凍融破壞是指在較低溫度條件下，混凝土中凝膠孔與毛細(xì)孔道之間存在滲透壓力和膨脹力，當(dāng)滲透壓力和膨脹力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，會(huì)使混凝土產(chǎn)生細(xì)小的裂縫，在反復(fù)凍融作用下，會(huì)使細(xì)小裂縫不斷增大，從而導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度逐漸降低，甚至出現(xiàn)剝落現(xiàn)象。凍融循環(huán)嚴(yán)重影響嚴(yán)寒地區(qū)混凝土的耐久性。許多研究發(fā)現(xiàn)，與基準(zhǔn)混凝土相比，粉煤灰混凝土的抗凍性能得到了顯著提高。

研究發(fā)現(xiàn)，隨著水泥水化反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行，自由水含量逐漸降低，水泥水化作用不可能完全完成，因此，混凝土中一定存在著未水化膠凝材料。由于混凝土內(nèi)部孔隙率降低、殘余孔徑變小等原因，粉煤灰高性能混凝土的抗凍性有所提高。摻入一定量的粉煤灰后，由于水泥用量的減少，水化產(chǎn)物中 Ca (OH)2的含量也相應(yīng)降低，但粉煤灰二次水化產(chǎn)物C-S-H和 Aft的含量增加，使混凝土與集料界面過渡層的孔隙率降低；此外，粉煤灰的細(xì)小顆粒在水泥顆粒中均勻分散，成為水化產(chǎn)物的聚集中心。

這些細(xì)小顆粒及水化產(chǎn)物隨混凝土齡期的延長，使水泥石孔隙降低，提高了混凝土的耐久性。在質(zhì)量較高的粉煤灰中，微顆粒充分均勻地分散在水泥顆粒之間，而水泥顆粒中存在著直徑大于毛細(xì)孔直徑的硬空心玻璃體，其作用是切斷毛細(xì)孔滲水通道，減少泌水，使混凝土結(jié)構(gòu)更加致密，從而大大提高混凝土的抗凍性能。