在严寒地区,混凝土的冻融破坏是制约其耐久性的主要因素之一,部分地区存在盐湖及融雪剂侵蚀和冻融循环的共同作用更是加速了混凝土路面的破坏。地聚合物作为一种新型的无机硅铝质胶凝材料,其多方面性能明显优于传统的硅酸盐水泥,因而地聚合物在很多领域内都具有广阔的应用前景,特别是地聚合物作为快速修补、注浆灌浆材料已经应用在实际工程中。目前针对地聚合物混凝土的研究显示其抗冻性能的优劣尚无定论,冻融破坏机理尚需进一步探索。因此,研究如何改善地聚合物混凝土在盐环境中的抗冻性能对进一步推广其应用具有重要的理论意义和实际价值。本文以偏高岭土和钢渣、矿渣、粉煤灰及硅灰为主要原材料,在水玻璃复合氢氧化钠的激发作用下制备地聚合物混凝土,参照相关研究文献的冻融试验方法,以冻融循环过程中地聚合物混凝土的表面剥蚀量为衡量指标,研究了不同的矿物掺合料对偏高岭土基地聚合物混凝土抗盐冻性能的影响。通过地聚合物混凝土的体积孔隙率、饱和系数、物相组成、微观形貌、综合热分析和冻融破坏形式探究了矿物掺合料的作用机理;通过测试地聚合物混凝土冻融循环过程中的损伤,初步分析其劣化过程并提出冻融损伤劣化方程。研究结果表明:1)氯盐环境加速了地聚合物混凝土冻融破坏过程,其浓度在4%⁶%时冻害因子达到最大值1.05左右,浓度在4%⁶.5%时冻结膨胀系数达到显著水平14.9%。2)矿物掺合料提高了地聚合物混凝土极限冻融循环次数。地聚合物自然饱和体积吸液率由13%¹6%降低至9%¹3%,饱和系数由0.92⁰.93降低至0.9附近,孔隙可冻溶液含量降低,自然吸液饱和延缓了4h左右,抗盐冻性能得到提高。此时对应氧化物组成高钙地聚合物为硅铝比3.3和钠铝比0.6,低钙地聚合物为硅铝比3.5和钠铝比0.7⁰.8。3)XRD和DSC-TG分析显示掺入钢渣或矿渣后地聚合物结构生成了新的产物C-S-H凝胶、C-A-S-H凝胶以及其他复杂的铝硅酸盐水合物。SEM测试表明地聚合物平板状结构表面分布着一定数量孔洞和微裂缝,矿物掺合料减少其表面微缺陷,表层产物分布更加复杂,结构互相交错更加紧密。矿物掺合料增加水化产物种类和改善微观结构是地聚合物抗冻性能提高的根本原因。4)矿物掺合料明显延缓了地聚合物质量吸水率的累计过程,提高了其抗开裂能力,5次冻融循环后质量吸水率增量ΔωM均有不同程度的降低且相对强度Pr5明显更高,特别是高钙地聚合物ΔωM降低了50%,Pr5保持在90%以上。SEM测试显示掺入钢渣G22和掺入矿渣K22较大程度的保持了冻融前的表观形貌,掺入粉煤灰F22和硅灰U3次之,而基准组P23几近溃散。5)根据地聚合物相对强度损伤演化方程,基准组混凝土为单段损伤模式,试验组混凝土均为双段损伤模式并出现变速点N₁₂。矿物掺合料通过降低初速度IDV值降低了地聚合物在N₁₂前的冻融破坏速率,N₁₂后F22、G22和K22的加速度DA值都比基准组小,钢渣、矿渣或者粉煤灰在N₁₂后能有效的抑制地聚合物冻融损伤的发展,硅灰只能在N₁₂前改善地聚合物混凝土的抗盐冻性能。钢渣或矿渣单掺掺量为15%时均能显著地提高地聚合物混凝土的抗盐冻性能,粉煤灰单掺掺量为15%或硅灰单掺掺量为3%时有一定效果,复掺粉煤灰和含钙掺合料有显著效果。含钙掺合料对地聚合物混凝土抗盐冻性能的改善,有利于其在严寒地区的应用推广。