǎn)，保證混凝土在負溫下的水化繼續進(jìn)行，如氯化鈉、亞硝酸鈉等；其次，還可以改變冰的晶格形狀，降低凍脹應力，避免尿等對混凝土強度的損害，此外，一些防凍劑雖然不能降低混凝土中水的凝固點(diǎn)，但可以直接與水泥反應，加速混凝土的凝結硬化，提高混凝土的早期強度，如氯化鈣、碳酸鉀等。

（2）早期強度構件

         早期強度組分對混凝土水化起催化作用，加速混凝土的凝結硬化，使其盡快達到抗凍臨界強度，提高混凝土的抗凍性。同時(shí)，水泥水化促進(jìn)了復合水的產(chǎn)生，也能產(chǎn)生一定的水化熱，降低混凝土的凍害。

（3）減水部件

        降低混凝土耗水量，消除凍脹內因，提高混凝土密實(shí)度。減水劑能將水泥分散成較小的顆粒，改善混凝土的內部孔隙結構。吸附在水泥表面的減水劑能釋放包裹水，使冰粒徑由大變小，降低混凝土凍結時(shí)的膨脹和凍結壓力。

（4）引氣部件

         引氣劑是一種引入的小氣泡，用來(lái)吸收冰晶形成過(guò)程中產(chǎn)生的凍脹應力，減少混凝土凍脹過(guò)程中的裂縫擴展，降低混凝土的凍脹力?？諝夂康脑黾舆€可以增加混凝土的內部潤滑性，提高混凝土的工作性，進(jìn)而改善混凝土的內部結構。小氣泡可以切割混凝土中的有害通道，提高混凝土的耐久性。

（三）防凍劑混合過(guò)程中的注意事項

防凍劑的配制并不是簡(jiǎn)單地將幾個(gè)不同的組分混合在一起，應通過(guò)實(shí)驗驗證配制后各組分的效果是疊加或相互抵消的同時(shí)，應根據混凝土原材料、配合比、技術(shù)要求等條件，充分考慮各組成部分對混凝土性能的影響。

（1）配制時(shí)，用水量不宜過(guò)高，易造成防凍劑和減水劑本身凍結；

（2）注意混凝土早期和防凍組分中無(wú)機鹽的含量，防止過(guò)量無(wú)機鹽降低減水率，降低坍落度保持能力，影響混凝土后期強度和耐久性；

（3）選用合適的無(wú)機鹽防凍早強組分，避免低溫結晶沉淀，堵塞管道，影響混凝土生產(chǎn)；

（4）有機質(zhì)作為防凍劑組分時(shí)，其含量不宜過(guò)大，以免影響混凝土后期強度；

（5）控制防凍劑的氯離子含量和堿含量，防止對混凝土耐久性的影響。

（四）防凍劑含量

        如何正確、準確地測定防凍液的含量，也是防凍液使用過(guò)程中十分關(guān)注的問(wèn)題。從實(shí)際應用的角度看，混凝土防凍劑的含量受水泥品種、用量、水灰比、溫度、減水劑的質(zhì)量和用量、養護條件、工程部位、形狀和模板等因素的影響。結構件的水灰比、溫度和表面系數與防凍劑用量成正比，而水泥和減水劑用量與防凍劑用量成反比。據說(shuō)是以水灰比為基礎的。認為混凝土的抗凍性與水灰摻量有關(guān)。相應的防凍液量計算如下：

a＝Ct·（W/C）·I·dt    （1）

式中：a——防凍劑含量，%；

CT—溫度T時(shí)防凍液的質(zhì)量分數，%；

DT——原水溶液密度（g/cm3）；

I——制冰量，%；

W/C—混凝土的水灰比。

        從防凍劑含量的計算公式可以看出，許多計算參數不易確定，增加了計算的難度和準確性。研究發(fā)現，當防凍液I在混凝土中的凍結量達到40%-50%時(shí)，對混凝土強度不會(huì )產(chǎn)生不良影響。例如，當凍結量為1=50%時(shí)，用公式（1）計算混凝土確定的負溫度下的防凍劑含量

a=0.5Ct·（W/C）·dt        （2）

（五）摻防凍劑的混凝土不需保溫養護

        一些施工人員認為，混凝土中加入的防凍劑已經(jīng)具備防凍能力，不需要養護。從以上分析防凍劑的作用機理來(lái)看，在施工過(guò)程中進(jìn)行保溫養護是必要的。當混凝土盡早達到臨界強度時(shí)，必須減少混凝土的凍害。根據國家規范，冬季負溫澆筑的混凝土在凍結前，不得低于“硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥混凝土設計強度標準的30%，40%的設計混凝土強度標準為摻礦渣硅酸鹽水泥的混凝土，當摻防凍劑的混凝土溫度降至規定的防凍劑溫度時(shí)，當混凝土達到一定的強度值（臨界強度）時(shí)，就可以具有一定的抵抗強度。低溫不再對混凝土造成損傷，溫度正常時(shí)強度將上升到設計強度。

因此，在冬季混凝土施工過(guò)程中，應在使用防凍劑后，采取暖棚法、綜合蓄熱法等冬季施工措施。

        在正負溫度-5℃～+5℃的交替下，可采用早強劑或早強減水劑?；炷翝仓?，用塑料薄膜+一層草袋或其他代用品覆蓋養護；當日氣溫為-5℃～-10℃時(shí)，用規定溫度-5℃的防凍劑覆蓋；混凝土澆筑后，用塑料薄膜+兩層草袋或其他代用品覆蓋養護；當溫度為-15℃，應使用規定溫度為-15℃的防凍劑?；炷翝仓戤吅?，應采取保溫措施，及時(shí)養護。

     玉龍JH-I防凍劑（早強防凍劑）
    
     該產(chǎn)品已經(jīng)通過(guò)中國強制性產(chǎn)品認證審核，是3c認證產(chǎn)品。
    
     一、產(chǎn)品特點(diǎn)：
    
     本品具有防凍、增強、減水、低堿、無(wú)氯、使用方便等特點(diǎn)。
    
     二、用途：
    
     用于日氣溫-5℃、-10℃、-15℃條件下施工的混凝土工程或負溫下施工的砂漿工程及公路、橋梁、水利、民建、免燒磚、預制構件、室內混凝土等。
    
     三、用量與用法：
    
     1、在一定范圍內jh-i型早強防凍減水劑氣溫變化進(jìn)行調整摻量，考慮到氣高低和使用的經(jīng)濟性，以摻量3-5%為宜。也可根據試配調整摻量。
    
     2、在較低溫度下配制混凝土及砂漿前，用熱水或蒸氣沖洗攪拌機。先加入砂子，石子和熱水攪1min，再加入水泥和防凍劑攪拌3min。攪拌用水的溫度根據時(shí)間確?；炷寥肽囟取?0℃澆注混凝土后應及時(shí)覆蓋保溫。
    
     3、在滿(mǎn)足正常施工和易性的情況下，盡量減少用水量；因為混凝土中游離水量增加，抗凍性能明顯下降。摻防凍劑的混凝土拌合物具有干而不硬的特點(diǎn)，注意控制新澆注的混凝土坍落度不要過(guò)大。
    
     4、砂、石要用帆布或塑料布覆蓋，防止砂石凍結。水泥不得直接加熱，在使用前1天運入暖棚內存放，使它保持正溫。
    
     5、混凝土在澆筑前，應清除模板和鋼筋上的冰雪和污垢。但不得用蒸氣直接融化冰雪，以免再度結冰。及時(shí)清除容器中粘附的混凝土殘渣并及時(shí)清除冰雪凍塊，容器用后要蓋嚴保溫。新澆混凝土的外露表面，及時(shí)用塑料膜及保溫材料覆蓋，在負溫條件下養護，混凝土不得澆水。按隨澆筑隨振搗、隨覆蓋的原則連續作業(yè)。
    
     6、水泥應選用強度等級32.5以上的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。砂、石要清潔，不得含有冰、雪等凍結物及易凍裂的物質(zhì)和油類(lèi)。
    
     7、本劑如有受潮結塊的現象，應棄置，不得使用
    
     四、貯存及包裝：
    
     1、包裝：采用有塑料袋襯里的編織袋包裝，每袋凈重50公斤，液體每桶230±2kg。
    
     2、注意防潮、防破損，產(chǎn)品應放在干燥通風(fēng)處，以防受潮結結塊，貯存期為二年。
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