前言

在建筑行業中，有些施工人員往往把冬期施工的混凝土與結構設計有抗凍等級要求的混凝土都稱為“抗凍混凝土”。筆者認為，冬期施工的混凝土，主要是采取技術措施預防混凝土澆筑后，在未達到受凍臨界強度以前不發生凍脹破壞就達到了技術要求，應稱為防凍混凝土。而結構設計有抗凍等級要求，混凝土自身應具有長期抵抗凍融循環能力的，才應稱為抗凍混凝土。
在相關標準規范中，查不到防凍混凝土的術語，僅能查到“摻防凍劑的混凝土”或“冬期施工的混凝土”等詞語；抗凍混凝土在規范中的術語是：抗凍等級等于或大于F50級的混凝土。實際上這兩種混凝土技術要求完全不同，但標準規范沒有給出“防凍混凝土”的定義，或有些施工人員對標準規范學習不夠，因此容易引起一些施工人員對這兩種混凝土產生誤解或混淆。譬如：誤認為“抗凍混凝土就是摻防凍劑的混凝土”、或“大熱天為什么要澆筑抗凍混凝土？”等。這些誤解可能造成對抗凍混凝土的生產、澆筑和養護等環節的重視不夠而影響到工程質量。

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防凍混凝土

防凍混凝土的技術要求是：在冬期施工過程中，采取可靠的技術措施，使混凝土澆筑后盡早凝結硬化，并在未達到受凍臨界強度以前不得發生凍脹破壞。
當氣溫在0～4℃時，水的活性較低，水泥的水化反應極其緩慢，混凝土的強度發展不能達到要求。當溫度低于0℃時，混凝土內部水分大部分凍結。水結成冰后產生9%的體積膨脹，混凝土結構將遭致永久性破壞；另外，水結成冰后，混凝土中沒有足夠的液態水參與水泥的水化反應，混凝土的強度增長極慢甚至停止。因此，冬期施工澆筑的混凝土宜摻入早強劑或防凍劑，并應在混凝土凝結硬化初期，采取適當的保溫或增溫措施，充分利用混凝土自身熱量或外部熱量（如電熱法、暖棚法等），確保混凝土澆筑后的起始養護溫度：嚴寒地區不低于10℃；寒冷地區不低于5℃，使混凝土強度具備正常增長的條件，盡快的獲得受凍臨界強度。
（1）冬期施工采取的技術措施
冬期施工是混凝土工程質量事故的多發季節，這是由于準備工作時間短，技術要求復雜，某一環節跟不上或倉促施工造成的。因此，應根據當地多年氣象資料統計，提前做好周密計劃和冬施準備工作，避免發生工程質量事故。冬期施工采取的技術措施主要有：
①材料預熱法：即先將水及砂、石預先加熱，再用于攪拌混凝土；
②蓄熱保溫法：即采用保溫材料覆蓋澆筑后的混凝土，使混凝土澆筑后在一定時間內保持不降溫或緩慢降溫；
③暖棚法：即在施工現場搭建保溫加熱暖棚，使混凝土澆筑后在暖棚內正溫環境條件下養護，有條件時好攪拌、澆筑也在暖棚內進行；
④摻入早強劑或防凍劑。
此外，冬期施工的混凝土宜適當提高水泥用量，或采用早強水泥，以及采用高性能減水劑或高效減水劑，盡量減少用水量等技術措施。
采取以上技術措施的目的，是為了控制和提高混凝土的出機溫度和入模后溫度，確保混凝土澆筑后強度具備正常增長的條件，在未達到受凍臨界強度以前不發生凍害。
（2）關于早強劑和防凍劑
當今世界混凝土破壞原因按重要性排列的順序是：鋼筋銹蝕、寒冷氣候下的凍害、侵蝕環境的物理化學作用。因此，摻用早強劑或防凍劑的混凝土應注意要限制氯鹽含量，氯鹽是誘發鋼筋銹蝕的一個很重要因素，預應力混凝土和鋼筋混凝土應嚴格按有關標準規范規定控制混凝土中的大氯離子含量，避免發生工程質量事故，造成巨大浪費，國內外許多工程已為此付出了慘重代價。
①混凝土早強劑與組分
能加速混凝土早期強度發展的外加劑稱為早強劑。在實際使用中，大多為復配早強劑，無機鹽類對混凝土后期強度不利；氯鹽早強劑會引起鋼筋銹蝕；硫酸鹽早強劑可能產生體積膨脹，使混凝土耐久性降低；鈉鹽早強劑將增加混凝土中堿含量，與活性二氧化硅骨料產生堿—骨料反應。早強劑過量加入，雖然混凝土早期效果好，但后期強度損失大，鹽析加劇影響混凝土飾面；增加混凝土導電性能及增大混凝土收縮開裂的危險。混凝土早強劑的主要組分有：氯化鈉、氯化鈣、硫酸鈉、硫酸鈣、硫酸鋁、重鉻酸鉀、三乙醇胺、三異丙醇胺、甲醇、乙醇、甲酸鈣、草酸鋰、乙酸鈉等。
②混凝土防凍劑與組分
能使混凝土在負溫下硬化，并在規定養護條件下達到預期性能的外加劑稱為防凍劑。防凍劑絕大多數是復合外加劑，應控制早強組分和防凍組分無機鹽類的摻入量，否則使用不當會引起混凝土后期強度倒縮、鋼筋銹蝕及堿—骨料反應發生。
混凝土防凍劑的主要組分有：防凍組分（如亞硝酸鈉、氯化鈉、甲醇、尿素、氯化鈣、碳酸鉀等）、引氣組分（如松香皂、松香熱聚物、烷基磺酸鈉等）、早強組分（如硫酸鈉、氯化鈣、硝酸鈣、三乙醇胺等）、減水組分（如萘系、三聚氰胺、氨基磺酸等）。
（3）關于早強劑和防凍劑的選用
我國現行標準《混凝土外加劑應用技術規范》（GB50119）第7.3.1條規定：
①在日低氣溫為0～-5℃，混凝土采用塑料薄膜和保溫材料覆蓋養護時，可采用早強劑或早強減水劑；
②在日低氣溫為-5～-10℃、-10～-15℃、-15～-20℃，采用上款保溫措施時，宜分別采用規定溫度為-5℃、-10℃、-15℃的防凍劑。
（4）關于冬期施工與受凍臨界強度
臨界強度是冬期澆筑的混凝土在受凍以前必須達到的低強度。
我國行業標準《建筑工程冬期施工規程》JGJ104規定：根據當地多年氣象資料統計，當室外日平均氣溫連續5d穩定低于5℃即進入冬期施工；當室外日平均氣溫連續5d高于5℃時解除冬期施工。該《規程》規定冬期澆筑的混凝土受凍臨界強度為：
①普通混凝土采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥配制時，應為設計的混凝土強度標準值的30%；采用礦渣硅酸鹽水泥配制時，應為設計的混凝土強度標準值的40%；但混凝土強度等級為C10及以下時不得小于5.0MPa。
②摻用防凍劑的混凝土，當室外低氣溫不低于-15℃時不得小于4.0MPa；當室外低氣溫不低于-30℃時不得小于5.0MPa。
混凝土中摻入合格的防凍劑后，能降低水的冰點，并改變了冰晶結構，使混凝土在負溫條件下不會發生凍脹破壞，且仍有足夠的液態水使水泥的水化作用得以繼續進行；轉入正溫后，混凝土強度能進一步增長，達到或超過設計強度要求。因此，《規程》規定摻用防凍劑的混凝土受凍臨界強度明顯比不摻的低。

來源：《商品混凝土》，作者：楊紹林，如涉及作品內容、版權和其它問題，請及時聯系，我們將盡快處理。