在混凝土低温（温度≤10℃）施工中，关注点多集中于“坍落度损失缓慢”、“早期强度发展迟缓”等问题，却易忽视温度降低引发的混凝土坍落度返大现象。该现象表现为：混凝土初始坍落度满足设计要求，但在运输、等待浇筑或浇筑初期，坍落度异常增大（通常较初始值超出30mm以上），伴随浆体离析、泌水、骨料与浆体分离等特征。
（一）温度降低诱发混凝土坍落度返大的机理
温度降低对混凝土体系的作用，并非简单延缓坍落度损失，而是通过改变减水剂分子界面行为、水泥水化动力学特性、浆体物理状态及水分迁移规律，打破“分散-团聚”“水化-流动”的动态平衡，最终导致坍落度异常增大。
（1）减水剂吸附-脱附平衡的低温失衡
聚羧酸减水剂是调控混凝土坍落度的核心功能组分，其作用依赖于“分子吸附于水泥颗粒表面形成斥力/位阻”的过程。
温度降低会显著抑制减水剂的吸附效率，导致游离减水剂分子在浆体中持续富集，当游离减水剂浓度超过临界值（通常为0.2%～0.3%胶凝材料用量）时，浆体流动性持续提升，最终表现为混凝土坍落度返大。
（2）水泥水化进程的低温延迟
水泥水化是消耗浆体水分、降低流动性，而温度降低会通过减缓水化速率，为坍落度返大提供可能。常温下，水泥水化反应在1h内可消耗约15%～20%的拌合水，而低温下1h内水分消耗量不足5%，大量游离水分留存于浆体中，相当于变相提高了水胶比，增强了浆体流动性。低温下水泥水化凝胶生成量少、结构松散，无法有效包裹颗粒，颗粒在浆体中更易滑动，流动性持续提升。
（3）浆体物理状态的低温异变
温度降低会改变混凝土浆体的黏度特性与微观结构，浆体黏度会呈现“先高后低”的变化，配合水化约束不足，诱发坍落度返大。
（4）水分相变
在温度接近或低于0℃的极端低温环境中，混凝土体系内的水分会发生冻结-融化相变，这一过程会引入“额外游离水”，成为坍落度返大的特殊诱因。砂石骨料在低温储存时，表面吸附水易冻结形成薄冰膜（厚度通常为0.1～0.5mm）。搅拌过程中，冰膜虽会融化，但融化后的水分无法及时被水泥水化消耗（低温水化慢），只能以游离水形式存在于浆体中，导致实际水胶比高于设计值。
（二）温度降低诱发混凝土坍落度返大的因素
温度降低只是坍落度返大的“诱因”，其发生与程度还受原材料特性、配合比设计、施工工艺等多维度因素的协同影响，这些因素共同决定了返大风险的高低。
（1）原材料
1）减水剂类型与掺量
聚羧酸减水剂（尤其是高减水率型，减水率＞30%）对低温更敏感——其分子结构中的羧基在低温下电离度降低，吸附能力减弱，游离分子更易富集。相比之下，萘系减水剂因分子结构简单，低温吸附效率下降幅度较小（仅10%～15%），返大风险较低。若按常温掺量（如0.8%胶凝材料用量）在低温下使用聚羧酸减水剂，因吸附量降低，游离减水剂浓度会显著超标（可能达0.2%～0.3%），返大风险提升3～4倍。
2）水泥品种与细度
水泥品种差异，如低C3A含量（＜5%）、低碱含量（＜0.6%）的水泥，在低温下水化活性更低，水分与减水剂消耗更慢，返大风险更高。相反，高C3A水泥（＞8%）虽水化速率相对较快，若减水剂掺量偏高，仍可能返大。
低比表面积水泥（＜350m2/kg）因颗粒表面活性位点少，减水剂吸附量不足，游离分子易富集。而细度过细（＞400m2/kg）的水泥，虽吸附量增加，但低温下水化仍慢，若减水剂掺量未相应降低，仍可能返大。
3）骨料特性
骨料含水率超过3%（尤其是砂）时，低温下易形成表面冰膜，融化后释放额外水分。连续级配不佳的骨料（如砂率＜35%或＞45%），浆体包裹性失衡，低温下黏度变化更易导致流动性失控。
（2）配合比设计
1）水胶比与浆骨比
水胶比偏高，设计水胶比＞0.50时，低温下水分消耗慢，游离水分充足，返大风险显著提升。
浆骨比过高，浆体体积占比＞35%时，低温下浆体流动性更易受温度波动影响——黏度“先高后低”的变化更明显，且骨料对浆体的约束不足，返大后易出现离析。
2）矿物掺合料掺量
粉煤灰（掺量＞30%）、矿粉（掺量＞20%）在低温下火山灰反应活性极低，不仅无法辅助消耗水分，反而会因“稀释效应”降低水泥水化速率，延长诱导期。同时，粉煤灰的“形态效应”（球形颗粒改善流动性）在低温下会被放大，进一步加剧坍落度返大。
（3）生产工艺
原材料未预热，冬季施工时，砂石、拌合水未预热（如拌合水温度＜10℃、骨料温度＜5℃），导致混凝土出机温度＜10℃，水化诱导期大幅延长。搅拌时间不足，低温下搅拌时间未延长，减水剂与水泥颗粒混合不均，局部游离减水剂浓度过高，形成“局部返大”。混凝土出站（5℃）运输水化造成温度骤升，浆体黏度快速下降，冻结水分融化，诱发坍落度返大。
（三）温度降低诱发混凝土坍落度返大的危害
温度降低导致的坍落度返大，不仅影响施工过程的可控性，更会对混凝土结构的力学性能、耐久性及长期服役安全造成严重危害，其危害具有“隐蔽性”（初期不易察觉）与“长期性”（服役后逐渐暴露）的特点。
（1）施工阶段
返大混凝土的浆体流动性过剩，骨料因密度大易下沉，浆体上浮，形成“骨料堆积区”（底部）与“浆体富集区”（顶部）——振捣时，骨料堆积区无法被浆体充分包裹，易产生蜂窝、麻面。
返大混凝土中游离水分多，振捣时易产生大量气泡，或因流动性过大致使振捣能量传递不均，局部密实度降低（孔隙率增加5%～10%）。
（2）力学性能
返大混凝土的离析与泌水，导致骨料～浆体界面粘结薄弱，C-S-H凝胶分布不均——28d抗压强度通常降低10%～20%（如设计C40混凝土，实际强度可能降至C30～C35）。抗拉强度降低更显著（下降25%～30%），易出现早期干缩裂缝。
（3）耐久性
返大混凝土中的泌水通道与毛细孔，成为水分冻结-融化的“通道”，冬季冻融循环下，易出现表面剥落、内部开裂——经200次冻融循环后，质量损失率可达5%～8%，远高于规范要求的≤5%。
泌水通道使混凝土抗渗等级从P8降至P6甚至P4，抗渗性下降导致氯离子更易抵达钢筋表面，引发锈蚀。
（四）温度降低诱发混凝土坍落度返大的防控策略
针对温度降低导致坍落度返大的机理与影响因素，需构建“源头控制-过程调控-末端补救-长效改进”的全流程防控体系，结合原材料优化、配合比动态调整、施工工艺改进及质量追溯，实现低温混凝土坍落度的精准控制。
（1）源头控制
1）外加剂的针对性选择
优先选用“低温高效型”聚羧酸减水剂（如引入早强基团、优化侧链长度的改性产品），其在5℃下的吸附效率较普通减水剂提升20%～30%；减水剂掺量较常温降低0.1%～0.2%（如常温掺0.8%，低温调整为0.6%～0.7%），避免游离分子过量，禁止在低温下使用高减水率纯缓凝型减水剂。
2）配合比的低温动态优化
水胶比调整，水胶比较常温降低0.02～0.03（如常温0.45，低温调整为0.42～0.43），减少游离水分。
砂率优化，砂率提高1%～2%（如常温38%，低温调整为39%～40%），改善浆体包裹性，降低离析风险。
配合比优化后的配合比需在室内模拟低温环境（如环境箱控制温度5℃）进行验证，测试0.5h、1h、2h的坍落度变化，确保1h坍落度返大值≤20mm，且无离析。若返大超标，需进一步降低减水剂掺量或调整矿物掺合料比例。
（2）分级调整方案
1）轻度返大（坍落度返大20～30mm，无离析）：无需调整，正常浇筑，振捣时加密振捣（间距200mm），排出多余气泡。
2）中度返大（坍落度返大30～50mm，轻微离析）：按每立方米混凝土添加8～12kg干骨料（砂:石=1:2，需过筛），快速搅拌2～3分钟，重新检测坍落度，合格后浇筑。
3）重度返大（坍落度返大＞50mm，严重离析）：禁止浇筑，作废弃处理，同时追溯原因（如减水剂掺量、温度波动），调整参数后重新生产。
4）禁止盲目调整：严禁因低温下浆体初始黏度高而补加水分或减水剂，避免加剧返大。
（3）返大混凝土的应急处理与质量追溯
1）已浇筑返大混凝土的补救
未初凝混凝土：若浇筑高度＜1m且未初凝，铲除表面离析浆体，铺设50～100mm厚的干水泥砂混合物（水泥:砂=1:3），吸收多余水分，再浇筑合格混凝土。
已初凝混凝土：按施工缝处理，剔除松散、离析部分，清理界面至露出新鲜骨料，涂刷水泥净浆（水灰比0.4），待浆体初凝后，浇筑新混凝土，并加强养护。
2）质量追溯
建立返大事件档案：记录每次坍落度返大的时间、温度、原材料批次、配合比参数、处理措施及后续质量检测结果（如28d抗压强度、抗渗性），分析诱发原因，形成“问题-原因-措施”对应表。
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