混凝土是目前土木工程中用途最广、用量最大的一种建筑材料。水泥的生产能耗高且碳排放量大,随之产生的环境污染问题日益严重;与此同时,工业生产过程中产生的工业废料对生态环境的影响不容忽视。而可以充分消耗工业废料的“零”水泥地聚物混凝土是固废资源化利用、降低碳排放、实现建筑绿色可持续发展的有效途径之一。目前已有的研究表明地聚物混凝土具有强度发展快、耐高温、耐腐蚀性强等优点,但对其抗冻性的研究较为匮乏。对于寒区服役的混凝土结构,材料抗冻性不足会带来极大的安全隐患。针对当前不足,本文开展了对地聚物混凝土抗冻性的研究,并延伸到考虑荷载作用的地聚物混凝土配筋构件的抗冻性分析,可为地聚物混凝土在寒区的应用提供参考。首先,第2章以制备工作性与力学性能优良的地聚物混凝土为目标,分净浆、砂浆、混凝土三个阶段逐步确定了以下7个参数:碱激发溶液/粉煤灰-矿渣混合前驱体的质量比（L/B）、水玻璃/氢氧化钠溶液的质量比（SS/SH）、水玻璃模数（Ms）、矿渣/混合前驱体的质量百分比（矿渣掺量）、养护方式、胶砂比、砂率。得到高温养护后抗压强度达到80MPa以上,且工作性良好的地聚物混凝土GPC-10。在此基础上采用提高矿渣掺量的方法取代高温养护,得到了适用于标准养护的地聚物混凝土GPC-50,28d抗压强度达到80MPa以上。鉴于养护湿度对不同钙含量地聚物混凝土强度发展的影响也尤为显著,建立了一个考虑养护湿度的抗压强度发展公式。继而,第3章对地聚物混凝土材料自身的抗冻性进行了研究。制备了一组矿渣掺量梯度变化的地聚物混凝土,对其进行了快速冻融试验,通过质量损失、相对动弹性模量、抗压强度损失评估冻融损伤。此外,使用扫描电子显微镜（SEM）、压汞测试（MIP）、能量色散X射线能谱（EDS）和X射线衍射（XRD）对生成物的微观结构和化学成分进行了表征。结果显示,地聚物混凝土的抗冻性随着前驱体中矿渣掺量的提高而增强。125次冻融循环是GPC-50冻融损伤阶段的分段点,SEM和MIP确定了凝胶中产生宽为1～3μm的短裂纹是分段点出现的原因。EDS和XRD分析矿渣增强抗冻性的原因是:粉煤灰和矿渣分别生成低钙型产物N-A-S-H和高钙型产物C-A-S-H、C-S-H,水分在反应中的不同作用对凝胶结构的致密性产生影响,从而改变了地聚物混凝土的抗冻性。第4章针对低钙型地聚物混凝土抗冻性薄弱的问题,研究纤维增强的改善作用。考虑了不同纤维类型及不同纤维掺量。研究发现,由于PVA纤维具有较高的拉伸弹性模量及较好的分散性,体积掺量0.3%的PVA纤维对地聚物混凝土力学性能和抗冻性的改善效果最佳。纤维不能阻止冻融作用下裂纹的产生,但是可以抑制其扩展,结果表现为纤维增强试件的相对动弹性模量下降较快而质量损失较慢。第5章模拟寒区水下桥墩的服役状态,研究地聚物混凝土在轴压荷载下的抗冻性。对试件施加10/20MPa压应力,再进行冻融循环。通过相对动弹性模量分析试件的损伤,试验结果表明小于0.25fcu的压应力可以提升混凝土的抗冻性。渗水深度和MIP测试结果表明,轴压荷载压实了混凝土内的孔隙,从而显著提高了其抗冻性。同时发现,由于钢纤维的弹性模量极高,钢纤维增强地聚物混凝土在无荷载作用下抗冻性较好,但在有荷载作用下,钢纤维抑制了压实作用,对抗冻产生不利影响。第6章研究弯曲荷载与冻融循环的耦合损伤作用。首先,制备了地聚物混凝土及普通混凝土配筋梁。然后,施加大小为30%极限承载力的持续弯曲荷载,并进行冻融循环。最后,从破坏模式、极限抗弯能力、弯曲刚度、表面开裂四个方面与空白组及冻融循环组进行对比分析。研究发现:在冻融作用下由于混凝土的抗拉强度以及与钢筋的黏结强度下降较快,梁在弯曲破坏之前有发生斜拉破坏或黏结滑移破坏的风险;持续弯曲荷载抑制了受压区的损伤,可降低出现超筋破坏的风险;持续弯曲荷载加快了地聚物混凝土梁极限承载力的下降,而对普通混凝土梁极限承载力的降低起到减缓作用;持续弯曲荷载表现出的有利作用还包括抑制梁的刚度退化,以及减轻温度急剧变化所造成的温度疲劳损伤。