珊瑚礁砂是一种特殊的岩土类型,是指造礁珊瑚群体死后其骨豁遗骸构成的岩体。在我国珊瑚岛礁上存在丰富的珊瑚礁、砂和海水等自然资源,为了降低珊瑚岛礁工程建设的成本、缩短施工工期以及节约陆地砂石资源,特别是珊瑚礁国家更无其它建筑材料可供选择,因此远离陆地的珊瑚岛礁的建设可以就地取材,将珊瑚礁、砂作为混凝土骨料用于珊瑚岛礁的建设具有重要的现实意义,在海洋恶劣环境下,珊瑚礁砂混凝土耐久性能是决定岛礁长期安全稳定关键因素,其研究具有重大的科学意义和实用价值。本文首先基于对复杂海洋环境下珊瑚混凝土构筑物损伤模式的现场调研,提出高温、高盐、高湿和高辐射的海洋环境下珊瑚混凝土的损伤模式,其中在恶劣海洋环境下,防波堤的外侧经常遭受潮汐海浪裹挟着珊瑚礁碎块的反复冲刷淘蚀,造成了防波堤表层磨损破坏以及内部淘蚀损伤,威胁着岛礁护岸的耐久性和稳定性。据此,本文综合运用室内宏观力学试验、微观结构测试以及理论分析等手段,研究珊瑚礁砂混凝土冲刷磨蚀的损伤机制,并提出增强珊瑚礁砂混凝土抗冲磨性能的工程处置措施,进而达到有效提升防波堤的耐久性和安全性的目的。本文主要研究内容如下:(1)通过对岛礁上珊瑚礁砂混凝土构筑物的损伤进行实地调查,提出珊瑚礁砂混凝土的损伤模式主要为盐雾侵蚀、大面积胀裂和冲刷磨蚀三类,并给出三类破损模式机理。(2)针对防波堤冲刷磨蚀损伤模式与现场作用环境,采用富浆理论和高强度混凝土技术配制珊瑚礁砂混凝土,并研究粉煤灰(FA)、硅粉(SF)、聚丙烯纤维(PF)、玄武岩纤维(BF)等掺料以及养护龄期对珊瑚礁砂混凝土的强度力学性能(立方体抗压强度和劈裂抗拉强度)和抗冲磨性能的影响,结果表明,粉煤灰(FA)、硅粉(SF)、聚丙烯纤维(PF)、玄武岩纤维(BF)和养护龄期对珊瑚礁砂混凝土力学性能(立方体抗压强度和劈裂抗拉强度)和抗冲磨性能具有不同的影响规律。即强度方面:硅粉的掺入对珊瑚礁砂混凝土整个龄期的强度均起到增强的作用,粉煤灰掺入不利于珊瑚礁砂混凝土早期强度,但能略微提高其后期强度。在抗冲磨性能方面:硅粉的掺入提高珊瑚礁砂混凝土的抗冲磨效果明显优于粉煤灰。此外,纤维的掺入有利于提高混凝土的劈裂抗拉强度和抗冲磨强度。基于珊瑚礁砂混凝土的抗冲磨强度与抗压强度存在线性关系,为提高防波堤等港工构筑物的耐冲磨性能和长期运营维护提供理论依据。(3)对于掺加粉煤灰(FA)、硅粉(SF)、聚丙烯纤维(PF)、玄武岩纤维(BF)的不同龄期珊瑚礁砂混凝土,采用显微硬度仪测试其界面区的显微硬度值,结果表明,不同掺料对珊瑚礁砂混凝土的界面区显微硬度值具有不同的影响。硅粉的掺入明显提高了珊瑚礁砂混凝土界面薄弱区的硬度,而粉煤灰的掺入会略微降低珊瑚礁砂混凝土界面薄弱区的硬度,掺入过多的纤维则不利于提高珊瑚礁砂混凝土界面过渡区的硬度。珊瑚礁砂混凝土的界面区平均硬度与劈裂抗拉强度存在正相关关系,而界面区的硬度与珊瑚礁砂的硬度存在差距,潮汐海浪裹挟珊瑚礁块对防波堤的冲刷磨蚀破坏正可以从两者的硬度差来解释,因此根据劈裂抗拉强度可以判断珊瑚礁砂混凝土的抗冲磨性能。