混凝土的凍害一般分為兩種，一種是混凝土的早期凍害，另一種是完全硬化混凝土通過凍融循環(huán)的凍害。凍害對混凝土結(jié)構(gòu)的損傷影響很大，僅次于鋼筋的腐蝕。為避免混凝土凍害的發(fā)生，除加強(qiáng)保溫養(yǎng)護(hù)外，還應(yīng)加入一定量的混凝土防凍劑，提高混凝土的抗凍性。

防凍劑的組成及其防凍機(jī)理

目前工程上常用的防凍劑主要由防凍劑組分、早強(qiáng)組分、引氣組分、減水組分等組成，作用機(jī)理如下：

1.1防凍成分

        抗凍劑的主要作用是顯著降低混凝土中液相的凝固點(diǎn)，使混凝土在負(fù)溫度狀態(tài)下，內(nèi)部不含水的混合水保持在液態(tài)，從而使水泥的水化反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。保持混凝土的強(qiáng)度增長率。同時，防凍劑和混合水的混合能顯著降低混凝土中自由水的冰點(diǎn)，避免混凝土中冰晶的形成，使其不能產(chǎn)生凍脹應(yīng)力，防止冰晶對混凝土結(jié)構(gòu)造成的凍脹破壞。目前，混凝土防凍劑常用的成分主要是醇和一些無機(jī)鹽。

1.2早期強(qiáng)度構(gòu)件

        混凝土抗凍劑的早強(qiáng)組分能加速水泥水化，加速混凝土凝結(jié)硬化，減少混凝土中游離水的含量，降低游離水凍害的可能性。同時，早期強(qiáng)度構(gòu)件的加入可以使混凝土盡快達(dá)到抗凍臨界強(qiáng)度。混凝土的臨界強(qiáng)度是指當(dāng)混凝土達(dá)到一定的強(qiáng)度值（臨界強(qiáng)度）時，能夠具有一定的抗力強(qiáng)度，低溫不再對混凝土造成損傷。

1.3排氣部件

        引氣劑在混凝土中形成的微孔起到緩沖作用，吸收冰晶的膨脹應(yīng)力來降低壓力。在混凝土凍結(jié)過程中，這些孔隙可以阻止或抑制水泥漿體中微冰體的形成。影響混凝土抗凍性的關(guān)鍵因素是引氣劑在水泥漿體中的均勻分布程度，即氣泡的大小和數(shù)量，而不是總的引氣量。

1.4減水部件

        水灰比直接影響混凝土的孔隙率和孔結(jié)構(gòu)。當(dāng)水灰比較小時，硬化后的混凝土密實(shí)度較高，混凝土中的無霜水含量降低，抗凍性提高。隨著水灰比的增大，飽和水的總體積增大，平均孔徑增大。凍融過程中產(chǎn)生的凍脹壓力和滲透壓力較大，降低混凝土的抗凍性。防凍劑中的減水劑可以降低混合水的消耗量，從而減少自由水總量，從根本上減少凍結(jié)冰的含量，消除凍脹的內(nèi)因。通過降低水組分的分散效果，釋放包裹水，消除劣質(zhì)氣泡，將粗冰晶轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)冰晶，優(yōu)化水泥水化環(huán)境，降低凍脹壓力。

2防凍液配制注意事項(xiàng)

1）注意防凍液配制過程中引入的水分。如果防凍液耗水量高，有效成分低，則容易使防凍液本身結(jié)冰。因此，應(yīng)首選高濃度產(chǎn)品。

2）注意控制防凍劑和早強(qiáng)組分中某些無機(jī)鹽的用量。由于許多無機(jī)鹽既是防凍劑又是混凝劑，過多的無機(jī)鹽不僅影響復(fù)合防凍劑的減水率和混凝土的坍落度保持率，而且對混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性有很大的影響。

3）注意確定合適的無機(jī)鹽防凍早強(qiáng)組分，避免低溫結(jié)晶沉淀，堵塞管道，影響混凝土生產(chǎn)。

4）有機(jī)質(zhì)作為防凍劑組分時，其含量不宜過大，否則會影響混凝土后期強(qiáng)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。

        總之，防凍劑的配制并不是簡單地將幾種不同的成分混合在一起。復(fù)合后各分量的效應(yīng)是疊加效應(yīng)還是相互抵消效應(yīng)，都需要實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。同時，應(yīng)根據(jù)混凝土原材料、配合比、技術(shù)要求等條件，充分考慮各成分對混凝土性能的影響。

3防凍劑對混凝土性能的影響

3.1新拌混凝土的和易性

        大多數(shù)防凍劑，特別是早強(qiáng)防凍劑，會加速水泥熟料礦物的水化反應(yīng)，使液相變粘。因此，在負(fù)溫條件下加入防凍劑可以改善混凝土的泌水現(xiàn)象。早強(qiáng)防凍劑可以縮短混凝土的凝結(jié)時間，有利于負(fù)溫條件下混凝土的凝結(jié)硬化，但在商品混凝土的長途運(yùn)輸中應(yīng)慎重使用。

3.2強(qiáng)度

        加入防凍劑后，由于減水（降低水灰比，即減薄水膜層厚度）、引氣（減輕凍脹應(yīng)力）、早期強(qiáng)度（促進(jìn)早期結(jié)構(gòu)形成）、防凍（降低液相冰點(diǎn)）等綜合作用，負(fù)溫作用下混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損傷大大減小。因此，在負(fù)溫和負(fù)溫至常溫條件下，摻防凍劑的混凝土強(qiáng)度明顯高于參比混凝土凝結(jié)水的強(qiáng)度。由此可見，防凍劑的重要作用是改善負(fù)溫混凝土的界面過渡區(qū)。

4防凍劑使用注意事項(xiàng)

         混凝土中的防凍劑用量應(yīng)根據(jù)具體溫度波動情況及時調(diào)整，以保證防凍劑和早期強(qiáng)度效果。防凍劑的含量應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)，因?yàn)樗嗨^程中直接涉及部分防凍劑和早強(qiáng)組分，如果防凍劑含量過高，將影響混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。因此，如果溫度過低超過防凍劑的使用范圍，就要注意新澆混凝土的保溫和養(yǎng)護(hù)措施，避免凍害混凝土。

混凝土工程早強(qiáng)劑和早強(qiáng)減水劑施工規(guī)定如下：

一：

         早強(qiáng)劑和早強(qiáng)減水劑進(jìn)入施工現(xiàn)場（或混凝土攪拌站）的檢測項(xiàng)目應(yīng)包括密度（或細(xì)度）、1D和3D抗壓強(qiáng)度和鋼筋銹蝕效果。早強(qiáng)減水劑應(yīng)提高減水率。如果混凝土有飾面要求，還需觀察硬化混凝土表面是否鹽析。只有符合要求才能入庫使用。

二：

粉末早強(qiáng)劑與早強(qiáng)減水劑直接摻入混凝土干材的混合時間應(yīng)延長30s。

三

        早強(qiáng)劑或早強(qiáng)減水劑混凝土在常溫和低溫下采用自然養(yǎng)護(hù)時，應(yīng)采用塑料薄膜覆蓋或噴灑養(yǎng)護(hù)液。終凝后應(yīng)立即澆水養(yǎng)護(hù)。當(dāng)最低溫度低于0℃時，除塑料薄膜外，還應(yīng)覆蓋保溫材料。最低溫度低于-5℃時，應(yīng)使用防凍劑。

四

摻早強(qiáng)劑或早強(qiáng)減水劑的混凝土采用蒸汽養(yǎng)護(hù)時，應(yīng)通過試驗(yàn)確定蒸汽養(yǎng)護(hù)制度。