欧姆热固化作为一种新的寒区冬季施工方法,具有广阔的前景,它不仅能够克服传统冬季施工方法无法大面积使用的缺点,也不需要额外的搭建暖棚等设施费时费工,使用的也是电这种清洁能源,但是作为一种新的养护方法,它的理论基础仍然有所不足,目前的所有研究均局限在其短期的一些性能上面。本文针对欧姆热固化这一方法,考虑其应用于寒区,研究了在受冻状态下的长期服役性能,并使用扫描电镜(SEM)对其微观进行了分析。同时考虑到一些对耐久性十分关键的数据非常难测得,即使能测又非常费时,从最普遍的耐久性问题毛细吸水和碳化入手,对吸水和碳化的机理以及传输机制进行了研究,考虑受冻和欧姆热固化对水分和气体传输的影响。本文的主要研究内容和结果有以下几点:首先,研究了制备工艺和碳纤维掺量对水泥砂浆电学性能和力学性能的影响,最终使用改进后的同掺法,并认为0.75vol%掺量的碳纤维为最佳碳纤维掺量;同时对欧姆热固化工艺进行了优化,使用梯度功率,发现30W养护12h后转为40W养护,既能够快速的形成强度,又能够使结构更加致密,减少缺陷。其次,研究了欧姆热固化试件在达到受冻临界强度后经过负温养护再转正温后,对长期的力学性能、耐久性能和微观结构的影响,并于标养对照组进行了比较,结果表明当水泥砂浆达到设计受冻临界强度后,即使受冻28d,其强度恢复率仍然在95%以上,并且在同样的受冻时间下,其力学性能、耐久性能和微观结构均表现出优于标养,这说明欧姆热固化试件具有良好的抗冻性能。最后,研究了负温欧姆热固化水泥砂浆内部水分的迁移机理,建立了吸水模型,并对欧姆热固化试件进行了水分分布的预测;对现有的碳化模型进行了改进,考虑了欧姆热固化和低温的影响,并对受冻下欧姆热固化试件碳化深度进行了预测,结果符合实验实测值。