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

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　　混凝土防凍劑是冬季負(fù)溫條件下施工摻用的外加劑。摻用防凍劑能在規(guī)定溫度下，顯著降低混凝土的冰點(diǎn)，細(xì)化冰晶，使混凝土的液相不凍結(jié)或保持?jǐn)?shù)量的液相水，保證水泥的水化作用，并在時(shí)間內(nèi)獲得預(yù)期強(qiáng)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(jī)理主要有以下幾種。

　?。?）冰晶畸變理論

　　純水在0℃結(jié)冰時(shí)，由于氫鍵的作用會(huì)導(dǎo)致水分子匯聚形成凍脹力很強(qiáng)的分子集合體。在水中加入防凍劑后，溫度降低到其冰點(diǎn)以下也會(huì)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(huì)析出呈絮狀結(jié)構(gòu)、宏觀上非常柔軟、凍脹應(yīng)力顯著降低的細(xì)小冰晶。例如，NaNO2、Na2SO４、Ca（NO３）2等降低凍脹力的能力都很強(qiáng)。

　?。?）烏拉爾定律

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

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　　當(dāng)溫度降至混凝土中液相冰點(diǎn)時(shí)，含有防凍劑的混凝土拌合物也會(huì)逐漸開始析冰，在負(fù)溫環(huán)境下的液相，冰點(diǎn)隨著析冰濃度加大而降低，隨即在此負(fù)溫條件下達(dá)到冰液共存狀態(tài)，也就是新的動(dòng)態(tài)平衡。此時(shí)，混凝土中的液態(tài)水可以保證水泥繼續(xù)進(jìn)行水化，防凍劑濃度不變，液相濃度也不變，冰融化產(chǎn)生的水補(bǔ)充水泥水化需要的水，這也就是液灰比平衡。

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