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，这也是防冻剂的突出特点。
多为一些有降低冰点作用的无机盐，在连续降温过程中保持商品混凝土内始终有一定液相水存在，使水泥水化能持续进行。
温度升高，水化作用加快，强度增长加快，而当温度降低到0℃时，存在于商品混凝土中的水有一部分开始结冰，逐渐由液相(水)变为固相(冰)，这时参与水泥水化作用的水减少了，水化作用减慢，强度增长相应变慢。温度继续降低，商品混凝土强度不再增长。
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;
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