军事防护工程和抢修抢建工程要求修复材料具备早高强特性。当工程用水泥基复合材料(ECC)作为修复材料使用时,受自身组成特点限制,早期强度发展缓慢且干缩变形大,不利于修复施工。此外,受自然环境和地域差异的影响,水泥基修复材料在使用过程中遭遇的多种温度环境会显著影响自身性能,不易满足修复工程的要求。为了制备在不同温度环境中具有早强和低干缩性能的ECC,本文采用硫铝酸盐水泥(CSA)制备ECC并研究其力学性能发展。首先,通过萘系减水剂(NS)、硝酸钙(CN)、碳酸锂(LC)、硫酸铝(AS)、葡萄糖酸钠(SG)及硼砂(B)等调整CSA在-10~oC~40~oC的工作性能和力学性能,实现CSA凝结时间可控的同时保证其早期强度的发展。其次,系统研究聚乙烯醇(PVA)纤维掺量和粉煤灰(FA)掺量对CSA-ECC抗压强度、抗弯强度、干缩变形及断裂行为的影响规律。研究结果表明:(1)20~oC时,当NS为0.9~1.2%时,CSA的终凝时间为20~30min,其胶砂的2h和7d抗压强度分别超过30MPa和70MPa;0~oC时,当LC-AS为1.2~1.5%,CSA的终凝时间为20~30min,其胶砂的2h和7d抗压强度分别高于20MPa和50MPa;-10~oC时,当LC为0.9~1.5%或LC-CN为1.9~2.5%时,其胶砂的2h和7d抗压强度分别超过10MPa和30MPa;40~oC时,当SG-B为0.2~0.4%时,CSA的终凝时间为30~50min,其胶砂的2h和7d抗压强度分别高于30MPa和70MPa。(2)20~oC时,NS可以提高CSA水化早期钙矾石(AFt)的生成量,但随着养护龄期延长,提高作用逐渐消失。0~oC时,LC-AS可以显著提高CSA水化早期AFt的生成量。40~oC时,SG-B会降低CSA水化早期AFt的生成量,但随着养护龄期的延长,AFt含量会逐渐得到积累。(3)通过改变PVA纤维掺量和FA掺量,可以使CSA-ECC的早期抗压强度在20~40MPa。PVA纤维的掺入对CSA-ECC的抗弯强度存在明显的增强作用,而FA掺量的提高会显著降低CSA-ECC的各项力学性能。与传统ECC相比,CSA-ECC的干燥收缩大幅降低,降幅达80%以上。此外,FA掺量的提高有利于降低CSA-ECC的干燥收缩。(4)CSA-ECC的受载过程中PVA纤维呈现应变硬化行为。当复合材料中PVA纤维掺量为1.5wt.%且FA掺量为40wt.%时,CSA-ECC完全失效时的应变大于传统ECC。CSA-ECC的受载时出现了纤维拔出、纤维拔断及粘结界面破坏等现象。