为研究屋面结构中砂浆的冻融性能，以屋面结构中找平层的砂浆类型为变量，对不同类型砂浆的三个屋面模型进行了冻融循环试验，分析了三类砂浆的损伤演化规律。采用精细化数值模型，对不同类型的砂浆在冻融环境下应变的发展规律进行研究，验证了试验结果的合理性。有限元模拟和试验结果表明，在冻融循环作用下，水泥砂浆的拉伸应变较大，在第50次循环时，应变值已经达到100με，表明水泥砂浆已经开裂，并且随着冻融循环次数的增加应变峰值仍在不断变大；聚合物砂浆和聚丙烯纤维砂浆的应变峰值较小，并且在100次冻融循环内，两种砂浆的应变峰值没有随着冻融循环次数的增加而增大。因此，聚合物砂浆和聚丙烯砂浆具有更优的冻融性能。