混凝土抗冻剂在建筑中的应用

混凝土防冻剂的原理及使用

摘 要：结合工作实际，对混凝土的冻害过程作了介绍，阐述了综合蓄热法的防冻机理，提出了防冻剂的正确使用方法， 对有效防止混凝土受冻具有一定的参考价值。

关键词：混凝土，冻害，综合蓄热法

当环境温度降到0 ℃左右时，混凝土施工要采取一些特殊的技术措施，这是施工界的常识。如何针对冻害原因制订施工措施并不是一个简单的问题。下面试结合具体工作中的一些经验，并参考相关文献，提出几点看法。混凝土的冬施措施有很多，华北地区常用的是综合蓄热法， 下面结合冻害原因重点探讨一下综合蓄热法的防冻机理。

1抗冻临界强度

1. 1 在冬季施工时，当混凝土强度达到某一界限值时，由于结构已初步形成，具备了抵抗冻胀破坏的能力，混凝土再受冻亦不会被冻坏，这一强度称做混凝土的抗冻临界强度。抗冻临界强度的提出是混凝土冬季施工理论的一个重大突破，也是制订混凝土冬施措施的重要依据。混凝土冬季施工的关键就是要使混凝土尽快达到抗冻临界强度。

1. 2 大量试验和实践表明，混凝土抗冻临界强度与水泥品种、水灰比、降温速率等多种因素有关，且素混凝土和掺防冻剂混凝土的抗冻临界强度亦不相同，其值可按规范确定。一般说来，掺防冻剂后混凝土的抗冻临界强度略低一些(相对空白) ，这是因为混凝土掺防冻剂后其含水量减小、冰晶变的较为分散软弱且减弱了冻胀效果的缘故。

2 防冻剂的防冻原理

防冻剂是根据混凝土冻害机理，结合抗冻临界强度、最优成冰率、冰晶形态转化等理论，并总结长期冬季施工实践研制的，一般由四种成分组成，其作用分述如下：

2. 1 早强成分

形成强度后才能进行下一道工序的施工。在混凝土终凝初期应避免施工荷载对楼板产生较大的振动。主要作用是加速混凝土的凝结硬化，使之尽快达到抗冻临界强度；在达到临界强度以后，能加快混凝土硬化速度，克服负温、低温造成的强度增长缓慢现象。

2. 2 引气成分

混凝土防冻剂使用范围及注意事项

一、使用范围

混凝土防冻剂是一种特殊的添加剂，主要应用于冬季施工的混凝土工程。它能有效提高混凝土的抗冻性能，使其在低温环境下仍能保持较好的工作性能。防冻剂的使用范围主要包括以下几个方面：

1. 桥梁、道路等土木工程：在冬季进行桥梁、道路等土木工程施工时，混凝土防冻剂能有效提高混凝土的耐久性和稳定性，保证工程质量。

2. 预制混凝土构件：预制混凝土构件在生产过程中，加入防冻剂可提高其抗冻性能，延长使用寿命。

3. 水利工程：在水利工程中，如水库、堤坝等，混凝土防冻剂能有效防止因低温引起的混凝土裂缝等问题。

4. 建筑物的地下室、屋顶等部位：这些部位在冬季容易受到低温影响，混凝土防冻剂的使用能提高其抗冻性能，保证建筑物的安全。

二、注意事项

1. 配比使用：在添加混凝土防冻剂时，应按照产品说明和工程要求，严格控制其添加比例。过多的防冻剂可能会影响混凝土的性能，因此要适量添加。

2. 储存方式：防冻剂应存放在干燥、阴凉的地方，避免阳光直射和潮湿环境。同时要保证包装密封良好，防止受潮和污染。

3. 搅拌均匀：在添加防冻剂后，应充分搅拌混凝土，确保防冻剂与混凝土混合均匀，达到最佳的防冻效果。 4. 注意温度变化：在使用防冻剂的过程中，要密切关注天气预报和实际温度变化。在施工前应了解未来几天的天气情况，尽量避免在极端低温下进行施工。同时，施工后应采取保温措施，防止混凝土受冻。

5. 与其他添加剂的兼容性：在使用防冻剂时，应了解其与其他混凝土添加剂的兼容性。如有疑问，应咨询专业技术人员或生产厂家的意见。

第３４卷第５期　・２１０・　２　０　０　８年２月　山　西　建　筑　ＳＨＡｚＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＤ，１ＴＵＲＥ　Ｖ０１．３４　Ｎｏ．５　Ｆｌｅｂ．　２００８　

文章编号：１００９．６８２５（２００８）０５．０２１０．０２　

冬施混凝土中防冻剂的应用　

韩广生　

摘　要：探讨了防冻剂的防冻原理，介绍了防冻外加剂的分类，阐述了防冻外加剂的应用和注意事项，提出了防冻外加剂　目前的不足之处，以帮助工程技术人员更充分地了解外加剂，从而更有效地达到预期目的。　

关键词：冬施，外加剂，防冻原理，混凝土　

中图分类号：ＴＵ５２８．０４２　文献标识码：Ａ　

随着建筑市场的Ｅｌ益发展，混凝土在建筑工程中所占的份额　

举足轻重。现代建筑市场中超高、超大型工程越来越多，工期要　

求也越来越紧，现浇混凝土中又有２５％～４０％处于冬期施工环　

境，历年最低气温均在一ｌ５℃～一ｌ０℃左右，冬期施工工期占全　

年１／３，这样低的气温下如不采取有效措施使混凝土免遭受冻，将　

会给整个工程质量带来严重隐患或直接事故，而这种隐患和事故　

往往施工当时不易发现，一经发现又很难补救，造成不易弥补的　

损失。因而冬期施工混凝土时掺用防冻剂是免遭冻害的有效措　施，研究和认识混凝土冻害的原理规律，正确使用防冻剂，对保证　

工程质量有着十分重要的意义。　

１　防冻剂的防冻原理　

１．１　混凝土受冻结构破坏原理　

１）混凝土内部的水分分为自由水和游离水，游离水冻结成冰　

后，体积膨胀，解冻后冰变成水，在混凝土内留下孔隙，故混凝土　

受冻后孔隙明显增大，孔隙每增大ｌ５％～１６％，强度就下降约　

１０％，受冻形成的冰会部分或全部地破坏混凝土。　

２）在新浇筑的混凝土骨料周围常聚集一层水膜，受冻后水膜　

结冰，这层冰的存在将严重地影响水泥与骨料之间的粘结力，即　

使解冻后也难以恢复，其结果使混凝土的强度降低。　

３）在冻结过程中，伴随着水分转移现象和水分体积的变化，　

混凝土各组分体积膨胀系数各不相同，使混凝土的各组分相对位　

混凝土防冻剂的作用

我国地域辽阔，在长江中下游、东北、华北、及内蒙、青海、新疆等地，冬季气温都在-5℃以下。低温对混凝土十分不利，在这些地区的混凝土的破坏多数与冻融作用有关，混凝土在冻融循环作用下破坏是关系到建筑物使用寿命、工程质量、安全等方面的重大问题。冻 融破坏是混凝土水工建筑物损坏的主要形式之一，冻融破坏严重影响水工建筑的正常运行，必须充分认识它的严重性，了解其破坏原因，采取正确的 设计、施工和 管理措施以减轻冻融破坏对建筑物的影响，就此问题国内外混凝土专家对混凝土抗冻问题的研究日益重视，各自理论不断提出，各种方法不断采用，都 力图通过对 混凝土受冻机理研究而找到提高混凝土抗冻性能的更有效、更经济、更实用的方法。

1 国内外关于混凝土受冻机理的研究状况如下

1.1 水转化为冰的相变过程

常温下硬化混凝土是由未水化的水泥、水泥水化产物、集料、水、空气共同组成的气- 液- 固三相平衡体系，当混凝土处于负温下时，其内部孔隙中的水分将 发生从液相到固相的转变。对混凝土受冻破坏的现象，人们最初仅仅是以水结冰时体积膨胀9%这一自然现象来解释，认为这种现象和盛满水的密闭容器受冻后胀 裂的破坏情况类似。当孔溶液体积超过91%时，溶液结冰后产生膨胀压力使混凝土结构破坏。但这种过于简单的观点无法解释复杂的混凝土受冻破坏的动力学过 程。而且试验表明水饱和度低于91%时，混凝土也可能受冻破坏。这说明混凝土受冻破坏的机理远远不止这么简单。大量的研究表明影响混凝土受冻破坏的原因 很多，其机理相当复杂。但从本质上说，混凝土受冻破坏主要取决于混凝土中水的存在形式。

1.2 混凝土中水的存在形式及空隙中饱水程度

在混凝土硬化初期混凝土中水存在形式：

(1) 结晶水。如钙矾石等晶体中所含的水称结晶水，这部分水是不可能结冰的。

(2) 吸附水。也称凝胶水，存在于各种水化物，如钙矾石的胶凝孔中，因凝胶孔尺寸很小，一般为15!～20! 之间仅比水分子大一个数量级，可认为在自然条件下这部分水是不可能结冰的。