经过近些年大规模的土木工程建设,我国在经济建设上取得了举世瞩目的成绩,基础设施也逐渐完善,很多大型建筑结构如雨后春笋般拔地而起,尤其是海洋工程的大力建设。但在实际工程中,由于恶劣环境的作用,如:冻融环境对混凝土的破坏、海洋环境中氯离子对钢筋的锈蚀等,目前很多已建的建筑结构物均发生了不同程度的损伤、腐蚀,使用寿命远未达到设计预期。因此探索结构物在冻融环境、海洋环境下的腐蚀破坏机理,找到具有高抗冻性与高抗渗性的高性能修复材料,对提高结构的耐久寿命和降低腐蚀成本具有重要意义。本文依托于国家重点研发计划项目《复杂环境下轨道交通关键承载结构材料破坏特征及恢复技术研究》,对冻融环境、荷载与海洋干湿交替环境耦合作用下的水泥基纤维复合材料的耐久性能进行研究。得到的主要结论如下:1)在经历625次冻融循环后,水泥基纤维复合材料基本没有出现明显的表面剥蚀等冻融损伤现象;抗冻质量损失率均不超过0.5%;所有试件相对动弹性模量均超过90%,特别是性能好的几组,动弹性模量基本没有损失。其抗冻耐久性约为C40普通混凝土的2.39倍～2.64倍,甚至更高,而且电通量值很低,从侧面印证该材料可能具备优异的抗冻性能及耐海水腐蚀的潜力。2)影响水泥基纤维复合材料抗冻性的因素排序为:水胶比>硅灰与微珠用量比>胶砂比>石英砂与机制砂用量比,且各因素水平的改变对抗冻性实验结果影响较小。从改善流动性、提高经济性的角度,可以使用微珠替代硅灰,使用机制砂代替石英砂。3)在冻融循环后,内部气孔内很难发现氢氧化钙,水化硅酸钙凝胶尺寸很多在0.1～0.3μm,结构紧密,破坏面纤维有被拉断痕迹,有较高的粘接力,骨料-浆体界面在高倍显微下界面连接紧密,没有发现明显缺陷,这是其具有高抗冻耐久性的最主要原因。4)在荷载、海水、干湿循环综合作用下,水泥基纤维复合材料在较低应力水平下,荷载对其氯离子渗透性影响较小,而高应力水平下,压应力与拉应力均对其抗氯离子渗透性产生不利影响,且拉应力的影响程度大于压应力;水胶比对该材料的氯离子渗透性有显著的影响;掺入一定量纤维能有效改善该水泥基纤维复合材料的抗氯离子渗透性能,从提高抗裂性、延性及抗氯离子渗透性等综合性能,存在一合理的掺量范围。5)在荷载、海水、干湿循环后,水泥基复合材料内部基本不可见钙矾石等腐蚀产物,其浆体-骨料界面过渡区即使放大到1万倍以上,仍然没有明显裂缝或明显的缺陷。界面过渡区得到显著增强,这是其具有高抗氯离子渗透性的最主要原因。6)荷载作用下,高应力水平对于结构的氯离子扩散系数和耐久寿命影响较为显著,尤其是高拉应力的影响。原来大量无荷载试验对结构进行寿命预测存在潜在危险分析,在进行结构使用寿命的预测时,应当考虑应力水平对于结构寿命的影响。7)水泥基纤维复合材料在荷载作用下性能相对稳定,耐久寿命对应力作用敏感程度较低,对于抗拉更为有利,作为修复材料时,水泥基纤维材料的优势更容易发挥。