寒冷地区混凝土工程的施工及使用过程中,混凝土内部与外部环境的温差较大,会使混凝土产生温度裂缝,严重影响结构的安全性及耐久性,因此负温混凝土结构物的温度场发展规律及微观性能影响研究极其重要。本文采用理论分析与试验研究相结合的方式,研究了不同养护制度下负温混凝土的温度场及微观性能变化规律。对不同尺寸的混凝土试件在恒-15℃、-20℃、-30℃环境温度和室外变负温条件下,分别采用泡沫板、土工布及直接裸露在空气中的三种保温措施时,结构内不同部位温度发展历程的研究表明:泡沫板包裹的混凝土试件降温速率最慢,土工布覆盖的其次,直接暴露在空气中的混凝土降温速率最快;相同条件下,掺加防冻剂混凝土达到最低温度的时间较未掺加防冻剂的混凝土长;尺寸越大的混凝土试件中心温度降温速率越慢;养护温度越低,试件中心降温速率越大。采用有限元软件MIDAS/Civil进行的有限元计算结果与实测结果基本吻合,可以较好地模拟出混凝土的施工及养护过程,还可以得到更精确的温度变化过程,对寒冷地区混凝土的蓄热养护提出建议。通过失重法及压汞法分析了水胶比、防冻剂、养护温度对各龄期负温混凝土的水化程度及孔结构的影响。研究结果表明,在相同条件下,水胶比大的水泥石化学结合水含量高,且随着龄期的增加,水胶比对水泥水化的影响逐渐增大,同时增大了孔隙率及临界孔径。防冻剂的掺加增大了水泥石的化学结合水含量,使孔隙率略微增加,同时增加了小于100nm的孔隙含量。早期负温养护温度的降低使水泥石化学结合水含量下降,同时孔隙率、总孔体积、平均孔径及临界孔径均不同程度的降低。