东北地区季节性冻土期水工混凝土冻融膨胀观测试验研究.docx

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一、引言
水工混凝土由于具有良好的耐久性、强度和耐水性等特点，在水利工程建设中得到了广泛应用。然而，在气候条件恶劣的东北地区，季节性冻土期会对水工混凝土的性能造成严重的影响，尤其是冻融循环引起的膨胀破坏现象。因此，对于水工混凝土在冻融循环条件下的性能进行观测测试研究，对水利工程建设具有重要意义。
二、冻融循环引起的膨胀破坏机理
在冻融循环过程中，水工混凝土内部的水分会因为冰的形成而膨胀，从而引起混凝土体积的急剧增大，这种现象被称为冻融膨胀。膨胀量的大小与混凝土孔隙结构的特征、孔隙分布状态、水石比、强度等相关。当混凝土的强度无法承受膨胀力时，就会出现冻融裂缝，严重时还会导致混凝土的破坏。
三、实验设计及方法
为了研究水工混凝土的抗冻性能，我们在实验室中设计了一个模拟冻融循环条件的测试装置。该装置主要由控制系统、水工混凝土试件、冷冻系统、加热系统、监测系统等组成。试件采用常规混凝土制备方法制成，并根据不同的水石比、孔隙结构参数进行配比，试件尺寸为100mm×100mm×100mm。每组样品包括三个试件。试验分为两个阶段，第一阶段为冷冻期，室温下试件温度降到-20℃，恒温保存24小时；第二阶段为融解期，将试件在室温下恢复到25℃，恒温保存24小时。每组试验重复5次。
四、实验结果与分析
通过对实验结果进行分析，我们得到了以下结论：
1. 当试件的水石比较高时，其抗冻性能会明显下降，说明孔隙结构参数对试件的冻融膨胀性质具有一定的影响。
2. 不同孔隙分布状态的试件，其抗冻性能也存在较大差异。通常来讲，在试件中孔隙分布均匀状态下的试件，其抗冻性能较好。
3. 在增加适量的气泡剂后，试件的抗冻性能有所提高。因为气泡剂中的气泡，可以减小混凝土体系的密实度，从而影响冻融膨胀行为。
五、结论及展望
本文通过实验研究，得出了水工混凝土在冻融循环条件下的抗冻性能系数与孔隙结构参数、水石比、孔隙分布状态和加入适量的气泡剂等因素密切相关。在今后的研究中，我们将继续深入探讨，以期更进一步完善开发新型的水工混凝土。同时，我们也不能忽略将实验结果转化为实际工程设计与生产实践中的出发点，加强科研与生产之间的联系，致力于为以后水利工程建设提供更好的技术支持。