在我国北方地区及高海拔严寒地带，冬季施工面临着 “水泥水化停滞、砂浆冻胀开裂、施工和易性差” 的三重挑战。传统解决方案依赖大量防冻剂与加热措施，不仅成本高

昂，还可能因盐析、碱骨料反应埋下耐久性隐患。高粘聚丙烯酰胺（HPAM）以 “分子级调控” 突破低温xian制，从水化动力学、结构稳定性、施工cao作性三方面重构砂浆性

能，成为冬季施工的 “抗寒利器”。

一、低温施工的核心困境：从水化抑制到结构破坏

当环境温度低于 5℃，水泥水化速率显著下降，7 天强度仅为常温的 40%-50%；若降到 0℃以下，游离水结冰膨胀（体积增加 9%），会导致砂浆内部产生微裂纹，冻融循环 

5-10 次即可出现表面剥落。此外，低温下砂浆稠度增大、流动性差，施工时易出现分层离析，落地灰浪费率较常温增加 30% 以上。传统防冻剂（如氯化钠、亚硝酸钠）虽能

减少冰点，但过量使用会腐蚀钢筋、加速碱 - 骨料反应，且无法解决水化不充fen导致的后期强度不足问题。

二、HPAM 的低温赋能机制：三重分子效应协同

1. 水化 “保温舱”：锁住水分延缓冻结

HPAM 分子链上的酰胺基通过氢键结合水分子，形成稳定的水合网络，使砂浆保水率提高 25%-30%。在 - 10℃环境中，这种 “分子级水窖” 可将自由水比例从 40% 降到

 25% 以下，延缓结冰时间 3-5 小时，为水泥水化争取关键窗口期。试验显示，掺加 0.15% HPAM 的砂浆，在 - 5℃养护 7 天，抗压强度达常温的 75%，较基准砂浆（50%

）提高 50%。

2. 冰晶 “抑制剂”：细化冰晶体减少膨胀应力

HPAM 的长链分子吸附在冰晶表面，抑制其无序生长，使冰晶体粒径从 50-100μm 细化到 20-30μm，膨胀应力减少 40%。这种 “柔性约束” 效应在冻融循环中尤为关键：

含 HPAM 砂浆的质量损失率经 50 次冻融后仅为 3.2%，而传统砂浆达 8.5%，抗冻标号从 F100 提高到 F200 以上。

3. 施工 “润滑剂”：低温环境保持和易性

低温下砂浆粘度激增，传统施工需额外加水（增加水胶比），导致后期强度下降。HPAM 的增粘特性在 - 10℃时仍能保持砂浆坍落度 180-200mm，无需额外加水即可满足

施工要求，避免了 “加水 - 强度减少 - 开裂” 的恶性循环。某高铁桥墩冬季施工中，使用 HPAM 砂浆后，浇筑时间缩短 20%，且未出现因流动性差导致的蜂窝麻面缺陷。

三、工程实践：从极寒地区到复杂结构

1. 东北严寒地区基础施工

在黑龙江某风电项目中，冬季平均气温 - 20℃，传统砂浆需加热到 15℃以上搅拌，且 28 天强度仅达设计值的 60%。采用 0.2% HPAM 复配少量早强剂（3% 硫酸钠）后，

砂浆可在 - 15℃环境下直接施工，7 天强度达设计值的 85%，取消了加热设备投入，单项目节约成本 120 万元，工期缩短 15 天。

2. 高原桥梁结构防护

在海拔 4000 米的青藏铁路桥梁修补中，低温与低气压双重作用导致普通砂浆空鼓率高达 40%。HPAM 砂浆凭借高粘性（粘度提高 3 倍）与抗冻性，在 - 10℃环境下仍能紧

密粘结新旧混凝土界面，粘结强度达 1.2MPa（常温标准值 1.5MPa），成功解决了高原冬季修补层脱落问题。

3. 冬季装饰砂浆施工

在华北地区建筑外墙保温粘结层施工中，HPAM 砂浆在 0-5℃环境下的开放时间延长到 2 小时（传统砂浆仅 30 分钟），避免了因砂浆过快硬化导致的粘结不牢，使冬季外墙

保温施工质量合格率从 75% 提高到 95% 以上。

四、技术延伸：从 “抗寒” 到 “智能调温”

当前，HPAM 正与相变材料（如石蜡微胶囊）复合，开发 “自调温砂浆”：低温时释放潜热延缓冻结，升温时吸收热量抑制水化过热，使砂浆在 - 20℃~30℃环境中保持稳

定性能。这种 “主动式抗寒” 技术已在北极圈建筑中试点，为极端低温地区的基建提供了全新解决方案。

冬季施工的 “破冰” 之路，本质是材料科学对自然环境的精准应答。高粘聚丙烯酰胺通过分子层面的水合作用、冰晶调控与粘性维持，将低温对砂浆的负面影响降到zui低，

实现了 “无需依赖加热、减少防冻剂使用、提高施工质量” 的多重突破。当高分子链在寒冬中编织起保护网络，传统施工的季节xian制正被科技的力量消融 —— 这不仅是材料

性能的提高，更是建筑工程向全气候施工时代迈进的关键一步。