随着西部大开发重要战略的实施,我国西北高寒高海拔地区修建了大量的基础工程,铁路和公路工程修建中通常都采用钻孔灌注桩作为桩基础,混凝土在冻土环境下出现凝结硬化缓慢的现象,但随着龄期增加混凝土某时刻强度会与标准养护28d的强度达到“等强度”的状态。灌注桩混凝土浇筑后会融化冻土而使桩身混凝土受到冻土回冻影响,混凝土等强度增长过程中孔隙中自由水会冻结形成冰核,低能态的冻结水和高能态的过冷水之间产生的热力不平衡驱使过冷水持续流向结冰区,冰晶聚胀形成冰胀力,造成混凝土孔结构劣化。混凝土孔结构的劣化使混凝土耐久性下降、使用年限缩短等一系列问题。因此,针对西部冻土地区这种特殊地质环境中钻孔灌注桩混凝土出现的问题有必要进行深入的研究,为冻土地区钻孔灌注桩混凝土设计、施工提供参考。本文通过研究不同养护制度下不同入模温度水泥水化特性,不同入模温度、不同引气剂掺量对混凝土达到等强度天数,以及等强度条件下孔隙结构和抗渗性的影响,进行了-5℃养护条件等强度混凝土性能劣化演变规律研究,主要研究内容及实验结论如下:(1)通过恒定-5℃养护和标准养护环境下不同入模温度水泥净浆水化热试验,分析了入模温度、养护温度对水泥水化反应规律的影响。结果表明:负温养护环境对5℃、10℃、15℃、20℃四种入模温度水泥净浆不同龄期下的放热量产生了显著的抑制作用,不同龄期时水化放热量和水化程度明显低于标准养护环境,入模温度越低水泥净浆早期的水化放热量和水化程度越低,负温环境延长了水泥水化龄期,使得水化反应产生了“滞后现象”。(2)标准养护和恒定-5℃养护下入模温度和引气剂掺量对混凝土抗压强度影响趋势一致,负温养护明显低于标准养护下的混凝土抗压强度;引气混凝土在同一龄期下的抗压强度随着引气剂掺量的增加逐渐减小,同一龄期下混凝土抗压强度随着入模温度的升高逐渐增大。(3)通过分析标准养护和-5℃养护下引气剂掺量和入模温度对混凝土抗渗透性能的影响,随引气剂掺量的增加,混凝土的电通量出现先增大后减小的趋势,引气剂对混凝土抗渗性能存在一个合理掺量,超出合理的掺量范围内,混凝土的抗渗性能将出现负增长,在掺加0.00%、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%五组引气剂时,掺0.05%引气剂的混凝土电通量最小,抗氯离子渗透性能最优;入模温度越高混凝土电通量越小,抗氯离子渗透性能越高。(4)通过分析不同入模温度下引气剂掺量对混凝土孔隙结构的影响,结果显示,相对基准组(引气剂掺量为0.00%),引气剂掺量为0.05%时,可以有效的改善混凝土的孔径分布,使得大孔径减少,小孔径增多;不合理的引气剂会使得混凝土的孔隙结构产生不同程度的劣化,掺量越多劣化越严重,孔隙率和平均孔径随着引气剂掺量增加均在逐渐增大;入模温度越高混凝土孔隙结构小孔分布增多,大孔分布减少,孔隙率和平均孔径逐渐减小。(5)恒定-5℃养护下20℃、15℃、10℃、5℃四组入模温度的引气混凝土分别在42d、49d、56d、63d达到等强度,随着入模温度的降低,达到等强度的龄期出现明显“滞后现象”。(6)负温养护环境中的混凝土在等强度条件下,混凝土的微观孔隙结构和抗氯离子渗透性能没有达到标养28d的龄期下的微观孔隙结构和抗氯离子渗透性能。这表明宏观强度上的等强度并不能代表微观孔隙结构的“等孔结构”和“等抗氯离子渗透”耐久性能。