混凝土中防冻剂的作用机理

防冻剂能使混凝土在负温下硬化，并在规定时间内达到足够防冻强度的外加剂。目前，防冻剂品种适用于0~—15℃的气温，当在更低气温下施工时，应增加其他混凝土冬季施工措施。防冻剂能是一种复合外加剂，又减水组分、引气组分、防冻组分，有时还掺有早强组分等组成。

减水组分的主要功能是减水。减水剂在防冻剂中的作用有三：一，减少水就意味着提高强度，就是提高混凝土的抗冻能力；二，在盐分一定的情况下减少用水量，提高混凝土中自由水中盐的浓度，而其孔隙的细化作用又更进一步降低液相冰点，有利于水化反应进行，提高早起强度；三，降低水结冰对混凝土形成的冻胀力。

引起组分的作用是在混凝土拌合物中，增加微小封密气泡的方法，使气泡像滚珠一样，降低其黏性，减少混凝土与管壁之间的摩阻力，增加施工阶段的润滑性，同时又改善了混凝土硬化后内部的孔结构，能减缓冰晶的冻胀力，从而减少对混凝土内部结构的损伤，并能大幅度提高硬化混凝土的抗冻能力。

防冻组分是指一种使混凝土拌合物在负温环境下不受冻害的化学物质。有许多无机盐和若干有机物都有防冻功能，其作用方式可以分成三类：一类是与水有很低的共熔温度，具有能降低水的冰点而使混凝土在负温下仍在进行水化作用，如亚硝酸钠、氯化钠。可是一旦用量不足或气温太低，仍然会造成冻害。另一类是既能降低水的冰点，也能使含该类物质的冰的晶格构造严重变形，因而无法形成冻胀应力而破坏水化矿物构造使混凝土强度受损，如尿素、甲醇。用量不足时，在负温下强度停止增长，但转正温后对最终强度无影响；第三类是，虽然水溶液有很低的共熔温度，但不能使混凝土中的水的冰点明显下降。它的作用在于直接与水泥发生水化反应而加速混凝土凝结硬化，有利于混凝土强度发展，如氯化钙、碳酸钾。

微量的早强组分虽然不参与水泥的水化反应，但能起到催化作用，能加速水泥中的矿物水化形成钙矾石的过程，从而使混凝土在较短的时间内形成强度骨架，尽快达到抗冻临界强度，增强混凝土抵御冻害的能力，更重要的是，早期的水化反应速度的加快，使混凝土内大部分自由水变成不结冰的化合水，从而减少混凝土的冻害。