在冬期施工過程中，當平均溫度小于或等于５℃時，混凝土強度發展緩慢。當氣溫在-1～-2℃時，如不采取保溫措施，新澆筑的混凝土有可能發生凍害，一旦受凍將給混凝土帶來很大的破壞，有可能給工程質量造成事故。能使混凝土在負溫下硬化，并在規定時間內達到足夠防凍強度的外加劑，稱為防凍劑。摻有防凍劑的混凝土可以在負溫下硬化而不需要加熱，從而能達到與常溫養護的混凝土相同的質量水平。在冬季使用防凍劑，再加上良好的保溫養護是減輕混凝土早期病害及提高混凝土防凍效果切實的措施，可保證混凝土的耐久性及強度達到施工要求，保證混凝土工程質量。因此，根據混凝土凍害的機理和規律，正確使用防凍劑，這對保證工程質量具有十分重要的意義。

　　（一）防凍劑作用機理

　　混凝土防凍劑是冬季負溫條件下施工摻用的外加劑。摻用防凍劑能在規定溫度下，顯著降低混凝土的冰點，細化冰晶，使混凝土的液相不凍結或保持數量的液相水，保證水泥的水化作用，并在時間內獲得預期強度，混凝土在低溫下不至于凍脹而受損破壞。防凍劑在混凝土中的作用機理主要有以下幾種。

　　（1）冰晶畸變理論

　　純水在0℃結冰時，由于氫鍵的作用會導致水分子匯聚形成凍脹力很強的分子集合體。在水中加入防凍劑后，溫度降低到其冰點以下也會慢慢有冰析出，但水分子間的氫鍵由于受到防凍劑分子的干擾，會析出呈絮狀結構、宏觀上非常柔軟、凍脹應力顯著降低的細小冰晶。例如，NaNO2、Na2SO４、Ca（NO３）2等降低凍脹力的能力都很強。

　　（2）烏拉爾定律

　　防凍劑的濃度對降低混凝土拌合物中液相冰點有作用，只有降低液相冰點，才能保證在負溫下條件下，混凝土有液態的水參與水泥水化。這是使用防凍劑的混凝土，在負溫條件下混凝土依然可以水化，提高混凝土強度。

　　（３）液灰比平衡理論

　　當溫度降至混凝土中液相冰點時，含有防凍劑的混凝土拌合物也會逐漸開始析冰，在負溫環境下的液相，冰點隨著析冰濃度加大而降低，隨即在此負溫條件下達到冰液共存狀態，也就是新的動態平衡。此時，混凝土中的液態水可以保證水泥繼續進行水化，防凍劑濃度不變，液相濃度也不變，冰融化產生的水補充水泥水化需要的水，這也就是液灰比平衡。

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