本文利用内蒙古地区丰富的风积沙与浮石资源,发展混凝土传统原材料的替代物,研究配制新型的绿色环保混凝土——风积沙轻骨料混凝土,综合考虑冻融、硫酸盐侵蚀、低温等多种不利因素影响,从宏观性能劣化规律、孔隙水冰相变机制、微观孔隙结构特征以及孔隙三维结构动态发育等方面,探究冻融盐蚀环境下风积沙轻骨料混凝土抗冻性能损伤劣化机理,为风积沙轻骨料混凝土在寒区的应用提供理论基础。本文主要研究内容与结果如下:1.通过对不同养护龄期下的风积沙轻骨料混凝土进行抗压强度及孔结构测试,可得出:风积沙轻骨料混凝土的孔隙度、平均孔径、孔径为<1.0μm、1.0～10μm、>10μm的分孔隙度随着龄期的增加呈现先上升后下降的趋势;通过风积沙轻骨料混凝土孔径<1.0μm、1.0～10μm和>10μm的分形维数与抗压强度建立的灰色模型GM(1,4),能够预测风积沙轻骨料混凝土的抗压强度。2.通过风积沙轻骨料混凝土清水与硫酸盐快速冻融试验,可得出孔径与风积沙轻骨料混凝土冻融损伤的规律:在清水冻融作用下,当<0.1μm孔隙减少,>1.0μm孔隙增多时,风积沙轻骨料混凝土冻融损伤加剧;反之,当<0.1μm孔隙增多,>1.0μm孔隙减少时,风积沙轻骨料混凝土冻融损伤减缓。在硫酸盐-冻融作用下,当<0.1μm孔隙减少,1.0～10μm孔隙增多时,风积沙轻骨料混凝土冻融损伤加剧;反之,当<0.1μm孔隙增多,1.0～10μm孔隙减少时,风积沙轻骨料混凝土冻融损伤减缓。3.利用低温核磁共振技术探讨风积沙轻骨料混凝土在冻结和融化过程中核磁信号量、未冻水含量、T2谱分布、孔径分布和孔隙度的变化规律。发现风积沙轻骨料混凝土冻结过程中孔隙溶液结冰始终滞后于融化过程。在冻结过程中,风积沙轻骨料混凝土中孔隙未冻水在-5～-10℃之间结冰较快,在-10～-40℃之间结冰较慢;融化过程中风积沙轻骨料混凝土在-10～-5℃之间孔隙中结冰融化较快,在-40～-10℃之间结冰融化较慢。风积沙轻骨料混凝土冻结是从大孔隙开始,融化是从小孔隙开始。风积沙轻骨料混凝土在-10℃以上的孔溶液结冰产生的静水压力是造成混凝土冻融破坏的主要原因。4.利用X射线计算机断层扫描技术研究冻融环境下风积沙轻骨料混凝土三维孔结构的分布特征和演化规律,并结合统计学原理对冻融前后的风积沙轻骨料混凝土孔结构参数进行分析。冻融前风积沙轻骨料混凝土孔隙体积集中在0.01～0.1mm3范围内,孔隙表面面积集中在0.1～10mm2范围内,孔隙长度集中在<1.0mm范围内;冻融后风积沙轻骨料混凝土孔隙体积集中在0.1～10mm3范围内,孔隙表面面积集中在10～100mm2范围内,孔隙长度集中在2.0～3.0mm范围内。风积沙轻骨料混凝土内部区域受冻融影响程度从内到外依次增加,孔隙变化主要体现在靠近混凝土表面的区域内。5.采用核磁共振法和压汞法对冻融前后的风积沙轻骨料混凝土孔结构参数和孔径分布进行分析,对比研究风积沙轻骨料混凝土在冻融循环作用下的孔隙结构特征。根据核磁共振测试结果,风积沙轻骨料混凝土中的毛细孔占比最大,经历200次冻融循环后,毛细孔占比增多;根据压汞测试结果,风积沙轻骨料混凝土中的凝胶孔占比最大,经历200次冻融循环后,凝胶孔所占比例高于未冻融前。核磁共振法测得的孔隙结构具有双重分形特征,压汞法测得的孔隙结构具有单一分形特点。