1T/GXDSL—2025水利工程混凝土抗凍耐久性提升技術(shù)規(guī)范水利工程混凝土結(jié)構(gòu)長期處于水位變動區(qū)、浪濺區(qū)及嚴(yán)寒環(huán)境，遭受凍融循環(huán)作用是導(dǎo)致其性能劣化、服役壽命縮短的主要因素之一。在我國北方、高海拔及部分季節(jié)性凍土地區(qū)，混凝土凍害問題尤為突出，直接影響到水工建筑物的安全運(yùn)行、功能發(fā)揮與長期經(jīng)濟(jì)效益?；炷羶鋈谄茐氖且粋€(gè)復(fù)雜的物理力學(xué)過程，主要表現(xiàn)為表面剝落、砂漿流失、骨料暴露，進(jìn)而削弱結(jié)構(gòu)斷面、加速鋼筋銹蝕，最終危及整體穩(wěn)定。提升混凝土抗凍耐久性，是保障水利基礎(chǔ)設(shè)施在全生命周期內(nèi)安全可靠、降低維護(hù)成本、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵工程技術(shù)挑戰(zhàn)。當(dāng)前，在工程實(shí)踐中仍存在對凍融環(huán)境認(rèn)識不足、材料選擇不當(dāng)、配合比設(shè)計(jì)不合理、施工質(zhì)量控制不嚴(yán)、防護(hù)措施缺乏等問題，亟需制定統(tǒng)一、科學(xué)、可操作的技術(shù)規(guī)范予以系統(tǒng)指導(dǎo)。本規(guī)范基于水工混凝土凍融破壞機(jī)理，充分吸納國內(nèi)外最新研究成果與工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對混凝土原材料選擇、配合比設(shè)計(jì)與優(yōu)化、生產(chǎn)與施工全過程工藝控制、質(zhì)量檢驗(yàn)評定及運(yùn)行維護(hù)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的抗凍耐久性提升技術(shù)作出全面規(guī)定。本規(guī)范由廣西產(chǎn)學(xué)研科學(xué)研究院聯(lián)合水利行業(yè)科研院所、工程設(shè)計(jì)單位、施工企業(yè)及材料生產(chǎn)商共同研制。2范圍本規(guī)范規(guī)定了提升水利工程混凝土抗凍耐久性的原材料技術(shù)要求、配合比設(shè)計(jì)方法、生產(chǎn)與施工工藝控制、質(zhì)量檢驗(yàn)與評定以及運(yùn)行維護(hù)措施。本規(guī)范適用于大壩、水閘、溢洪道、輸水渡槽、隧洞襯砌、渠道襯砌、泵站、橋涵等水工建筑物中遭受凍融循環(huán)作用的新建、改建與加固混凝土工程的設(shè)計(jì)、施工與質(zhì)量控制。其他涉水及寒冷地區(qū)的混凝土工程可參照執(zhí)行。3規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。2T/GXDSL—2025GB/T50476-2019混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB/T50082-2009普通混凝土長期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)SL191-2008水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范SL677-2014水工混凝土施工規(guī)范DL/T5144-2015水工混凝土施工規(guī)范（電力行業(yè)）GB175-2020通用硅酸鹽水泥GB/T1596-2017用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB/T18046-2017用于水泥、砂漿和混凝土中的?；郀t礦渣粉GB/T18736-2017高強(qiáng)高性能混凝土用礦物外加劑GB/T8076-2008混凝土外加劑JGJ55-2011普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程（相關(guān)原則參考）GB/T50080-2016普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)ASTMC666/C666M-15StandardTestMethodforResistanceofConcretetoRapidFreezingandThawing（試驗(yàn)方法參考）4術(shù)語和定義4.1混凝土抗凍耐久性：指混凝土在飽水狀態(tài)下，能夠抵抗凍融循環(huán)作用而保持其原有性能（如強(qiáng)度、動彈性模量、質(zhì)量）不顯著降低的能力。4.2快速凍融循環(huán)試驗(yàn)：指在實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)條件下，使混凝土試件在規(guī)定的溫度區(qū)間（通常為-18℃±2℃至4℃±2℃)的水中或鹽溶液中反復(fù)快速凍結(jié)和融化，用以加速評價(jià)其抗凍性能的試驗(yàn)方法。4.3抗凍等級：表示混凝土抗凍性能的等級，以經(jīng)受快速凍融循環(huán)的次數(shù)來劃分，如F50、F100、F150、F200、F250、F300、F400等，其中F后的數(shù)字表示混凝土能承受且滿足相關(guān)判定指標(biāo)的凍融循環(huán)次數(shù)。4.4氣泡參數(shù)：指硬化混凝土中由引氣劑引入的微小、獨(dú)立、穩(wěn)定的氣泡系統(tǒng)的特征參數(shù)，主要包括含氣量、氣泡間距系數(shù)和平均氣泡直徑。氣泡間距系數(shù)是指硬化混凝土中任意點(diǎn)到最近氣泡邊緣的最大距離，是評價(jià)引氣效果、預(yù)測抗凍性的關(guān)鍵指標(biāo)。T/GXDSL—202534.5耐久性指數(shù)：指混凝土試件經(jīng)受規(guī)定次數(shù)（如300次）快速凍融循環(huán)后，其動彈性模量與初始動彈性模量的百分比值（DF值）。4.6鹽凍環(huán)境：指混凝土接觸或可能接觸除冰鹽、海水、鹽湖水或其他含有害鹽分的溶液，并同時(shí)遭受凍融循環(huán)作用的惡劣環(huán)境，其破壞機(jī)理和嚴(yán)重程度均不同于純水凍融。4.7水位變動區(qū)：指水工建筑物在運(yùn)行期間，由于水位升降變化而周期性干濕交替的區(qū)域，此區(qū)域混凝土飽水程度高，是凍融破壞最嚴(yán)重的部位。4.8引氣劑：指在混凝土攪拌過程中能引入大量均勻分布、穩(wěn)定封閉的微小氣泡，以改善混凝土拌合物和易性、提高硬化混凝土抗凍耐久性的外加劑。5總則水利工程混凝土抗凍耐久性提升應(yīng)遵循“以防為主、源頭控制、系統(tǒng)提升、全周期管理”的原則。應(yīng)基于工程所處的具體環(huán)境條件（包括氣候分區(qū)、最低月平均氣溫、凍融循環(huán)次數(shù)、是否接觸鹽分等）、結(jié)構(gòu)部位的重要性及設(shè)計(jì)使用年限，科學(xué)合理地確定混凝土的抗凍等級設(shè)計(jì)目標(biāo)。所有技術(shù)措施應(yīng)貫穿于混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、材料選擇、配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)施工、質(zhì)量檢驗(yàn)及運(yùn)行維護(hù)的全過程，形成完整的技術(shù)鏈。在材料選擇與配合比設(shè)計(jì)上，應(yīng)確?；炷辆邆涓呙軐?shí)度、高抗?jié)B性以及優(yōu)化的含氣量系統(tǒng)（即適宜的氣泡參數(shù)）。在施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制各工序質(zhì)量，確保混凝土的均質(zhì)性與施工質(zhì)量，特別是保證引入的氣泡系統(tǒng)在振搗和養(yǎng)護(hù)過程中不被破壞。應(yīng)積極采用經(jīng)工程驗(yàn)證的新材料、新技術(shù)與新工藝，但必須進(jìn)行充分的試驗(yàn)論證?？箖瞿途眯蕴嵘ぷ鲬?yīng)與結(jié)構(gòu)整體耐久性設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)，并符合GB/T50476及SL191的相關(guān)規(guī)定。6原材料技術(shù)要求水泥宜選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級不宜低于42.5。水泥的化學(xué)組成和礦物組成應(yīng)穩(wěn)定，鋁酸三鈣（C3A）含量宜控制在6%-8%以內(nèi)，以降低水化熱、提高抗硫酸鹽侵蝕能力，并有利T/GXDSL—20254于與高效減水劑和引氣劑的相容性。在嚴(yán)重凍融或鹽凍環(huán)境下，可優(yōu)先選用中熱硅酸鹽水泥或低熱硅酸鹽水泥。礦物摻合料的合理使用是提升混凝土抗凍耐久性的重要技術(shù)途徑。粉煤灰應(yīng)選用品質(zhì)穩(wěn)定的I級或II級F類低鈣灰，其燒失量不宜大于5.0%，需水量比不宜大于105%。?；郀t礦渣粉宜選用S95級或S105級。硅灰的二氧化硅含量不應(yīng)低于85%，比表面積不宜小于15000m2/kg。復(fù)合使用礦物摻合料時(shí)，應(yīng)通過系統(tǒng)的試驗(yàn)確定最優(yōu)摻量和組合比例。對于有抗凍要求的混凝土，單摻粉煤灰時(shí)，摻量不宜超過膠凝材料總量的30%；單摻礦渣粉時(shí)，摻量不宜超過50%；摻用硅灰時(shí)，摻量宜為5%-10%。復(fù)合摻用時(shí)，總摻量應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)確定，并注意其對早期強(qiáng)度、碳化性能及氣泡穩(wěn)定性的影響。骨料的質(zhì)量對抗凍性影響顯著。粗骨料應(yīng)選用質(zhì)地堅(jiān)硬、致密、潔凈、級配良好的碎石或卵石，巖石的飽和抗壓強(qiáng)度不應(yīng)低于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的1.5倍。粗骨料的最大粒徑不宜超過40mm，且不應(yīng)超過鋼筋最小凈間距的3/4或結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸的1/4。粗骨料的吸水率應(yīng)嚴(yán)格控制，對于抗凍等級不低于F150的混凝土，粗骨料吸水率不宜大于1.5%；對于F250及以上的混凝土，不宜大于1.0%。粗骨料的堅(jiān)固性（硫酸鈉溶液法5次循環(huán)后的質(zhì)量損失）不應(yīng)超過5%（嚴(yán)寒地區(qū)）或8%（寒冷地區(qū)）。細(xì)骨料宜選用級配良好的中粗河砂或機(jī)制砂，細(xì)度模數(shù)宜在2.3-3.0之間。含泥量（按質(zhì)量計(jì)）不應(yīng)超過2.0%，泥塊含量不應(yīng)超過0.5%。當(dāng)使用機(jī)制砂時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制石粉含量和顆粒形態(tài)。外加劑的選擇與復(fù)配至關(guān)重要。必須摻加高效引氣劑，且應(yīng)選用氣泡性能優(yōu)良、質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品。引氣劑引入的氣泡應(yīng)細(xì)小（平均氣泡直徑宜在50-200μm）、均勻、穩(wěn)定，在混凝土拌和、運(yùn)輸、澆筑過程中含氣量損失小。高效減水劑（或高性能減水劑）應(yīng)與水泥和引氣劑具有良好的相容性，以在低水膠比下保證混凝土的工作性。在鹽凍環(huán)境下，可考慮摻加能改善混凝土抗鹽凍剝蝕性能的有機(jī)硅類憎水劑或其他表面防水材料。所有外加劑的品種和摻量必須通過混凝土試配試驗(yàn)確定，并符合GB8076等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。拌和與養(yǎng)護(hù)用水應(yīng)符合《水工混凝土施工規(guī)范》的要求，不得使用海水、污水或含有影響水泥正常凝結(jié)硬化及對鋼筋有腐蝕作用雜質(zhì)的水。7配合比設(shè)計(jì)混凝土配合比設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足強(qiáng)度、工作性等基本要求的前提下，以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求的抗凍等級為核心目標(biāo)。設(shè)計(jì)抗凍等級應(yīng)根據(jù)環(huán)境類別與作用等級確定。對于嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)重要工程的水位變動區(qū)、浪濺區(qū)混凝土，抗凍等級不應(yīng)低于F300；溫和地區(qū)同類部位不應(yīng)低于F200；對于接觸鹽分的鹽凍環(huán)境，T/GXDSL—20255抗凍等級應(yīng)較純水凍融環(huán)境提高一個(gè)等級。配合比設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)必須嚴(yán)格控制。水膠比是影響混凝土抗凍性的決定性因素之一。對于有抗凍要求的混凝土，最大水膠比必須滿足GB/T50476的規(guī)定。建議對于設(shè)計(jì)抗凍等級為F150、F200、F250、F300及以上的混凝土，其最大水膠比分別不宜超過0.50、0.45、0.42、0.40。膠凝材料用量應(yīng)在滿足工作性和強(qiáng)度要求的前提下確定，不宜過低，以保證混凝土的密實(shí)性，對于抗凍混凝土，最小膠凝材料用量不宜低于300kg/m3（對于大體積內(nèi)部混凝土可適當(dāng)降低）。砂率應(yīng)通過試驗(yàn)確定，在保證混凝土拌合物粘聚性和保水性的前提下，選擇最優(yōu)砂率。含氣量的控制是抗凍混凝土配合比設(shè)計(jì)的核心。適宜的含氣量能顯著緩沖凍融過程中產(chǎn)生的靜水壓力和滲透壓力。含氣量應(yīng)根據(jù)骨料最大粒徑、混凝土抗凍等級及環(huán)境條件確定。對于采用最大粒徑為20mm的骨料，建議含氣量控制范圍為4.5%-6.0%；對于最大粒徑為40mm的骨料，建議為4.0%-5.5%。在鹽凍環(huán)境下，含氣量可取上限或略高于上限。必須通過試驗(yàn)確定引氣劑的準(zhǔn)確摻量，并在配合比設(shè)計(jì)中明確。除了控制新拌混凝土的含氣量，更重要的是保證硬化混凝土具有優(yōu)良的氣泡參數(shù)體系。硬化混凝土的氣泡間距系數(shù)是評價(jià)其抗凍潛力的關(guān)鍵指標(biāo)，對于抗凍等級F300及以下的混凝土，氣泡間距系數(shù)不宜大于250μm；對于F300以上或嚴(yán)酷鹽凍環(huán)境，不宜大于200μm。這需要通過選擇優(yōu)質(zhì)引氣劑和優(yōu)化配合比與工藝來實(shí)現(xiàn)。8施工工藝控制施工質(zhì)量是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)抗凍目標(biāo)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?；炷涟柚票仨毑捎脧?qiáng)制式攪拌機(jī)，攪拌時(shí)間應(yīng)比普通混凝土適當(dāng)延長，確保引氣劑分布均勻，拌合物勻質(zhì)性好。攪拌過程中應(yīng)監(jiān)測拌合物的溫度，冬季施工時(shí)，拌合物出機(jī)溫度不宜低于10℃；夏季施工時(shí)，不宜高于30℃,以利控制開裂。運(yùn)輸與澆筑過程應(yīng)防止離析和含氣量損失。運(yùn)輸工具應(yīng)密閉，盡量減少轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)。澆筑前應(yīng)檢查模板內(nèi)是否清潔、無積水?；炷翍?yīng)分層澆筑，分層厚度不宜超過振搗棒作用部分的1.25倍。振搗密實(shí)與養(yǎng)護(hù)是保證混凝土實(shí)際抗凍性能的重中之重。必須采用合理的振搗工藝，既保證混凝土密實(shí)，又不過度振搗導(dǎo)致引入的寶貴氣泡大量逸出。一般使用插入式振搗器，應(yīng)快插慢拔，振搗時(shí)間以混凝土表面泛漿、無明顯氣泡冒出為準(zhǔn)，通常每個(gè)點(diǎn)振搗時(shí)間為15-30秒。嚴(yán)禁長時(shí)間在同一位置振搗。混凝土澆筑完畢后，必須及時(shí)進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)對于保證水泥充分水化、減少塑性收縮和溫度裂縫、提高混凝土表層密實(shí)度和強(qiáng)度至關(guān)重要。養(yǎng)護(hù)開始時(shí)間應(yīng)在混凝土終凝前（澆筑完畢后6-12小時(shí)內(nèi)），灑水或覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間對于抗凍混凝土應(yīng)不少于14天，對于摻用大量礦物摻合料T/GXDSL—20256的混凝土，應(yīng)不少于21天。養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)保持混凝土表面持續(xù)濕潤。冬季施工應(yīng)采取有效的保溫措施，防止混凝土早期受凍?；炷翗?gòu)件在達(dá)到足夠強(qiáng)度（通常為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的40%以上，且不低于5MPa）前，不得遭受凍害。9質(zhì)量檢驗(yàn)與評定混凝土抗凍耐久性的質(zhì)量檢驗(yàn)應(yīng)貫穿于施工全過程。原材料進(jìn)場應(yīng)按批次檢驗(yàn)，檢驗(yàn)項(xiàng)目和頻率應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。應(yīng)對每盤或每批次混凝土拌合物進(jìn)行坍落度、含氣量的檢測，其中含氣量允許偏差應(yīng)為設(shè)計(jì)值的±1.0%。硬化混凝土的質(zhì)量檢驗(yàn)主要包括抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B等級和抗凍等級。抗凍性能檢驗(yàn)應(yīng)按GB/T50082規(guī)定的快凍法執(zhí)行。評定批混凝土的抗凍等級應(yīng)以標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28天的試件試驗(yàn)結(jié)果為準(zhǔn)。當(dāng)設(shè)計(jì)有要求時(shí)，也可進(jìn)行氣泡間距系數(shù)的測定，作為輔助評價(jià)指標(biāo)。對于重要工程或抗凍等級要求較高（F300及以上）的混凝土，宜在施工初期進(jìn)行現(xiàn)場鉆取芯樣，對實(shí)際結(jié)構(gòu)混凝土的抗凍性能進(jìn)行驗(yàn)證性試驗(yàn)。10運(yùn)行維護(hù)工程運(yùn)行期間，應(yīng)對水工混凝土結(jié)構(gòu)的凍融損傷狀況進(jìn)行定期檢查與監(jiān)測。檢查周期宜為每年汛前和汛后各一次，嚴(yán)寒地區(qū)應(yīng)在春季融凍后增加一次專項(xiàng)檢查。檢查重點(diǎn)為水位變動區(qū)、浪濺區(qū)、陰面等易凍部位，觀察是否有表面剝落、砂漿流失、裂縫擴(kuò)展等跡象。對于發(fā)