(1)常用盐类
① 亚硝酸钠
在各种常用的防冻组分中,亚硝酸钠的防冻效果较好,其最低共熔点是-19.6℃,作为防冻组分可以在不低于-16℃的环境条件下使用,其掺量为水泥重量的5%~10%。亚硝酸钠易溶于水,在空气中会潮解,与有机物接触易燃烧和爆炸,有毒性(人致死量为2g)。
② 亚硝酸钙
亚硝酸钙为透明的、无色淡黄色单斜晶系人工矿物,常带两个结晶水,常温下吸湿潮解,常与吸湿性更大的硝酸钙共生,最低共溶温度为-28.2℃。其防冻增强效果,在掺量4%以下时,优于亚硝酸钠,但与水泥的适应性较差。
③ 氯化钙
氯化钙为无色、白色或浅白色立方晶体,味微苦,无臭,密度为2.15g/cm3。氯化钙易溶于水,同时放出大量的热,与水有很低的共溶温度,是良好的防冻剂,同时又具有十分显著的早强效果。但掺氯化钙混凝土的收缩变形较大,后期强度发展较慢,甚至降低后期强度,对混凝土的耐久性不利,所以其使用范围受到了较大的限制。
④ 其他盐类
其他常用盐类防冻组分主要有硝酸钠、硝酸钙、氯化钠、碳酸钾、硫代硫酸钠、氨水、尿素、硫酸钠、乙酸钠及草酸钙等。
(2)常用有机物(醇类)
研究证明,有机醇类物质,如甲醇、乙二醇、三乙醇胺用作防冻组分应用于配制冬期施工用防冻剂具有较好的防冻效果。
① 甲醇
甲醇又称为木精,是易燃和易挥发的无色刺激性液体,在水中溶解度很高且不随温度降低而减小,水溶液的低共熔点为-96℃,工业上主要用于制甲醛、香精、染料、医药、火药、防冻剂等。研究结果表明:掺入混凝土中不会产生缓凝;掺甲醇类防冻剂的混凝土虽然在冻结条件下强度增长很慢,但转正温后增长较快。
② 乙二醇
乙二醇又称甘醇,是无色、无臭、有甜味、黏稠液体,在水中溶解度很高且不随温度降低而减小,水溶液的低共熔点为-9.9℃,工业上主要用于制造树脂、增塑剂、合成纤维、化妆品和炸药,并用作溶剂、配制发动机的抗冻剂,在混凝土中应用较少,其水溶液特性见表3-124。研究表明,乙二醇作为防冻组分与防冻剂复合使用后具有较好的防冻增强效果,符合标准对混凝土强度发展的要求。
③ 三乙醇胺
三乙醇胺又称三(2-羟乙基)胺,是无色黏稠液体,常作为早强剂在混凝土中得到了广泛应用。三乙醇胺的早强作用是由于其能促进C3A的水化,三乙醇胺中的N原子有一对共用电子,很容易与金属离子形成共价键,发生络合,与金属离子形成较为稳定的络合物,这些络合物在溶液中可形成许多可溶区,从而提高了水化产物的扩散速率。可以缩短水泥水化过程中的潜伏期,提高早期强度。此外三乙醇胺对C3S、C2S水化过程有一定的抑制作用,这又使得后期的水化产物得以充分的生长、密实,保证了混凝土后期强度的提高。笔者将三乙醇胺与防冻剂复合使用后,发现三乙醇胺具有一定的早期辅助防冻增强效果,但后期强度损失较大。
④ 其他有机物
其他可作为防冻组分的有机物主要有乙醇、二甘醇、甘油、有机硫化物等,其中二甘醇常用作汽车发动机防冻剂。