冬季混凝土施工防冻剂应用和质量控制的分析
【关键词】冬季施工混凝土；防冻剂；强度等级；温度控制；临界强度
冬期混凝土在北方地区施工只要措施得当仍然继续进行，在冬施的几十年中各地积累了较多的实践经验，也总结出成功的冬施方法。近年来随着建设规模的扩大和冬施理论的发展，防冻剂的研制开发也促进冬施技术的提高。但存在着技术管理人员对冬施技术及所用材料的理解不深、经验缺乏，在施工方法选择、施工防护技术措施要求及对防冻剂的选择应用等方面存在一些具体问题，甚至在理解认识上存在误区。本文从冬季施工程管理和防冻剂应用的具体问题浅要探讨。
1冬施混凝土工程可否不用防冻剂
混凝土结构工程是建筑的主要承受重力的结构，是建筑工程的骨骼主体。在建筑工程施工时与工程质量有关的各方面，即建设单位、设计单位、监理单位、施工单位及安全质量监督站等有关各方，对建筑工程尤其是混凝土工程的质量都比较重视。特别是对冬施混凝土工程的质量控制更是倍加关注，作为施工单位的重要工作来抓。但在工程技术人员中广泛存在几乎相同的想法和要求，就是冬施混凝土工程必须使用混凝土防冻剂，否则将难以施工，其实这是实践认识上的误区。混凝土防冻剂是一种能使混凝土在负温环境下不冻结继续水化，并能在养护条件下达到预期强度的掺合料。在混凝土冬施期间防冻剂能使混凝土在一定温度条件下的临界强度不低于《建筑工程冬期施工规程》（JGJ104-1997）的规定值，保证混凝土不出现冻害质量不受影响。
但是，冬期施工混凝土工程的方法有多种，冬施规程中就指出的有：蓄热法、综合蓄热法、电加热法、暖棚法、蒸汽养护法和负温养护法等几种方法。很容易看出，冬施工程当采用蓄热法、暖棚法、蒸养及电加热法时是不需要防冻剂的。只有采用负温养护和综合蓄热法时才需要根据最低温度来选择掺防冻剂，冬施混凝土工程并非必须使用防冻剂。一些工程技术人员提出冬施混凝土工程必须使用防冻剂，是由于对采用蓄热法和综合蓄热法施工的两种概念混淆不清所致。蓄热法施工时利用水泥水化热的作用，并辅以严密的保温措施，延缓混凝土的冷却使其在正温下凝结硬化，强度达到受冻临界强度的一种施工养护方法。蓄热法施工的关键环节是尽量延长混凝土的正温养护时间，最大限度的保证正温时间的混凝土强度。能保证蓄热法施工混凝土工程质量的一个重要环节是必须进行混凝土的热工计算。通过对混凝土的原材料、搅拌、运输、浇筑温度的计算和蓄热养护过程中的温度计算，确定对原材料加热温度要求、保温覆盖材料选择和围护层的厚度。综合蓄热法是在蓄热法理论的基础上发展起来的，考虑到单纯以蓄热方法难以保证混凝土在一定温度条件下达到临界强度要求的实际，而经过研究应用的一种加入混凝土早强型防冻剂的综合蓄热的方法。
若采用蓄热法施工时混凝土温度在降至0℃之前，其受冻临界强度应符合的要求是：“普通混凝土采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制时，应为设计的混凝土强度标准值的30%，采用矿渣硅酸盐水泥配制的混凝土，应为设计的混凝土强度标准值的40%，但混凝土强度等级为C10及其以下时，不得小于5.0N/mm2”。由于许多混凝土结构体的表面系数较大、环境温度偏低，以及原材料加热和混凝土保温条件不能满足受冻临界强度要求，即蓄热法不能保证养护达到强度时，可另选择用综合蓄热法进行养护。
综合蓄热法施工应选用早强剂或早强型符合防冻剂，掺用防冻剂的混凝土其临界强度按照现行规程可放宽到“当室外最低气温不低于-15℃时不得小于4.0N/mm2；当室外最低气温不低于-30℃时不得低于5.0N/mm2”。防冻剂的正确使用给一些工期紧迫、冬施条件较差的工程，找出一条既能充分利用现有蓄热法施工条件，又掺入混凝土防冻剂作有效保证的双保险方法，为混凝土冬期施工的困难找到有效的捷径。上述介绍可以看出冬施工程采用综合蓄热法加入防冻剂的重要性，也理解到经热工计算满足质量要求时采用蓄热法施工不需要加入防冻剂的合理方面。另外，从混凝土含碱量方面考虑，防冻剂掺量过大无形中会增加混凝土中盐和碱的含量，也能容易引起碱骨料反应的不利因素，将严重影响结构的耐久性。对此，冬施工程不需要使用防冻剂的混凝土工程不应要求掺入防冻剂。
2防冻剂可否无氯盐存在
建材行业混凝土防冻剂标准（JC475-2004）中规定“防冻剂按其成分可分为氯盐类、氯盐阻锈剂类和无氯类”3个类型。3类防冻剂掺入防冻混凝土中的混凝土性能和匀质性两项技术指标，经过检验符合标准要求的应该是合格产品，在混凝土工程中可以使用，在产品检验报告上说明对钢筋有或无锈蚀作用。当对钢筋有锈蚀作用的防冻剂使用在钢筋混凝土工程中会造成钢筋的腐蚀，会影响到结构的耐久性。现行的混凝土结构工程施工验收规范（GB50204-2002）第7.2.2原材主控项目规定：混凝土中掺用外加剂的质量及应用技术应符合现行国家标准（混凝土外加剂）GB8076、（混凝土外加剂应用技术规范）GB50119等有关环境保护的规定；预应力混凝土结构中严禁使用含氯化物的外加剂。当使用含氯化物的外加剂时，混凝土中氯化物的总含量应符合现行国家标准“混凝土质量控制标准”GB50164的规定。从现行国家规范上分析一般非预应力混凝土可以使用含氯盐的外加剂。从经济上看无氯盐类防冻剂一般价格较高，尤其是碳酸盐的防冻剂价格更高，不区分工程性质和重要性一律要求使用无氯盐防冻剂，将会增加工程造价。
冬施规程对引起钢筋锈蚀的氯盐在钢筋混凝土中的掺量控制为掺量不得大于水泥重量的1%，并明确了如湿度大于80%的房间，水位升降部位和受雨淋的结构，与含有酸碱或硫酸盐等侵蚀介质相接触的结构、电解间、直接靠近高压电源的结构、预应力结构等11种建筑工程情况不得掺用氯盐。在不准使用氯盐防冻剂的结构部位施工时，控制不得使用氯盐类和氯盐阻锈类两种防冻剂是非常必要的。其它一般结构部位，一律不准使用含氯盐的防冻剂的必要性是可以放松的，一般钢筋混凝土工程可选用氯盐阻锈类防冻剂，但必须使用时控制氯盐的掺量要符合现行规范的要求。从施工控制方面考虑，强调一定要使用无氯盐的防冻剂会增加工程成本，造成加大工程冬施费用。对此，应根据工程对防冻剂选择应用，在原材料方面也可控制含氯盐量，外加剂只是一个含有氯盐的较小方面，如果盲目追求必须使用无氯盐的防冻剂也是不可取的。
