氧化钙—碳酸钠—矿渣(CNS)水泥作为一种新型碱矿渣水泥,其收缩开裂、凝结时间等改善了很多,成本也有所降低。因此,本文采用课题组已有的CNS碱矿渣水泥配方,制备强度为35MPa(CNS35)和50 MPa(CN(50)的砂浆,并以强度为35MPa(PC35)的普通硅酸盐水泥砂浆为对照组,分别研究了冻融循环(单因素)和冻融及硫酸盐(双因素)作用下,CNS砂浆宏观性能(表观、质量、动弹性模量、抗折和抗压强度)的变化规律,并结合显微硬度、孔结构、XRD、SEM-EDS等分析手段对机理进行分析,得出以下主要结论:1、单因素和双因素作用下,随冻融循环次数增加,砂浆宏观性能损伤均呈现出前期较慢(损伤积累期)后期加速(快速破坏期)的变化规律,抗冻融优劣顺序为:CNS50>CNS35>PC35。硫酸盐的存在减轻了CNS砂浆宏观性能的冻融损伤,但加剧了PC砂浆宏观性能的冻融损伤。2、单因素和双因素作用下,随冻融循环次数增加,砂浆水泥石及界面显微硬度均降低。冻融300次后,CNS50砂浆水泥石及距离界面10μm的显微硬度分别下降了21.8%和7.1%,损伤最轻,CNS35砂浆分别下降了34.8%和22.4%4损伤较轻,而PC35砂浆分别下降了44.6%和55.1%,损伤最为严重。冻融及硫酸盐作用300次后,CNS50砂浆水泥石及距离界面10μm的显微硬度分别下降了14.7%和1.7%,损伤最轻且小于单因素,CNS35砂浆分别下降了28.4%和19.6%,损伤较轻且小于单因素,而PC35砂浆则分别下降了47.1%和60.7%,损伤最重且大于单因素。3、单因素和双因素作用下,随冻融循环次数增加,砂浆孔隙率、总孔体积均逐渐增大,最可几孔径均向着大孔方向移动,孔结构逐渐劣化,损伤劣化规律与宏观性能及显微硬度相吻合。建立的CNS砂浆孔隙率(微观)-水泥石显微硬度损伤系数(细观)-抗折损伤系数(宏观)三级损伤关系表明,随着CNS砂浆孔隙率的增大,水泥石显微硬度损伤系数不断增大,同时抗折强度损伤系数也不断增大,三者之间形成一条近似直线的空间曲线,存在较好的相关性。4、CNS水泥的水化产物主要为低Ca/Si比S的C-S-H(I)凝胶、水滑石、类水滑石以及碳酸钙等,不存在Ca(OH)2晶粒,碳酸钙的填充效应导致CNS砂浆的结构更致密、均匀,使其不存在明显的界面过渡区,孔结构更优异,从而在单因素和双因素因用下的损伤均轻于PC砂浆。CNS50砂浆内部结构的致密性及孔结构均优于CNS35砂浆,使其在单因素和双因素作用下的损伤轻于CNS35砂浆。