什么是泵送防冻剂?

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，称为防冻剂。泵送防冻剂则是由高效减水组分、保塑组分、防冻组分、引气组分，有时还掺有早强组分、阻锈组分等，满足泵送剂和防冻剂指标的外加剂。混凝土中加入泵送防冻剂后，使混凝土在负温下具有可泵性，并避免冻害。因此，泵送防冻剂的配制难度要比防冻剂大得多。

混凝土泵送防冻剂标准是怎样的?

目前，我国国标中暂无泵送防冻剂标准。北京市地方标准DBJ01-61-2002《混凝土外加剂应用技术规程》规定泵送防冻剂受检混凝土初始坍落度为(210±10)mm,坍落度保留值30min不小于120mm;60min不小于100mm,其余指标同JC475。

泵送防冻剂的各组分。

1.减水组分

水是混凝土冻害的根源，因此冬期施工，减水组分的减水率要尽可能高，以减少混凝土中游离水。减水越多，混凝土早期强度也越高，这就大大缩短了混凝土达到允许受冻临界强度的时间，提高了混凝土胶孔比、密实性、抗渗性、耐久性和对钢筋的握裹力。因此，配制泵送防冻剂时减水率必须比常温下要高。

2.防冻组分

(1)防冻剂的分类

1)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能进行水化的作用，如亚硝酸钠、氯化钠等。这种防冻剂一旦用量不足或环境温度过低，会造成混凝土冻害，降低其最终强度。

2)既能降低水的冰点又能使含该物质的冰晶格构造严重变形，因而无法形成冻胀应力而破坏水化产物结构，使混凝土强度不受损，这一类属冰晶干扰型，如尿素、甲醇、乙二醇、乙醇胺等。

3)其水溶液具有很低的共熔温度，但却不能明显降低混凝土中水的冰点，它的作用在于能使混凝土加速凝结硬化，尽早达到临界强度。如氧化钙、碳酸钾等，因其掺入混凝土中会造成坍落度经时损失增大，故不能用在预拌混凝土中。

(2)预拌混凝土选用防冻组分的几点要求

1)降低冰点效果好。

2)与泵送剂复合后，不会造成混凝土较大的经时损失。

3)混凝土在负温下尽可能强度增大快一点，满足施工进度的要求。

4)对混凝土长期性能、耐久性无负面影响。

5)对人体及环境无害。

6)价格合理、使用方便。

(3)常用的防冻组分 常用防冻组分主要特点见表2-21.常用防冻组分混凝土强度见表2-22。

下面分述各类常用防冻组分的性能特点。

1)硝酸钙。硝酸钙无色透明、无毒、在水中速溶，极易吸湿潮解，防冻效果好，可提高混凝土孔结构的密实性。但其在负温下强度增长极慢，有效降低冻点时掺量较大。当其与尿素摩尔比达4:1时，低温硬化增强效果有所改善。掺硝酸钙的混凝土和易性较亚硝酸钙好，低温下坍落度损失较亚硝酸钙小。在泵送混凝土中可在入泵前掺入胶结料质量的0.5%~1%,运输车快转3min,即可溶解泵送。在泵送防冻剂中，掺量不宜大于胶结料质量的1.0%。据一些资料介绍，在泵送防冻剂中掺入适量焦磷酸钠，可解决硝酸钙的经时损失问题。

2)硫代硫酸钠。硫代硫酸钠又称海波、大苏打，为无色透明略带黄色晶体，溶于水，对水泥有塑化作用，不腐蚀钢筋，且能使混凝土早强。一般掺量为水泥质量的0.5%~1.5%,掺量过大时，混凝土后期强度降低。硫代硫酸钠0℃砂浆强度增长率见表2-23。

硫代硫酸钠在大连地区较多使用。

3)尿素。易溶于水、易吸湿、无色晶体，对混凝土有塑化和缓凝作用。单掺尿素的混凝土在正温条件下，强度增长稍高于基准混凝土5%,在负温下可高达4~6倍。掺尿素的混凝土在自然干燥过程中表面会析盐(表面有白色粉状物)影响建筑物美观，且掺量不能超过水泥质量的4%。其在封闭环境下会散发出刺鼻臭味，影响人体健康，因此，近年来已不被采用。

4)甲醇。甲醇又称木精，是一种易燃、易挥发、无色刺激性液体。在水中溶解度很高，掺入混凝土中不缓凝，在负温下强度增长很慢，转入正温后强度增长较快。掺甲醇混凝土强度增长程度见表2-24。

由于其易燃、易挥发，掺入后混凝土坍落度经时损失大，故很少应用。

5)氯化钠。氯化钠早强防冻效果较好，价格低廉，但因会引起钢筋锈蚀，且氯盐在混凝土中反复潮解和结晶，产生体积膨胀，降低混凝土耐久性，因此极少采用。

6)亚硝酸钠。亚硝酸钠是较为广泛采用的一种防冻组分，可在混凝土硬化温度不低于-16℃时使用。易溶于水，在空气中潮解，与有机物接触易燃易爆，有毒(人致死量为2kg),有阻锈作用，可在氯盐阻锈型复合防冻组分中应用，当氯盐掺量为水泥质量的0.5%-1.5%时，NaNO2:NaCI>1:1(质量比，后同);氯盐掺量达1.5%~3%时，NaNO2:NaCI>1.3:1.亚硝酸钠对混凝土有塑化作用，有时可能会增大混凝土泌水性。掺量大于4%时，混凝土后期强度会下降。

根据国内资料介绍，掺NaNO2的负温硬化混凝土，抗渗性有所降低。因此有抗渗要求的混凝土，早期受冻时混凝土的临界强度应达到设计强度的30%以上。

NaNO2每kg含碱0.449kg,NaCl:NaNO2=1:1时，每kg含碱0.486kg。使用者可据此计算外加剂中的碱含量。

7)亚硝酸钙。亚硝酸钙是无色、透明或略带黄色的人工矿物，常温下易吸湿潮解。防冻增强效果在掺量4%(质量分数)以下时较亚硝酸钠好，但掺入混凝土中和易性差。对钢筋有阻锈作用。在负温下强度增长极慢，混凝土几乎处于休眠状态。因此，目前在严寒的黑龙江省极少采用，处寒冷地区白天仍有正温的地区可采用。其作防冻剂掺量不宜大于2%(质量分数),而且应选择与其相容性好的调凝剂，否则混凝土经时损失很大。

8)乙二醇。乙二醇是一种无色液体，一般含固量为35%(质量分数),其不仅可降低水的冰点，而且可干扰混凝土中冰晶格构造，使混凝土强度不受损。掺入泵送防冻剂中，可在环境温度-10℃以内防止混凝土受冻害。一般掺量为胶结料质量的0.08%~0.1%,其负温下强度较低，这是醇类防冻剂的一个共同缺点，目前多与亚硝酸钠复合使用，以提高早期强度。9)乙醇胺。乙醇胺是无色液体，其不仅可降低水的冰点，而且可干扰混凝土中冰晶格构造，一般掺量为胶结料质量的0.08%时，防冻效果较好。使用时要注意不能和硝酸钙复合，否则二者化学反应会放出气体，降低混凝土强度。

10)氨水。氨水是氢氧化铵和氨的混合液，有刺鼻臭味。氨水有较强缓凝性，但能提高混凝土抗冻性和抗渗性，对钢筋有阻锈作用。由于它对皮肤有刺激性，故仅可用于人们不居住环境中的混凝土作防冻剂。

以上各种防冻组分如通过试验同时掺加，当它们之间无化学反应时，则冰点下降量是这些化合物各自降低的叠加。

3.引气组分

引气组分对混凝土冬期施工具有不可忽视的作用。

1)封闭混凝土中微孔，隔断毛细孔，降低混凝土中溶液的冰点。微孔越细，气泡间距越小，溶液冰点越低。混凝土水泥浆中游离水冰点为-1~-1.5℃;孔径为5μm的微孔中游离水，冰点为-5℃;孔径为5nm的微孔中游离水，冰点为-60℃;孔径为1.5nm的微孔中游离水，冰点可降至-70℃。因此冬期施工用泵送防冻剂应采用优质引气剂。

2)空气引入混凝土中，可降低混凝土导热系数，减少混凝土热量损失。

3)由于混凝土中微孔的存在，可使毛细孔中水冻胀时水分向气泡中转移，缓冲水在变相中伴生的体积膨胀力。

4.早强组分

早强组分的掺人，可使混凝土尽快达到抗冻临界强度，防止冻害，也有利于施工单位加快施工速度。但是，相应会带来混凝土坍落度较大的经时损失。因此，必须通过试验来确定采用何种早强剂及其掺量。

5.其他组分

如混凝土泵送剂各组分中有对钢筋锈蚀的组分，则应增加阻锈组分。