大连供应中央空调防冻液 浩北

　　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

　　较低气温不过-10℃，日气温一般在0℃上下浮动，在气温较高的白天浇筑，混凝土内部温度就可以保持在0℃以上。不是在较高气温下浇筑，浇筑后用塑料薄膜及草袋等覆盖，混凝土内部温度也会**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。因此在较低温度**-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*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**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**特点。

　　三、 防冻剂的生产与工程应用

　　防冻剂的生产

　　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。


　　冬季施工防冻剂选用

　　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**外界较低温度，因此外加剂掺量比冷混凝土少。

　　防冻剂是能使商品混凝土在负温度下硬化，并在规定时间内达到足够防冻强度的外加剂。我国规定当气温连续5天低于5℃即进入冬季施工阶段。我国广大的北方地区冬季气温都比较寒冷，每年冬季长达4~6个月。北京属于华北地区，一般情况下每年11月15日开始进入冬季施工，约到次年的3月15日冬季施工结束，冬季施工时间约4个月。商品混凝土防冻剂是目前北方地区冬季施工必须采用的外加剂，也是商品混凝土外加剂的主要品种之一。

　　我*冻剂的发展从成分上大体经历了含氯盐型、氯盐阻锈型、无氯高碱型和无氯低碱型几个阶段，其中含氯盐的防冻剂不允许用于钢筋商品混凝土和预应力商品混凝土结构中，现在大多数用作砂浆防冻剂。从防冻剂在商品混凝土中的掺量来看，防冻剂也经历了高掺量(10%~15%)向低掺量(3%~5%)的发展过程。由于预拌商品混凝土的大量使用，防冻剂的形态也从粉剂逐渐发展到液体产品为主。今后几年，北京地区将推广应用无氯、低碱、低掺量、高效能、液体型防冻剂，鼓励研制开发**物组分的液体型防冻剂和**物组分——无机物组分复合的液体型防冻剂，积极开发引气型防冻剂。目前，我国在研制开发新型防冻剂的原材料方面尚没有重大突破，还未能出现性价比高、品质优良的新型防冻剂产品。

　　现在北京地区的外加剂企业生产的防冻剂一般含有减水组分、早强组分、防冻组分和引气组分等，这也符合国际**行的防冻剂发展趋势，其原理是通过减少商品混凝土的用水量、尽早地提高早期强度和防止负温度下商品混凝土被冻害以获得商品混凝土的防冻性能。无论是通过降低商品混凝土中毛细孔中水的冰点，还是改变结冰的结晶形貌，负温下水泥的水化速率都是非常慢的。更为重要的是商品混凝土在进入负温环境时应该具有尽可能高的强度以提高本身的抗冻害能力。各个国家都规定了商品混凝土受冻临界强度，我国和美国规定商品混凝土的临界受冻强度为3.5MPa，即意味着商品混凝土强度达到3.5MPa后便不容易受到冻害。现在可选择的既不含碱、又不含氯盐和氨的防冻和早强组分一般为硝酸钙和亚硝酸钙，**物中甲酸钙也有很好的早强效果，但生产厂家较少，目前很少使用。硝酸钙和亚硝酸钙存在的问题是配制液体防冻剂有沉淀，新拌商品混凝土的坍落度损失快，早强和防冻效果也不如相应的钠盐，所以目前很多厂家都采用钠盐和钙盐复合使用的措施。

　　日本商品混凝土外加剂协会统计，市场上的无氯低碱防冻剂产品的主要成分为硝酸盐、亚硝酸盐和一些特殊表面活性剂，其碱含量一般小于0.2%，氯离子含量小于0.1%，都是液体产品，密度在1.30~1.45之间，推荐使用量为3~5升/100千克水泥，约相当于水泥重量的4%~7%.其中NMB公司的防冻剂使用聚乙二醇酯和无机硝酸盐作为防冻组分。我国也有些企业采用过乙二醇作为防冻组分，甚至采用甲醇作为防冻成分，其效果如何未见报道。但甲醇是有毒物质，用于商品混凝土中对环境的危害肯定比尿素要大得多。

　　到目前为止对防冻剂的研究都集中在早强组分和防冻组分的选择上，而减水成分对防冻性能的影响没有相关研究报道。北京科峰建材厂在防冻剂用减水组分方面进行了大量的试验研究，通过N-磺酸对三聚氰胺进行磺化，在减水剂分子中引入-NH2基团，在适当的酸度下聚合而制得改性三聚氰胺高效减水剂，其性能指标如表1所示。这种高效减水剂减水率高、早期强度高、-10℃内抗冻性能好、不含氯盐、碱含量低、无结晶沉淀现象，掺加少量防冻组分就能满足防冻剂(-10℃)的质量要求，在配制液体低碱商品混凝土防冻剂方面开辟了一条新思路，值得借鉴和进一步深入研究。

　　为了探讨不同减水组分对商品混凝土防冻性能的影响，我们设计了采用普通萘系高效减水剂(UNF-5)、氨基磺酸盐高效减水剂(QJ-5)和改性三聚氰胺高效减水剂(QJ-5A)作为减水组分配制防冻剂的性能的试验。试验采用冀东42.5普通硅酸盐水泥，参照JC472-92(96)《商品混凝土防冻剂》和DBJ01-2002《商品混凝土外加剂及应用技术规程》(泵送防冻剂)进行。试验时商品混凝土入模成型3小时后移入-10℃~-12℃的冰柜中，负温养护7天后取出。

　　实验结果可见，由于QJ-5A本身特殊的分子结构中含有较多的氨基基团，同时含有羧基和磺酸基等亲水性官能团，虽然含气量较低，负温下在未掺加防冻组分时仍能商品混凝土强度继续增长，R-7达到基准商品混凝土强度的21.5%，满足标准要求。而掺氨基磺酸盐类高效减水剂和萘系高效减水剂的商品混凝土在负温度下强度增长缓慢，达不到标准要求。改性三聚氰胺高效减水剂QJ-5A在复配引气剂后，其抗冻性能有所提高，其R-7+28强度过基准商品混凝土标养28天强度，进一步复配引气剂和少量防冻成分后，商品混凝土R-7强度明显提高，但R-7+28强度增加不太明显。改性三聚氰胺系高效减水剂在正常温度下，其强度和减水率与萘系和氨基磺酸系高效减水剂差距不大，但在负温下强度发展明显不同。此外，无论是复配还是单独使用，改性三聚氰胺系高效减水剂都具有良好的坍落度保持性能。

　　考虑到液体防冻剂的运输和储存，要求液体外加剂产品具有较好的低温稳定性能。对于不同高效减水剂在负温度下的稳定性进行了试验，结果如表2.改性三聚氰胺系高效减水剂在-10℃下储存不产生结晶现象，外观也没有明显变化。

　　改性三聚氰胺高效减水剂含有大量的氨基和其他亲水基团，具有很好的减水分散效果，新拌商品混凝土的坍落度损失小。改性三聚氰胺高效减水剂本身在负温度条件下稳定性好，不产生沉淀和结晶，掺加改性三聚氰胺系高效减水剂QJ-5A的商品混凝土在负温度下强度发展快，复合适量的防冻组分可配制出满足标准要求的液体防冻剂，为无氯、低碱液体防冻剂的配制提供了新思路。


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。
3)注意确定合适的无机盐类防冻、早强组分，避免在低温状态下结晶沉淀，堵塞管路，影响混凝土生产。
那么，防冻液设备应该具备哪些性能呢，主要体现在以下几点：
　　1、冰点或凝点低汽车在严寒地区冬季野外停放时，夜间地面气温有时会降到-40℃以下。要水箱及冷却系统管路不被冻裂，防冻液设备应在此温度下不结冰或凝固，以免发生体积膨胀，同时亦随时可以启动汽车，投入使用。
　　2、比热要高、热传导性好防冻液主要用来冷却发动机部件，以免发生过热，因此它的比热要高。水的比热是4.18kj/kg·℃，而乙二醇的比热是2.72J/kg·℃。在同样循环量下，水从发动机中带走的热量要比乙二醇带走的多，因此水是比较理想的冷却剂。
　　3、在使用中要保持一定的PH值，pH值不但能防冻液对金属的腐蚀程度减到较小，而且能防止防冻液腐败变质。冬季马上到来，你的空调水及设备添加防冻液了吗？由于气温达到零度以下，非工作状态下的设备冷却水会结冰，人们通常采用每天放水的办法保护设备，但也有很大的缺陷，间歇性工作的设备在气温很低的环境下，上述方法达不到设备需求。但是添加防冻液在达到防冻指数的同时，也可以起到防沸，防腐蚀，防水垢的效果。优良的性能指数可长期使用中的设备的各项要求，延长设备的使用寿命。
目前，混凝土生产企业多直接使用复配了防冻、早强、引气、减水等组分的复合防冻剂，不仅可以减轻混凝土生产企业的劳动力投入，同时也有利于防冻剂自身和混凝土生产的质量控制。防冻剂的复配虽然是将几种组分混合，但是还是应该从以下几个方面加以关注：