亚硝酸钠(NaNO₂)是混凝土的抗冻外加剂,做为溶质溶解于水(溶液)中,形成亚硝酸钠的电解质水溶液。凡电解质水溶波,其冰点与溶液浓度成正比。即溶液的浓度越高,冰点降低值越大。
混凝土拌和水掺入亚硝酸钠后,亚硝酸钠的溶液随气温的降低,溶液的热量大量散发,溶液温度相应下降。当温度降低至溶波冰点时,水开始由液相变为固相(冰)析出,若温度继续下降,冰的析出量增加,水相应减少,溶液浓度增大,其冰点继续降低。所以负温混凝土中的水分同普通混凝土中的水分结冰特点是不同的,掺有抗冻剂的混凝土结冰时的温度要比纯水温度低得多,而且其溶液浓度随温度变化而变化。
若气温继续下降,当降低至溶液中的水和液质(NaNO₂)同时析出时的温度,称为该溶液的“最低共溶温度”(亚硝酸钠溶液的最低共溶温度为-19.6℃)。当溶液温度低于该温度时,溶液中的水将全部结冰析出,这就意味着混凝土冻结的开始;当溶液的温度低于冰点而又高于共溶温度时,仅有部分析出结冰,其剩余部分仍处于液相状态,在这种情况下,混凝土还可继续硬化。如亚硝酸钠溶液的冰点为一8℃左右时,大部分的水仍处于液相状态,仅有少量结冰,即使在-10℃以下,混凝土仍能继续硬化,而不致冻坏。工程上常以亚硝酸钠为抗冻剂,以硫酸钠为早强剂,配制成“亚硝酸钠硫酸钠复合外加剂”,用于负温混凝土,取得了良好的效果。