中国水利水电第十六工程局有限公司 福建省福州市 35000
摘要：高性能抗渗抗冻混凝土适用于高寒地区的水利水电工程，并通过长期的实验和探索已推广并应用到许多寒冷地区。本文探讨高性能抗渗抗冻混凝土的配合比设计，介绍高性能抗渗抗冻混凝土的主要技术指标，以期为今后的高寒地区工程提供相适应的混凝土配合比参考材料。
关键词：高性能；抗渗抗冻；混凝土；配合比设计
1.引言
由于高寒地区，自然条件恶劣，混凝土建筑物受到的侵蚀非常严重，混凝土建筑日益突出的耐久性问题越来越受到社会各学术界和工程界的广泛重视。因此高性能抗渗抗冻混凝土应运而生，该混凝土坚固耐用，抗渗抗冻指标高，抗侵蚀性好，可满足高寒地区建筑物的需要，值得在大型同类建筑中推广应用。本文对高寒地区某工程混凝土进行了研究，利用粉煤灰、高效减水剂、引气剂配制出了C35W10F300高性能混凝土，并详细阐述了各项原材料及成品混凝土的性能指标。
2.某高寒地区水利工程高性能抗渗抗冻混凝土配合比设计探究
2.1高寒地区某水利工程概况
本工程地处高寒地区，多平平均气温1.8℃，极端最低气温-37.5℃，最大积雪深度56cm，最大冻土深度247cm。构筑物混凝土主要采用二级配，设计指标为C35W10F300。混凝土技术要求详见表1。
表1 混凝土技术要求
2.2.2骨料
粗细骨料均采用自行生产的人工骨料，岩性为石炭系凝灰质砂岩，属硬质岩。其品质检测成果详见表4及表5。
表4 细骨料检测成果
2.3高性能抗渗抗冻混凝土配合比设计
2.3.1混凝土配制强度
根据施工技术要求及《水工混凝土试验规程》SL 352-2006附录A的相关规定，采用绝对体积法进行室内配合比设计及试拌试验，配制强度计算公式为：ƒcu，0= ƒcu，k+1.645σ，其中强度保证率按95%计算，相对应的概率度系数t取值为1.645，其配制强度计算结果详见表9。
表9 混凝土配制强度计算结果
2.3.3混凝土氯离子含量计算
依据《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T 50476-2008附录B.2.1条的规定：配筋混凝土中氯离子的最大含量（用单位体积混凝土中氯离子与胶凝材料的重量比表示），其计算公式为：［水氯离子含量（%）×水用量（kg/m3）+水泥氯离子含量（%）×水泥用量（kg/m3）+粉煤灰氯离子含量（%）×粉煤灰用量（kg/m3）+细骨料氯离子含量（%）×细骨料用量（kg/m3）+粗骨料氯离子含量（%）×粗骨料用量（kg/m3）+外加剂氯离子含量（%）×外加剂用量（kg/m3）］÷胶材总用量（kg/m3）×100，其计算结果详见表11。
表11 混凝土氯离子含量计算结果
图1 28d抗压强度与胶水比关系曲线
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由表12中的试验数据和28d抗压强度与胶水比关系曲线图（图1）可以得出回归方程为：y=23.218x-18.672、R2=0.9919，即R=0.9959；R系数越接近1，表明混凝土抗压强度（28d）与胶水比线性关系越好。
2.3.5混凝土配合比
根据室内配合比试验成果来看：混凝土抗压强度、抗渗性能、抗冻性能、碱含量、氯离子含量、抗氯离子渗透性能各项指标均能满足设计要求，混凝土施工配合详见表13。
表13 混凝土施工配合比
2.3.6说明
1、根据《混凝土泵送施工技术规程》JGJ/T 10-2011中5.3.6条的规定：润泵砂浆采用与混凝土内除粗骨料外的其他成分相同配合比的水泥砂浆，以起到润滑混凝土泵和输送管内壁的作用，润滑砂浆泵出后应妥善收回，不得作为结构混凝土使用。
2、拌制混凝土时必须确保计量准确，施工过程中应根据砂石骨料含水率和细骨料细度模数的变化及时调整配合比材料用量，在保持水胶比不变的情况下，确保混凝土各项性能满足设计要求。
3、抗冻混凝土的含气量参照《水工混凝土施工规范》SL 677-2014中5.5.2条的规定进行控制，二级配的适宜含气量为：4.5%～6.5%，其掺量根据现场含气量实际检测结果进行微调，确保混凝土含气量满足规范要求，引气剂使用前应稀释成溶液静置24h；
4、减水剂掺量根据气温、坍落度损失等现场实际情况在±0.2%范围内进行微调，以便满足施工需求。
5、室内配合比设计时细骨料细度模糊为2.48，现场使用过程中根据细度模数实际检测结果进行砂率的调整，细度模数每增减0.1，其砂率相应增减1%，确保混凝土拌合物性能满足施工需求。
3.混凝土试块检测结果
按照设计配合比在试验室内拌制成型混凝土试块，28d标养后检测其抗压强度（3d、7d、28d）、抗渗、抗冻、氯离子扩散系数、抗硫酸盐结晶破坏等级等指标，结果详见表14至表18。
表14 抗压强度指标检测结果
根据试验检测成果来看，混凝土抗压强度、抗渗性能、抗冻性能、碱含量、氯离子含量、抗氯离子渗透、抗硫酸盐结晶破坏等各项指标均能满足技术要求。
4.结语
随着施工建设的迅猛发展，使得建筑行业对混凝土的抗渗性、抗冻性、耐腐蚀性等耐久性能有了更高的要求。近年来出现了新特性的混凝土种类，即高性能混凝土。相比于传统混凝土，其性能有很大的提高。本文在总结以往关于高性能抗渗抗冻混凝土配合比研究成果的基础上，系统地阐述了某高寒地区高性能抗渗抗冻混凝土配合比的设计过程，确定了各种材料指标和参数的范围。这为混凝土配合比设计的合理性奠定了基础，为类似高寒地区的混凝土配合比设计提供参考。