随着建筑市场的日益发展，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-15℃～-10℃左右，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，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
⑴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15%～16%，强度就下降约10%，受冻形成的冰会破坏混凝土。
⑵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，其结果使混凝土的强度降低。
⑶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置有所改变，因而产生裂纹，在外荷作用下裂缝扩展使混凝土强度降低。
⑷混凝土受冻后随着冰晶的增长会发生水分转移，即冰晶周围的水向冰晶移动使冰晶逐渐扩大，其结果导致冻胀破坏加剧，强度明显降低，这种现象发生在与外界寒冷环境相接触的混凝土表面层。
1.2防冻外加剂的作用及原理
⑴冬期施工必须采取适当的技术措施，使已经浇灌的混凝土在负温环境下，能够保存一定量的液态水，使水泥水化继续进行免遭冻害，满足设计和施工要求。
⑵防冻外加剂在负温下可降低冰点，保证混凝土中全部或部分水的液态，可促使水泥水化，使混凝土在受冻前达到或超过抗冻临界温度，抵抗冻害发生，从而在转入正温养护后使水泥尽快水化，达到混凝土的设计强度要求。
⑶掺防冻剂后，能够改变混凝土内生成的冰晶形态。从外加剂的溶液中析出的冰，不会对混凝土产生显著的损害。
2、防冻外加剂的分类
依据冬期施工时在混凝土中掺加外加剂的作用不同，防冻剂又可分为抗冻外加剂、防冻剂和复合抗冻剂。
⑴抗冻外加剂是能够促进混凝土凝固，提高混凝土早期强度，使之在较短的时间内，尽快达到临界强度或改变混凝土内部结构，从而使混凝土达到具有抗冻能力，以抵抗冻害发生的外加剂。
⑵防冻剂能降低冰点，保持混凝土内水的液态，为水泥水化提供条件。
⑶复合抗冻剂：通过合理地选择抗冻剂、防冻剂、缓冻剂，进行优化组合，便可产生提高抗冻、防冻、缓冻的综合效应，从而使混凝土免受冻害，这样的外加剂称为复合抗冻剂。
3、防冻外加剂的应用及注意事项
冬施掺防冻剂必须同时注意早期的保温养护。实践证明，混凝土在低于受冻临界温度的条件下，后期强度仍能缓慢增长。但达到设计强度延续时间太久，对工期要求紧迫的一些现浇工程则不能满足工程进度要求，尤其对较薄或表面系数大的板、墙等。近年来有些剪力墙内或外用混凝土浇筑时随模附有保温材料，可提前拆除模板，但应保证做好保温层的成品保护工作。故早期提高保温效果，并有效延长保温时间是非常必要的，但同时要注意如果条件许可，配制负温混凝土应优先选用流动性好、早期水化热较高的普通硅酸盐水泥，施工中可以根据气温、现场施工条件的不同合理地选择抗冻剂，使之达到最好的效果。
■文/《山西建筑》
