冬期“防冻”混凝土配合比的设计导向及试配验证
冬期“防冻”混凝土配合比的设计导向及试配验证
本文选自《商品混凝土》杂志2023年第11期，介绍了在试验室条件下模拟的冬期混凝土拌制试验。从“防冻混凝土”原材料的选用、配合比设计导向等方面采取了相应的技术措施，并通过试验验证了这些技术措施的有效性，并提出了生产供应方面的措施。
我国地域辽阔，各地冬季气温相差很大；国家行业标准JGJ/T 104—2011《建设工程冬期施工规程》中规定：当室外日平均气温连续5d稳定低于5℃即将进入冬期施工，混凝土的配制宜采用硅酸盐或普通硅酸盐水泥，最小水泥用量不宜低于280kg/m3，水胶比不宜大于0.55；根据威海多年气象资料统计，从当年11月中旬至来年2月下旬，日平均气温在-8～5℃ 范围。关于冬期施工的“防冻混凝土”配合比的设计方法和具体程序，目前还没有相应的标准和规范作系统性的指导。
结合本地冬期气温环境，通过试验，验证“防冻混凝土”在原材料选用、配合比设计导向等方面采取的技术措施的有效性，并提出了生产供应方面的措施，以保证冬期环境下混凝土的正常供应和施工质量。
原材料的选用
（1）水泥：采用烟台山水42.5普通硅酸盐水泥，性能见表1。
（2）矿渣粉：采用鞍钢S95级粒化高炉矿渣粉，性能指标见表2。
（3）粉煤灰：采用威海华能电厂F类II级粉煤灰，细度21.8%，需水量比103%，烧失量7.5%。
（4）骨料：人工砂，石粉含量3.5%，压碎值指标18%，细度模数2.7；普通碎石，5～25mm连续级配。
（5）外加剂：山东华泉早强防冻型混凝土泵送剂，减水率20%，固含量18.5%。
配合比设计导向
依据JGJ 55—2011《普通混凝土配合比设计规程》，在常规混凝土配合比设计的基础上，采取以下技术线路：
（1）在满足胶凝总量、保持水胶比不变的条件下，适当提高水泥用量，降低掺合料用量，调整范围为10%～15%，以提高水泥的水化放热量，加快混凝土的早期强度发展。
（2）在砂、石总量不变的前提下，适当提高砂率，调整范围为1%～2%，以提高混凝土的密实度。
（3）采用防冻泵送剂的最佳掺量，控制或降低混凝土水胶比，以保证水泥等胶凝材料在低温环境下正常水化，促使强度发展。
（4）在满足施工浇筑的条件下，掌握低温环境下混凝土坍落度经时损失小的特点，采用较小的混凝土出厂和施工坍落度，控制或降低单方混凝土用水量，保证混凝土各龄期强度的提高。
混凝土的试配
设计混凝土的坍落度为(200±20)mm，混凝土各种材料的试配用量见表3，其工作性能见表4。
混凝土试拌后，各组配合比至少留置两组标准试件，尺寸为150mm×150mm×150mm，做混凝土强度测试用。
混凝土成型试件的低温试验及抗压强度检验结果
将成型的混凝土试件（带模）放入预先设置在-5℃的混凝土低温冷冻试验箱内，然后将调整“旋钮”调到-9℃位置，进入降温阶段，并观察试件的凝结硬化情况。
经过20h15min分钟的低温冷冻，经观察，混凝土试件正常凝结、表面完好、无异常冻坏现象；在试验室里放置3小时后进行脱模（试块完好无损），并放入标养室进行标准养护，按所需龄期进行抗压强度检验，结果见表5。
试验结论
该混凝土在所处的低温环境中能正常凝结硬化，体现了所使用的防冻泵送剂能大幅度降低了水的冰点、保持水泥等胶凝材料在负温环境下正常水化的作用，从而预防和避免混凝土早起受冻现象的发生。经过低温环境下的混凝土硬化后，相关龄期的抗压强度达到了设计和试配要求，从而满足了95%的混凝土结构强度的保证率。
生产供应相关措施
混凝土在生产和运输过程中，适当延长搅拌时间，保证外加剂性能的有效释放和拌合物的匀质性；搅拌车罐体采用棉垫包裹，以防止拌合物在运输过程中热量的散失；施工成型后，加强结构的保温、防冻等措施，可有效保证冬施混凝土结构工程的质量。
参考文献
[1] JGJ/T 104—2011．建筑工程冬期施工规程[S]．
[2] JGJ 55—2011．普通混凝土配合比设计规程[S]．