海洋环境中的氯离子、硫酸根离子、镁离子等侵蚀性介质会通过破坏钢筋钝化膜、生成膨胀性产物、分解胶凝体系等路径，快速劣化普通硅酸盐水泥（OPC）混凝土的结构稳定性，大幅缩短其服役寿命。单一铁铝酸盐水泥虽凭借高含量铁相矿物、水化生成的钙矾石与胶凝组分可实现优异的抗渗耐蚀性能，但存在施工调控难度大、成本偏高的短板，难以大规模推广应用。过往研究尚未明确硅酸盐-铁铝酸盐复合体系在不同强度等级混凝土、淡水/海水双环境下的长期性能演变规律，无法为工程应用提供适配的参数指导。

（1）明确了25%的最优替代掺量阈值，验证该掺量下可实现多性能协同增益，不会出现高掺量下水化产物过量膨胀引发的微裂纹、结构疏松问题，突破了单一铁铝酸盐水泥工程适配性差的局限。

（2）量化了双养护环境下的性能差异调控效果，证实复合体系可大幅缩小淡水与海水环境的性能差距，其中C50体系180 d海水-淡水抗压强度差可从基准组的30.3%降至仅2.2%，大幅弱化海洋侵蚀对混凝土性能的干扰。

（3）揭示了强度等级适配性规律，验证铁铝酸盐熟料的改性增益在低水胶比的C50高强体系中表现更突出，为不同服役场景下的海工混凝土选材提供了差异化的参数依据。

（4）结合XRD与SEM测试从物相层面明确改性机制：复合体系既通过提升钙矾石含量填充孔隙降低连通性，又通过减少氢氧化钙组分削弱溶蚀风险，实现“物理致密阻隔+化学稳定性提升”的双重抗侵蚀效果。

图1 实验流程图

Fig.1 Flowchart of the experiment

图2 复合水泥对混凝土力学性能影响：

（a）C30抗压强度；（b）C30抗折强度；（c）C50抗压强度；（d）C50抗压强度

Fig.2 Effect of composite cement on mechanical properties of concrete：(a) C30 compressive strength；(b) C30 flexural strength；(c) C50 compressive strength；(d) C50 flexural strength  

图3 复合水泥对混凝土力学性能差值的影响：（a）C30抗压强度差值；（b）C30抗折强度差值；（c）C50抗压强度差值；（d）C50抗折强度差值

Fig.3 Effect of composite cement on the difference in mechanical properties：(a) C30 compressive strength difference；(b) C30 flexural strength difference；(c)C50 compressive strength difference；(d) C50 flexural strength difference

图6 复合水泥及标准样28d XRD图像

Fig. 6 XRD patterns of composite cement and reference sample at 28 d  

图7 硅酸盐水泥与复合水泥样品28d SEM形貌图像：（a）OPC（×1000）; （b）OPC（×5000）; （c）FAC-25（×1000）; （d）FAC-25（×5000）

Fig. 7 SEM morphologies of Portland cement and composite cement samples at 28 d：(a)OPC(×1000); (b) OPC(×5000); (c) FAC-25(×1000); (d) FAC-25(×5000)

铁铝酸盐熟料对海工混凝土的性能调控随掺量提升呈先增后降趋势，25%替代比例下综合性能最优：180 d海水养护后，C30、C50混凝土抗压强度较基准组分别提升28.1%、30.8%，抗折强度同步提升，大幅缩小双环境强度差；90 d龄期海水中的膨胀应变较基准组分别降低48.0%、51.1%，体积稳定性显著提升；180 d海水环境下电通量较基准组分别下降20.8%、26.0%，抗氯离子渗透性能大幅优化。其核心作用机制为铁铝酸盐熟料诱导针状钙矾石大量生成填充孔隙，搭配铁胶、铝胶的细化孔隙作用降低体系连通性，同时减少氢氧化钙含量提升体系化学稳定性，最终实现海洋服役性能的全面增强。