防冻剂的组成及作用机理
防冻剂可以分成两大类型：早强型和防冻型。
早强型防冻剂
最低气温不超过-10℃，日气温一般在0℃上下浮动，在气温最高的白天浇筑，混凝土内部温度就可以保持在0℃以上。不是在最高气温下浇筑，浇筑后用塑料薄膜及草袋等覆盖，混凝土内部温度也会高于气温。这种情况下混凝土会很快达到临界强度3.5mpa而不至于产生冻害。因此在最低温度高于-10℃时只需添加早强型防冻剂即可。目的是更快的达到临界强度。
早强型防冻剂可以不必加入太多的防冻组分，尽量使防冻剂的掺量降低些，不但经济核算，降低掺量对混凝土的耐久性也是很有好处的。
防冻型防冻剂
日平均气温在-15℃以下的地区，混凝土浇筑后即使是入模温度较高，但由于混凝土内外温差较大，混凝土在简单覆盖的情况下还是会很快的降至0℃以下，防冻剂的作用是要保证混凝土在浇筑后能抵御一定限度负温环境。在此低温下混凝土内部仍然保持足够的液相，以使水泥水化作用继续进行，而不致被冻胀破坏。
防冻组分是以降低液相中的冰点为目的的一些纯化学物质。为保持在规定的负温下仍然有足够的液相就必须保持防冻成分有一定掺量。这些物质在防冻剂中占有相当的比例，而这种比例随着所要求的规定温度不同而变化，负温越低掺量越大。
复合型防冻剂
根据混凝土产生冻害的原因分析，必须从提高混凝土本身的抗冻能力及防治冻害的发生两个途径来解决。
(1)早强组分
为了促进水泥水化作用，使混凝土尽快达到抵御冻害的能力，强度迅速增长，加速模板周转，缩短工期，早强组分是必不可少的，为了避免钢筋锈蚀，采取相应技术措施，使用少量的氯盐，确保对钢筋无促锈作用。
常用的早强剂有硫酸钠，氯化钙，硝酸钙，亚硝酸钙，三乙醇胺等。防冻剂中的早强成分主要是是混凝土尽快达到或超过混凝土的受冻临界强度。
(2)减水组分
减水剂的作用就在于分散水泥和降低混凝土的水灰比。减少了绝对用水量，使毛细孔变细、减少、且分布均匀，提高了混凝土的密实性。实质上是减少了混凝土中可冻水的数量，即减少了受冻混凝上中的含冰率，相应也提高了混凝土防冻性能。另外防冻剂掺量是固定的，由于水灰比的减小，相对的提高了混凝土中减水剂水溶液的浓度，进一步降低了冰点，从而提高了混凝土防早期冻害能力。
常用的减水剂有木钙，木萘，萘系高校减水剂及三聚氰胺，氨基磺酸盐等。
(3)引气组分
水结冰时体积增大9%，严重时可造成混凝土中骨料与水泥颗粒的相对位移，使混凝土结构受到损伤甚至破坏，形成不可逆转的强度损失。这种引气剂在搅拌混凝土过程中能引入大量均匀分布、稳定而封闭的激小气泡。这些气泡对混凝土主要有四种作用：
(a) 能减少混凝土的用水量，进一步降低水灰比;
(b) 引入的汽泡对混凝土内冰晶的膨胀力有一个缓冲和消弱作用，减轻冰晶膨胀力的破坏作用;
(c) 提高了混凝土的耐久性能;
(d) 小气泡起到阻断毛细孔作用，使毛细孔中的可冻结水减少。
(4)防冻组分
主要功能是在负温条件下降低混凝土内游离水的冰点，减少混凝土内部水分的成冰率，使之有较多的液态水供水泥水化，更重要的是改变成冰结构，使冰晶变得疏松且成立体网状结构，因而对混凝土结构没有破坏作用。防冻组分一般掺量都比较大，考虑到对混凝土耐久性能的要求，应尽量减少 k + 和 na + 的引入量，这也是防冻剂的突出特点。
防冻剂尤其是钙盐防冻剂具有弱的减水效果，与标准商品混凝土相比w/c降低3%～5%而不影响商品混凝土工作性;氯化钙，亚硝酸钙和氯化钠复配作为防冻组分的防冻剂同样具有弱的减水作用。
①减少拌合水，从而减少游离水总量，从根本上减少可冻冰的含量，消除冻胀内因;
②引入的大量气泡起到膨胀“缓冲器”的作用，吸收冰晶膨胀应力，减轻冻害。
马上到冬至了，小伙伴们再忙也要记得吃饺子哈~北方地区早就进入冬季施工啦，我们先来聊聊防冻剂吧。
首先声明这里只考虑早期混凝土冻害，暂不考虑后期含气量与冻融循环。
估计不少外加剂小伙伴被搅拌站总工叼难过：把送货取的小样放外边，第二天结冰碴了，大罐没事，总工说你防冻剂不好。
细心的小伙伴有没有发现，结冰碴的防冻剂呈絮状针状的，并不是冰，体积也变化不大?
咱们先从标准定义说起：jc475-2004对防冻剂的定义是能够使混凝土在负温下硬化，并在规定养护条件下达到预期性能的外加剂。
扑面而来的是强度!强度!强度!重要的事情说三遍。
先说说防冻机理吧~
水结冰本质是水分子从无序液体变成有序固体的过程。混凝土毛细管中的水和凝胶水即使在低温下也不结冰。防冻的机理目前认可的有三个：
1、降低水的冰点：拉乌尔定律，在一定负温条件下混凝土中的水泥水化有足够的液态水。nacl、ca(no3)2、ca(no2)2等;
2、冰晶畸变：水在加入防冻剂后，低温下，水分子间氢键受防冻剂干扰，会析出絮状结构晶体非常柔软，冻涨能力几乎没有。代表防冻剂成分： ch3oh、nh2conh2、nano2、na2so4、ca(no3)2等降低冻涨能力非常强。
3、促进水泥水化：代表物质：cacl2及k2co3等;
其实很多物质是几种机理同时存在~
so~
低温(-15℃)下，水结冰后晶体完整坚硬产生体积膨胀，掺有防冻剂的溶液在同样温度下，形成细碎的冰晶被周围过冷的液体包裹，体积无明显变化。说明掺有防冻剂液体结冰与水并不相同，显微镜下冰晶细小而分散，呈现海绵状多孔疏松体，结构中有空洞和缺陷，中间包裹液体。对混凝土这样的多孔材料，刚开始水化程度不高，水化物晶体骨架刚搭建起来，同时冬季低温施工强度增长缓慢，混凝土结构孔隙中同时存在冰晶和过冷液体，由于防冻剂对冰晶的干扰使冰晶变形，产生冰晶体积细小，晶体存在缺陷，形不成冻涨应力。
所以低温条件下，保证防冻剂完全不结冰观点不确切。但必须保证强度该长还得长哦~但最终强度还是会比空白低些，同时延长预养时间可显著降低混凝土冻胀变形，有效防止混凝土早期冻害。
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