《混凝土外加劑》第8章-混凝土防凍劑分析課件

第八章混凝土防凍劑8.1混凝土的冬季施工8.2防凍劑的組成及作用機(jī)理8.3防凍劑的生產(chǎn)與工程應(yīng)用第八章混凝土防凍劑8.1混凝土的冬季施工分區(qū)區(qū)別劃

分標(biāo)準(zhǔn)年平均氣溫最冷月平均氣溫最高月平均溫度典型地區(qū)溫和地區(qū)溫和區(qū)15~193~824~30貴州、四川、桂北、閩北、浙北、江西、湖南、湖北、陜南、皖南溫冷區(qū)12.5~15-3~324~30江蘇、河南、皖中北、魯中南、關(guān)中、山西、冀南寒冷地區(qū)寒冷區(qū)8~12.5-10~-3＜24河北、山東、山西、陜西、甘肅、寧夏、新疆等部分地區(qū)嚴(yán)寒區(qū)2~8-25~-10＜24冀北、晉北、陜北、寧夏、甘北、新疆、內(nèi)蒙古、黑龍江、吉林、遼寧寒冷地區(qū)、溫和地區(qū)劃分參考表（℃）

分區(qū)區(qū)別劃

分標(biāo)準(zhǔn)年平均氣溫最冷月平均氣溫最高月平均1.有關(guān)冬季施工起止時(shí)間的規(guī)定混凝土結(jié)構(gòu)工程的施工應(yīng)采取冬期施工措施，可以取第一個(gè)出現(xiàn)連續(xù)5天穩(wěn)定低于5℃的初日作為冬期施工的起始日期。當(dāng)氣溫回升時(shí)，取第一個(gè)連續(xù)5天穩(wěn)定高于5℃的末日作為冬期施工的終止日期。初日和末日之間的日期即為混凝土冬期施工期。

1.有關(guān)冬季施工起止時(shí)間的規(guī)定2.溫度對(duì)混凝土性能的影響環(huán)境溫度低，水泥的水化反應(yīng)慢，影響混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)。試驗(yàn)得出：溫度每降低1℃，水泥的水化作用降低約5％～7％，在1℃～0℃范圍內(nèi)水泥的水化活性劇烈地降低，水化作用緩慢。一般當(dāng)溫度低于0℃的某個(gè)范圍時(shí)，游離水將開(kāi)始結(jié)冰，溫度達(dá)到-15℃左右時(shí)，游離水幾乎全部?jī)鼋Y(jié)成冰，致使水泥的水化和硬化完全停止。

2.溫度對(duì)混凝土性能的影響當(dāng)水轉(zhuǎn)化為固態(tài)的冰時(shí)，其體積約增大9％，使混凝土產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，在混凝土體內(nèi)形成冰聚體引起局部結(jié)構(gòu)破壞。新澆筑的混凝土過(guò)早遭受凍結(jié)將大大降低極限強(qiáng)度，強(qiáng)度損失率可能達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)的50％，甚至引起整體結(jié)構(gòu)破壞；混凝土達(dá)到臨界強(qiáng)度后遭受凍結(jié)，混凝土的極限強(qiáng)度損失較小，也不會(huì)發(fā)生整體結(jié)構(gòu)破壞。

當(dāng)水轉(zhuǎn)化為固態(tài)的冰時(shí)，其體積約增大9％，使國(guó)家臨界強(qiáng)度MPa瑞典2.5～4.5美國(guó)3.5丹麥3.5日本6芬蘭4～8.5挪威4～8.5加拿大7～10.5瑞士14.5中國(guó)3.5各國(guó)規(guī)范規(guī)定的受凍臨界強(qiáng)度國(guó)家臨界強(qiáng)度MPa瑞典2.5～4.5美國(guó)3.5丹麥3.5防凍劑會(huì)使水溶液的冰點(diǎn)降低，其冰點(diǎn)的降低幅度與防凍劑的種類(lèi)和摻量或溶液的濃度有關(guān)。決定效果因素：溶液的濃度，混凝土硬化過(guò)程經(jīng)受的負(fù)溫值。

混凝土內(nèi)摻入防凍劑的主要目的是使其在負(fù)溫下保持足夠的液相，使水泥的水化得以繼續(xù)進(jìn)行；轉(zhuǎn)入正溫后，混凝土強(qiáng)度能進(jìn)一步增長(zhǎng)，并達(dá)到或超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)。防凍劑會(huì)使水溶液的冰點(diǎn)降低，其冰點(diǎn)的降低幅度與《混凝土外加劑》第8章-混凝土防凍劑分析課件3.混凝土冬期施工注意事項(xiàng)混凝土冬期施工要求正溫澆筑、正溫養(yǎng)護(hù)。對(duì)原材料的加熱，以及混凝土的攪拌、運(yùn)輸、澆筑和養(yǎng)護(hù)應(yīng)進(jìn)行熱工計(jì)算，并據(jù)此施工。（1）對(duì)材料和材料加熱的要求①水泥：優(yōu)先選用活性高、水化熱量大的硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥，水泥的強(qiáng)度不應(yīng)低于42.5等級(jí)，水灰比不應(yīng)大于0.6。水泥不得直接加熱，使用前1～2天運(yùn)入暖棚存放，暖棚溫度宜在5℃以上。

3.混凝土冬期施工注意事項(xiàng)（1）對(duì)材料和材料加熱的要求②水的比熱是砂、石集料的5倍左右，所以冬期拌制混凝土?xí)r應(yīng)優(yōu)先采用加熱水的方法。③集料提前清洗和貯備，做到集料清潔，無(wú)凍塊和冰雪。集料貯備場(chǎng)地應(yīng)地勢(shì)較高不積水。

④砂、石溫度要符合熱工計(jì)算需要溫度。加熱的方法可因地制宜，但以蒸汽加熱法為好。

⑤在設(shè)計(jì)加熱設(shè)備時(shí)，必須先求出每天的最大用料量和要求達(dá)到的溫度，根據(jù)原材料的初溫和比熱，求出需要的總熱量?？紤]加熱過(guò)程中熱量的損失。決定熱源的種類(lèi)、規(guī)模和數(shù)量。

②水的比熱是砂、石集料的5倍左右，所以冬期拌制混凝土?xí)r《混凝土外加劑》第8章-混凝土防凍劑分析課件（2）攪拌

混凝土不宜露天攪拌，應(yīng)盡量搭設(shè)暖棚，優(yōu)先選用大容量的攪拌機(jī)。攪拌前，用熱水或蒸汽沖洗攪拌機(jī)?；炷恋陌韬蜁r(shí)間比常溫規(guī)定時(shí)間延長(zhǎng)50％。由于水泥和80℃左右的水拌和會(huì)發(fā)生驟凝現(xiàn)象，投料順序是先將水和砂石投入拌和，然后加入水泥。若能保證熱水不和水泥直接接觸，水可以加熱到100℃。（2）攪拌

混凝土不宜露天攪拌，應(yīng)盡量搭設(shè)暖棚，優(yōu)先選（3）運(yùn)輸

混凝土的運(yùn)輸時(shí)間和距離應(yīng)保證混凝土不離析、不喪失塑性。主要措施為減少運(yùn)輸時(shí)間和距離；使用大容積的運(yùn)輸工具并加以適當(dāng)保溫等。

（3）運(yùn)輸

混凝土的運(yùn)輸時(shí)間和距離應(yīng)保證混凝土不離析、（4）澆筑和養(yǎng)護(hù)

澆筑前，清除模板和鋼筋上的凍雪和污垢，盡量加快混凝土的澆筑速度。混凝土拌和物的出機(jī)溫度不宜低于10℃，入模溫度不得低于5℃。采用加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)，混凝土養(yǎng)護(hù)前的溫度不得低于2℃。

加熱溫度超過(guò)40℃時(shí)，由于溫度高，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生溫度應(yīng)力。在跨內(nèi)適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置施工縫。（4）澆筑和養(yǎng)護(hù)

澆筑前，清除模板和鋼筋上的凍雪和污《混凝土外加劑》第8章-混凝土防凍劑分析課件無(wú)砂管保溫養(yǎng)護(hù)無(wú)砂管保溫養(yǎng)護(hù)蒸氣養(yǎng)護(hù)蒸氣養(yǎng)護(hù)

8.2防凍劑的組成及作用機(jī)理防凍劑必須從防止凍害的發(fā)生及提高混凝土本身的抗凍性?xún)蓚€(gè)途徑來(lái)解決。防凍劑可以分成兩大類(lèi)型：早強(qiáng)型和防凍型。我國(guó)氣候及溫度變化規(guī)律：長(zhǎng)江以北到黃河以南，氣溫雖然可以降至5℃以下但基本上在0℃上，冬季施工只要加早強(qiáng)劑即可以保證質(zhì)量了。黃河以北，氣溫會(huì)在0℃以下數(shù)個(gè)月，冬季施工需要防凍劑。華北西北地區(qū)，最低氣溫在-10℃以上的地區(qū)，使用早強(qiáng)型的防凍劑。東北地區(qū)內(nèi)蒙新疆，冬季氣溫經(jīng)常在-10℃以下，冬季施工的混凝土必須使用防凍性的防凍劑。8.2防凍劑的組成及作用機(jī)理8.1混凝土防凍劑8.1混凝土防凍劑1.早強(qiáng)型防凍劑最低氣溫不超過(guò)-10℃，日氣溫一般在0℃上下浮動(dòng)，在氣溫最高的白天澆筑，混凝土內(nèi)部溫度就可以保持在0℃以上。不是在最高氣溫下澆筑，澆筑后用塑料薄膜及草袋等覆蓋，混凝土內(nèi)部溫度也會(huì)高于氣溫。這種情況下混凝土?xí)芸爝_(dá)到臨界強(qiáng)度3.5MPa而不至于產(chǎn)生凍害。因此在最低溫度高于-10℃時(shí)只需添加早強(qiáng)型防凍劑即可。目的是更快的達(dá)到臨界強(qiáng)度。早強(qiáng)型防凍劑可以不必加入太多的防凍組分，盡量使防凍劑的摻量降低些，不但經(jīng)濟(jì)核算，降低摻量對(duì)混凝土的耐久性也是很有好處的。1.早強(qiáng)型防凍劑《混凝土外加劑》第8章-混凝土防凍劑分析課件冬季大體積混凝土施工養(yǎng)護(hù)冬季大體積混凝土施工養(yǎng)護(hù)2.防凍型防凍劑日平均氣溫在-15℃以下的地區(qū)，混凝土澆筑后即使是入模溫度較高，但由于混凝土內(nèi)外溫差較大，混凝土在簡(jiǎn)單覆蓋的情況下還是會(huì)很快的降至0℃以下，防凍劑的作用是要保證混凝土在澆筑后能抵御一定限度負(fù)溫環(huán)境。在此低溫下混凝土內(nèi)部仍然保持足夠的液相，以使水泥水化作用繼續(xù)進(jìn)行，而不致被凍脹破壞。防凍組分是以降低液相中的冰點(diǎn)為目的的一些純化學(xué)物質(zhì)。為保持在規(guī)定的負(fù)溫下仍然有足夠的液相就必須保持防凍成分有一定摻量。這些物質(zhì)在防凍劑中占有相當(dāng)?shù)谋壤?，而這種比例隨著所要求的規(guī)定溫度不同而變化，負(fù)溫越低摻量越大。2.防凍型防凍劑3.復(fù)合型防凍劑的組分及作用機(jī)理根據(jù)混凝土產(chǎn)生凍害的原因分析，必須從提高混凝土本身的抗凍能力及防治凍害的發(fā)生兩個(gè)途徑來(lái)解決。（1）早強(qiáng)組分

為了促進(jìn)水泥水化作用，使混凝土盡快達(dá)到抵御凍害的能力，強(qiáng)度迅速增長(zhǎng)，加速模板周轉(zhuǎn)，縮短工期，早強(qiáng)組分是必不可少的，為了避免鋼筋銹蝕，采取相應(yīng)技術(shù)措施，使用少量的氯鹽，確保對(duì)鋼筋無(wú)促銹作用。

常用的早強(qiáng)劑有硫酸鈉，氯化鈣，硝酸鈣，亞硝酸鈣，三乙醇胺等。防凍劑中的早強(qiáng)成分主要是是混凝土盡快達(dá)到或超過(guò)混凝土的受凍臨界強(qiáng)度。

3.復(fù)合型防凍劑的組分及作用機(jī)理（1）早強(qiáng)組分

為了（2）減水組分

減水劑的作用就在于分散水泥和降低混凝土的水灰比。減少了絕對(duì)用水量，使毛細(xì)孔變細(xì)、減少、且分布均勻，提高了混凝土的密實(shí)性。實(shí)質(zhì)上是減少了混凝土中可凍水的數(shù)量，即減少了受凍混凝上中的含冰率，相應(yīng)也提高了混凝土防凍性能。另外防凍劑摻量是固定的，由于水灰比的減小，相對(duì)的提高了混凝土中減水劑水溶液的濃度，進(jìn)一步降低了冰點(diǎn)，從而提高了混凝土防早期凍害能力。常用的減水劑有木鈣，木萘，萘系高效減水劑及三聚氰胺，氨基磺酸鹽等。

（2）減水組分

減水劑的作用就在于分散水泥和降低混凝土（3）引氣組分

這種引氣劑在攪拌混凝土過(guò)程中能引入大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的激小氣泡。這些氣泡對(duì)混凝土主要有四種作用：(a)能減少混凝土的用水量，進(jìn)一步降低水灰比；(b)引入的汽泡對(duì)混凝土內(nèi)冰晶的膨脹力有一個(gè)緩沖和消弱作用，減輕冰晶膨脹力的破壞作用；(c)提高了混凝土的耐久性能；(d)小氣泡起到阻斷毛細(xì)孔作用，使毛細(xì)孔中的可凍結(jié)水減少。

（3）引氣組分

這種引氣劑在攪拌混凝土過(guò)程中能引入

引氣的組分可以使用引氣型減水劑如木鈣，木鈉，蒽系減水劑等。也可以使用引氣劑，如松香熱聚物等。

引氣的組分可以使用引氣型減水劑如木鈣，木鈉，蒽摻與不摻防凍劑水泥水化生成物電子顯微鏡照片

摻與不摻防凍劑水泥水化生成物電子顯微鏡照片（4）防凍組分

主要功能是在負(fù)溫條件下降低混凝土內(nèi)游離水的冰點(diǎn)，減少混凝土內(nèi)部水分的成冰率，使之有較多的液態(tài)水供水泥水化，更重要的是改變成冰結(jié)構(gòu)，使冰晶變得疏松且成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因而對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)沒(méi)有破壞作用。防凍組分一般摻量都比較大，考慮到對(duì)混凝土耐久性能的要求，應(yīng)盡量減少K+和Na+的引入量，這也是防凍劑的突出特點(diǎn)。

（4）防凍組分

主要功能是在負(fù)溫條件下降低混凝土內(nèi)游離化合物冰點(diǎn)（-℃）當(dāng)濃度為每100g水中溶有無(wú)水物質(zhì)的克數(shù)為析出固溶物時(shí)24681015202530濃度（g/100g水）溫度

（-℃）NaCl1.22.43.54.86.09.312.716.012.130.121.2CaCl20.91.92.83.95.08.512.617.523.942.755.6K2CO30.61.32.02.53.25.07.39.811.656.536.5NaNO20.91.82.73.64.56.07.810.3

61.319.6Ca(NO3)20.61.31.92.53.44.85.87.49.178.628.0Na2CO30.61.22.0

6.32.1Na2SO40.61.2

4.01.2K2SO40.50.91.3

7.01.5FeSO40.30.50.70.91.11.8

14.81.8Al2(SO4)30.30.5

0.9

1.8

4.030.14.0CO(NH2)20.71.42.12.83.34.65.46.37.039.08.0幾種無(wú)機(jī)化合物水溶液的冰點(diǎn)

化合物冰點(diǎn)（-℃）析出固溶物時(shí)246810在負(fù)溫下?lián)椒纼鰟┗炷林写蟛糠炙员３忠合?，混凝土?qiáng)度在負(fù)溫下依然在增長(zhǎng)。在負(fù)溫下混凝土的增長(zhǎng)速度取決于水泥品種、防凍劑種類(lèi)和負(fù)溫溫度。按混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)的速率的次序如下排列：K2CO3>CaCl2>NaCl>NaNO2>Ca(NO3)2

只要保證混凝土在達(dá)到臨界強(qiáng)度前不受早期凍結(jié)，摻防凍劑混凝土的強(qiáng)度在以后的正溫下都能正常地繼續(xù)增長(zhǎng)。

在負(fù)溫下?lián)椒纼鰟┗炷林写蟛糠炙员３忠合啵?.3防凍劑的生產(chǎn)與工程應(yīng)用

8.3.1防凍劑的生產(chǎn)

復(fù)合型防凍劑在我國(guó)北方地區(qū)大量使用。粉狀防凍劑的生產(chǎn)關(guān)鍵在于配方的選擇與產(chǎn)品質(zhì)量的均勻性。而液體產(chǎn)品必須考慮各組分之間在水溶液中的相容性。液態(tài)產(chǎn)品中不允許有沉淀、結(jié)晶、絮狀物、粘稠度要適于管道輸送。

8.3防凍劑的生產(chǎn)與工程應(yīng)用

早強(qiáng)減水引氣降低冰點(diǎn)緩凝冰晶干擾阻銹氯化鈉+--+---氯化鈣+--+---硫酸鈉+--+---硫酸鈣+---+--硝酸鈉+--+--+硝酸鈣+--+---亞硝酸鈉---+--+亞硝酸鈣---+--+碳酸鹽+--+---三乙醇胺+-----+二乙醇+--+-++木鈣-++-+--木鈉+++----萘系減水劑++-----蒽系減水劑+++----氨基磺酸鹽++--+--三聚氰胺++-----

防凍劑常用成分作用表

早強(qiáng)減水引氣降低冰點(diǎn)緩凝冰晶干擾阻銹氯化鈉+--+---氯化8.3.2冬季施工中防凍劑的選用

冬施混凝土大致分為3大類(lèi)：冷混凝土、負(fù)溫混凝土和早強(qiáng)混凝土。

冷混凝土是指除拌合水必須保持液態(tài)外，其他集料均不保溫，澆筑后也不采取任何保溫措施，主要依靠防凍組分保證一定的過(guò)冷液體在負(fù)溫下緩慢的進(jìn)行水化。這種混凝土需要摻大量無(wú)機(jī)鹽類(lèi)來(lái)降低冰點(diǎn)。在施工條件不具備采取其他措施時(shí)才使用。

負(fù)溫混凝土：混凝土在負(fù)溫施工時(shí)，對(duì)砂、石、拌合水進(jìn)行保溫和熱處理，在混凝土養(yǎng)護(hù)過(guò)程中要與保溫防護(hù)、蓄熱法等綜合措施相結(jié)合。

8.3.2冬季施工中防凍劑的選用

冬施混凝土大致低溫早強(qiáng)混凝土：在0℃左右的低溫或不很低的負(fù)溫下施工，只采取加熱拌合水再輔以綜合蓄熱法使混凝土保持在正溫下硬化、增強(qiáng)。

冷混凝土和負(fù)溫混凝土摻防凍劑的作用是降低拌合物種中液相的冰點(diǎn)，使水泥在負(fù)溫下繼續(xù)水化，因此采用防凍型的防凍劑，負(fù)溫混凝土采用了加熱原材料及蓄熱保溫養(yǎng)護(hù)使混凝土的初始溫度始終高于外界最低溫度，因此外加劑摻量比冷混凝土少。低溫早強(qiáng)混凝土則只需加入早強(qiáng)型防凍劑即可。低溫早強(qiáng)混凝土：在0℃左右的低溫或不很低的負(fù)試驗(yàn)項(xiàng)目性能指標(biāo)一等品合格品減水率,%,≥10—泌水率比,%,≤80100含氣量,%,≥2.52.0凝結(jié)時(shí)間差(min)初凝-150～+150-210～+210終凝抗壓強(qiáng)度,%,≥規(guī)定溫度-5-10-15-5-10-15R-720121020108R28100959590R-7+28959085908580R-7+5610010028d收縮率比,%,≤135滲透高度比,%,≤10050次凍融強(qiáng)度損失率比,%,≤100對(duì)鋼筋銹蝕作用應(yīng)說(shuō)明對(duì)鋼筋有無(wú)銹蝕作用摻防凍劑混凝土性能試驗(yàn)項(xiàng)目性能指標(biāo)一等品合格品減水率,%,≥1第八章混凝土防凍劑8.1混凝土的冬季施工8.2防凍劑的組成及作用機(jī)理8.3防凍劑的生產(chǎn)與工程應(yīng)用第八章混凝土防凍劑8.1混凝土的冬季施工分區(qū)區(qū)別劃

分標(biāo)準(zhǔn)年平均氣溫最冷月平均氣溫最高月平均溫度典型地區(qū)溫和地區(qū)溫和區(qū)15~193~824~30貴州、四川、桂北、閩北、浙北、江西、湖南、湖北、陜南、皖南溫冷區(qū)12.5~15-3~324~30江蘇、河南、皖中北、魯中南、關(guān)中、山西、冀南寒冷地區(qū)寒冷區(qū)8~12.5-10~-3＜24河北、山東、山西、陜西、甘肅、寧夏、新疆等部分地區(qū)嚴(yán)寒區(qū)2~8-25~-10＜24冀北、晉北、陜北、寧夏、甘北、新疆、內(nèi)蒙古、黑龍江、吉林、遼寧寒冷地區(qū)、溫和地區(qū)劃分參考表（℃）

分區(qū)區(qū)別劃

分標(biāo)準(zhǔn)年平均氣溫最冷月平均氣溫最高月平均1.有關(guān)冬季施工起止時(shí)間的規(guī)定混凝土結(jié)構(gòu)工程的施工應(yīng)采取冬期施工措施，可以取第一個(gè)出現(xiàn)連續(xù)5天穩(wěn)定低于5℃的初日作為冬期施工的起始日期。當(dāng)氣溫回升時(shí)，取第一個(gè)連續(xù)5天穩(wěn)定高于5℃的末日作為冬期施工的終止日期。初日和末日之間的日期即為混凝土冬期施工期。

1.有關(guān)冬季施工起止時(shí)間的規(guī)定2.溫度對(duì)混凝土性能的影響環(huán)境溫度低，水泥的水化反應(yīng)慢，影響混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)。試驗(yàn)得出：溫度每降低1℃，水泥的水化作用降低約5％～7％，在1℃～0℃范圍內(nèi)水泥的水化活性劇烈地降低，水化作用緩慢。一般當(dāng)溫度低于0℃的某個(gè)范圍時(shí)，游離水將開(kāi)始結(jié)冰，溫度達(dá)到-15℃左右時(shí)，游離水幾乎全部?jī)鼋Y(jié)成冰，致使水泥的水化和硬化完全停止。

2.溫度對(duì)混凝土性能的影響當(dāng)水轉(zhuǎn)化為固態(tài)的冰時(shí)，其體積約增大9％，使混凝土產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，在混凝土體內(nèi)形成冰聚體引起局部結(jié)構(gòu)破壞。新澆筑的混凝土過(guò)早遭受凍結(jié)將大大降低極限強(qiáng)度，強(qiáng)度損失率可能達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)的50％，甚至引起整體結(jié)構(gòu)破壞；混凝土達(dá)到臨界強(qiáng)度后遭受凍結(jié)，混凝土的極限強(qiáng)度損失較小，也不會(huì)發(fā)生整體結(jié)構(gòu)破壞。

當(dāng)水轉(zhuǎn)化為固態(tài)的冰時(shí)，其體積約增大9％，使國(guó)家臨界強(qiáng)度MPa瑞典2.5～4.5美國(guó)3.5丹麥3.5日本6芬蘭4～8.5挪威4～8.5加拿大7～10.5瑞士14.5中國(guó)3.5各國(guó)規(guī)范規(guī)定的受凍臨界強(qiáng)度國(guó)家臨界強(qiáng)度MPa瑞典2.5～4.5美國(guó)3.5丹麥3.5防凍劑會(huì)使水溶液的冰點(diǎn)降低，其冰點(diǎn)的降低幅度與防凍劑的種類(lèi)和摻量或溶液的濃度有關(guān)。決定效果因素：溶液的濃度，混凝土硬化過(guò)程經(jīng)受的負(fù)溫值。

混凝土內(nèi)摻入防凍劑的主要目的是使其在負(fù)溫下保持足夠的液相，使水泥的水化得以繼續(xù)進(jìn)行；轉(zhuǎn)入正溫后，混凝土強(qiáng)度能進(jìn)一步增長(zhǎng)，并達(dá)到或超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)。防凍劑會(huì)使水溶液的冰點(diǎn)降低，其冰點(diǎn)的降低幅度與《混凝土外加劑》第8章-混凝土防凍劑分析課件3.混凝土冬期施工注意事項(xiàng)混凝土冬期施工要求正溫澆筑、正溫養(yǎng)護(hù)。對(duì)原材料的加熱，以及混凝土的攪拌、運(yùn)輸、澆筑和養(yǎng)護(hù)應(yīng)進(jìn)行熱工計(jì)算，并據(jù)此施工。（1）對(duì)材料和材料加熱的要求①水泥：優(yōu)先選用活性高、水化熱量大的硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥，水泥的強(qiáng)度不應(yīng)低于42.5等級(jí)，水灰比不應(yīng)大于0.6。水泥不得直接加熱，使用前1～2天運(yùn)入暖棚存放，暖棚溫度宜在5℃以上。

3.混凝土冬期施工注意事項(xiàng)（1）對(duì)材料和材料加熱的要求②水的比熱是砂、石集料的5倍左右，所以冬期拌制混凝土?xí)r應(yīng)優(yōu)先采用加熱水的方法。③集料提前清洗和貯備，做到集料清潔，無(wú)凍塊和冰雪。集料貯備場(chǎng)地應(yīng)地勢(shì)較高不積水。

④砂、石溫度要符合熱工計(jì)算需要溫度。加熱的方法可因地制宜，但以蒸汽加熱法為好。

⑤在設(shè)計(jì)加熱設(shè)備時(shí)，必須先求出每天的最大用料量和要求達(dá)到的溫度，根據(jù)原材料的初溫和比熱，求出需要的總熱量?？紤]加熱過(guò)程中熱量的損失。決定熱源的種類(lèi)、規(guī)模和數(shù)量。

②水的比熱是砂、石集料的5倍左右，所以冬期拌制混凝土?xí)r《混凝土外加劑》第8章-混凝土防凍劑分析課件（2）攪拌

混凝土不宜露天攪拌，應(yīng)盡量搭設(shè)暖棚，優(yōu)先選用大容量的攪拌機(jī)。攪拌前，用熱水或蒸汽沖洗攪拌機(jī)?；炷恋陌韬蜁r(shí)間比常溫規(guī)定時(shí)間延長(zhǎng)50％。由于水泥和80℃左右的水拌和會(huì)發(fā)生驟凝現(xiàn)象，投料順序是先將水和砂石投入拌和，然后加入水泥。若能保證熱水不和水泥直接接觸，水可以加熱到100℃。（2）攪拌

混凝土不宜露天攪拌，應(yīng)盡量搭設(shè)暖棚，優(yōu)先選（3）運(yùn)輸

混凝土的運(yùn)輸時(shí)間和距離應(yīng)保證混凝土不離析、不喪失塑性。主要措施為減少運(yùn)輸時(shí)間和距離；使用大容積的運(yùn)輸工具并加以適當(dāng)保溫等。

（3）運(yùn)輸

混凝土的運(yùn)輸時(shí)間和距離應(yīng)保證混凝土不離析、（4）澆筑和養(yǎng)護(hù)

澆筑前，清除模板和鋼筋上的凍雪和污垢，盡量加快混凝土的澆筑速度?；炷涟韬臀锏某鰴C(jī)溫度不宜低于10℃，入模溫度不得低于5℃。采用加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)，混凝土養(yǎng)護(hù)前的溫度不得低于2℃。

加熱溫度超過(guò)40℃時(shí)，由于溫度高，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生溫度應(yīng)力。在跨內(nèi)適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置施工縫。（4）澆筑和養(yǎng)護(hù)

澆筑前，清除模板和鋼筋上的凍雪和污《混凝土外加劑》第8章-混凝土防凍劑分析課件無(wú)砂管保溫養(yǎng)護(hù)無(wú)砂管保溫養(yǎng)護(hù)蒸氣養(yǎng)護(hù)蒸氣養(yǎng)護(hù)

8.2防凍劑的組成及作用機(jī)理防凍劑必須從防止凍害的發(fā)生及提高混凝土本身的抗凍性?xún)蓚€(gè)途徑來(lái)解決。防凍劑可以分成兩大類(lèi)型：早強(qiáng)型和防凍型。我國(guó)氣候及溫度變化規(guī)律：長(zhǎng)江以北到黃河以南，氣溫雖然可以降至5℃以下但基本上在0℃上，冬季施工只要加早強(qiáng)劑即可以保證質(zhì)量了。黃河以北，氣溫會(huì)在0℃以下數(shù)個(gè)月，冬季施工需要防凍劑。華北西北地區(qū)，最低氣溫在-10℃以上的地區(qū)，使用早強(qiáng)型的防凍劑。東北地區(qū)內(nèi)蒙新疆，冬季氣溫經(jīng)常在-10℃以下，冬季施工的混凝土必須使用防凍性的防凍劑。8.2防凍劑的組成及作用機(jī)理8.1混凝土防凍劑8.1混凝土防凍劑1.早強(qiáng)型防凍劑最低氣溫不超過(guò)-10℃，日氣溫一般在0℃上下浮動(dòng)，在氣溫最高的白天澆筑，混凝土內(nèi)部溫度就可以保持在0℃以上。不是在最高氣溫下澆筑，澆筑后用塑料薄膜及草袋等覆蓋，混凝土內(nèi)部溫度也會(huì)高于氣溫。這種情況下混凝土?xí)芸爝_(dá)到臨界強(qiáng)度3.5MPa而不至于產(chǎn)生凍害。因此在最低溫度高于-10℃時(shí)只需添加早強(qiáng)型防凍劑即可。目的是更快的達(dá)到臨界強(qiáng)度。早強(qiáng)型防凍劑可以不必加入太多的防凍組分，盡量使防凍劑的摻量降低些，不但經(jīng)濟(jì)核算，降低摻量對(duì)混凝土的耐久性也是很有好處的。1.早強(qiáng)型防凍劑《混凝土外加劑》第8章-混凝土防凍劑分析課件冬季大體積混凝土施工養(yǎng)護(hù)冬季大體積混凝土施工養(yǎng)護(hù)2.防凍型防凍劑日平均氣溫在-15℃以下的地區(qū)，混凝土澆筑后即使是入模溫度較高，但由于混凝土內(nèi)外溫差較大，混凝土在簡(jiǎn)單覆蓋的情況下還是會(huì)很快的降至0℃以下，防凍劑的作用是要保證混凝土在澆筑后能抵御一定限度負(fù)溫環(huán)境。在此低溫下混凝土內(nèi)部仍然保持足夠的液相，以使水泥水化作用繼續(xù)進(jìn)行，而不致被凍脹破壞。防凍組分是以降低液相中的冰點(diǎn)為目的的一些純化學(xué)物質(zhì)。為保持在規(guī)定的負(fù)溫下仍然有足夠的液相就必須保持防凍成分有一定摻量。這些物質(zhì)在防凍劑中占有相當(dāng)?shù)谋壤?，而這種比例隨著所要求的規(guī)定溫度不同而變化，負(fù)溫越低摻量越大。2.防凍型防凍劑3.復(fù)合型防凍劑的組分及作用機(jī)理根據(jù)混凝土產(chǎn)生凍害的原因分析，必須從提高混凝土本身的抗凍能力及防治凍害的發(fā)生兩個(gè)途徑來(lái)解決。（1）早強(qiáng)組分

為了促進(jìn)水泥水化作用，使混凝土盡快達(dá)到抵御凍害的能力，強(qiáng)度迅速增長(zhǎng)，加速模板周轉(zhuǎn)，縮短工期，早強(qiáng)組分是必不可少的，為了避免鋼筋銹蝕，采取相應(yīng)技術(shù)措施，使用少量的氯鹽，確保對(duì)鋼筋無(wú)促銹作用。

常用的早強(qiáng)劑有硫酸鈉，氯化鈣，硝酸鈣，亞硝酸鈣，三乙醇胺等。防凍劑中的早強(qiáng)成分主要是是混凝土盡快達(dá)到或超過(guò)混凝土的受凍臨界強(qiáng)度。

3.復(fù)合型防凍劑的組分及作用機(jī)理（1）早強(qiáng)組分

為了（2）減水組分

減水劑的作用就在于分散水泥和降低混凝土的水灰比。減少了絕對(duì)用水量，使毛細(xì)孔變細(xì)、減少、且分布均勻，提高了混凝土的密實(shí)性。實(shí)質(zhì)上是減少了混凝土中可凍水的數(shù)量，即減少了受凍混凝上中的含冰率，相應(yīng)也提高了混凝土防凍性能。另外防凍劑摻量是固定的，由于水灰比的減小，相對(duì)的提高了混凝土中減水劑水溶液的濃度，進(jìn)一步降低了冰點(diǎn)，從而提高了混凝土防早期凍害能力。常用的減水劑有木鈣，木萘，萘系高效減水劑及三聚氰胺，氨基磺酸鹽等。

（2）減水組分

減水劑的作用就在于分散水泥和降低混凝土（3）引氣組分

這種引氣劑在攪拌混凝土過(guò)程中能引入大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的激小氣泡。這些氣泡對(duì)混凝土主要有四種作用：(a)能減少混凝土的用水量，進(jìn)一步降低水灰比；(b)引入的汽泡對(duì)混凝土內(nèi)冰晶的膨脹力有一個(gè)緩沖和消弱作用，減輕冰晶膨脹力的破壞作用；(c)提高了混凝土的耐久性能；(d)小氣泡起到阻斷毛細(xì)孔作用，使毛細(xì)孔中的可凍結(jié)水減少。

（3）引氣組分

這種引氣劑在攪拌混凝土過(guò)程中能引入

引氣的組分可以使用引氣型減水劑如木鈣，木鈉，蒽系減水劑等。也可以使用引氣劑，如松香熱聚物等。

引氣的組分可以使用引氣型減水劑如木鈣，木鈉，蒽摻與不摻防凍劑水泥水化生成物電子顯微鏡照片

摻與不摻防凍劑水泥水化生成物電子顯微鏡照片（4）防凍組分

主要功能是在負(fù)溫條件下降低混凝土內(nèi)游離水的冰點(diǎn)，減少混凝土內(nèi)部水分的成冰率，使之有較多的液態(tài)水供水泥水化，更重要的是改變成冰結(jié)構(gòu)，使冰晶變得疏松且成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因而對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)沒(méi)有破壞作用。防凍組分一般摻量都比較大，考慮到對(duì)混凝土耐久性能的要求，應(yīng)盡量減少K+和Na+的引入量，這也是防凍劑的突出特點(diǎn)。

（4）防凍組分

主要功能是在負(fù)溫條件下降低混凝土內(nèi)游離化合物冰點(diǎn)（-℃）當(dāng)濃度為每100g水中溶有無(wú)水物質(zhì)的克數(shù)為析出固溶物時(shí)24681015202530濃度（g/100g水）溫度

（-℃）NaCl1.22.43.54.86.09.312.716.012.130.121.2CaCl20.91.92.83.95.08.512.617.523.942.755.6K2CO30.61.32.02.53.25.07.39.811.656.536.5NaNO20.91.82.73.64.56.07.810.3

61.319.6Ca(NO3)20.61.31.92.53.44.85.87.49.178.628.0Na2CO30.61.22.0

6.32.1Na2SO40.61.2

4.01.2K2SO40.50.91.3

7.01.5FeSO40.30.50.70.91.11.8

14.81.8Al2(SO4)30.30.5

0.9

1.8

4.030.14.0CO(NH2)20.71.42.12.83.34.65.46.37.039.08.0幾種無(wú)機(jī)化合物水溶液的冰點(diǎn)

化合物冰點(diǎn)（-℃）析出固溶物時(shí)246810在負(fù)溫下?lián)椒纼鰟┗炷林写蟛糠炙员３忠合啵炷翉?qiáng)度在負(fù)溫下依然在增長(zhǎng)。在負(fù)溫下混凝土的增長(zhǎng)速度取決于水泥品種、防凍劑種類(lèi)和負(fù)溫溫度。按混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)的速率的次序如下排列：K2CO3>CaCl2>NaCl>NaNO2>Ca(NO3)2

只要保證混凝土在達(dá)到臨界強(qiáng)度前不受早期凍結(jié)，摻防凍劑混凝土的強(qiáng)度在以后的正溫下都能正常地繼續(xù)增長(zhǎng)。

在負(fù)溫下?lián)椒纼鰟┗炷林写蟛糠炙员３忠合啵?.3防凍劑的生產(chǎn)與工程應(yīng)用

8.3.1防凍劑的生產(chǎn)

復(fù)合型防凍劑在我國(guó)北方地區(qū)大量使用。粉狀防凍劑的生產(chǎn)關(guān)鍵在于配方的選擇與產(chǎn)品質(zhì)量的均