粉煤灰作为掺合料加到混凝土中,可减少工业废渣,同时能起到降低混凝土拌合物水化热、减少早期开裂、提高混凝土后期强度等作用,但关于粉煤灰混凝土的抗冻性能优劣一直存在着许多不同的观点。高寒地区昼夜温差大,冬季长时间处于负温,大体积混凝土工程早期易开裂,而工程有时又必须在冬季施工。本文针对高寒地区大掺量粉煤灰混凝土的抗冻性能进行研究。首先,本文针对C30混凝土配合比设计参数进行四因素三水平L9(34)正交试验设计,通过分析混凝土拌合物的施工和易性和抗压强度的试验结果来优选配合比设计参数,获得高寒地区C30粉煤灰混凝土的较佳砂率为38%、减水剂掺量1.3%、单位用水量165 kg/m3、水胶比为0.41。然后再对不同水胶比、不同粉煤灰掺量、不同引气剂掺量的粉煤灰混凝土抗压强度进行分析,得出如下结论:粉煤灰掺量越大,早期强度降幅越大,而其28d~90d强度增幅越大;养护龄期大于28d,粉煤灰混凝土的含气量每增加1%,其抗压强度约降低4%~6%。其次,针对高寒地区混凝土长期经受冻融循环作用而不断发生破坏的问题,从分析冻融破坏机理入手,通过快速冻融试验,研究了粉煤灰掺量、引气剂掺量对抗冻性能的影响规律,然后通过亚微观的气泡特征参数分析不同粉煤灰掺量与不同引气剂掺量的粉煤灰混凝土的抗冻性能,得出如下结论:粉煤灰混凝土28d的抗冻等级明显低于未掺粉煤灰的基准混凝土,随着龄期的增长,粉煤灰混凝土的抗冻性能显著增强;粉煤灰掺量为35%的60d龄期混凝土的气泡间距系数最小,其耐久性系数最大,抗冻性能最佳;加入引气剂能有效改善粉煤灰混凝土的抗冻性能,当含气量在5.2%左右时,混凝土的气泡间距系数最小,抗冻性能最佳。最后,通过电通量试验研究不同粉煤灰掺量、不同引气剂掺量的粉煤灰混凝土的抗氯离子渗透性能,研究结果表明:延长混凝土的养护龄期,有利于提高其抗氯离子渗透性能;随着粉煤灰掺量的增加,其抗氯离子渗透性能先增加再降低,在掺量为45%左右时达到最佳;随着含气量增加,粉煤灰混凝土的抗氯离子渗透性能先增加再降低。在含气量为5.2%左右时,其抗氯离子渗透性能最佳。