我国海洋工程建设已进入蓬勃发展时期,在建设过程中时常遭遇海底断层、滑坡等不良地质体。同时,海洋工程建筑物常受多种海洋环境因素的破坏作用。现有海工材料抗海水侵蚀能力不足、耐久性差、成本高等问题,亟待研发低成本高抗蚀海工注浆材料。本文利用具有潜在胶凝活性的工业固废制备多源固废基海工注浆材料基体,建立多源固废基海工注浆材料基体矿相合成与匹配设计方法。在此基础上,进一步研究了固废石膏和矿物掺合料对海工注浆材料工作性能的影响,建立了多源固废基海工注浆材料工作性能的动态设计方法。最后研究了海水、Na2SO4溶液、NaCl溶液和MgSO4溶液对多源固废基海工注浆材料结石体力学特性和抗侵蚀特性的影响规律。研究成果对我国工业固废高附加值利用发展和海洋工程建设质量提升具有重大理论与实践意义。主要研究内容和结果如下:研究了拜耳赤泥、电石渣和硅灰为原料制备多源固废基海工注浆材料基体具有可行性,开展生料配比、煅烧温度和保温时间对多源固废基海工注浆材料基体的铁铝酸盐相、硅酸盐相和铝酸盐相等矿相类型和含量的变化研究。多源固废基海工注浆材料基体最佳率值为KH=0.79、SM=1.70、IM=0.86;最佳热处理制度为煅烧温度1400℃、保温时间60 min。此时基体矿物组成主要以硅酸盐相和铁铝酸盐相为主,β-C2S和C4AF含量分别达到了 68.3 wt.%和21 wt.%,多源固废基海工注浆材料的抗压强度满足要求。基于最佳生料配比和热处理制度,开展多源固废基海工注浆材料性能调控优化。研究了固废石膏对多源固废基海工注浆材料流变特性、力学性能以及水化过程的作用规律。多源固废基海工注浆材料属于Herschel-Bulkley流体;三种石膏优化性能效果顺序为:脱硫石膏>天然石膏>磷石膏。其中,当脱硫石膏掺量为8 wt.%时,多源固废基海工注浆材料力学性能和流变性能最佳,3d、7d、28d抗压强度分别为9.67 MPa、12.65 MPa、16.70 MPa,屈服应力和塑性黏度分别为12.22 Pa、0.087 Pa·s;第1放热峰峰值随着脱硫石膏和天然石膏掺量的增多而增大,磷石膏与之相反。第2放热峰的出现时间随着脱硫石膏、天然石膏和磷石膏掺量的增多而滞后;石膏类型不改变海工注浆材料体系3d水化物相组成。研究了矿物掺合料对多源固废基海工注浆材料工作性能的影响。矿物掺合料未改变多源固废基海工注浆材料Herschel-Bulkley流体特征,提高了海工注浆材料浆体的塑性粘度和屈服应力。矿粉、赤泥、钢渣以及粉煤灰对海工注浆材料力学性能作用效果依次减弱,在矿粉掺量为20 wt.%时抗压强度达到最大值,28 d强度达到23.26 MPa,强度提高了 39.28%。10%的矿粉和赤泥均能够促进海工注浆材料水化,72 h水化放热总量分别提高了 11.10%、7.69%;10%的粉煤灰和钢渣海工注浆材料72 h水化总放热量分别降低了 7.39%和7.47%。多源固废基海工注浆材料水化产物主要为未水化的硅酸二钙、钙钒石、水化铝酸钙、水化铁酸钙、二水石膏、氢氧化钙、凝胶固溶体以及未反应颗粒。研究了海水、Na2SO4溶液、NaCl溶液和MgSO4溶液对多源固废基海工注浆材料结石体力学特性和抗侵蚀特性的影响规律。脱硫石膏和矿粉掺量为8%和20%多源固废基海工注浆材料具有优异的力学性能和抗侵蚀性能,抗蚀系数为1.17。相比于纯水养护,多源固废基海工注浆材料水化产物可吸附侵蚀离子以及与侵蚀溶液溶液中的SO42-反应生成微膨胀性侵蚀产物钙钒石,结石体致密度提高,提升了抗侵蚀性能,能够满足海洋环境的特殊技术要求。