冬季施工,这些混凝土防冻剂知识你知道多少?

混凝土结构工程的施工应采取冬期施工措施，可以取第一个出现连续 5 天稳定低于 5 ℃的初日作为冬期施工的起始日期。当气温回升时，取第一个连续 5 天稳定高于 5 ℃ 的末日作为冬期施工的终止日期。初日和末日之间的日期即为混凝土冬期施工期。

环境温度低，水泥的水化反应慢，影响混凝土强度的增长。试验得出：温度每降低 1 ℃ ，水泥的水化作用降低约 5 ％～ 7 ％，在 1 ℃～ 0 ℃ 范围内水泥的水化活性剧烈地降低，水化作用缓慢。一般当温度低于 0 ℃ 的某个范围时，游离水将开始结冰，温度达到 -15 ℃ 左右时，游离水几乎全部冻结成冰，致使水泥的水化和硬化完全停止。

当水转化为固态的冰时，其体积约增大 9 ％，使混凝土产生内应力，造成骨料与水泥颗粒的相对位移及内部水分向负温表面迁移，在混凝土体内形成冰聚体引起局部结构破坏。

新浇筑的混凝土过早遭受冻结将大大降低极限强度，强度损失率可能达到设计标号的 50 ％，甚至引起整体结构破坏；但当混凝土达到临界强度后遭受冻结，混凝土的极限强度损失较小，也不会发生整体结构破坏。

混凝土的拌合水中掺入一定量的防冻剂会使水溶液的冰点降低，其冰点的降低幅度与防冻剂的种类和掺量或溶液的浓度有关。防冻剂的使用效果在很大程度上取决于溶液的浓度以及混凝土硬化过程经受的负温值。

混凝土内掺入防冻剂的主要目的是使其在负温下保持足够的液相，使水泥的水化得以继续进行；转入正温后，混凝土强度能进一步增长，并达到或超过设计标号。

混凝土冬期施工要求正温浇筑、正温养护。对原材料的加热，以及混凝土的搅拌、运输、浇筑和养护应进行热工计算，并据此施工。

①冬期施工中配制混凝土用的水泥，应优先选用活性高、水化热量大的硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，蒸汽养护时用的水泥品种应经试验确定。水泥的强度不应低于 42.5 等级，水灰比不应大于 0.6 。水泥不得直接加热，使用前 1 ～ 2 天运入暖棚存放，暖棚温度宜在 5 ℃ 以上。

②因为水的比热是砂、石集料的 5 倍左右，所以冬期拌制混凝土时应优先采用加热水的方法，但加热温度要符合规定的数值。

③集料要求提前清洗和贮备，做到集料清洁，无冻块和冰雪。冬期集料所有贮备场地应选择地势较高不积水的地方。

④冬期施工拌制混凝土的砂、石温度要符合热工计算需要温度。加热的方法可因地制宜，但以蒸汽加热法为好。

⑤原材料不论用何种方法加热，在设计加热设备时，必须先求出每天的最大用料量和要求达到的温度，根据原材料的初温和比热，求出需要的总热量。同时考虑加热过程中热量的损失。有了要求的总热量，可以决定采用热源的种类、规模和数量。

混凝土不宜露天搅拌，应尽量搭设暖棚，优先选用大容量的搅拌机，以减少混凝土的热量损失。搅拌前，用热水或蒸汽冲洗搅拌机。混凝土的拌和时间比常温规定时间延长 50 ％。由于水泥和 80 ℃左右的水拌和会发生骤凝现象，所以材料的投料顺序是先将水和砂石投入拌和，然后加入水泥。若能保证热水不和水泥直接接触，水可以加热到 100 ℃ 。

混凝土的运输时间和距离应保证混凝土不离析、不丧失塑性。主要措施为减少运输时间和距离；使用大容积的运输工具并加以适当保温等。

混凝土在浇筑前，应清除模板和钢筋上的冻雪和污垢，尽量加快混凝土的浇筑速度，防止热量散失过多。混凝土拌和物的出机温度不宜低于1 0 ℃ ，入模温度不得低于 5 ℃。采用加热养护时，混凝土养护前的温度不得低于2 ℃。

加热养护整体式结构时，施工缝的位置应设置在温度应力较小处。加热温度超过 4 0 ℃时，由于温度高，势必在结构内部产生温度应力。因此，在施工之前应征求设计单位的意见，在跨内适当的位置设置施工缝。留施工缝处，在水泥终凝后立即用 3 ～ 5 个大气压的气流吹除结合面的水泥膜、污水和松动石子。

复合型防冻剂在我国北方地区大量使用。

粉状防冻剂的生产关键在于配方的选择与产品质量的均匀性。而液体产品必须考虑各组分之间在水溶液中的相容性。液态产品中不允许有沉淀、结晶、絮状物、粘稠度要适于管道输送。

冬施混凝土大致分为3大类：冷混凝土、负温混凝土和早强混凝土。

冷混凝土：是指除拌合水必须保持液态外，其他集料均不保温，浇筑后也不采取任何保温措施，主要依靠防冻组分保证一定的过冷液体在负温下缓慢的进行水化。这种混凝土需要掺大量无机盐类来降低冰点。在施工条件不具备采取其他措施时才使用。

负温混凝土：混凝土在负温施工时，对砂、石、拌合水进行保温和热处理，在混凝土养护过程中要与保温防护、蓄热法等综合措施相结合。

低温早强混凝土：在0℃左右的低温或不很低的负温下施工，只采取加热拌合水再辅以综合蓄热法使混凝土保持在正温下硬化、增强。

冷混凝土和负温混凝土掺防冻剂的作用是降低拌合物种中液相的冰点，使水泥在负温下继续水化，因此采用防冻型的防冻剂，负温混凝土采用了加热原材料及蓄热保温养护使混凝土的初始温度始终高于外界最低温度，因此外加剂掺量比冷混凝土少。

低温早强混凝土则只需加入早强型防冻剂即可。

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