抗冻抗渗混凝土配合比的设计与注意事项

前言

抗冻抗渗混凝土配合比的设计，不但要满足工程设计和施工要求，还要考虑经济成本。混凝土配合比的设计是否合理，

关系到混凝土拌合物的性能和其成型后的力学性能与抗冻抗渗

性能是否满足设计要求。因此，在进行配合比设计时，应根据

工程的设计要求、施工条件、结构型式和原材料的状况，配制

出满足强度和耐久性等要求的混凝土，同时在保证工程质量的

前提下，尽量节约水泥，合理使用材料，降低工程成本，达到

设计的目标。

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根据设计要求选用满足混凝土抗冻抗渗指标的原材料

相对普通混凝土，抗冻抗渗混凝土所用原材料的质量要求要比普通混凝土高。

1.1 水泥

水泥的质量对混凝土的质量起决定性作用，抗冻抗渗混凝土应选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，强度等级不低于42.5 级。

1.2 粗骨料

选择良好的级配可以减小骨料间的空隙率，增强混凝土拌合物的密实性、和易性，同时大大提高混凝土的强度和耐久性，节约胶凝材料用量。粗骨料的含泥量不得大于1.0%。

1.3 细骨料

细骨料应选用质地坚硬、洁净、级配良好的河砂，或细度模数2.4～2.8、石粉含量6%～18%的人工砂。

1.4 其他

抗冻抗渗混凝土中掺入适量的粉煤灰，不仅可以节约水泥，降低工程造价，还可以改善拌合物的工作性，增加混凝土的密实性，提高抗冻抗渗性能。

抗冻抗渗混凝土中应掺加引气剂或引气减水剂，使混凝土结构内部产生微小均匀的气泡，提高抗冻融性和抗渗性，从而满足混凝土结构的技术要求和使用要求。含气量应控制在3%～5%。

拌制或养护混凝土用水，不能含有对混凝土中钢筋产生有害影响的物质。

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根据拌合物的性能选择适宜的混凝土配合比

为了让混凝土具有适宜的工作性、强度和良好的抗冻抗渗性，必须充分满足工程设计和施工要求，单位用水量、水胶比和砂率是配合比设计的关键。

2.1 单位用水量

单位用水量是指单位体积混凝土中水的质量。在满足工作要求的前提下，选用较小的用水量，用水量决定了混凝土拌合物的流动性和密实性。混凝土拌合物用水量增加，流动性会提高，拌合物的粘聚性和保水性会降低。在振捣过程中，水泥浆体与骨料分离，出现流浆、离析、泌水现象，降低了混凝土的强度和抗冻抗渗性。因此，在水胶比不变的情况下，增加用水量就要增加水泥用量，才能让混凝土拌合物的流动性及和易性更好。当水泥浆过多时，粗细骨料的用量必然会相对减少，对混凝土的强度产生一定影响，也会增加水泥用量，提高混凝土的造价。所以，水泥浆用量应根据具体条件，在满足强度、抗冻抗渗性能的条件下合理使用。

2.2 水胶比

水胶比是指单位体积混凝土中水与胶凝材料的质量比。混凝土的强度和耐久性在很大程度上取决于水胶比。当用水量相同时，水胶比变大，胶凝材料用量减少，混凝土内部的孔隙增多，密实性降低，流动性变大，从而影响混凝土的强度和耐久性。当水胶比变小，胶凝材料用量增加，混凝土的孔隙率降低，密实性增加，混凝

土的强度和抗冻抗渗性变好，但工程成本会增加。因此，在满足混凝土的强度和抗

冻抗渗性能的前提下，应根据施工要求选用合适的水胶比。

2.3 砂率

砂率是指单位体积混凝土中砂与砂、石总量的质量比。砂率对混凝土拌合物的工作性、强度和耐久性等有显著影响。当砂率过大时，骨料的总表面积增大，在水泥浆用量一定的条件下，混凝土拌合物就显得干稠，流动性小。当砂率过小时，虽然骨料的总表面积减小，但由于砂浆量不足，不能在粗骨料的周围形成足够的砂浆层来起粘聚作用，因而混凝土拌合物的粘聚性与保水性变差，甚至出现离析、泌水等不良现象。因此，应选取最优砂率，抗冻抗渗混凝土的砂率宜控制在35%～45%，通过坍落度试验确定。

2.4 其他

新拌混凝土应具备以下特性：一是满足运输和浇筑的流动性。二是不为外力作用发生离析的凝聚性。三是不产生分层、泌水的稳定性和易于浇筑振捣的密实性。根据原材料的性能及计算出的配合比，依据《水工混凝土试验规程》（SL352—2006）的要求及相关经验，进行混凝土拌合物的性能试验。混凝土配合比计算采用假定密度法，拌和采用型号为SJD- 60型单卧轴强制式混凝土搅拌机，然后进行拌合物的和易性、坍落度、含气量、凝结时间、容重等试验，判断混凝土拌合物的工作性。当混凝土外观、和易性良好，能够满足混凝土的设计和施工要求时，根据初步确定的水胶比、用水量、砂率、外加剂掺量等确定基准配合比。在基准配合比的基础上，水胶比分别增大和减小0.05 进行试拌，用水量不变，砂率可增加和减少1%。符合要求时，再人工翻拌3 次后成型抗压、抗渗、抗冻试件。经标准养护28 d 后，混凝土的抗压强度试件经试压大于配制强度。抗渗试件水压加至规定压力，在8 h 内6 个试件中表面渗水的试件少于2 个时，抗冻试件在吸水饱和后经反复冻融循环后，相对动弹性模量值不小于60%，重量损失率不超过5%。拌和间温度严

格控制在（20±5）℃，都满足要求后确定设计配合比。

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注意事项

一、在施工中要严格控制引气剂。在低强度等级混凝土中掺加引气剂，可明显

改善新拌混凝土的性能，提高混凝土的和易性、流动性、粘聚性，降低离析和泌水。在相同坍落度条件下，可以降低混凝土拌合物的用水量，节约水泥。同时，引气剂还可以减少新拌混凝土的坍落度损失。但是，过量掺加引气剂会使混凝土内部产生很多气泡，气泡占据一定空间，密实度降低，对混凝土的强度和抗冻抗渗性影响很大。所以，应确定合适的引气剂掺量，严格控制混凝土的施工质量。引气剂掺量合适，含气量达到一定数量，混凝土才能获得良好的抗冻性能和抗渗效果。

二、在施工中要严格控制含气量。含气量对混凝土的和易性、泌水率、强度、耐久性都有一定影响。含气量过大，使混凝土中引入过多的气孔，孔隙率增加，孔洞太多，容易形成蜂窝状，导致混凝土不密实，强度降低，抗冻抗渗性能下降。含

气量过小，混凝土的和易性差，抗冻性差。因此，要将含气量控制在3%～5%。

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总结

抗冻抗渗混凝土除了正确进行配合比设计，合理选用原材料，并根据现场原材料的实测情况调整施工配合比，还要严格按照施工规范技术要求进行施工。施工现场原材料的品种、质量等有明显变化时，要及时调整配合比。只有严格控制水胶比，加强控制环境温度、运输和浇筑技术，加强养护，使混凝土处于湿润状态，才能更好地保证抗冻抗渗混凝土的质量。