混凝土防冻剂十篇

混凝土防冻剂篇1

关键词：防冻剂；混凝土性能；研究现状

中图分类号：TV331文献标识码： A

引言

国家在《建筑工程冬期施工规程》CJGJ/T104-2011)中规定：要研究防冻剂对混凝土性能方面的影响，就必须结合当地气象资料。所谓的进入冬期施工就是指室外日平均气温连续5d稳定低于5℃。所以，根据这一规定，我们所在的东北地区在施工中经历冬期施工的频率是很高的。冬期施工时对于混凝土防冻剂的应用，防冻剂对混凝土性能影响到底有多大，这就要求相关的管理人员和施工人员在进行现场管理或者现场施工时，根据现场状况，施工进度等各方面综合考虑，具体问题具体分析。

一、防冻剂的作用机理

根据相关调查，测定了掺防冻剂水泥浆在-1oC温度下养护的化合水量得出以下结论：其一为掺防冻剂水泥浆确实发生水化反应，而不掺者则基本无水化反应，证实了防冻剂的有效作用；其二为不同液灰比的水泥比，具有不同的结合水量，显现出不同的水化速度。由相关数据显示，在某一负温度下，掺入防冻剂，会使新拌混凝土不完全冻结，即保持有液相。其液相的浓度只与温度有关，因而保持恒定，可用：式计算出。式中：L/C为液灰比；A为防冻剂掺量(g /100 g水泥)；凡与冰平衡的液相浓度(g/100 g水)。

液相水量的多少可用液灰比表示，用式和式可以计算出，对惰性防冻剂而言，其值相对恒定。液相的存在，使水泥可以水化，而水泥水化消耗水也不会使液相浓度增大，因而液灰比依然相对恒定。其原因是与液相平衡的冰融化，以保持液相浓度不变，融化量与水泥水化消耗的水量相同。因此，水泥水化有相对恒定液相水，可以不断进行，从而混凝土强度增加。水泥浆终凝后所形成的毛细孔，会使其内部液相冰点降低，故会增大液灰比；较粗的孔对液灰比无影响。活性防冻剂部分参加水泥的负温水化反应，残余量较少，根据以上公式可以得出液灰比相应减小。

二、防冻剂对混凝土性能的影响

（一）对新拌混凝土性能的影响

1.新拌混凝土工作性能。不同的防冻组分对混凝土工作性的影响不尽相同。亚硝酸钠对混凝土的早期塑化作用，混凝土坍落度有所提高。然而，亚硝酸钠提高了混凝土的碱度加速了C3A的溶解，从而生成更多的钙矾石，导致流动性下降；乙二醇作为一种非离子型表面活性剂，吸附在水泥颗粒表面，可以使水泥颗粒更好地在溶液中分散，同时也减缓了水泥颗粒扩散的速度，起到缓凝的作用，所以掺加乙二醇的混凝土初始坍落度有所提高，而30min坍落度损失大大降低，并随乙二醇掺量的增加，这种现象越来越显著；掺加硝酸钙的混凝土，其初始坍落度变化不明显，30min坍落度损失随掺量增加而明显增大。

2.混凝土凝结时间。防冻剂中的早强组分(如碳酸钾、氯化钙等)往往会缩短混凝土的凝结时间，有利于混凝土的硬化；但是有机类防冻剂(如乙二醇等)会造成混凝土凝结时间增长。如果把握不好凝结时间就有可能对施土造成不便，因此应合理的选用防冻剂或者通过不同组分的复合调节混凝土的凝结时间。

3.防冻组分对混凝土力学性能的影响。防冻剂都可以有效的减小负温混凝土的力学性能指标损失率。李中华等通过实验证明在负温条件下研究表明，掺防冻剂的负温混凝土力学性能明显优于不掺时负温混凝土的力学性能。如掺用乙二醇和减水剂复配的液体防冻剂，掺量为胶凝材料的2.5%时，混凝土早期强度能提高30%~40%，而后期强度增长20%左右。掺防冻剂的混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗折强度、静弹性模量等各项力学性能参数，较未掺防冻剂的混凝土都有所提高。这是因为防冻剂中的某些组分如亚硝酸钙可降低混凝土中孔溶液的冰点，混凝土在负温下也可以进行缓慢的水化。普通混凝土受冻时，内部结构受到破坏，强度损失较大，主要由于水的“宏观规模析冰”所致，但掺入防冻剂后，强度损失很小。这一现象主要是由于冰晶畸变所致，对结构破坏甚微。纯水冻结时，冰晶体呈板状结构，质地坚硬，但掺防冻剂后，使得大孔中的水的冰点降低了，改变冰晶形态，冰结构发生很大变化，呈锯片状、树枝状、羽绒状等层状结构，层间填充液相体，质地疏松，强度很低，使得冰冻时的膨胀力显著减小。例如，黑龙江省寒地建筑科学研究院在20世纪90年代初开展的防冻剂对负温下水的冰晶变形影响证明：在防冻剂的作用下，可实现大规模析冰变为微观细小状碎冰，从而说明防冻剂能够破坏冰晶的聚集作用并释放出部分不冻水。由于有液相的存在，在负温下仍能促进C-S-H网络结构。由此可见，防冻剂的加入可使混凝土的孔结构尽快形成，减少自由水量以及促使冰晶体缺陷异变，降低结冰膨胀破坏程度。另外防冻剂中的一些成份，如NaN03和NaCI等物质，与水泥中的C3A反应后，可以提高早期强度，同时改变孔结构中液相水的分子排列方式，扰乱冰晶形成的空间、环境、压力等，保持大部分过冷水不结冰，以提高水泥水化，因此掺防冻剂的混凝土的各项力学性能最好。

（二）对混凝土抗渗性能的影响

抗掺防冻剂混凝土比空白混凝土的抗渗性要好的多，而且其抗渗性随着防冻剂掺量的增加而提高，在掺入防冻剂后，防冻剂中引气组分严重破坏了混凝土内部大量的气泡、泌水的毛细管道，从而阻断了毛细血管与外界的通路，外界水分无法进来，大大的把混凝土的渗透性减小了。

（三）对混凝土碳化性能的影响

混凝土的抗碳化能力随着防冻剂掺量的增加而增强，各龄期值均低于空白混凝土。其随着碳化反应的进行的同时，混凝土微孔内的氢氧化钙受到消耗生成碳酸钙，经过水溶液后沉淀，微孔溶液的pH值因此降低。这时，空白混凝土的抗碳化能力减弱，其碳化深度增长较快，总之可以满足抗碳化能力的要求。而掺新型高效防冻剂混凝土由于防冻剂中含有防止冷凝碳化组分和提高pH值的组分。所以，一定程度上弥补了降低的那部分pH值，其抗碳化能力明显增强。

三、混凝土防冻剂的应用现状研究

在选择施工方法时，应保证混凝土尽快达到临界强度，避免遭受冻害。通常应优先选用蓄热法，利用对混凝土组成的砂、石、水等预加的热量和水泥的水化热，再加以适当的覆盖保温，使混凝土在正温下能够达到规范要求的允许临界温度。经常把掺防冻剂与蓄热法一起应用，充分利用混凝土的初始热量及水泥在水化过程中释放出来的热量，加快混凝土强度的增长。掺防冻剂时，掺入量会对混凝土的耐久性产生不同程度的影响。应该在满足混凝土初期养护温度可以达到受冻临界强度的前提下，保持防冻剂的掺量，不得超过最大限值的规定。掺用防冻剂首先应满足结构本身的要求。在预应力混凝土工程和钢筋混凝土工程中由于氯盐对钢筋有锈蚀作用受到使用限制，在钢筋混凝土工程和预应力混凝土工程中可掺用无氯盐的防冻剂。在高湿度、高温度环境中使用的结构，与酸、碱等侵蚀性介质相接触的结构，掺用氯盐阻锈类防冻剂。其掺量不得超出最大掺量限值的规定。防冻剂的选用还必须根据混凝土的使用温度来决定，不同的防冻剂出于经济方面考虑，适用的温度范围不同。在考虑这些因素时，必须保证混凝土必须达到抗冻临界强度，在环境温度降到外加剂使用温度前。根据混凝土的使用温度要求，一定要准确控制防冻剂的掺量。通常比较正规的防冻剂产品在配方设计时使用温度和掺量都是一一对应的，防冻剂的多数组分都有最佳掺量问题，适用范围狭窄，掺量与功效不是线性关系。

结束语

混凝土防冻外加剂在冬期施工中广泛应用。防冻剂的防冻机理是综合性的、是多种效果的综合体现。防冻剂在混凝土中的应用以及量的多少都是受到现实条件制约的，而且防冻剂的使用效果和工程的施工情况之间有着密切的关系，必须根据具体问题进行具体分析，防冻是最终的目的和效果。只有加强防冻剂对混凝土性能影响的全面了解和分析才能找出问题的症结所在，对症下药，从而合理、科学、有效的选用防冻剂，促进施工进度，保证整个工程的质量。

参考文献：

[1]王曦东,董建忠,王利峰,赵建玲.防冻剂对混凝土性能影响的研究现状[J].公路交通科技(应用技术版),2013,12：198-201.

混凝土防冻剂篇2

关键词 混凝土；防冻剂；应用

中图分类号TU755 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）69-0032-02

0 引言

北方冬季气温严寒，而当前工程规模空前，建筑工地更是延伸的地域越来越宽阔，混凝土施工条件艰苦，在这种条件下，诸如原材料加热、混凝土浇注体外部加热等措施，都是相当难以实施的，而且一旦热量供应不上或者工程中出现保温意外，后果都将难以设想。而在混凝土中掺加防冻剂，降低水的冰点，加快混凝土在低温情况下强度发展的措施，则是应付混凝土低温施工最不利条件的有效措施。

1 防冻剂的主要种类

混凝土防冻剂具有通过降低水的冰点、抑制水结冰从而降低冰晶压力，以及加速水泥初。

期水化等作用。防冻剂通常是多组分复合而成的，按照化学组成进行分类，主要分类如下：

1）强电解质无机盐类

（1）氯盐：防冻剂的成分主要是铵盐；

（2）氯盐阻锈：防冻剂的主要成分是阻锈成分和氯盐；

（3）无氯盐：防冻剂的主要成分是亚硝酸盐、硝酸盐。

2）可以溶于水的有机化合物：防冻剂的主要成分是醇类等有机化合物

3）有机化合物与无机盐复合类

4）复合型防冻剂：防冻剂的主要成分是复合引气、减水、早强

2 防冻剂应用要点

防冻剂是混凝土应用的一种重要外加剂，只有掌握了防冻剂的作用机理、防冻剂对混凝土性能的影响规律，才能更好地指导其在混凝土中的应用。为了保证工程质量，达到事半功倍的使用效果，并安全、有效地使用防冻剂，应注意以下几点。

1）重在保证混凝土防冻临界强度

任何一种符合标准的防冻剂产品，都有一个明确的“使用温度”，混凝土的使用温度越低，说明该防冻剂的防冻效果越好，混凝土越有更多的时间（含负温区）来增长强度，从而达到抗冻临界强度。

2）正确选用防冻剂并确定合适的掺量

每一种防冻剂都有一个较佳的掺量范围，低于此掺量，则混凝土早期强度建立较慢，混凝土内部水的冰点降不到足以抵抗外界负温的程度，所以，防冻剂的掺量往往较高。而防冻剂的掺量过高，则所含盐类对混凝土的性能将产生许多不利影响。

3）严防防冻剂中氯离子对钢筋的锈蚀危害

氯盐是一类比较理想的防冻剂组分，但鉴于氯离子对混凝土内部钢筋的锈蚀作用，当用于钢筋混凝土、预应力钢筋混提土时，应严禁使用含有氯离子的防冻剂。

4）严防防冻剂中释放氨对人体健康的危害

对于住宅、办公室、水塔、水池等的混凝土工程，应严防采用含硝铵、尿素等产生刺激性气味物质的防冻剂，防冻剂释放氨量必须符合有关标准。

5）含强电解质无机盐的防冻剂用于混凝土中，必须符合以下规范要求

（1）跟镀锌钢管等钢材或者铁铝能够接触到的地方，还有着的没有进行任何防护措施的钢材预埋件。这些情况不能使用；

（2）通直流电的一些机构，在100m范围内有高压直流电的，这些情况不能使用；

（3）防冻剂中有亚硝酸根，碳酸根的，不能用到预应力混凝土结构上；

（4）防冻剂中有六价铬离子、亚硝酸离子等，不能用到饮水工程和与食品相接触的工程，严禁食用；

（5）用于集料并且有碱活性的混凝土时，通过泵送剂加入到混凝土的碱的量不能超过1千克每立方混凝土，混凝土中所含的碱的总量要符合相应的规定；

6）防冻剂中的主要成分是有机化合物类时，可以用在钢筋混凝土、素混凝土和预应力混凝土工程，但应注意强电解质、硝酸盐、尿素等的控制要求；

7）比较特殊的抗冻融有循环性要求的各种混凝土工程，要进行试验来确定防冻剂的用量和种类；

8）按《混凝土防冻剂》（JC 475-2004）规定的通过试验条件下成型的标准试件，一直在零下温度进行养护的温度，这就是规定的防冻剂的温度；

9）进行采购防冻剂时，要先进行检查看看是不是有结晶、结块或者沉淀。检查的项目应该要有：细度、钢筋生锈试验等，满足要求后才能采购并应用；

10）要在混凝土中掺加防冻剂，必须符合下面的条件：

（1）水泥要为普通硅酸盐水泥、硅酸盐水泥。存放的时间不能超过3个月，超过了3个月的，一定要进行各种强度检测合格后才能使用；

（2）集料里面不能有雪或者冰之泪的容易冻裂的东西，必须要干净；

（3）如果在集料里面有碱活性，加上防冻剂里面带入的碱，混凝土里面所含碱的总量要符合相关规定；

（4）液体防冻剂的储存设备一定要进行保温处理。

11）需要掺加防冻剂的混凝土的配合比也有如下规定：

（1）不掺加防冻剂的混凝土的砂率可以比掺加防冻剂的混凝土的砂率高2%~3%。

（2）在混凝土中水与灰的比例最好不要超过0.6，水泥所使用的分量最好高于300kg/m3在重要的薄壁结构承重结构的地方混凝土的水泥含量必须增加，一般可增加量为10%，混凝土的体积如果比较大，最小的水泥使用量得根据现场实际而定。混凝土的强度小于C15的，水灰比和最小的水泥使用量可以不受这个数据的限制。

12）需要掺加防冻剂的用于制作混凝土的原材料，应当根据实际气温进行加热，加热的方式如下：

（1）最高气温为-5℃的时候，可以利用热水来搅拌混凝土；如果水的温度高于65℃，热水就应该先与集料混合在一起进行搅拌，之后再加人水泥；

（2）最高气温为-10℃的时候，可以把集料放入暖棚或其他的方法进行加热，如果集料已经结成块了，那样集料必须得进行加热，为了避免集料灼烧，加热温度要低于65℃。

13）在搅拌添加过防冻剂的混凝土时，要满足下面的条件：

（1）防冻剂的添加量一定要符合相关规范；

（2）集料中的水分和防冻剂里面所含的水分要从所加水的总量中扣除；

（3）搅拌机在搅拌混凝土前，要用热水进行冲洗预热，搅拌的时间要加长50%；

（4）添加防冻剂后的混凝土在出搅拌机时的温度严寒地区要高于15℃，寒冷的地区要高于10℃。进入模具钱的混凝土温度，严寒地区要高于10℃，寒冷地区要高于5℃。

14）添加防冻剂的混凝土在养护的过程中应注意以下几项：

（1）如果气温在0℃以下时，不能浇水，在混凝土浇筑完成后，应该立即用塑料薄膜或者其他保温材料进行遮盖；

（2）在浇筑后的开始阶段养护温度不能比规定的温度低；

（3）如果养护阶段的混凝土温度降低到规定的温度之后，混凝土的强度不行保证受冻的临界强度；

（4）如果在拆除模具后混凝土的表面温度比环境温度低20℃时，要继续用保温材料遮盖进行养护。

参考文献

混凝土防冻剂篇3

关键词： 混凝土； 受冻； 鉴别； 处理

中图分类号： TU755.8 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2010）09-0091-01

由于施工条件和气候的多变，使混凝土刚浇灌到模板内即出现冻害，有时不易及早发现。通常混凝土出现冻害的情况有以下几种：冬施时，未掺任何外加剂的混凝土由于气温下降较快而冻伤；掺有防冻剂的混凝土在负温下受冻后大体积混凝土内部温度高、外表面受冻造成工程质量事故。

一、混凝土受冻类别的限度

任何混凝土都会受冻，如果将混凝土的抗冻性和耐久性都考虑在内，从广义上说，冻害不但会发生在混凝土早期，而且达到设计强度的混凝土也同样会受冻害。掺入外加剂，尤其是防冻剂的混凝土也存在早期受冻的问题。混凝土受冻类别一般有下列几种。

1.不掺任何外加剂的混凝土，当气温在0～2℃时即受冻，强度损失在50%以上，而且在气温达到正温后，强度不再恢复。防冻措施：必须在5℃以上水化，强度达5兆帕或达设计强度的50%以上。

2.掺早强剂混凝土，在环境温度小于-5℃时即受冻，负温下强度增长停止，正温后强度可继续增长。施工时气温在0℃以上即可水化，抗冻临界强度应达5兆帕后大于设计强度30%即可。

3.掺低温早强防冻剂混凝土，在气温小于-10℃时即出现冻害，当气温低于-15℃后受冻，强度损失达20%以上，施工时保持混凝土内-10℃即可继续水化，当达到临界抗冻强度3.0～5.0兆帕时，降温不影响后期强度的恢复增长。

4.掺负温防冻剂混凝土，当环境温度在-15～-20℃时即受冻，强度损失达20%以上。如施工采取综合蓄热法保温，在-20℃且强度达3.0～5.0兆帕，后期强度不受影响，养护环境温度不应低于-20℃。

二、混凝土受冻后的鉴别

1.拆除模板观察

拆除时构件外壁不粘模板，如表面光滑、湿润、颜色均匀，表明构件未受冻。当观察构件表面有冰纹、螺旋纹、直立纹或颜色发白、不均匀等现象，表示表面混凝土已受冻。当发现表面冰碴较多且有裂纹时，其构件受冻无疑。

2.敲击表面观察判断

敲击拆模后的混凝土表面，受冻后的混凝土会发出沉闷的噗噗声。在一个断面处分几个点轻轻敲击，每个点敲三四下，如果发出噗嗒、噗嗒的声音，说明混凝土已受冻。

3.表面用回弹仪检查

回弹仪检测混凝土时，如果强度较低，常会弹不出数值，但可以回弹反跳锤脱钩时的感觉来判断混凝土受冻情况。当听到反跳锤最后脱钩时为“噗”的一声时，说明混凝土表面已经受冻。如果反跳锤脱钩时声音为“铛”的清脆声时，可以肯定混凝土未受冻。

4.取芯样检查

该方法适用于经过一个冬季后对混凝土实际强度的检查，此时取的样能较准确地测出结构表面与内部之间冻深的损失关系。当混凝土表面受冻时，取样机容易进入进入表面层，且声音低哑无摩擦尖叫声。而未受冻混凝土因强度较高而会出现机械尖叫声。受冻混凝土取样后的断面会显得松疏，粗骨料或砂浆脱落，颜色略发白。

5.用超声波探测

目前利用超声波研究在负温下混凝土的冻害资料较少。一般情况是，受冻混凝土声波传递速度慢，而未受冻混凝土的声波速度传递快。

三、对受冻混凝土的处理

受冻后的混凝土不仅强度低，无耐久性，而且抗渗性差。普通混凝土受冻，当气温回升后，强度一般可达设计强度的50%～60%，而抗渗性却仍较差。因此，施工时混凝土一旦受冻，必须区别情况分别处理。

1.表层受冻的混凝土处理

对有抗渗要求的混凝土，可在清楚受冻层后，在未冻表面上涂刷环氧树脂或刷107胶，再浇筑加固混凝土。

2.局部受冻混凝土处理

此现象多在大体积或表面系数小的混凝土工程中，可采用回弹法或直接用人工凿、敲方法来判断混凝土实际受冻情况。将受冻部分凿除，再刷素水泥浆，重新浇灌混凝土补齐。

3.掺有外加剂的混凝土受冻处理

当拌制的混凝土中掺有早强剂或防冻剂时，会因施工时间长，未及时防护而表层微冻。此时可采取保暖措施，待气温回升后，利用后期90天或180天的强度。当受冻较深且面积较大时，需凿除重新修补。

4.全冻混凝土的处理

此种现象多发生在薄壁结构或断面较小的结构。当混凝土最终强度不能达到设计强度50%时，必须拆除。如果最终强度可达到设计强度的80%以上时，应采取加固方案处理。

四、受冻混凝土的利用

当混凝土受冻后，应根据混凝土受冻的程度与状态、受冻位置与数量、受冻后强度的可能增长情况，分别进行应用。

1.局部受冻混凝土

可利用未受冻部分作为受力主体，处理好接触面，重新进行补强，使混凝土界面强度大于基体强度。

2.掺加防冻剂的混凝土受冻

混凝土防冻剂篇4

关键词：外加剂，认识误区，泵送问题，商品混凝土

中图分类号： TU528 文献标识码： A 文章编号：

近几年，随着我国经济建设的飞速发展，建筑行业为了满足经济发展的需求，建筑行业对自身的标准做了很大的改善。最明显的是，国内高层以及超高层建筑日渐增加，建筑形式和结构也日新月异，逐步向大型化、复合化、现代化的方向发展，由于建筑机械化的发展，给高空混凝土泵送提供了条件，同时混凝土泵送形式得到快速普及和推广，这样一来，大大激发了我国的商品混凝土需求，促进了商品混凝土的发展。混凝土的商品化在建筑行业可以说具有划时代意义，对于提高混凝土质量、满足大型建筑物结构工程需要、资源的节约以及建筑的可持续发展、环境的保护和文明施工有重要意义。

1、混凝土外加剂的特点

外加剂的种类繁多，各具异性，主要是用来改善新拌混凝土、建筑砂浆、水泥浆的性能，在不增加用水的前提下提高混凝土的和易性，或者在其工作性一定的情况下降低用水量，缩短或者延长初凝时间，防止混凝土发生泌水现象，改善离析情况，一般包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等；还有一类外加剂，性能相对稳定，作用效果虽然单一，但是比较明显，用于调整混凝土的凝结时间，包括初凝和终凝两种情况以及混凝土的硬化性能，譬如，缓凝剂、速凝剂、早强剂等；还有一类外加剂是在混凝土后期发挥作用，前期效果并不明显，专门用于改善其耐久性能，包括提高混凝土抵抗盐碱环境的能力，控制碱集料反应防止混凝土自毁，提高混凝土的强度，比如有引气剂、防水剂、抗渗剂、阻锈剂等类型；最后，还有一类外加剂，在混凝土的使用中可加可不加，主观性比较强，多用于改善混凝土的一些延伸性能，美化混凝土，比如，膨胀剂、着色剂等。

2、混凝土外加剂在商品混凝土中的重要作用

2.1 减水剂：减水剂对于混凝土的主要工作性能及各项功能指标有重要关系，在商品混凝土中添加减水剂，可以明显看出其经济效果，最明显的是提高其流动性能，增强和易性，在配合比不变的前提下，可以增加坍落度100到200mm，在提高强度方面，在保持坍落度不变的情况下，可以减少至少10%的用水量 ，强度可以提高20%左右，有的甚至更高，特别对于其早期强度的提高。而且，在节省水泥用量的前提下，减少混凝土的泌水现象，延缓混凝土拌合物的凝结时间。比较常用的减水剂包括：木质素系减水剂、茶系减水剂等。

2.2早强剂：早强剂在混凝土拌合中的使用也非常普遍，它可以显著提高混凝土的早期强度，主要是用来缩短混凝土的养护期，提高工作效率，加快施工进度，一般用在对混凝土早强要求较高的地方，比如在建设高层或超高层商用建筑时，为了满足商用建筑的需求，就需要混凝土早期强度发展较高，或者，是在混凝土需要抵御低温，具有防冻要求的地方。常用的早强剂种类也很多，包括：氯化物系早强剂、硫酸盐系早强剂等。

2.3缓凝剂：缓凝剂在商品混凝土中的使用同样也很广泛，由于缓凝剂能够明显调节混凝土的凝结时间，尤其在当前的商用建筑中，在设计时多偏向于大型化，缓凝剂可以延缓大体积混凝土的水化热，可以有效减轻，混凝土在凝结过程中由于内外温差较大导致的混凝土内部应力过大，混凝土开裂的情况。便于夏季混凝土的施工，可以有效防止施工缝的产生，便于混凝土向高层泵送，为混凝土的远距离运输提供了条件。故其在提高混凝土的后期强度，节约水泥用量等方面有重要作用。

2.4引气剂和防冻剂：引气剂，顾名思义，是能够在混凝土搅拌过程中引入大量的微小而密封的气泡的一种外加剂。通过使用引气剂，可以明显提高混凝土的抗渗性，由于在混凝土中引入一些气泡，这些气泡在混凝土中起到一定的隔热作用，因此对于混凝土的抗冻性帮助也很大，在水工混凝土施工过程中，通过加入引气剂还可以改善其工作性能。常用的引气剂一般有，松香、以及松香的一些聚合物等。防冻剂在混凝土外加剂领域里，其作用也不容小觑，由于建筑的飞速发展，建筑结构形式，已经逐渐突破了地域、环境等因素的局限，在温度较低的地区，在进行混凝土施工时，防冻剂是必不可少的，防冻剂最主要的作用是能够降低混凝土中水分的凝固点，使混凝土在低温下可以正常进行凝结和硬化，大多数防冻剂都不是以防冻剂的形式单一存在的，一般都包含减水、引气等组分，多组分符合而成，使得防冻剂的作用效果非常显著。目前常用的防冻剂主要有，氯盐类、无氯盐类、氯盐阻锈类等。

3、混凝土外加剂在商品混凝土中应用存在的问题

混凝土外加剂的应用极大地促进了商品混凝土的发展，在建筑方面取得了一定的经济效益和社会价值。但是，我国目前在商品混凝土外加剂的应用方面还存在一些问题和弊端，在实际施工过程中，还存在较多认识上的误区，在不同程度上也阻碍了外加剂在商品用混凝土上的效果，因外加剂使用不当造成的工程事故也时有发生。

3,1认识上的误区

在减水剂的使用中，片面认为减水剂多多益善，甚至在配置低强度混泥土时也要求较低的减水率，在配置大体积混凝土时，不能全面考虑，仅仅为了提高混凝土的强度，而不考虑其自收缩能力，加之，在搅拌混凝土的过程中，往往需要加入缓凝剂，如果缓凝剂用量过大，由于水泥长时间不能凝结，导致水分大量挥发，所造成的混凝土开裂，后果也不堪设想。在防冻剂的使用中也存在很大的问题，一般施工人员不能够准确把握防冻剂的组成及作用，误认为防冻剂仅仅起到防冻作用，所以一般选取价格低廉的具有防冻功效的其他化合物代替，其实防冻剂的防冻作用，是防冻剂、引气剂等相关外加剂共同作用的结果，如果单纯使用具有防冻功能的化合物，不仅不能防止混凝土冻坏，还会由于混凝土长时间无法凝结而加速混凝土的冻害时间。

3.2混凝土泵送过程出现的问题

建筑物的结构正向大体积、高强度方向发展，这就为混凝土的泵送带来很多问题，目前我国的混凝土泵送还有很多问题需要解决。首先，是在储运过程中，由于商用混凝土对其相关质量参数的要求较高，需要混凝土保持良好的工作性，但是在储运过程中，由于储运设备还无法模拟出最适合保存混凝土的环境系统，在储运过程中，难免会出现混凝土凝结、离析、矿料剥离等情况，使得用于浇筑的混凝土无法保证其质量，再者，就是混凝土泵送设备，在混凝土泵送过程中，由于受到重力的影响，混凝土的和易性会受到很大程度的影响，而且混凝土中存在一些气泡，这些气泡可能会影响到混凝土的顺利输送。

总之，商品混凝土外加剂，要根据施工具体要求来配置，对于外加剂的性能要经过严格评审，防止外加剂与混凝土出现适应性问题，在需要外加剂的情况下，要先做好实验，再进行大规模拌制，要重视外加剂使用中存在的一些客观问题，尽量避免人为因素对外加剂效果的影响。

参考文献：

[1].尤启俊，仲以林，孙以浩.常用高效减水剂的性能比较[J]．商品混凝土，2009(5) ：24-26

混凝土防冻剂篇5

【关键词】卫河；混凝土；冻胀破坏；分析；质量控制

1. 引言

卫河是海河流域漳卫南水系上的主要河道之一，属大陆性季风气候区，冬季受西伯利亚大陆性气团控制，寒冷少雪，平均气温-2.7℃。由于受施工条件、工期等因素影响，卫河堤防养护混凝土工程冬季施工是不可避免的，而冬季混凝土在负温环境中，极易产生冻胀破坏，从而影响其工程质量，甚至危及堤防工程安全，这里重点介绍混凝土冻胀破坏的机理、分析混凝土抗冻效果的影响因素，最后提出混凝土冬季施工防冻胀破坏的几点措施。

2. 混凝土冻胀破坏机理

混凝土的凝结硬化，主要是由于水泥水化作用的结果，水化作用除了与水泥品种、配合比、外加剂等因素有关外，主要取决于环境温度，温度越高，水化作用越剧烈，混凝土强度增加越快，当环境温度降至0℃以下时，水化作用基本停止，混凝土强度不再增加。 新拌制的混凝土含水量高、孔隙率大、强度低，当外界冷流向内部延伸时，存在于混凝土内部的游离水极易在水平位置较大空穴处形成冰晶，冰晶形成后从间隙吸水，体积发育增长，继续形成冰冻，体积膨胀越9.06%，从而在混凝土内部产生冻胀应力，当冻胀应力集中，超过混凝土的临界弹性模量时，便会产生较大的拉应力，致使混凝土产生裂缝。

3. 混凝土抗冻效果影响因素分析

3.1 水泥品种。

水泥的标号、细度、凝结时间、安定性等特性直接影响着混凝土的抗冻性能，冬季施工时，应优先选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、硅酸盐大坝水泥、早强硅酸盐水泥，并掺用加引气剂、减水剂或塑化剂，以提高混凝土的抗冻性。

3.2 配合比。

（1）配合比直接影响着水化作用的发热量及混凝土的含水量，当环境温度处于负温时，水分渗透进混凝土并达到饱和状态是混凝土遭受冻胀破坏的主要原因，水灰比过大会直接降低混凝土动弹模量，影响其抗冻性能。

（2）现以42.5普通硅酸盐水泥、砂率为0.33的不同配合比的混凝土拌合物在实验室进行冻融动弹模量测试分析。测试结果见表1。

（3）从表1中数据对比分析可知，水灰比为0.4时，经过不同次数冻融，具有较高的动弹模量，因而具有较好的抗冻性能。

3.3 外加剂。

防冻混凝土常用的外加剂有引气剂、减水剂、粉煤灰。

（1）引气剂的掺入使混凝土拌合物内部形成大量微小的封闭球状气泡，能减少骨料颗粒间的摩擦阻力，使混凝土拌合物的流动性增强，减少其泌水量，同时引气剂作为表面活性剂，能降低水的表面张力和界面能，从而起到很好的抗冻性能。但是引气剂由于大量气泡的存在，减少了混凝土的有效受力面积，使混凝土强度有所降低。

（2）现采用0.4、0.45、0.5、0.55四种配合比的普通混凝土与掺入0.9%的引气剂的混凝土进行强度与抗冻性对比测试分析。测试结果见表2、表3。

（3）对比分析表2、表3可知，当掺入0.9%的引气剂，尽管混凝土强度有所下降，但均保持在1%以下，而混凝土的动弹模量与失重率均大幅提高，对比表中数据，配合比为0.45的混凝土抗冻次数由50次增加到200次以上，引气剂的掺入使混凝土具有很好的抗冻效果。

（4）混凝土的抗冻效果不仅与混凝土中的含气量有关，而且与含水量的大小有关，当含水量较大时，混凝土处于负温环境中时，游离态的水容易结冰产生冻胀破坏。大量研究表明28d龄期的混凝土的水化作用的水只占全部用水量的20%，而多余的大部分水以游离态存在于混凝土的空隙中，给混凝土冻胀破坏提供了必要条件。

（5）减水剂作为一种表面活性剂，它吸附于水泥颗粒表面使颗粒显电性能，从而使水泥颗粒分散而释放颗粒间多余的水分，进而起到减水作用。

（6）粉煤灰作为一种胶凝材料，适当的掺入，可以有效改善混凝土的和易性，调节气泡与混凝土边界的应力形式，从而改善其抗冻性能。现以掺入不同比列的粉煤灰的混凝土的抗冻测试数据进行分析，测试结果见表4。

（7）根据表4数据可知，当加入适当粉煤灰时，可以提高混凝土抗冻次数及增加其失重率和动弹模量。

4. 质量控制措施

4.1 原材料。

优先选用具有抗冻特性的水泥品种，如：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、硅酸盐大坝水泥、早强硅酸盐水泥；严格控制骨料的质量，砂含泥量不超过3%，含水量不超过试配的+0.5%，选择颗粒硬度高和缝隙少的粗骨料，使其热膨胀系数与砂的膨胀系数相近；适量掺入引气剂、减水剂及粉煤灰等外加剂，以提高混凝土的抗冻性能；合理降低混凝土的水灰比，以减少混凝土中游离态水的含量。

4.2 混凝土入仓前蓄热。

（1）为保证混凝土入仓前保持在5℃以上，主要在原材料保温，拌合加温，运输保温三方面采取措施。

（2）为防止原材料在使用前受冻，应对骨料进行覆盖保温处理，一般采用塑料布及棉毡进行覆盖；混凝土拌制用水应进行加温，但热水温度不宜超过80℃，如需要可进行温度损失计算，拌合时应比常规延长15分钟左右；运送混凝土的罐车使用前应使用热水进行冲洗，运输过程中采用棉毡覆盖。

4.3 混凝土保温。

（1）冬季混凝土浇筑应优先选用木模板，采用分层浇筑，分层厚度控制在30～40cm之间，浇筑后的混凝土周围立即用保温材料覆盖，同时做好测温管理。

（2）当外界环境温度低于5℃时，应采取相应的加热措施，主要有暖棚加热、蒸汽加热、电加热。暖棚加热，主要采用罩棚火炉加热的方法保温；蒸汽加热主要指混凝土浇筑完成后利用蒸汽进行养护，常用的有棚照法、蒸汽套法、热模法；电加热主要采用电发热装置对混凝土结构物进行加热。

5. 结语

虽然受施工条件、工期等因素影响，卫河堤防养护混凝土工程冬季施工不可避免，但是施工过程中根据现场实际情况采取了必要的质量控制措施，提高了混凝土的抗冻性能，改善了浇筑、养护方法，从而有效的保证了工程质量。

参考文献

[1] 曹四伟，王正中.抗冻混凝土外加剂掺量合理化探讨 [J].节水灌溉，2007（2）.

[2] 刘双英，马云飞.高抗冻混凝土影响因素的试验分析[J].吉林水利，2010（10）.

[3] 周杰刚.混凝土冬季施工技术探讨[J].福建建材，2011（1）.

混凝土防冻剂篇6

关键词:寒冷地区；大体积混凝土；冬季施工

Abstract: this paper analyzes the mechanism of the concrete robability damage, tells the story of the winter cold region in mass concrete construction of the special measures taken.

Keywords: cold areas; Mass concrete; Winter construction

中图分类号：TU742 文献标识码：A文章编号：

1 混凝土冬季施工受冻破坏的内部机理

混凝土的凝结是一个很复杂的过程，主要包括结晶和水化过程，逐步由塑性变为固性，强度逐步增加。混凝土强度的增长过程与骨料品质、水灰比、水泥用量、用水量、养护条件、施工条件、环境温度等有直接关系，其中养护条件、施工条件等都与环境温度有关，对混凝土性能影响较大。

混凝土受冻破坏主要表现在两方面：

1）刚浇筑的混凝土是由未水化水泥、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，随着环境温度的降低，混凝土强度增长变得缓慢，环境温度低于0℃时，内部孔隙中的水分将发生从液相到固相的转化，混凝土强度增长几乎停止，随着环境温度进一步降低，混凝土内的固相水体积增大，导致混凝土冻胀破坏。据相关理论，水结冰后体积约增大9%，在约束条件下将产生较大的冰胀应力。如果这个应力值大于混凝土的初期强度，则混凝土遭受冻胀破坏（即早期受冻破坏）。

2）初凝和终凝不久的混凝土由于混凝土内部水泥水化热的作用，混凝土内部温度急剧升高，可达30℃以上，而后逐步缓慢降低，而混凝土表面接近环境温度，由于内外温差大，导致混凝土内部与表体收缩不一致而出现开裂导致混凝土结构破坏。混凝土冻结前，应使其在正常温度下加速水泥的水化作用，可使混凝土获得不遭受冻害的最低强度，这个强度一般称为临界强度，我国规范规定的临界强度不低于设计强度的30%。

2 环境温度对混凝土性能的影响

根据相关规程和设计要求，大坝混凝土设计除重点考虑混凝土耐久性、抗冻性能、抗渗性能、抗侵蚀性能外，还应考虑抗碱-骨料反应性能、抗裂性能等。以上各项性能都与混凝土施工环境温度有直接或间接关系。混凝土施工环境温度适宜、养护到位，混凝土强度正常增长快，对于后期抗冻性能、抗渗性能、抗侵蚀性能有利。

水泥是混凝土中最重要的原材料，水泥用量多少关系到工程成本、混凝土质量好坏及耐久性。在大体积混凝土中，水泥用量适中为宜，以降低混凝土内部温度，节约成本，甚至可掺加活性掺料以控制水泥用量。混凝土初凝和终凝后不久，混凝土内外温差大，如果不加强混凝土表面保温，混凝土外露面容易开裂，抗裂性能受影响，因此混凝土抗裂性能与环境温度关系密切。实践证明，在冬季混凝土施工过程中，掺加防冻剂可以起到增强混凝土初期抗冻性能的作用。据有关资料，掺加某些防冻剂后，在零下30℃的环境下，混凝土强度仍能继续增长。但是根据笔者多年实践，对于防冻剂使用应持谨慎态度，尤其不赞成在大体积混凝土中大量使用防冻剂替代保温施工措施。目前国内防冻剂生产厂家为销售其产品，往往过分夸大其使用功能而忽视不利影响。诸如对钢筋的锈蚀、混凝土碱含量、混凝土耐久性等影响。另外在大体积混凝土中添加外加剂还会对混凝土和易性、凝结时间、强度增长、后期强度等产生较大影响。混凝土防冻剂主要通过增加早期强度来达到防冻的效果，这样一来往往使得具有耐久性要求的混凝土掺气量达不到要求而影响其后期抗冻性能，早期强度急剧增加，导致水化热大量产生，内外温差增加，保温不当时，混凝土表面容易裂缝，影响其后期抗冻、抗渗性能。大体积混凝土掺加必要的诸如增加和易性和耐久性的外加剂是必要的，但是由于水泥用量少，再添加防冻剂对于大体积混凝土性能必将产生难以预料的影响，对此值得深入研究。

3 冬季混凝土施工的特殊防冻保温措施

冬季大体积混凝土施工需要考虑以下因素：

1）选择合适的防冻保温措施；

2）控制混凝土入仓温度和进行仓内保温；

3）慎重选用外加剂。

3.1调整混凝土配合比

根据试验研究结果，在日平均气温为负温时，应采用冬季混凝土施工配合比。冬季混凝土施工配合比即适当增加水泥用量、掺加防冻剂、提高塌落度、增加和易性。防冻剂的掺量，在日平均气温低于-5℃、-10℃，添加不同的比例，实行动态调整。

3.2骨料干燥

砂石料场位于右岸坡台地，地势较高，避免了集料水下开采的问题。但为避免低温季节进行集料筛洗工作，故在冬季前生产完成冬季施工所需的全部混凝土骨料，进行堆存，充分干燥，储备骨料按计划使用量的1.5倍考虑。在骨料进入拌和站骨料仓前及时清除料堆上的骨料，后用篷布覆盖，防止雨雪浸入骨料冻结。装载机取料时，只揭开取料部位的棚布，取料完毕后立即进行覆盖。

3.3混凝土拌和

拌和站保温措施包括对上料仓及搅拌系统用保温棚进行封闭。保温棚以钢结构作骨架，墙体及顶棚采用双层结构，外层为彩钢瓦，内层为竹夹板，上料一侧不封闭。保温棚内设暖气、煤炉或碘钨灯供暧，室内温度保持在5℃以上。

拌和物保温措施包括设置热水锅炉，拌和混凝土前，用热水或蒸汽冲洗拌和机，并将积水或冰水排除。根据经验和试验，混凝土拌和时间比常温季节延长20%～25%；

3.4混凝土水平运输保温

混凝土水平运输设备为混凝土搅拌车及自卸车，对运输车辆的罐体采用棉棚布或棉毡包裹。混凝土运输保温是难以控制的一个环节，在浇筑过程中，可能因突发事件耽误混凝土料的入仓时间，使本已加温的混凝土料在空气中逐渐冷却，致使达不到混凝土浇筑温度要求。因此，在浇筑前要配置足够的性能良好的运输设备，在运输过程中，合理调配运输车辆，缩短运输时间，尽量减少转运次数，减少混凝土停于槽内时间，降低混凝土运输、吊运过程中的温度损失。在施工停顿或结束时，要立即用热水对运输设备及混凝土拌和机进行清洗。恢复运输时应先给运输设备混凝土容器罐预热。

3.5混凝土垂直运输保温

溜槽或皮带机入仓时，皮带机或溜槽外搭设保温廊道，廊道内设电卤灯供暧；门机吊送混凝土卧罐入仓时，对卧罐的罐体采用棉棚布或棉毡包裹，在包裹罐体的棉棚布或棉毡中间放置电热毯，利用间歇时间通过固定电源对罐体加热，以减少垂直运输的热量散失。

3.6混凝土浇筑前准备工作

1）基岩与混凝土表面加热。在严寒条件下基岩或老混凝土表层温度通常呈负温，在这些部位浇筑混凝土时，要将基岩或老混凝土加温至正温，确保表层没有冰霜。

2）基岩及混凝土面清基。当日均气温高于0℃时，可在白天露天清基。采用在白天气温较高时段清基和冲洗仓面，仓面冲洗干净后，用高压风将仓面积水吹出仓面外，以防止仓面结冰。当日均气温低于0℃时，采用“干清基“的方法，即用高压风直接将仓内浮碴吹出仓外。

3）在混凝土浇筑前，清除模板和钢筋上的污垢。

混凝土防冻剂篇7

关键词：水利工程冬季施工 防冻措施

中图分类号：TV文献标识码： A

基槽、基础的冻害机理及防冻措施

当冬季环境温度降至0度以下时，冰冻土壤水分会结冰膨胀，土体受冻开裂，与受冻土体接触的基础会受到冻胀土体外加应力，当应力达到一定程度时，就会对基础部分产生危害。因此应从降水、保温两个方面对基坑基础进行冬季防护。对已开挖的基坑基槽不宜挖至设计标高，应预留200mm~300mm土层，并在预留土层上覆盖保温材料，防止基槽土方遭受冻害。同时还应在基坑基槽四周设置降水沟槽，及时排除雨雪水，降低土壤水分。在严寒地区当基础采用独立基础或桩基础时，基础梁下部土体应进行掏空处理，根据土体冻胀性强弱可留置100mm~150mm的空隙,预防土体冻胀顶托损坏基础梁。而条形基础、筏板基础可在侧壁回填炉渣、混砂，顶面覆盖棉毡、棉被进行保温。对入冬前可回填至设计标高的基础应回填至设计标高，基础内部应排除积水，表面可覆盖保温材料。越冬前还应进行基础标高和基础中线测设，定期监测冻胀移位和冻胀变形。对冻胀超限基础应采取加固措施，及时消除水利工程质量隐患。

支撑在基土上的悬臂构件，入冬后临时支柱不能拆除时，其支点应采取保温防冻胀措施。

一、主体混凝土结构冻害机理及防冻措施

由于水泥的水化作用，混凝土浇筑后凝结温度逐渐提高。水泥水化作用速度除与混凝土本身材料和配合比有关外，还受环境温度影响。当温度升高时，水化作用加快，混凝土强度增长也快；当温度降至0度时，存在于混凝土中的游离水部分开始结冰，逐渐由液相变为固相，这时水泥水化作用基本停止，混凝土强度也不再升高。随着温度继续下降，当水泥中的水全部结成冰时，体积膨胀约9%，同时产生20KN/m的侧压力。这个压力值一般会大于混凝土浇筑后内部形成的初期强度值，致使混凝土产生早期破环而降低强度。此外结成的冰还会在骨料和钢筋表面形成颗粒较大的冰凌，冰凌会减弱水泥浆、骨料与钢筋的粘结力，从而降低混凝土的抗压强度。当冰凌融化后会在混凝土内部留下很多空隙和空洞，降低混凝土的密实性和耐久性。从以上分析可知混凝土早期强度、温度和水是影响混凝土抗冻指标的关键因素。

为避免混凝土浇筑成型后不致遭受冻害，有效保护成品混凝土，我们应从混凝土早期强度、温度、水三个方面采取保护措施。

1、提高混凝土早期强度的措施：首先选用硅酸三钙含量高、水泥颗粒比较细的早强硅酸盐水泥。这种水泥水化反应速度快，混凝土早期强度高，可有效缩短达到受冻临界强度的时间；其次掺入早强外加剂，也可提高混凝土的早期强度，使用较多的有硫酸钠（掺入量为水泥用量的2%）；第三掺用引气剂。加入引气剂后生成的气泡，可增加了水泥浆的体积，提高混凝土拌和物的流动性、粘聚性及保水性。在混凝土内部形成的封闭气泡，缓冲了混凝土内水结冰所产生的水压力，提高混凝土的抗冻性。

2、防止混凝土内游离水冻胀措施：掺入减水剂可增加混凝土流动性，减少拌合水用量，降低混凝土水灰比，从而降低了成品混凝土内游离水含量。而掺入抗冻剂可降低水的冰点，使混凝土在－10 ℃～－15 ℃负温下仍处于液相状态，水化作用能继续进行，从而使混凝土强度继续增长、有效阻止了混凝土游离水冻胀。目前常用的有氧化钙、氯化钠等单一抗冻剂及亚硝酸钠加氯化钠复合抗冻剂。

3、提高混凝土温度的措施。覆盖法：负温施工的大体积混凝土基础，在二次抹面结束后应先覆盖一层塑料薄膜，再覆盖棉毡、棉被等保温材料，使混凝土的水化热不散失。这样既保证了混凝土的养护水分，又保证了混凝土的水化温度；围护法：对于墙梁板柱等形体较小的混凝土构件，可用棉被、棉毡、草帘、麻袋等材料进行围护保温，也可用电热毯进行围护加热；加热空气法：先用塑料薄膜、彩条布等材料将已浇筑的混凝土结构围成一个封闭空间，再用煤炉、电炉进行加热，提高混凝土周围环境温度。

4、木模较钢模有较好的隔热性，冬季施工时应尽量选用木模。拆除模板时，应确保混凝土强度达到受冻临界温度并且混凝土内外温差不高于20度，这样才能避免混凝土产生温度裂缝，影响混凝土耐久性。

三、钢结构防冻措施

已焊接的钢结构、已安装的管道在越冬前应刷涂防锈漆并进行覆盖。管道设备应排除腔内积水，防止冻裂设备管道。

混凝土防冻剂篇8

关键词 混凝土 抗冻性 防护措施

中图分类号：TU528.52 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2013）04-（页码）-页数

混凝土冬季施工是指在“室外日平均气温连续5天低于5℃”的条件下进行的混凝土施工，一般情况下，对现场露天施工的混凝土进行养护十分困难，为了防止混凝土发生冻害，找出冻害发生的影响因素，及时采取措施，对提高冬季混凝土，尤其是高位大体积混凝土的施工质量尤为重要。

1.混凝土抗冻性的主要影响因素

混凝土抗冻性与其内部孔结构、水饱和程度、受冻龄期、混凝土的强度等级等许多因素有关，而混凝土的孔结构及强度又取决于混凝土的水灰比、有无外加剂和养护方法。

（1）水灰比直接影响混凝土的孔隙率及孔结构。在同样良好的成型条件下，水灰比不同，密实程度、孔结构也不同。水灰比较小时，混凝土硬化后密实度高，存在于内部的可冻水少，孔隙结构得到改善，抗冻性能得到提高。随水灰比的增加，不仅饱和水的开孔总体积增加，而且平均孔径也增加，在冻融过程中产生的冻胀压力和渗透压力就大，因而混凝土的抗冻性就会降低。反之，当水灰比很大时，由于多余的游离水分在混凝土硬化过程中逐渐蒸发掉，形成大量的开口孔隙，毛细孔不能完全被水泥水化生成物填满，以至相互连通，具有这种孔结构的混凝土渗透性、吸水性都很大，容易使混凝土受冻破坏。

（2）含气量也是影响混凝土抗冻性的主要影响因素，特别是加入引气剂形成的微细孔对提高混凝土抗冻性尤为重要，因为这些互不连通的微细气孔在混凝土受冻初期能使毛细孔中的静水压力减小，即起到减压作用。在混凝土受冻结冰过程中，这些孔隙可以阻止或抑制水泥浆中微小冰体的形成。我们知道，影响混凝土抗冻性的关键因素不是总的引气量，而是引入的气泡在水泥石中均匀分布的程度。对于给定的引气量，则取决于气泡的间距大小和数量。对于耐久性系数为90的普通混凝土和粉煤灰混凝土，对于不同的强度等级，其气泡间距指数可在0.35～0.55ram（普通混凝土）；0.33～0.55ram（粉煤灰混凝土）之间变化，如表1所示

（3）混凝土的冻害与其孔隙的饱水程度紧密相关。水结冰时，体积膨胀达9%，所以，如果混凝土毛细孔中的含水率超过某一临界值，则结冰时将会产生很大的挤压力。对于一定的盛水的密封容器来说，发生冻结破坏的临界含水率为91.7%，由于混凝土的结构比较复杂，其饱水临界值取决于混凝土的渗透性、冻结速度、气孔的存在和分布，所以，它的饱水临界值不同于盛水的容器，混凝土的发生冻结破坏的临界含水量要稍高于91.7%。一旦混凝土中毛细孔的含水率超过其冻结破坏的临界含水率，在反复冻融过程中，体积膨胀产生的膨胀挤压力将导致混凝土结构的破坏。

（4）混凝土的抗冻性随其龄期的增长而提高。因为龄期越长水泥水化就越充分，混凝土强度越高，抵抗膨胀的能力就越大，这一点对早期受冻更为重要。

（5）水泥品种和活性都对混凝土抗冻性有影响，主要是因为其中熟料部分的相对体积不同和硬化速度的变化。混凝土的抗冻性随水泥活性增加而提高。普通硅酸盐水泥混凝土的抗冻性优于混合水泥混凝土，更优于火山灰水泥混凝土。

（6）混凝土骨料对混凝土抗冻性影响主要体现在骨料吸水率及骨料本身的抗冻性。吸水率大的骨料对抗冻性不利。一般的碎石及卵石都能满足混凝土抗冻性的要求，只有风化岩等坚固性差的集料才会影响混凝土的抗冻性。在严寒地区室外使用或经常处于潮湿或干湿交替作用状态下的混凝土，更应选用优质集料。

（7）减水剂、引气剂等外加剂均能提高混凝土的抗冻性。引气剂能增加混凝土的含气量，并使气泡均匀；而减水剂则能降低混凝土的水灰比，从而减小孔隙率，最终都能提高混凝土的抗冻性。

（8）粉煤灰掺合料对混凝土抗冻性的影响，主要取决于粉煤灰本身的质量。掺入适当的优质粉煤灰，只要保证混凝土等强、等含气量就不会对其抗冻性产生有不利影响。如果掺入不合格粉煤灰或过量的粉煤灰，则会增大混凝土的需水量和孔隙率，降低混凝士强度，同时对其抗冻性产生不利影响。在粉煤灰掺量相同时，混凝土达到相同引气量所用的引气剂掺量，Ⅱ级粉煤灰是I级粉煤灰的2～3倍。无论是I级或Ⅱ级粉煤灰，较低的水灰比和合适的含气量，是保证混凝土具有较高抗冻性能的决定性因素。相同条件下，I级粉煤灰混凝土的抗冻性能优于Ⅱ级粉煤灰混凝土的抗冻性能。

2.混凝土的抗冻防护措施

根据上述对混凝土冻害的影响因素的分析，在实践中可采取以下抗冻措施：

（1）控制水灰比。水灰比是设计混凝土的一个重要参数，它的变化影响混凝土可冻水的含量、平均气泡间距及混凝土强度，从而影响混凝土的抗冻性。水灰比越大，混凝土中可冻水的含量越多，混凝土的结冰速度越快；气泡结构越差，平均气泡间距越大；混凝土强度越低，抵抗冻融的能力越差。水灰比在0.45～0.85范围内变化时，不掺引气剂的混凝土抗冻性变化不大，只有当水灰比小于0.45时，混凝土的抗冻性才随水灰比降低而明显提高。

（2）设计配合比时采用高效减水剂。高效减水剂可以降低水灰比，混凝土中水分减少，成形的混凝土构件可能不包含或者只含有很少的可冻水。不包含毛细水（或数量很少）的混凝土构件，由于凝胶中空间极微细，结晶的始发十分困难，不会发生冻结。

（3）掺引气剂。平均气泡间距是影响混凝土抗冻性的最主要因素，而影响平均气泡间距的一个主要因素就是含气量。混凝土中封闭空气泡主要是用引气剂人为引入的。引气剂引入的空气泡越多，平均气泡间距就越小，毛细孔中的静水压和渗透压就越小，混凝土的抗冻性就越好。大量试验证明，掺引气剂的混凝土比相同条件下不掺引气剂的混凝土的抗冻性成倍地提高。在一定范围内，含气量越多，混凝土的抗冻性越好，但含气量超过一定范围时，混凝土的抗冻性反而下降，原因是含气量增加在降低平均气泡间距的同时，降低了混凝土的强度。国内外部分规范都规定了含气量的合理范围，一般当所用的天然骨料的最大粒径为10—40ram时，使新浇混凝土中的平均含气量应为4%～7%，可以获得足够的抗冻性。

（4）在新拌混凝土中掺用防冻剂。防冻剂可以有效降低新拌水泥混凝土的内部水溶液冰点，干扰冰晶生长，保证未成熟混凝土在负温条件下能够继续水化，不受冻胀破坏。

（5）改善混凝土的温度条件以及施工措施，在混凝土结构的冬季施工中，对原材料进行加热保温、混凝土入模前预热、棉毡包裹等有效的蓄热保温措施， 可以使入模混凝土在正温条件下水化。在混凝土的强度达到设计强度后， 采取薄膜包裹继续保温养护，以此延长混凝土养护周期，保证成熟混凝土充分水化， 尽量降低构件毛细水含量，防止成熟混凝土受冻。

另外，提高混凝土的强度、选择适合的骨料及水泥品种等都可以提高混凝土的抗冻性，要根据施工现场的施工环境和施工条件，因地制宜，选择合适的防冻措施。

参考文献

[1]刘维平.普通混凝土的抗冻性及其改善措施[J].南方冶金学院学报，1994，15（4）：247—251.

[2]金伟良，赵羽习.混凝土结构耐久性[M].北京：科学出版社，2002.74—82.

混凝土防冻剂篇9

关键词:混凝土 路面施工工程 冬季 质量控制

中图分类号:U415 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(c)-0151-01

水泥混凝土路面具有强度高、稳定性好、耐久性好、使用寿命长和养护费用低等特点。但为了保证混凝土路面的良好性能,不仅需要精心设计,也需要精心施工;特别是在冬季,要严格按着各环节工程工序施工,保证水泥混凝土路面的工程质量。

1 混凝土路面冻害原因

混凝土强度的大小,决定于混凝土水化作用的发挥好坏,如果混凝土中水出现结冰现象,势必会影响水化作用的进行,混凝土出现体积膨胀,致使结构松散,影响工程质量。水泥混凝土路面施工温度应尽可能保证在5°C以上。当昼夜平均气温低于-5℃时,要停止施工;在-5°C～5°C之间时,可以施工,但要采取必要的保温措施。

2 冬季混凝土路面施工质量问题

2.1 混凝土结构疏散

由于冬季气温普遍偏低,很容易发生游离态水分转移,使混凝土表面出现冰晶,影响砂浆和骨料的粘结程度;同时,由于混凝土内部温度差、湿度差、压力差的变化,在水泥混凝土内部形成空隙,致使结构疏散。

2.2 钢筋锈蚀,内部出现裂缝

产生内部裂缝,可能是混凝土所用水泥安定性较差、水灰比过大、早期强度低或者水分流失过快等原因导致。另外,水泥混凝土内部水分转移,形成压力差,使混凝土在轴向上产生裂缝;对于钢筋氧化锈蚀,也可能伴随混凝土体积膨胀,使混凝土在主筋方向上产生裂缝。

2.3 结晶腐蚀

结晶腐蚀是指水泥混凝土硬化后,外加剂在毛细作用影响下渗到混凝土表面,导致混凝土表面出现水分蒸发、结晶现象,影响混凝土和饰面层的粘结。

2.4 表面起灰

表面起灰是指砂浆和骨料脱离、表层风化、骨料等现象。主要原因在于混凝土混合物水灰比过大产生离析、泌水,粘聚性、保水性差等,同时冬季施工养护温度过低,水泥水化作用缓慢,使混凝土水分迅速外离,引起表面起灰。

3 水泥混凝土冻害影响因素

3.1 内部因素

内部因素主要是指水泥混凝土自身质量因素,包括粗细骨料、水灰比、单位混凝土用水量、含气量、水泥、外掺剂和配合比等。

3.2 外部因素

外部因素是指影响水泥混凝土的外部环境变化因素,如:混凝土冻融温度、混凝土冻融速度和混凝土冻融循环次数等。

3.3 构造因素

影响混凝土冻害的构造因素,包括配筋率、厚薄程度、均匀程度、体积和排水措施等。

3.4 施工因素

影响混凝土冻害的施工因素,包括配合比、拌合流易性、浇捣、养护条件等。

上述因素之间是相互关联和相互制约的,它们共同作用影响水泥混凝土的冻融破坏程度和速度。

4 冬季混凝土路面施工防冻措施

4.1 原材料的选择

为提高混凝土路面施工的抗冻性能,选料方面可以采取如下措施:(1)选用不同抗冻性能的水泥。依据水泥抗冻性能的高低不同,有如下选择排序:硅酸盐水泥、普遍硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐和火山灰硅酸盐水泥。硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥可以作为冬季混凝土路面施工首选水泥使用。(2)在混凝土中掺入外加剂,如:速凝剂、加气剂、减水剂、防水剂、早强剂和发泡剂等,掺入外加剂能明显改善混凝土的抗冻性能。(3)科学控制砂率、水灰比、配合比和含气量。水灰比对于混凝土抗冻性能的影响比较大。由于混凝土施工过程中,为充分满足和易性要求,会将用水量加大50%～70%,至使混乱凝土含水量超过水泥水化反应所需要的用水量。一般来说混凝土中游离态水越多,孔隙越多,密实度也就越小,降低混凝土抗冻能力,甚至出现结冰难以开展混凝土抹面工作。关于砂率的掌握,最好不超过计划混凝土总量的60%。

4.2 混凝土的浇筑

(1)均匀搅拌水泥混凝土。

搅拌均匀的混凝土和易性更好,有利于提高混凝土强度和抗冻性能。搅拌过程中最好使用搅拌机,如果使用人工搅拌方式,则需要搅拌至混合物颜色均匀为止。混凝土浇捣过程要尽量避免过振和漏振,绝对不允许产生分层离析和泌水现象,若出现泌水,需要及时处理,以免影响、破坏混凝土的整体结构,降低混凝土的度和抗冻性能。

(2)拌和前加热水或粒料。

混凝土搅拌过程中,通常将水或粒料加热。拌制前,把水加热到65°C～85°C,或者将水、砂子、碎石共同加热到60°C～70°C,但要保证混凝土拌和时温度不高于40°C,浇筑后温度不低于l0°C。这就要求混凝土的运输距离不要太远,防止出现混凝土过快降温。同时在混凝土到达前一定要将各种浇筑、振捣设备备齐,入模后及时振捣、整平和抹面,并覆盖养生。

4.3 混凝土的养护

(1)制定合理的施工方案。针对冬季混凝土路面施工,特别是在冬季晚间浇筑混凝土,要适当的改变操作流程。如在混凝土浇筑后立即进行至少两遍的抹面,在抹面整平后及时覆盖保温层,待次日温度回升至0℃以上时,再次进行抹面、压纹工作。(2)混凝土铺筑后,及时采取蓄热法保温养生。可以在使用塑料薄膜覆盖混凝土表面后,铺以高效保温材料保温蓄热,防止水分和热量过快散失。保证混凝土在适宜温度下硬化到一定强度,再进行最后一次的抹面、压纹工作。(3)采用真空吸水法,减少混凝土内部游离水分。该方法的主要目的是降低混凝土有效水灰比,提高水泥混凝土强度,增强抗冻性能,这样可以大大缩短抹面时间。(4)适量使用抗冻剂,防止混凝土早期受冻。(5)使用高温蒸汽进行养护。对于表面系数较大、养护时间要求较短的混凝土构件,可以在温度降低防冻上出现困难时,使用高温蒸汽临时养护浇筑的混凝土构件,既可以蓄热使混凝土构件在高温下硬化,又可以为混凝土构件提供水分,保证混凝土表面不因为干燥脱水而开裂。

5 结语

冬季混凝土路面施工过程中,只有严格按照上述方法、要求施工,才有可能最大限度的保证混凝土路面的施工质量。同时,施工过程中应密切关注天气变化,如遇阴天、降雪,立应即停止施工作业或及时采取防冻措施,待气温回升后继续作业。

参考文献

[1] 同利.水泥混凝土路面施工质量控制要点及病害处理[J].科技创新与应用,2012(5).

混凝土防冻剂篇10

关键词：水利工程；混凝土；防冻性

中图分类号：TV文献标识码： A

引言

由于水利工程建设的特殊性，其建设的周期长，施工的任务艰巨。因此，为了更好的保证水利工程在夏季具备良好的使用效果，冬季水利工程施工往往是不可避免的。冬季水利工程施工的过程中，温度对水利工程混凝土施工影响是非常明显的。这是因为在冬季水利工程混凝土施工的时候，低温对混凝土的水化作用影响明显，混凝土的凝结时间延长。因此，加大对水利工程冬季混凝土施工的研究，有着重要的理论和现实意义。

1、混凝土的组成

水泥混凝土的组成是水泥、水和骨料按一定比例配合，经过搅拌而成的一种混合物，有些时候也可以对其适当的添加一些外加剂。

骨料是组成混凝土的骨架部分，通常的情况下骨料是不与胶凝材料和水起化学反应,所以也将其称为惰性材料。在实际的试验中也可以知道骨料不是完全属于惰性的，混凝土的相关性能还会受到它的物理性质、热性质和化学性质的直接影响的。

混凝土的组成是多部分的，去除粗骨料，剩下的部分叫水泥砂浆，然后在将水泥砂浆之中的细骨料去除，将剩下的部分称为水泥净浆或者水泥浆。水泥净浆的质量直接影响着混凝土的质量和性能。水泥标号与水灰比决定了水泥净浆的质量。

混凝土中有很多的化学外加剂，掺用外加剂到混凝土中，能够使得混凝土的流变性能、凝结时间和含气量,都发生很大的改变，使得混凝土的机械强度得到很大的提高，同时抵抗各种化学作用。现在很多国家已将外加剂与水泥、砂、石、水并列为混凝土的五大组分。

2、冰冻对水工混凝土建筑物的破坏

水工混凝土建筑如果发生冰冻破坏的现象主要体现是表面酥松,呈现片层脱落,降低建筑的强度，从而影响到正常使用。混凝土是由水泥浆砂以及骨料组成，这些因素都是具有微细毛孔的多孔体。搅拌混凝土时，对于它的和易性必须要有一定保证，所以需要加入一些拌合水，保证水泥的水化水小于它。多出的水就会滞留在混凝土中,在连通的毛细孔中,占据了一些体积。其也就是混凝土受冻害的主要内在因素。水在液体和固体的两个状态下，体积是不同的，水遇冷变成固体，就会增加体积，发生膨胀，破坏内部结构。混凝土处于保水状态时,当毛细孔中的水结冰，胶凝孔中的水就处于过冷状态。因为混凝土孔隙中形成冰核时温度是非常低的，大概在零下的78度左右。交凝孔中处于过冷状态的水分因为其蒸汽压高于同温度下冰的蒸汽压而向毛细孔中冰的界面处渗透，于是在毛细孔中又产生一种渗透压力。长期如此，就会形成很大的破坏。

3、影响混凝土抗冻性的主要因素

3.1、水灰比

混凝土孔隙和结构是受到水灰比的直接影响的。不断提升水灰比，就会增加水饱和孔体积，增加平均孔径，使得混凝土具有较低的抗冻性。

3.2、含气量

混凝土抗冻性中一个非常重要的影响因素是含气量，特别是在添加引气剂后产生的微细孔洞,会大大提升抗冻性。这些细微的气孔相互没有连通性，当毛细孔的水受冻的时候，使得静水压力得到很大的缓解，达到降压的目的。

3.3、混凝土的饱水状态

混凝土冻害中饱水程度也是非常重要的因素，一般情况下，总孔隙体积大于含水量，就不会形成冻结膨胀压力。混凝土完全饱水的时候，也是冻结膨胀压力最大的时候。当地的环境以及气候、混凝土结构直接影响着混凝土的饱水度。

3.4、外加剂及掺合料的影响

减水剂、引气剂及引气减水剂等外加剂具有高山混凝土抗冻性的作用。混凝土含气量是靠引气剂来增加的，水灰比是由减水剂来降低的，减小孔隙数能够使得混凝土抗冻性得到很大的提高。

4、冻害形态

4.1、裂缝

一般情况下混凝土冻害的初期表现是发生细微裂缝，出现的比较多的裂缝包括混凝土全部表面上出现地图状的纹样裂缝，或者是在结构上出现的接缝，或者是沿着构造裂缝出现的裂缝等。随着时间的增加，裂缝不断的增加，最终会在连接上出现剥落的现象。发生裂缝主要是因为水泥浆或骨料的空隙中水分的冻结膨胀，特别是在沿着水容易侵入的混凝土接缝或构造裂缝中最容易发生裂缝。

4.2、侵蚀脱皮

冻害最为常见的形态是侵烛脱皮。不太严重的时候混凝土表面的薄水泥浆膜被剥开,将其称为剥落。侵烛脱皮起先是在混凝土表面的水泥浆、砂浆的剥离。侵烛脱皮最容易发生在水利工程中防波堤上日照很好且受水供给的部位。

4.3、粗骨料露出

水利工程中海岸挡土墙侧面的粗骨料水泥装剥离它的剥离的水泥浆是完整的，并且其露出的骨料都没有收到任何损伤。

露出粗骨料的主要原因是因为水泥浆和粗骨料的界面剥离。在浇筑后的早期很容易形成吸附膜，所以一定要控制骨料和水泥浆表面保持湿润，不然是很难恢复复界面的吸附强度。混凝土表面的粗骨料和水泥梁在夏季的时候很容易受到干燥的气候影响降低吸附强度，侵入粗骨料和水泥浆的界面水分因为受到冬季冻结的影响，从而发生膨胀，其也是作为产生剥离的原因。

4.4、崩出

崩出主要是因为混凝土表面附近强度低的多孔质骨料冻结膨胀，从而使得外侧的水泥架成分剥落，产生了一种弧坑状的凹陷。崩出早期是残存细微裂缝包围的圆锥形水泥浆。随着时间的增加，不断的增加骨料的损伤，到了最后阶段骨料完全消失只留下洞穴。骨料和水泥浆是一样的，空隙中的水分冻结发生膨胀，当骨料的强度小于水压时就会发生破坏。混凝土表面对膨胀抵抗少并朝向外侧的骨料,因膨胀压力挤压骨料外侧的水泥浆而产生崩出。

5、水利工程混凝土防冻技术

5.1、做好混凝土的选料与配制

在水利工程冬季建设的时候，混凝土的配制要选用抗冻性能强的水泥。当前我们国家生产的水泥抗冻性能最强的是硅酸盐水泥，而粉煤灰硅酸盐水泥的抗冻性能最弱。在冬季水利工程混凝土施工的时候，要选用硅酸盐水泥，或者选用普通的硅酸盐水泥。而且所选用的水泥标号要大于32.5号。每平方米混凝土水泥的用量要大于300kg每立方米。混凝土的水灰比要小于0.6。在混凝土配制的过程中，要通过使用掺合材料来提升混凝土的抗冻、抗渗性能。常用的有减水剂、防冻剂等。在混凝土配制选用骨料的时候，一定要选择清洁的骨料，骨料中不能含有冰冻以及因为低温产生冻裂的物质。在水利工程混凝土冬季施工的过程中，为了降低冻害对混凝土施工质量的影响，需要把配合比中的用水量降至最低的限度，例如通过控制坍落度加入减水剂的方法来实现。

5.2、提升混凝土的搅拌质量

做好混凝土配合比的调整，当气温在零摄氏度左右的时候，通过选用合适标号的水泥来提升混凝土的抗效果。相关的试验结构表明，强硅酸盐水泥的抗冻性能较好，因为水泥水化热较大，并且早期的时候水化热的释放强度高，一般3天时的抗压强度是普通水泥七天时的抗压强度，因此在冬季使用有着良好的效果。其次，要最大程度上降低水灰比例，通过提升水泥的用量，增加水化热的产生，减少龄期强度所需的时间。再次，通过掺用引气剂在保持混凝土配合比例不变的前提下，增加水泥浆的体积，进而实现拌和物流动性的提升，通过改善混凝土的粘聚性与保水性，来有效的提升混凝土的抗冻性能。也可以通过掺加早强外加剂，来缩短水利工程混凝土凝结所需的时间，提升早期的混凝土强度。通过选择颗粒硬度大的集料，使混凝土的热膨胀系数接近于周围砂浆膨胀系数，降低裂缝等问题的出现。

5.3、优化混凝土的运输与浇筑环境

在混凝土运输的时候，要科学的选择混凝土搅拌机的摆放位置，最大程度上缩短混凝土运输的距离，而且要选择最短、最合适的运输路线。使用合适的运输设备与保温材料，降低温度等对混凝土质量产生的不利影响。在冬季混凝土浇筑之前，首先要清除掉模板与钢筋表面的一些杂物，尤其是对于新老混凝土的交接位置更要做好全面的清理。在施工环境温度低于零下十摄氏度的时候，要使用暖棚法将钢筋加热到正常温度。水利工程混凝土的灌注温度不能够低于五摄氏度，一些细薄截面的关注温度要大于十摄氏度。在冬季混凝土浇筑的过程中，要避免过振与漏振，以避免出现分层、泌水等问题的出现。

5.4、混凝土浇筑

1)要保证混凝土入模的温度，所以一般情况下需要对混凝土进行充分覆盖，一般采用草毡、岩棉的方式，从而使得混凝土固化的过程和规定的强度都能够达到相应的效果。

2)蓄热保温法，主要是通过保温结构对水化热的温度进行保持，进一步的实现混凝土固结，从而使得在凝固过程中不会受到外界自然低温的侵袭。

3)综合应用掺外加剂和综合蓄热法，进行冬季施工的时候，会常常使用的方法是将掺外加剂和综合蓄热法综合使用，这样做需要的防冻剂很少，也能够保证混凝土的质量，同时加快了工程的进度。

5.5、加大对冬季混凝土施工后的养护

针对水利工程冬季施工混凝土易受低温影响的特点，在养护的时候需要改变常规的养护方法，晚间浇筑的混凝土，需要在第一时间做好现场人工振浆、抹平的处理。在压砂整平以后覆以保温层，等到白天温度上升到零度以上的时候，再完成最后一道抹面与压纹。在水利工程混凝土铺筑完成以后，使用蓄热法保温进行混凝土的养护，需要加厚盖好，降低空气对流对混凝土凝结的影响。通过使用抗冻剂来提升混凝土的施工质量，在外露的表面通过使用彩胶布彩胶布加草袋覆盖的方法，禁止浇水养护。在水利工程混凝土养护初期的温度，要高于防冻剂规定的温度，如果不能达到这一规定的温度时，需要通过一定的保温措施来辅以实施。在遇到雨雪、冷空气等天气的时候，要停止混凝土的施工。

结束语

在水利工程施工的过程中，随着混凝土施工技术和工艺的不断发展，冬季混凝土施工技术正在不断的研究和创新中。为了更好的提升水利工程混凝土冬季施工的质量，需要按照水利工程所处区域的具体状况，通过有效的混凝土施工质量管理手段和温度控制手段，保证混凝土冬季施工质量的标准化，以此来更好的推动我国水利工程施工质量的快速高效发展。

参考文献

[1]张守杰,李向东,马耀辉,熊复慧.水工混凝土防冻性的研究[J].低温建筑技术,2014,01:8-10.