吴俊臣，申向东

（1. 内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院，呼和浩特 010018；2. 内蒙古建筑职业技术学院建筑工程学院，呼和浩特 010070）

风积沙混凝土的抗冻性与冻融损伤机理分析

吴俊臣1,2，申向东1※

（1. 内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院，呼和浩特 010018；2. 内蒙古建筑职业技术学院建筑工程学院，呼和浩特 010070）

为探讨沙漠沙（又名风积沙）替代河砂对低温环境下混凝土的耐久性能影响，按照风积沙替代河砂质量的20%、40%、60%、80%、100%共设计了5种强度等级为C25的风积沙混凝土（aeolian sand concrete，ASC）。采用加速试验方法研究了风积沙混凝土在冻融条件下的损伤失效规律，借助环境电镜扫描（environmental scanning electron microscope，ESEM）、应变监测和核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）等测试手段得到了风积沙混凝土的损伤机理。研究发现风积沙掺量80%以上的混凝土冻融次数超过200次，冻融损伤残余应变小，内部封闭小孔隙数量多对冻融损伤的抑制阻碍作用增强。结果表明风积沙混凝土的抗冻性能随着风积沙掺量的增加而提高，掺量为100%的风积沙混凝土的抗冻性最好。该研究可为风积沙混凝土大范围应用于寒区渠道衬砌及水利设施建设提供理论依据。

灌溉；混凝土；核磁共振；风积沙；冻融；损伤；应变

吴俊臣，申向东. 风积沙混凝土的抗冻性与冻融损伤机理分析[J]. 农业工程学报，2017，33(10)：184－190.

doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.10.024 http://www.tcsae.org

Wu Junchen, Shen Xiangdong. Analysis on frost resistance and damage mechanism of aeolian sand concrete[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(10): 184－190. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.10.024 http://www.tcsae.org

0 引 言

作为中国设计灌溉面积最大的内蒙古西部巴彦淖尔市河套灌区，2015年仅节水改造工程[1-4]投资近6.5亿元，其中需要消耗40万m3混凝土用于渠道衬砌与配套水利设施建设。数量众多的混凝土水利设施服役环境属于干旱、寒冷地区，遭受反复热胀冷缩后相当一部分出现冻胀破坏、剥落[5-11]，恶劣的混凝土服役环境导致大量水工混凝土结构的实际使用寿命普遍低于设计使用寿命。……