在眾多水工混凝土建筑物所處的環(huán)境中，正負(fù)溫交替的情況極為常見。在使用過程中，混凝土?xí)豢杀苊獾卦馐軆鋈谘h(huán)的破壞作用，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致受凍破壞。尤其是在寒冷地區(qū)的水工建筑物，混凝土抗凍性不足往往是造成結(jié)構(gòu)破壞的主要根源。因此，提升混凝土材料的抗凍性成為提高混凝土耐久性的關(guān)鍵途徑之一，而硅灰在這方面發(fā)揮著重要的作用。

研究表明，當(dāng)水膠比為 0.3 時(shí)，經(jīng)過 56 次凍融循環(huán)后，加入硅灰的混凝土表面縮放均控制在 500g/m2 以下，動(dòng)態(tài)彈性模量保持在 90% 以上，且不同硅灰摻量的混凝土在這兩項(xiàng)指標(biāo)上相差不大。這說明硅灰的摻入在一定程度上提高了混凝土的抗凍融性能，使得混凝土在凍融循環(huán)過程中能夠保持較好的穩(wěn)定性，減少表面剝蝕和內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷的發(fā)生。

進(jìn)一步研究硅灰和引氣劑等對(duì)再生混凝土抗凍性的改善作用。實(shí)驗(yàn)采用 5%、10% 的硅灰等量替代水泥，深入探究硅灰在改善再生骨料混凝土抗凍性能方面的表現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)，摻入硅灰的試件其相對(duì)動(dòng)彈性模量下降值及下降趨勢(shì)均明顯小于對(duì)照試件（未摻硅灰）。在達(dá)到 300 次凍融循環(huán)時(shí)，對(duì)照試件和摻入硅灰量分別為 5%、10% 的試件的相對(duì)動(dòng)彈性模量分別為 81.3%、92.1%、93.3%。同時(shí)，在前 100 次凍融循環(huán)中，摻入硅灰的試件幾乎無質(zhì)量損失，在 150 - 200 次凍融循環(huán)內(nèi)，質(zhì)量損失才略有增加，凍融破壞程度較為輕微，而對(duì)照試件在 100 次凍融循環(huán)時(shí)質(zhì)量損失已超過 0.2%。這表明硅灰能夠有效改善再生混凝土的抗凍融性能，減少凍融循環(huán)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的破壞。

此外，研究硅灰對(duì)混凝土在不同濃度氯鹽中抗凍性的影響發(fā)現(xiàn)，未摻硅灰的混凝土在 5% 的氯鹽中經(jīng)過 200 次凍融循環(huán)后的質(zhì)量損失高達(dá) 8.45%，相對(duì)彈性模量?jī)H約為 40%，而摻有硅灰的混凝土在相同條件下的質(zhì)量損失不到 2%，并且相對(duì)彈性模量基本穩(wěn)定在 90% 左右。這進(jìn)一步證明了硅灰在提高混凝土抗凍融性能方面的顯著效果，尤其是在氯鹽環(huán)境下，硅灰能夠有效抵抗氯鹽對(duì)混凝土凍融破壞的加劇作用。

通過測(cè)試混凝土的脈沖傳播速度研究硅灰含量對(duì)混凝土抗凍融性的影響發(fā)現(xiàn)，當(dāng)硅灰的含量從 3% 逐步增加到 8% 時(shí)，脈沖傳播速度減少率持續(xù)降低，且在 210 次凍融循環(huán)時(shí)，脈沖速度減少率約為 15%。然而，當(dāng)硅灰含量增加到 11% 時(shí)，在 150 次凍融循環(huán)時(shí)脈沖傳播速度減少率就急劇上升至 70% 以上。綜合上述研究結(jié)果可知，硅灰在改進(jìn)混凝土抗凍融性方面存在一個(gè)較為適宜的含量范圍，大約在 10% 左右。在這一范圍內(nèi)，硅灰能夠充分發(fā)揮其改善混凝土微觀結(jié)構(gòu)、提高密實(shí)性和增強(qiáng)抗凍融能力的作用，從而有效提升混凝土在寒冷環(huán)境和凍融循環(huán)條件下的耐久性，確保水工混凝土建筑物的長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行。