在寒冷地區，透水磚的使用壽命深受凍融循環的考驗。水在低溫下結冰體積膨脹，會對透水磚內部結構產生強大壓力，造成開裂、剝落等問題。當春天冰雪融化，水分再次滲入磚體孔隙，到了冬季又重復凍結過程，如此周而復始的凍融循環，極大地縮減了透水磚的正常使用年限，嚴重影響城市道路、廣場等基礎設施的美觀與安全 。為突破這一困境，材料改性成為關鍵路徑。

從材料配方角度來看，在水泥中添加引氣劑是較為常見且有效的方法。引氣劑能夠在水泥漿體中引入微小、均勻分布的氣泡，這些氣泡如同一個個緩沖墊。當水分結冰膨脹時，冰的膨脹空間得以在氣泡內實現，從而有效減少對透水磚內部結構的破壞。研究表明，當引氣劑摻量為水泥質量的3% - 5%時，透水磚的抗凍性能可顯著提升，能夠承受更多次凍融循環而不出現明顯損壞。

在透水磚材料中加入纖維材料，比如聚丙烯纖維，也能顯著增強其抗凍性能。聚丙烯纖維可以提高透水磚的韌性，當內部因冰的膨脹產生應力時，纖維能分散應力，阻止裂縫產生與擴展。同時，它還能抑制水分在磚內遷移，降低結冰可能性。

除了外加劑，骨料的選擇與改良也至關重要。采用表面經過特殊處理的骨料，如對骨料進行憎水處理，能降低水分在骨料表面的附著和滲入，減少因骨料吸水導致的凍脹破壞。此外，利用廢棄陶瓷顆粒部分替代傳統骨料是一種創新思路。當廢陶瓷顆粒摻加量控制在透水磚總質量的60%時，不僅能改善透水磚的彈性模量，使其抗壓、抗折強度升高，抗凍性能也明顯優于未摻加的水泥透水磚，還實現了資源的回收利用，符合環保理念。

在材料改性的實踐中，碳納米管增強水泥基透水磚是一個成功案例。通過十六烷基三甲基溴化銨對碳納米管進行改性，再與硫酸鈉、三乙醇胺復配形成懸浮液添加到混凝土中。碳納米管在混凝土中發揮橋聯和拔出效應，能有效延緩和阻止水泥基透水磚受到外界破壞，協同硫酸鈉進一步提高抗壓抗折強度與抗凍性能 ，成功解決了水泥基透水磚強度不高、在嚴寒地區抗凍性差的難題，為寒區透水磚應用提供了新方向。