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海工混凝土长期服役于干湿循环、冻融、碳化及多种离子侵蚀的复杂环境下,因而其耐久性问题不容忽视。结合海工混凝土损伤、破坏机理,相关学者开展了海工混凝土性能改性、防护涂层材料开发、耐久性预测模型建立等方面的研究工作,以期延长其服役年限。防护涂层的开发作为海工混凝土延寿的关键技术之一,开展与其相关研究的重要性不言而喻。现有的涂层材料多以有机防护材料为主,该类材料潜在的易老化问题及易对环境造成污染。基于地聚合物优异的耐久性及其与混凝土材料良好的相容性,将其引入海工防护领域已成为一个新的研究方向,本课题选取偏高岭土基地聚合物作为海工混凝土防护用涂层材料,提出混凝土耐久性能改善的新方法。本文以偏高岭土基地聚合物为基础,通过水化热、初终凝时间及力学性能测试等方法研究粉煤灰、稻壳灰及矿渣作为辅助胶凝材料对地聚合物反应动力学和力学性能的影响;考察了辅助胶凝材料的掺入与地聚合物抗冻、抗碳化、抗硫酸盐侵蚀以及抗氯离子侵蚀性能间的关系,结合压汞测试（MIP）、扫描电镜观察（SEM）、物相组成分析（XRD）以及比表面积及孔隙分析（BET）研究了辅助胶凝材料优化地聚合物耐久性能的作用机理;通过斜剪、三点弯曲、拉伸及劈裂试验分析了辅助胶凝材料对地聚合物胶结性能的影响,结合离子浸出实验、微观形貌及元素分析等方法探究了地聚合物与水泥石间的胶结作用机理。本论文的主要研究结论如下:（1）粉煤灰、稻壳灰及矿渣作为辅助胶凝材料的掺入均能有效改善偏高岭土基地聚合物的力学性能。其中,矿渣掺量为30 wt%时,偏高岭土-矿渣（M-S）地聚合物的力学性能最优,28 d抗压强度、抗折强度为63.6 MPa、10.7 MPa,较空白组试样分别提高了42.28%、21.59%;粉煤灰和稻壳灰对偏高岭土基地聚合物的优化效果相当,粉煤灰掺量为30 wt%时,偏高岭土-粉煤灰（M-F）体系的力学性能最优,而稻壳灰掺量为20 wt%时,偏高岭土-稻壳灰（M-R）体系的力学性能最优,结合水化放热和初终凝测试发现,高活性辅助胶凝材料的引入促进了聚合反应的进行,缩短了浆体凝结时间,而地聚合物力学性能的提升,主要得益于地聚合反应程度的加深。（2）地聚合物抗冻性能与其孔结构密切相关,辅助胶凝材料的引入优化了地聚合物的孔结构,减少了结构中有害孔及多害孔体积,降低了冻融循环过程中地聚合物的质量、强度损失,抗冻性能随之提高。碳化过程中,地聚合物试样表面生成了以碳酸钠、碳酸钙为主的白色絮状物质;同时,SEM测试发现,碳化破坏了地聚合物微观结构原有的密实性,这也是地聚合物强度降低的主要原因。结合地聚合物孔结构分析,孔隙率对试样抗碳化性能有重大影响作用,其中,矿渣的掺入,极大地降低了地聚合物的孔隙率,促进抗碳化性能明显提升。（3）地聚合物表现出优异的抗硫酸盐侵蚀性能,主要得益于地聚合物中极低的钙含量,辅助胶凝材料的掺入促进了地聚合物致密化程度的提高,改善了硬化体微观结构。但矿渣作为辅助胶凝材料时,因其较高的钙含量易生成钙矾石,造成结构膨胀破坏,故掺量不宜过高。偏高岭土地聚合物净浆的氯离子扩散系数为5.022×10-12 m2/s,表现出良好的抗氯离子侵蚀性能。辅助胶凝材料的掺入能有效降低地聚合物的氯离子扩散系数,提高抗氯离子侵蚀性能,主要与地聚合物结构致密化程度的提高有关,减少了氯离子传输、扩散通道。（4）胶结体力学性能测试结果表明,地聚合物与水泥石间形成了良好的胶结作用,辅助胶凝材料的掺入能有效提高胶结体的胶结性能。综合碱溶液中离子浸出结果和胶结体界面过渡区元素分布情况,可以发现,胶结体界面处发生了化学键的重组,形成了更为稳定的化学胶结。辅助胶凝材料对胶结体胶结性能的改善主要得益于辅助胶凝材料的引入,丰富了原料的成分组成,提高了原料的反应活性,优化了胶结体胶结过渡区的界面结合能力。