摘要：针对高原高寒地区混凝土施工期受冻害问题，提出采取室内试验和现场验证的方 式，研究防冻剂对干硬性混凝土力学性能的影响。研究结果表明，防冻剂具有降低冰点、促
进早期硬化的作用，有利于提高早期强度；掺防冻剂混凝土需要早期预养，否则会影响防冻 剂效果。通过论证，掺防冻剂的现场混凝土强度满足设计要求，且应用效果较好。
关键词：高原高寒；防冻剂；干硬性混凝土；力学性能
。前言
针对某工程地处高原高寒地区,全年中有5个月气温低于O。C、有8个月气温低于5°
C,冬季最低气温处于-15--20℃,最高气温处于1 15。（：，昼夜温差大。混
凝土施工期受冻融破坏是该工程亟需解决的关键问题才参防冻剂是冬季施工保证混凝土质量
的主要手段。普通混凝土受冻后，内部结构受到破坏，强度损失较大，但掺入防冻剂后，强
度损失则变得很小。这一现象与防冻剂具有降低冰点、促进硬化、降低抗冻临界强度（混凝
土抵抗冻害的最小强度）的功能有关［1_3］。换言之，由于防冻剂可降低混凝土中孔溶
液的冰点，混凝土在负温下也可以进行缓慢的水化，尽快形成混凝土孔结构，并具有一定的
早期抗冻强度。如巴恒静等［4_5］研究表明，在-15°C下，掺入3%―5%（占胶
材用量,下同）的防冻剂可降低混凝土25%~28%的抗冻临界强度；对哈尔滨地区・3
--26°C自然变负温条件下，对掺与不掺防冻剂的混凝土性能进行了研究，结果表明，
掺3%防冻剂混凝土各龄期强度比不掺防冻剂时提高20%以上。江守恒等［6］研究了掺
与未掺防冻剂混凝土预养不同时间冻融后相对动弹模变化，结果表明，掺加防冻剂比未掺防
冻剂的混凝土提前48h达到抗冻临界强度。面对高原高寒地区低平均气温、高频冻融、干
燥的复杂自然环境和工期紧张的施工条件，针对用水量少、水胶比低（0.38—0.42）、
维勃稠度4-10s的干硬性混凝土，在掺加了防冻剂之后其最终性能能否满足设计要求,
值得进一步研究。
1试验
1.1原材料
水泥：P042.5低碱水泥。水泥比表面积为325m2/kg,28d抗压强度为
50.2MPa#28d抗折强度8.5MPa0细骨料：机制砂，细度模数为3.0,属 中砂。粗骨料为花岗质初糜棱岩碎石，分为3种粒径：小石(5. 10.0mm)、中
石(10. 20.0mm)和大石(16. 31.5mm)。小、中、大石按1:
2:7比例混合，获得的合成级配符合MH5006-2015《民用机场水泥混凝土面
层施工技术规范》［7］的粗骨料上下限要求。外加剂：高效减水剂、引气剂、防冻剂。防
冻剂混凝土R_7抗压强度比为39%，R_7+28抗压强度比为109%,符合JC町
5—2004《混凝土防冻剂》［8］的合格品要求。
1.2试验内容
(1)直接受冻的负温条件下，对比掺和不掺防冻剂砂浆早期强度，以考察防冻剂的早
期强度防冻害效果。砂浆试验需说明的是，砂浆模拟混凝土配合比按照同样的胶材与砂比例
进行配制。(2)室内试验研究了防冻剂对混凝土力学性能的影响：对比测试了掺防冻剂混
凝土在低温和负温条件下的早期强度，以考察防冻剂混凝土是否需要早期预养。对比测试防
冻剂混凝土预养Id、2d的口_7+28€1混凝土强度,以考察预养时间对防冻剂混凝土
的影响。(3)室内模拟现场养护温度，试验测试了防冻剂混凝土力学性能。(4)基于上
述室内研究成果，开展防冻剂混凝土性能的现场应用验证。
2试睑结果与讨论
砂浆先在20°C养护6h,再按照表1的养护条件进行养护。砂浆配合比及强度结果
见表1o与标准养护（20。C）相比，负温在-5。C下，不掺防冻剂，砂浆抗压强度降低
了95%,没有抗折强度；负温在・5。C下，掺防冻剂后,砂浆抗压强度降!氐了56%,
抗折强度降低了68%。由此说明，直接受冻条件下,掺防冻剂是有效的，利于提高早期强
度以防冻害；负温对掺防冻剂砂浆抗折强度的影响比抗压强度大。
2.2混凝土试验
分别在负温-5。C和低温超前止水后浇带5°C自组网电台的条件下养护混凝土，掺防冻剂的混凝土早期强度试验
结果见表2。低温在5。C下，防冻剂掺量3%,其混凝土7d抗压强度达到标准养护的9
陶瓷电热水壶
0%、7d抗折强度达到标准养护的83%货温在-5°C下，即使防冻剂掺量增加至6%,
其混凝土7d抗压、抗折强度仅达到标准养护的一半。试验结果表明，与低温相比,在直接
受冻的负温条件下，尽管增加防冻剂掺量，早期强度的降低幅度仍较大。由此说明，掺防冻
剂混凝土需要一定的早期预养，这样才能更好地发挥防冻剂效果。预养1d、2d防冻剂混
凝土强度试验结果见表3,混凝土配合比同表2。试验结果表明，与1d相比，负温在・2。
C下预养2d,混凝土抗折强度R_7提尚了6%,R_7+28提尚了19%;负温在-
15℃下，混凝土抗折强度K_7提尚了19%,R_7+28提尚了11%O可见，受
冻之前预养时间越长，防冻剂混凝土强度越尚。从表3还可看出，要达到标准养护强度的9
0%,掺防冻剂混凝土需常温预养2d。
2.3防冻剂的现场应用
6.OMPaz满足设计强度5.OMPa要求。2.3.1现场混凝土配合比。
2.3.2模拟现场养护的防冻剂混凝土抗折强度。防冻剂混凝土现场施工配合比见表4。远程遥控
从拌合根据现场温度监测结果，浇筑3d内混凝土温楼取样16组混凝土，其混凝土抗折
强度平均值为度为10—24。C,棉被保温期间5?10℃e为了模拟89现场混凝土
温度，室内2(TC预养3d,宏嘉焊锡再置于现场同条件保温养护。掺防冻剂混凝土抗折强度试验
结果见表5。结果表明，与不掺防冻剂相比，掺防冻剂混凝土7d、28d抗折强度明显提
高；掺防冻剂的混凝土28d强度超过设计要求5.OMPa,而不掺防冻剂的不满足设计
强度要求。由此说明掺防冻剂是有效的；防冻剂掺量即使提高至6%,混凝土抗折强度却没
有提高,可见防冻剂掺量3%即可。
3结论
(1)砂浆试验结果表明，不预养、负温受冻条件下，掺防冻剂是利于提高砂浆早期强
度；负温对防冻剂砂浆抗折强度影响比抗压强度大。(2)混凝土试验结果表明，掺防冻剂
混凝土需要一定的早期预养，使受冻前混凝土具有一定的强度,只有这样才能更好地发挥防
冻剂效果。(3)现场应用表明，掺防冻剂的现场混凝土抗折强度满足设计要求，应用效果
较好。(4)现场浇筑结果表明：适宜掺量的防冻剂，可延长每天施工时间2h,延长冬季
施工工期15do该试验结果适用于高寒地区、工期较紧的工程，可保证混凝土施工质量和
施工进度。
参考文献：
［1］王曦东，董建忠，王利峰，等.防冻剂对混凝土性能影响的研究现状［JL公路
交通科技(应用技术版)，2013(12):198-201.
［2］王稷良,孙小彬，杨志峰.防冻组分对水泥混凝土性能的影响研究［JL硅酸盐
通报，2014(12)
［3］刘浪涛，邵式亮，许金余，等？混凝土防冻剂的研究进展［J］?材料导报，2
015(13):105-110.
［4］巴恒静，张惠，赵亚丁.早期受冻对混凝土强度的影响［J］.低温建筑技术，
2005(6):1-3.
[5]巴恒静，杨英姿，冯奇.负温混凝土抗冻性的研究[J].建筑技术，2002
(10):734-735.
[6£工守恒，董淑慧，朱卫中，等基于抗压强度的负温混凝土受冻临界强度研究[J]?
混凝土与水泥制品，2019(8):8-10.
[7]中国民用航空局.民用机场水泥混凝土面层施工技术规范：MH5006—20
led镜前灯15[S]?北京：中国民航出版社，2015.
[8]中华人民共和国国家发展和改革委员会？混凝土防冻剂：JC475—2004
[S].2004.
