1．工艺特点
将拌合水预先加热，必要时砂子也加热，使经过搅拌后的混凝土于出机时具有一定的零上温度。在拌合物中加入防冻剂，混凝土浇筑后不再加热，仅做保护性覆盖以防止风雪侵袭。混凝土终凝前，其本身温度即已降至0℃，并迅速与环境气温相平衡。混凝土就在负温中硬化。 2．适用范围
可用于零星的、不易蓄热保温也不易采取加热措施，并对强度增长速度要求不高的结构，如圈梁、过梁、挑檐、雨篷、地面和梁柱接头等。硬化时混凝土本身的温度在0～-10℃之间。
3．作用机理
根据拉乌尔定律，当水中溶入了不挥发的物质后成为溶液，水的蒸汽压下降造成溶液的冰点降低。当温度降至该溶液的冰点时，溶液中开始有冰析出，此时溶液的浓度升高，冰点相应 降低，当温度继续下降时，溶液的冰点就更低，温度下降至该溶液的最低共熔点时，溶液中的水才全部成固态随溶剂晶体一道析出。由于溶液具有这种性质，因此在混凝土中加入适当的防冻剂后，在一定的负温条件下，可以使含冰率控制在10%以内，而大部分拌合水仍为液相，可以与水泥起水化反应，使混凝土的强度逐渐增长。
4．防冻剂的组成
防冻剂通常由防冻组分、早强组分和减水组分复合而成。
防冻组分是防冻剂的核心成分，由它来保证混凝土中液相水的存在，常用的种类见表1。
防冻组分 表1
距离保护
名称 | 化学式 | 析出固相共熔体时 | 附注 |
浓度（g/100g水） | 温度（℃） |
食盐 | NaCl | 30.1 | -21.2 | 致锈 |
氯化钙 | 背心袋生产设备CaCl2 | 42.7 | -55 | 致锈 |
亚硝酸钠 | NaNO2 | 61.3 | -19.6 | |
硝酸钠 | NaNO3 | 58.4 | -18.5 | 光固化打印机 |
硝酸钙 | Ca（NO3）2 | 78.6 | -28 | |
乙酸钠 | CH3COONa | | -17.5 | |
碳酸钾 | K2CO3 | 56.5 | -36.5 | |
尿素 | （NH2）2CO | 78 | -17.6 | |
氨水 | NH4OH | 161 | -84 | |
甲醇 | CH3OH | 212 | -96 | |
| | | | |
早强组分用来促进水泥的硬化，常用的种类见表2。
早强组分 表2
名称 | 化学式 | 掺量占水泥（%） | 相对早强效果（％） |
f1 | 多肽修饰f3 | f7 |
（空白） | | | 100 | 100 | 100 |
硫酸钠 | Na2SO4 | 2 | 138 | 143 | 122 |
三乙醇胺 | C6H15O3N | 0.04 | 147 | 136 | 125 |
硫代硫酸钠 | 杯芳烃Na2S2O3 | 2 | 147 | 128 | 98 |
| | | | | |
注：相对早强效果，均以空白标养试件为基准的标准养护下的龄期分别为1、3、7d的抗压强度之比。
减水组分用来减少拌合水量，从而降低混凝土中的含冰量，提高混凝土的密实度和抗冻害能力。减水组分宜选用萘系高效减水剂，如FDN。
投票机防冻剂的参考配方如表3。在选择防冻剂配方时，可以取混凝土自浇筑之时起5昼夜内的预计平均气温作为硬化温度（防冻剂的规定温度）来选择防冻剂配方。
防冻剂参考配方 表3
水泥品种 | 硬化温度（℃） | 配方（％） |
普通水泥 | -10 | 亚硝酸钠（13.4）＋硫酸钠2＋FDN 0.75 亚硝酸钠（6.1）＋硝酸钠（9.7）＋硫酸钠2＋FDN 0.75 尿素（7.3）＋硝酸钠（8.5）＋硫酸钠2＋FDN 0.75 |
-5 | 亚硝酸钠（6.9）＋硫酸钠2＋FDN 0.75 亚硝酸钠（3.4）＋硝酸钠（5.7）＋硫酸钠2＋FDN 0.75 尿素（4.5）＋硝酸钠（5.7）＋硫酸钠2＋FDN 0.75 |
0 | 亚硝酸钠（3.2）＋硫酸钠2＋木钙0.25 尿素（4.4）＋硫酸钠2＋木钙0.25 食盐（4.4）＋硫酸钠2＋木钙0.25 |
矿渣水泥 | -5 | 亚硝酸钠（9.0）＋硫酸钠2＋FDN 0.75 亚硝酸钠（4.4）＋硝酸钠（6.6）＋硫酸钠2＋FDN 0.75 尿素（6.6）＋硝酸钠（6.6）＋硫酸钠2＋FDN 0.75 |
0 | 亚硝酸钠（3.1）＋硫酸钠2＋木钙0.25 尿素（4.1）＋硫酸钠2＋木钙0.25 食盐（4.1）＋硫酸钠2＋木钙0.25 |
| | |
注：1.配方中括号内数字为占拌合水量的百分数，其余为占水泥用量的百分数。
2.食盐配方仅用于无筋混凝土，其余均可用于钢筋混凝土。
5．商品防冻剂的选择
（1）外加剂厂生产的防冻剂，必须符合行业标准《混凝土防冻剂》（JC475）的要求。防冻剂按规定温度分为-5℃、-10℃和-15℃三种。规定温度是指掺有防冻剂的混凝土拌和物，成型后在恒定的负温条件下的硬化温度。
（2）工地应根据混凝土浇筑后5d内的预计日最低气温来选用防冻剂。当预计日最低气温为-5～-10℃、-10～-15℃和-15～-20℃时，宜分别采用规定温度为-5℃、-10℃和-15℃的防冻剂。当预计日最低气温为0～-5℃时，可采用早强减水剂并用保温材料覆盖。
6．负温混凝土的物理力学性能
表4是一组负温混凝土各项性能的试验结果，从表中可以看出，在混凝土中加入适当的防冻剂后，虽经冷冻，其各项物理力学性能均不低于同样配合比的空白标准养护的混凝土。不
加防冻剂的混凝土，即使将混凝土强度等级从C20提高到C30，经过冷冻以后，尽管抗压强度可以达到C20的要求，但抗渗、粘结力等性能仍相当低劣，弹性模量也有所下降。因此在施工中单纯采取提高强度等级的办法，用混凝土遭冻后的残余强度来满足设计要求，是不能保证工程质量的。
负温混凝土性能 表4
注：编号1～3，空白标准养护28d抗压强度为21.5MPa；编号4空白标准养护28d抗压强度为33.7MPa。
7．施工方法
（1）负温混凝土应优先选用42.5级或42.5级以上的普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，尤其应优先选用早强快硬水泥，严禁使用高铝水泥。
（2）砂石材料必须清洁。不得含有冰雪和冻块，也不得含有活性骨料和能冻裂的物质。
（3）防冻剂应先溶解于水，配制成溶液，然后投入搅拌。配制硫酸钠溶液的水温应保持30～50℃，浓度不宜大于20％。如温度降低而发生结晶沉淀时，应再加热搅拌待完全溶解后方可使用。
（4）防冻剂如以干粉状态直接投入搅拌时，应在事先与较多量的载体（如粉煤灰）混拌均匀，方可使用。如受潮结块，应磨碎并通过0.63mm的筛后方可使用。
（5）负温混凝土的坍落度，应严格控制在1～3cm之间。
（6）混凝土拌合物的出机温度不宜低于10℃，浇筑成型后的温度不宜低于5℃。在有条件时，应尽量提高混凝土的温度，并尽量延长混凝土在成型后保持正温的时间。
（7）混凝土浇筑后，其裸露表面应立即用塑料薄膜覆盖保护以防止脱水。如构件的表面系数大于18，而硬化温度又在-8℃以下时，构件浇筑后还须用保温材料围护1d，以延长其保持正温的时间。
（8）掺有防冻剂的混凝土，当环境温度降至预计温度以下前，混凝土必须达到抗冻临界强度：当最低气温不低于-10℃时，混凝土抗压强度不得小于3.5MPa；当最低气温不低于-15℃时，混凝土抗压强度不得小于4.0MPa；当最低气温不低于-20℃时，混凝土抗压强度不得小于5.0MPa。
（9）防冻剂在使用前，应对照质量标准进行系统检验。防冻剂的配方确定以后，在施工过程中仍要对外加剂进行抽样检查。用于钢筋混凝土中的外加剂，更应经常抽查其氯离子含量，某些化工产品有时含有大量氯化物，应严加防范以免引起钢筋锈蚀。
（10）各种外加剂要分别包装堆放，避免混淆和散失。有毒物品（如亚硝酸钠）更应加强保管，以免发生意外事故。
