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随着硫铝酸盐水泥混凝土在海洋工程中的应用的日益增多,发现海洋环境下的硫铝酸盐水泥混凝土表层常附着有大量的海洋附着生物,这些附着生物中,藤壶是最强的优势群种。研究发现海洋生物的附着对海洋工程产生一定的影响,但影响结果及作用机理尚未明确,因此本文研究以藤壶为主要的海洋附着生物,研究其附着之后对硫铝酸盐水泥混凝土表面结构及表面理化性能的影响,同时对藤壶附着之后混凝土的力学性能、表层抗渗性能、抗碳化性能进行了研究。研究结果表明:(1)酵母粉、蔗糖、蛋白胨等营养物质对藤壶的附着影响不大,而海洋自然环境对藤壶的附着起着重要作用,生长繁殖的适宜温度为20℃~28℃,海水pH为7.9~8.4。藤壶可以在海洋环境中的大部分基材上附着,不同附着基材表面藤壶的底盘厚度不同,混凝土、石头、红砖、空心砖表层底盘厚度分别约为400μm、300μm、100μm、100μm。其中石头和混凝土的底盘较为致密,而红砖和空心砖的底盘较为疏松。通过红外光谱分析,藤壶胶体主要官能团为胺基(-NH2)、羰基(C=O)以及-C-N、-(CH2)n,n≥4。(2)藤壶幼虫较易附着在高表面能基材上,实验得到硫铝酸盐水泥未水化和水化6h的表面能分别为51.46mJ·m-2和58.26mJ·m-2,随水化进行其表面能增大。普通硅酸盐水泥未水化和水化6h的表面能分别为49.37mJ·m-2和56.32mJ·m-2。水化时间相同时,硫铝酸盐水泥的表面能高于普通硅酸盐水泥的表面能。(3)藤壶的附着在混凝土表层形成一层生物膜层,生物膜层除上壳体外,还包括藤壶底盘以及藤壶胶体。藤壶底盘主要元素为C、O、Ca,结构十分致密,是一层天然的钙质层。藤壶胶体层厚度为10μm~20μm,主要元素为C、N、O,结构疏松,可将藤壶紧密粘附在混凝土表层,同时胶体物质可渗入混凝土表层孔洞中。藤壶附着之后C30和C50混凝土表层孔隙率分别降低4.9%和8.6%,表层孔的中值孔径分别降低23.4%和80.1%。C30混凝土经模拟海水侵蚀后孔径在100μm~200μm和50μm~100μm的孔体积分别为21.52×10-3ml和3.69×10-3ml,经天然海水侵蚀后分别为2.4×10-3ml和20.05×10-3ml,天然海水中的混凝土试块表面小孔体积增加,孔径更加细化。(4)硫铝酸盐水泥混凝土试块经过六个月侵蚀之后,C30混凝土经淡水、模拟海水、天然海水侵蚀后的强度分别为39.3MPa、41.6MPa、42.3MPa,C50混凝土经淡水、模拟海水、天然海水侵蚀后的强度分别为51.8MPa、56.5MPa、58.3MPa。藤壶附着对混凝土的力学性能影响不明显。C30和C50强度等级混凝土的渗透时间分别为淡水263s、1066s,模拟海水922s、1821s,天然海水958s、1934s,藤壶附着后对表层抗渗性分别提高4%和6.2%。C30硫铝酸盐水泥混凝土,天然海水侵蚀的试块7d碳化深度为1.6mm,28d时为5.6mm,增长250.0%;模拟海水侵蚀的试块碳化7d时深度为3.4mm,28d时为8.3mm,增长144.1%;藤壶附着之后7d碳化深度降低52.9%,28d降低12.5%。藤壶附着可提高硫铝酸盐水泥混凝土的抗碳化性能,且对早期抗碳化性提高较大。