針對高原高寒地區混凝土施工期受凍害問題，提出采取室內試驗和現場驗證的方式，研究防凍劑對干硬性混凝土力學性能的影響。研究結果表明，防凍劑具有降低冰點、促進早期硬化的作用，有利于提高早期強度；摻防凍劑混凝土需要早期預養，否則會影響防凍劑效果。通過論證，摻防凍劑的現場混凝土強度滿足設計要求，且應用效果較好。

　　關鍵詞：高原高寒；防凍劑；干硬性混凝土；力學性能

　　〇前言

　　針對某工程地處高原高寒地區，全年中有５個月氣溫低于〇°Ｃ、有８個月氣溫低于５°Ｃ，冬季最低氣溫處于－１５￣－２０°Ｃ、最高氣溫處于１０￣１５°Ｃ，晝夜溫差大。混凝土施工期受凍融破壞是該工程亟需解決的關鍵問題，摻防凍劑是冬季施工保證混凝土質量的主要手段。普通混凝土受凍后，內部結構受到破壞，強度損失較大，但摻入防凍劑后，強度損失則變得很小。這一現象與防凍劑具有降低冰點、促進硬化、降低抗凍臨界強度（混凝土抵抗凍害的最小強度）的功能有關［１＿３］。換言之，由于防凍劑可降低混凝土中孔溶液的冰點，混凝土在負溫下也可以進行緩慢的水化，盡快形成混凝土孔結構，并具有一定的早期抗凍強度。如巴恒靜等［４＿５］研究表明，在－１５°Ｃ下，摻入３％￣５％（占膠材用量，下同）的防凍劑可降低混凝土２５％￣２８％的抗凍臨界強度；對哈爾濱地區－３￣－２６°Ｃ自然變負溫條件下，對摻與不摻防凍劑的混凝土性能進行了研究，結果表明，摻３％防凍劑混凝土各齡期強度比不摻防凍劑時提高２０％以上。江守恒等［６］研究了摻與未摻防凍劑混凝土預養不同時間凍融后相對動彈模變化，結果表明，摻加防凍劑比未摻防凍劑的混凝土提前４８ｈ達到抗凍臨界強度。面對高原高寒地區低平均氣溫、高頻凍融、干燥的復雜自然環境和工期緊張的施工條件，針對用水量少、水膠比低（〇．３８￣０．４２）、維勃稠度４￣１０ｓ的干硬性混凝土，在摻加了防凍劑之后其最終性能能否滿足設計要求，值得進一步研究。

　　１試驗

　　１．１原材料

　　水泥：Ｐ０４２．５低堿水泥。水泥比表面積為３２５ｍ２／ｋｇ，２８ｄ抗壓強度為５０．２ＭＰａ，２８ｄ抗折強度８．５ＭＰａ０細骨料：機制砂，細度模數為３．０，屬中砂。粗骨料為花崗質初糜棱巖碎石，分為３種粒徑：小石（５．０￣１０．０ｍｍ）、中石（１０．０￣２０．０ｍｍ）和大石（１６．０￣３１．５ｍｍ）。小、中、大石按１：２：７比例混合，獲得的合成級配符合ＭＨ５００６—２０１５《民用機場水泥混凝土面層施工技術規范》［７］的粗骨料上下限要求。外加劑：高效減水劑、引氣劑、防凍劑。防凍劑混凝土Ｒ＿７抗壓強度比為３９％，Ｒ＿７＋２８抗壓強度比為１０９％，符合ＪＣ町５—２〇〇４《混凝土防凍劑》［８］的合格品要求。

　　１．２試驗內容

　　（１）直接受凍的負溫條件下，對比摻和不摻防凍劑砂漿早期強度，以考察防凍劑的早期強度防凍害效果。砂漿試驗需說明的是，砂漿模擬混凝土配合比按照同樣的膠材與砂比例進行配制。（２）室內試驗研究了防凍劑對混凝土力學性能的影響：對比測試了摻防凍劑混凝土在低溫和負溫條件下的早期強度，以考察防凍劑混凝土是否需要早期預養。對比測試防凍劑混凝土預養１ｄ、２ｄ的Ｒ＿７＋２８ｄ混凝土強度，以考察預養時間對防凍劑混凝土的影響。（３）室內模擬現場養護溫度，試驗測試了防凍劑混凝土力學性能。（４）基于上述室內研究成果，開展防凍劑混凝土性能的現場應用驗證。

　　２試驗結果與討論

　　２．１砂漿試驗

　　砂漿先在２０°Ｃ養護６ｈ，再按照表１的養護條件進行養護。砂漿配合比及強度結果見表１。與標準養護（２０°Ｃ）相比，負溫在－５°Ｃ下，不摻防凍劑，砂漿抗壓強度降低了９５％，沒有抗折強度；負溫在－５°Ｃ下，摻防凍劑后，砂漿抗壓強度降低了５６％，抗折強度降低了６８％。由此說明，直接受凍條件下，摻防凍劑是有效的，利于提高早期強度以防凍害；負溫對摻防凍劑砂漿抗折強度的影響比抗壓強度大。

　　２．２混凝土試驗

　　分別在負溫－５°Ｃ和低溫５°Ｃ的條件下養護混凝土，摻防凍劑的混凝土早期強度試驗結果見表２。低溫在５°Ｃ下，防凍劑摻量３％，其混凝土７ｄ抗壓強度達到標準養護的９０％、７ｄ抗折強度達到標準養護的８３％；負溫在－５°Ｃ下，即使防凍劑摻量增加至６％，其混凝土７ｄ抗壓、抗折強度僅達到標準養護的一半。試驗結果表明，與低溫相比，在直接受凍的負溫條件下，盡管增加防凍劑摻量，早期強度的降低幅度仍較大。由此說明，摻防凍劑混凝土需要一定的早期預養，這樣才能更好地發揮防凍劑效果。預養１ｄ、２ｄ防凍劑混凝土強度試驗結果見表３，混凝土配合比同表２。試驗結果表明，與１ｄ相比，負溫在－２°Ｃ下預養２ｄ，混凝土抗折強度Ｒ＿７提尚了６％，Ｒ＿７＋２８提尚了１９％；負溫在－１５°Ｃ下，混凝土抗折強度Ｋ＿７提尚了１９％，Ｒ＿７＋２８提尚了１１％。可見，受凍之前預養時間越長，防凍劑混凝土強度越尚。從表３還可看出，要達到標準養護強度的９０％，摻防凍劑混凝土需常溫預養２ｄ。

　　２．３防凍劑的現場應用

　　�墸叮�０ＭＰａ，滿足設計強度５．０ＭＰａ要求。２．３．１現場混凝土配合比。�墸玻�３．２模擬現場養護的防凍劑混凝土抗折強度。防凍劑混凝土現場施工配合比見表４。從拌合�壐鶕�現場溫度監測結果，澆筑３ｄ內混凝土溫樓取樣１６組混凝土，其混凝土抗折強度平均值為�壎葹椋保埃�２４°Ｃ，棉被保溫期間５？１０°Ｃ。為了模擬８９現場混凝土溫度，室內２０°Ｃ預養３ｄ，再置于現場同條件保溫養護。摻防凍劑混凝土抗折強度試驗結果見表５。結果表明，與不摻防凍劑相比，摻防凍劑混凝土７ｄ、２８ｄ抗折強度明顯提高；摻防凍劑的混凝土２８ｄ強度超過設計要求５．０ＭＰａ，而不摻防凍劑的不滿足設計強度要求。由此說明摻防凍劑是有效的；防凍劑摻量即使提高至６％，混凝土抗折強度卻沒有提高，可見防凍劑摻量３％即可。

　　３結論

　　（１）砂漿試驗結果表明，不預養、負溫受凍條件下，摻防凍劑是利于提高砂漿早期強度；負溫對防凍劑砂漿抗折強度影響比抗壓強度大。（２）混凝土試驗結果表明，摻防凍劑混凝土需要一定的早期預養，使受凍前混凝土具有一定的強度，只有這樣才能更好地發揮防凍劑效果。（３）現場應用表明，摻防凍劑的現場混凝土抗折強度滿足設計要求，應用效果較好。（４）現場澆筑結果表明：適宜摻量的防凍劑，可延長每天施工時間２ｈ，延長冬季施工工期１５ｄ。該試驗結果適用于高寒地區、工期較緊的工程，可保證混凝土施工質量和施工進度。

　　參考文獻：

　　［１］王曦東，董建忠，王利峰，等．防凍劑對混凝土性能影響的研究現狀［ＪＬ公路交通科技（應用技術版），２０１３（１２）：１９８－２０１．

　　［２］王稷良，孫小彬，楊志峰．防凍組分對水泥混凝土性能的影響研究［ＪＬ硅酸鹽通報，２０１４（１２）：３３３１－３３３７．

　　［３］劉浪濤，邵式亮，許金余，等？混凝土防凍劑的研究進展［Ｊ］？材料導報，２０１５（１３）：１０５－１１０．

　　［４］巴恒靜，張惠，趙亞丁．早期受凍對混凝土強度的影響［Ｊ］．低溫建筑技術，２００５（６）：１－３．

　　［５］巴恒靜，楊英姿，馮奇．負溫混凝土抗凍性的研究［Ｊ］．建筑技術，２００２（１０）：７３４－７３５．

　　［６］江守恒，董淑慧，朱衛中，等．基于抗壓強度的負溫混凝土受凍臨界強度研究［Ｊ］？混凝土與水泥制品，２０１９（８）：８－１０．

　　［７］中國民用航空局．民用機場水泥混凝土面層施工技術規范：ＭＨ５００６—２０１５［Ｓ］？北京：中國民航出版社，２０１５．

　　［８］中華人民共和國國家發展和改革委員會？混凝土防凍劑：ＪＣ４７５—２００４［Ｓ］．２００４．

　　作者:鄧旭艷 茍萬康 丁慶