本文针对西部干旱水资源短缺、工程中混凝土的严重受损和冻裂问题，以及南水北调工程远水不解近渴的现状，选择高吸水聚合物复合混凝土采用正交试验设计，提出28天龄期后混凝土自养的新方法，为治理干旱寒冷地区水工混凝土渗漏和冻裂难题提供理论依据。研究的重点是在高性能混凝土中掺入高吸水聚合物、粉煤灰、煤矸石等，深入探讨各种材料单掺和复掺后混凝土材料的抗冻机理和组成材料对其产生的影响。在冻融作用的条件下，对基准混凝土的物理性能、强度进行试验，并对高吸水聚合物和矿物掺合料(粉煤灰、煤矸石)在混凝土中单掺和复掺后的混凝土的强度、抗冻性等性能进行对比研究，并借助现代化的测试技术手段，进行微观X-射线衍射(XRD)和电镜扫描(SEM)等试验，对其耐久性作出了一个综合评价。另外，从分析普通混凝土的组成入手，合理调节各组分，通过加入减水剂和掺合料几项措施，使复合混凝土的力学性能、抗冻性能得到改善。主要的研究结果有以下几方面：　　 1、利用超吸水聚合物能形成膨胀凝胶保湿保水的特征，与混凝土结合用以防渗堵漏，阻塞了渗水的通路，减少了混凝土发生冰冻的机率，提高了混凝土的抗冻性能。　　 2、提出借助高吸水聚合物的高吸水性和保湿性，即使加压水也不会分离和轻易排出的特征，改变传统混凝土多年一直沿用的28d后不再进行人工养护的方法，以保水性强的聚合体提供混凝土在标准养护龄期结束后的水化自养，使混凝土在高吸水聚合物的作用下进一步水化自养，在水灰比不变的情况下，提高混凝土的后期强度和改善混凝土的耐久性。　　 3、通过优化混凝土配合比，将粉煤灰、煤矸石与高吸水聚合物混凝土联掺复合组合，使之产生叠加效应，弥补传统混凝土脆性大、孔隙多、抗冻及耐久性弱的缺陷。经250次冻融循环的抗冻混凝土强度损失、质量损失均小于基准混凝土。　　 4、试验研究结果表明：高吸水聚合物的保水性能够提供混凝土后期火山灰反应和进一步水化反应所需的水分，适量复掺高吸水聚合物和矿物掺合料能在不显著降低混凝土早期强度的情况下，后期不需要养护便可以明显增强混凝土的后期强度、改善混凝土的抗冻性能。虽然混凝土早期强度不及基准混凝土强度高，但56天后期混凝土自养强度提升速度较快而且稳定。　　 5、通过对比试验探讨复合超吸水聚合物混凝土的抗冻耐久性能，最后通过X射线衍射和扫描电镜对混凝土微观结构和宏观结构进行综合评价。　　 对掺加粉煤灰、煤矸石的复合高吸水聚合物的混凝土试验研究，具有一定的实用价值，显著的社会、环境和经济效应。