高韧性水泥基复合材料克服了混凝土拉伸强度低、脆性破坏等缺点,具有应变硬化和多裂缝开裂特性,是一种高韧性和高耐久性能的新型建筑材料。课题组以低成本聚乙烯醇纤维(PVA)为增韧材料,以沙漠砂为细集料,制备了高韧性水泥基复合材料(DSECC),并系统开展了其力学性能的研究。研究发现,沙漠砂种类和水胶比对ECC力学性能有较大的影响,有必要进一步开展其耐久性的研究工作。盐溶液和冻融复合作用是导致结构耐久性不足的主要原因之一。本文以腾格里沙漠砂和毛乌素沙漠砂制备的D S E C C(分别命名为TDSECC和MDSECC)为研究对象,以河砂制备的高韧性水泥基复合材料(RSECC)及C30混凝土为对比试件,进行了单面冻融试验、冻融后抗氯离子渗透试验和抗压试验,同时结合SEM、EDS和XRD测试,分析了沙漠砂种类、水胶比(0.27、0.30、0.32、0.35)和冻融介质种类(3%NaCl、3%NaCl+3%Na2SO4)对DSECC抗盐冻性能的影响。主要结论如下:(1)在氯盐-冻融环境下,TDSECC抗冻性和抗氯离子渗透性与RSECC相近,优于C30混凝土。MDSECC抗冻性和抗氯离子渗透性优于C30混凝土,略差于TDSECC与RSECC。(2)在氯盐-冻融环境下,TDSECC和MDSECC抗压强度随冻融循环次数增加逐渐降低,应力-应变曲线斜率、峰值应力和曲线包围面积随冻融循环次数增加均存在减小的趋势。冻融循环32次结束后,抗压强度损失率为C30>MDSECC>TDSECC>RSECC,TDSECC与RSECC抗压强度损失率相近。氯盐-硫酸盐-冻融条件下,TDSECC和MDSECC抗压强度变化规律同氯盐-冻融条件下基本一致,抗压强度损失率较高。(3)在氯盐-冻融环境下,水胶比为0.27和0.30时,TDSECC抗冻性能和抗氯离子渗透性能较优,水胶比为0.35时最差;水胶比为0.27时,TDSECC抗压强度最高,0.30和0.32时相近,次于0.27,优于0.35。氯盐-硫酸盐-冻融条件下,水胶比对抗压强度的影响同氯盐-冻融条件下基本一致。(4)SEM电镜扫描结果显示随冻融循环次数增加,TDSECC水泥基体水化较为充分,沙漠砂-水泥基体界面过渡区(ITZDS)粘结性能较好,与RSECC相近,均优于MDSECC,从微观层面证明TDSECC宏观抗冻性能优于MDSECC。结合EDS、XRD发现,TDSECC、MDSECC和RSECC 水化产物种类和元素相近,从微观层面证明沙漠砂取代RS制备DSECC有效可行。(5)通过Origin分别对相对动弹性模量、电通量和抗压强度损伤系数与冻融循环次数的关系进行拟合,提出了与实测数据吻合度较高的DSECC冻融损伤方程。并基于相对动弹性模量和抗压强度,预测了 DSECC实际环境中的使用寿命。由预测结果,推荐以腾格里沙漠砂为细集料,TDSECC最优配合比为:水胶比0.27/0.30,砂胶比0.46,粉煤灰替换率50%。