在混凝土低溫（溫度≤10℃）施工中，關注點多集中于“坍落度損失緩慢”、“早期強度發展遲緩”等問題，卻易忽視溫度降低引發的混凝土坍落度返大現象。該現象表現為：混凝土初始坍落度滿足設計要求，但在運輸、等待澆筑或澆筑初期，坍落度異常增大（通常較初始值超出30mm以上），伴隨漿體離析、泌水、骨料與漿體分離等特征。

（一）溫度降低誘發混凝土坍落度返大的機理 

溫度降低對混凝土體系的作用，并非簡單延緩坍落度損失，而是通過改變減水劑分子界面行為、水泥水化動力學特性、漿體物理狀態及水分遷移規律，打破“分散-團聚”“水化-流動”的動態平衡，最終導致坍落度異常增大。 

（1）減水劑吸附-脫附平衡的低溫失衡 

聚羧酸減水劑是調控混凝土坍落度的核心功能組分，其作用依賴于“分子吸附于水泥顆粒表面形成斥力/位阻”的過程。 

溫度降低會顯著抑制減水劑的吸附效率，導致游離減水劑分子在漿體中持續富集，當游離減水劑濃度超過臨界值（通常為0.2%～0.3%膠凝材料用量）時，漿體流動性持續提升，最終表現為混凝土坍落度返大。 

（2）水泥水化進程的低溫延遲 

水泥水化是消耗漿體水分、降低流動性，而溫度降低會通過減緩水化速率，為坍落度返大提供可能。常溫下，水泥水化反應在1h內可消耗約15%～20%的拌合水，而低溫下1h內水分消耗量不足5%，大量游離水分留存于漿體中，相當于變相提高了水膠比，增強了漿體流動性。低溫下水泥水化凝膠生成量少、結構松散，無法有效包裹顆粒，顆粒在漿體中更易滑動，流動性持續提升。 

（3）漿體物理狀態的低溫異變 

溫度降低會改變混凝土漿體的黏度特性與微觀結構，漿體黏度會呈現“先高后低”的變化，配合水化約束不足，誘發坍落度返大。 

（4）水分相變 

在溫度接近或低于0℃的極端低溫環境中，混凝土體系內的水分會發生凍結-融化相變，這一過程會引入“額外游離水”，成為坍落度返大的特殊誘因。砂石骨料在低溫儲存時，表面吸附水易凍結形成薄冰膜（厚度通常為0.1～0.5mm）。攪拌過程中，冰膜雖會融化，但融化后的水分無法及時被水泥水化消耗（低溫水化慢），只能以游離水形式存在于漿體中，導致實際水膠比高于設計值。 

（二）溫度降低誘發混凝土坍落度返大的因素 

溫度降低只是坍落度返大的“誘因”，其發生與程度還受原材料特性、配合比設計、施工工藝等多維度因素的協同影響，這些因素共同決定了返大風險的高低。 

（1）原材料 

1）減水劑類型與摻量 

聚羧酸減水劑（尤其是高減水率型，減水率＞30%）對低溫更敏感——其分子結構中的羧基在低溫下電離度降低，吸附能力減弱，游離分子更易富集。相比之下，萘系減水劑因分子結構簡單，低溫吸附效率下降幅度較?。▋H10%～15%），返大風險較低。若按常溫摻量（如0.8%膠凝材料用量）在低溫下使用聚羧酸減水劑，因吸附量降低，游離減水劑濃度會顯著超標（可能達0.2%～0.3%），返大風險提升3～4倍。 

2）水泥品種與細度 

水泥品種差異，如低C₃A含量（＜5%）、低堿含量（＜0.6%）的水泥，在低溫下水化活性更低，水分與減水劑消耗更慢，返大風險更高。相反，高C₃A水泥（＞8%）雖水化速率相對較快，若減水劑摻量偏高，仍可能返大。 

低比表面積水泥（＜350m²/kg）因顆粒表面活性位點少，減水劑吸附量不足，游離分子易富集。而細度過細（＞400m²/kg）的水泥，雖吸附量增加，但低溫下水化仍慢，若減水劑摻量未相應降低，仍可能返大。 

3）骨料特性 

骨料含水率超過3%（尤其是砂）時，低溫下易形成表面冰膜，融化后釋放額外水分。連續級配不佳的骨料（如砂率＜35%或＞45%），漿體包裹性失衡，低溫下黏度變化更易導致流動性失控。 

（2）配合比設計 

1）水膠比與漿骨比 

水膠比偏高，設計水膠比＞0.50時，低溫下水分消耗慢，游離水分充足，返大風險顯著提升。 

漿骨比過高，漿體體積占比＞35%時，低溫下漿體流動性更易受溫度波動影響——黏度“先高后低”的變化更明顯，且骨料對漿體的約束不足，返大后易出現離析。 

2）礦物摻合料摻量 

粉煤灰（摻量＞30%）、礦粉（摻量＞20%）在低溫下火山灰反應活性極低，不僅無法輔助消耗水分，反而會因“稀釋效應”降低水泥水化速率，延長誘導期。同時，粉煤灰的“形態效應”（球形顆粒改善流動性）在低溫下會被放大，進一步加劇坍落度返大。 

（3）生產工藝 

原材料未預熱，冬季施工時，砂石、拌合水未預熱（如拌合水溫度＜10℃、骨料溫度＜5℃），導致混凝土出機溫度＜10℃，水化誘導期大幅延長。攪拌時間不足，低溫下攪拌時間未延長，減水劑與水泥顆?；旌喜痪?，局部游離減水劑濃度過高，形成“局部返大”。混凝土出站（5℃）運輸水化造成溫度驟升，漿體黏度快速下降，凍結水分融化，誘發坍落度返大。 

（三）溫度降低誘發混凝土坍落度返大的危害 

溫度降低導致的坍落度返大，不僅影響施工過程的可控性，更會對混凝土結構的力學性能、耐久性及長期服役安全造成嚴重危害，其危害具有“隱蔽性”（初期不易察覺）與“長期性”（服役后逐漸暴露）的特點。 

（1）施工階段 

返大混凝土的漿體流動性過剩，骨料因密度大易下沉，漿體上浮，形成“骨料堆積區”（底部）與“漿體富集區”（頂部）——振搗時，骨料堆積區無法被漿體充分包裹，易產生蜂窩、麻面。 

返大混凝土中游離水分多，振搗時易產生大量氣泡，或因流動性過大致使振搗能量傳遞不均，局部密實度降低（孔隙率增加5%～10%）。 

（2）力學性能 

返大混凝土的離析與泌水，導致骨料～漿體界面粘結薄弱，C-S-H凝膠分布不均——28d抗壓強度通常降低10%～20%（如設計C40混凝土，實際強度可能降至C30～C35）。抗拉強度降低更顯著（下降25%～30%），易出現早期干縮裂縫。 

（3）耐久性 

返大混凝土中的泌水通道與毛細孔，成為水分凍結-融化的“通道”，冬季凍融循環下，易出現表面剝落、內部開裂——經200次凍融循環后，質量損失率可達5%～8%，遠高于規范要求的≤5%。 

泌水通道使混凝土抗滲等級從P8降至P6甚至P4，抗滲性下降導致氯離子更易抵達鋼筋表面，引發銹蝕。 

（四）溫度降低誘發混凝土坍落度返大的防控策略 

針對溫度降低導致坍落度返大的機理與影響因素，需構建“源頭控制-過程調控-末端補救-長效改進”的全流程防控體系，結合原材料優化、配合比動態調整、施工工藝改進及質量追溯，實現低溫混凝土坍落度的精準控制。 

（1）源頭控制 

1）外加劑的針對性選擇 

優先選用“低溫高效型”聚羧酸減水劑（如引入早強基團、優化側鏈長度的改性產品），其在5℃下的吸附效率較普通減水劑提升20%～30%；減水劑摻量較常溫降低0.1%～0.2%（如常溫摻0.8%，低溫調整為0.6%～0.7%），避免游離分子過量，禁止在低溫下使用高減水率純緩凝型減水劑。 

2）配合比的低溫動態優化 

水膠比調整，水膠比較常溫降低0.02～0.03（如常溫0.45，低溫調整為0.42～0.43），減少游離水分。 

砂率優化，砂率提高1%～2%（如常溫38%，低溫調整為39%～40%），改善漿體包裹性，降低離析風險。 

配合比優化后的配合比需在室內模擬低溫環境（如環境箱控制溫度5℃）進行驗證，測試0.5h、1h、2h的坍落度變化，確保1h坍落度返大值≤20mm，且無離析。若返大超標，需進一步降低減水劑摻量或調整礦物摻合料比例。 

（2）分級調整方案 

1）輕度返大（坍落度返大20～30mm，無離析）：無需調整，正常澆筑，振搗時加密振搗（間距200mm），排出多余氣泡。 

2）中度返大（坍落度返大30～50mm，輕微離析）：按每立方米混凝土添加8～12kg干骨料（砂:石=1:2，需過篩），快速攪拌2～3分鐘，重新檢測坍落度，合格后澆筑。 

3）重度返大（坍落度返大＞50mm，嚴重離析）：禁止澆筑，作廢棄處理，同時追溯原因（如減水劑摻量、溫度波動），調整參數后重新生產。 

4）禁止盲目調整：嚴禁因低溫下漿體初始黏度高而補加水分或減水劑，避免加劇返大。 

（3）返大混凝土的應急處理與質量追溯 

1）已澆筑返大混凝土的補救 

未初凝混凝土：若澆筑高度＜1m且未初凝，鏟除表面離析漿體，鋪設50～100mm厚的干水泥砂混合物（水泥:砂=1:3），吸收多余水分，再澆筑合格混凝土。 

已初凝混凝土：按施工縫處理，剔除松散、離析部分，清理界面至露出新鮮骨料，涂刷水泥凈漿（水灰比0.4），待漿體初凝后，澆筑新混凝土，并加強養護。 

2）質量追溯 

建立返大事件檔案：記錄每次坍落度返大的時間、溫度、原材料批次、配合比參數、處理措施及后續質量檢測結果（如28d抗壓強度、抗滲性），分析誘發原因，形成“問題-原因-措施”對應表。