远洋岛礁工程的建设中,在不破坏岛礁自然生态环境的情况下,利用疏浚航道产生的珊瑚和海水制备混凝土,可以有效解决原材料短缺的问题,缩短施工工期、降低施工成本。尽管近的几年内,有关珊瑚骨料混凝土的基本物理性能的研究已取得了一部分成果,但由于目前实验室所配置的珊瑚混凝土往往强度较低,且受到骨料内部孔结构的影响,配制出的珊瑚混凝土往往具有较大的渗透性,无法满足结构的耐久性需求。为了更好的利用、开发海洋资源和高效有序的推动我国海岛工程的建设,本文采用不同纳米材料和真空搅拌的方式对珊瑚混凝土进行改性处理,以达到制备出低孔隙率、高强、高抗渗的珊瑚混凝土。主要进行了如下研究:1、本次试验选用了纳米Ca CO3、纳米Si O2、纳米Ti O2三种纳米改性材料在真空的环境下对珊瑚骨料进行改性处理,并对改性骨料进行物理性能进行测试,结果显示:三种材料均对珊瑚砂的物理性能有着很大的改善:骨料的表观密度、堆积密度有了一定的提高,吸水率、空隙率均出现了较为明显的降低。纳米Ti O2、纳米Si O2对珊瑚砂细集料的珊瑚砂吸水率的影响效果相对较好,且从改性效果上看,细骨料要优于粗骨料。2、设计C30、C50和C80的三种强度等级的珊瑚混凝土配合比,并采用改性骨料浇筑混凝土试件,对改性珊瑚骨料混凝土孔隙率进行测定与在SEM电子显微镜下观察骨料孔隙特征。结果显示:配合比相同的情况下,运用不同纳米材料对珊瑚骨料的孔隙进行填充,均可以明显的降低珊瑚混凝土的孔隙率。由于Si O2可以与硅酸盐水泥的水化产物发生二次水化反应,故采用纳米Si O2填充对珊瑚混凝土孔隙率的降低效果最为显著。采用真空搅拌可以使水泥浆在内外压力差下填充骨料孔隙,在电子显微镜下发现,填充之后的孔隙表面布满针状水泥水化产物,且孔径减小5%～10%。由于珊瑚粗骨料体积较大,比表面较小、渗透路径较长,改性效果较差。3、对改性珊瑚混凝土的力学性能进行测试,结果显示:采用改性骨料和真空搅拌的珊瑚混凝土的力学性能均有了明显的提高。由于珊瑚骨料在拌合初期的吸返水作用,以及其粗糙的表面形态,使其界面过渡区的强度往往强于骨料及非过渡区砂浆,破坏时更多的呈现为骨料破坏。4、对珊瑚混凝土进行电通量试验,测试珊瑚混凝土抗Cl-渗透性,研究发现:C30珊瑚混凝土的抗Cl-渗透等级较弱,为Q-Ⅱ级别,参入粉煤灰等外加掺合料后,珊瑚混凝土密实度增加,抗Cl-渗透等级达到Q-Ⅲ级别,对于强度等级为C80的珊瑚混凝土的电通量可以达到500以下,采用改性珊瑚骨料的混凝土的电通量均出现明显的降低,对C80以上的珊瑚混凝土效果更为明显,但由于骨料内部含有大量的Cl-、SO42-,使试验结果偏高。5、设计实验方案对珊瑚混凝土抗渗性进行研究,研究发现:珊瑚混凝土内部的孔隙结构对其渗透性具有极大的影响。珊瑚骨料的多孔特性也使得水的渗流更容易发生在骨料中。珊瑚骨料之间通过水泥浆基体中的毛细孔相连,因此水在混凝土中的传递路径可以近似为一种“骨料-毛细孔-骨料”的三维点线结构。对于强度等级为C80的珊瑚混凝土,经过纳米材料改性之后珊瑚混凝土更为密实,吸水率下降,抗渗性有了明显的提升。且在低孔隙率阶段珊瑚混凝土的抗渗性和孔隙率变化近似呈现出一种线性变化,借助Ka Tz-Thompson模型可以对改性珊瑚混凝土的骨料改性效果进行评估。改性对粗骨料孔隙的结构影响较小,抗渗性能的提升较小。考虑到珊瑚骨料多孔高渗透的特性将水分在珊瑚混凝土中的渗透可以进一步简化为一种串联渗透模型,该模型与试验结果具有良好的一致性。