高寒地区水工混凝土建筑物处于超大温差、极端低温、强辐射、大风、干燥等复杂条件，混凝土结构容易产生以冻融破坏为代表的劣化病害，防护修复技术是常用的劣化防治措施之一。通过有限元方法对冻融循环作用下水工建筑材料劣化过程及影响规律进行了模拟计算。结果显示，在周期变温荷载作用下，孔隙水结冰产生的冻胀应力是导致混凝土耐久性降低的主要因素。除了改善混凝土本体抗冻性外，还应采用表面防渗处理，如表面涂层防护，以控制混凝土内部含水量和冻胀应力，提高抗冻融能力。介绍了高寒地区水工建筑物防护修复材料的选择原则、种类特点和施工工艺，总结了防护修复技术在高寒地区的典型工程应用，为高寒地区水利水电工程维护提供了一定的参考借鉴，并从材料性能、配套设备、工艺拓展、标准制定4个方面进行了展望。
东北部高寒地区水工混凝土材料，因恶劣的自然环境、复杂的水文地质条件和独特的地理位置等极易发生冻融裂化破坏。文章结合东北高寒地区水工混凝土特点，利用加速冻融试验探讨了3种涂层材料的抗冻融性。结果表明：新型聚脲涂层体系的抗冻性能最好，现场生产的实际防护效果较好，能够显著改善高寒地区水工混凝土的耐久性。
混凝土作为水利与水电工程重要的构筑材料,在寒冷地区受到冻融循环作用,易诱发损伤和破坏,使结构性能劣化,影响结构功能的发挥和使用寿命。在对水工混凝土冻融病害案例进行统计阐述的基础上,重点从水工混凝土冻融理论、试验、数值仿真以及冻融损伤识别和冻融病害抑制与修复等方面,论述了水工混凝土冻融损伤的研究现状和存在的问题。认为今后应加强多损伤因素耦合作用下的水工混凝土多尺度冻融劣化机理研究,改进冻融试验方法,构建合适的水工混凝土冻融损伤本构模型,开发有效的三维跨尺度模型、计算方法和工具,高效实现对复杂环境下水工混凝土冻融损伤过程的精细数值模拟,以求从研究思路、方法到工程实践上形成完善的水工混凝土冻融防控理论。
文章对东北地区季节性冻土期水工混凝土冻融膨胀进行观测试验研究。试验结果表明:在冻结初始阶段,冻土冻融膨胀速率较快,其冻融膨胀曲线斜率较大,冻融膨胀率与冻土含水率相关性较好,在缓冻阶段,冻融膨胀速率减缓,冻融膨胀曲线斜率逐步减小直到冻结稳定阶段;冻融膨胀率与土壤含水率相关性逐步减弱;在冻结结束后,冻土含水率纵向呈现曲线变化,水分迁移能力逐步削弱;土壤含水率的变化是辽宁地区季节性冻土期水工混凝土冻融膨胀的主要影响因素,其次是温度。
