近年来,“海洋强国战略”步步推进,我国海洋经济发展迎来了前所未有的历史机遇。海洋经济发展离不开跨海大桥等海洋混凝土工程的兴建,然而传统海工建筑材料在复杂的海洋环境中长期遭受海水侵蚀、海浪冲刷以后极易裂化破坏,这不仅影响海洋工程的正常使用,还造成了资源的严重浪费,因此亟待研发一种新型高耐久海工建筑材料来解决海洋工程耐久性不足的问题。高铁硫铝酸盐胶凝材料不仅具有快硬、早强、高强、高抗冻和高抗渗特性,其铁相的水化还赋予其水化浆体更好的密实性和抗冲刷性,是高耐久海工建筑材料的潜力发展方向,但高成本制约了其推广应用。因此,本文开展了协同利用工业固废低成本制备高铁硫铝酸盐胶凝材料的研究,首先探究了完全以赤泥、铝灰、脱硫石膏和石灰石渣为原料制备高铁硫铝酸盐胶凝材料的可行性,通过设计不同的生料配比,制备了固废基高铁硫铝酸盐胶凝材料熟料,并从化学成分、矿物组成和机械性能等方面对所制备的熟料进行了全面的分析,然后选用最佳生料配比对熟料的煅烧温度进行了优化研究。随后,对具有典型矿物组成的固废基硫铝酸盐胶凝材料的水化特性,包括水化放热规律、水化产物的种类、水化产物的微观形貌以及重金属固化能力,进行了系统的研究。最后,研究了固废基高铁硫铝酸盐胶凝材料抗不同浓度Na2SO4溶液及MgCl2溶液侵蚀的能力,并基于试验结果和文献探讨了其抗不同种类盐溶液侵蚀机理。研究表明:(1)完全以赤泥、铝灰、脱硫石膏和石灰石渣为原料制备高铁硫铝酸盐胶凝材料熟料切实可行,当控制碱度系数在0.95-1.00之间时,所制备的熟料在化学成分、矿物组成、以及机械性能等方面均能达到工业级高铁硫铝胶凝材料熟料的标准,其中,熟料中Fe203含量达到了 9%以上,熟料的主要矿物相为硫铝酸钙、硅酸二钙和铁铝酸钙,且含量均在合理范围之内;胶凝材料抗压强度可以达到快硬铁铝酸盐水泥42.5等级标准,初凝时间在30min以上,终凝时间在80min之内;熟料的最佳煅烧温度宜控制在1230℃-1250℃之间。(2)固废基硫铝酸盐胶凝材料的早期水化放热迅速并集中,水化前3d的累积放热总量仅为283J/g,低于相同条件下普通硫铝酸盐胶凝材料水化前3d的累计放热总量;固废基硫铝酸盐胶凝材料的主要水化产物是钙矾石和铝胶,钙矾石不仅在早期水化大量生成,并且随着水化的进行,不断缓慢地生成直至28d,且在水化后期交织形成星状钙矾石簇;固废基硫铝酸盐胶凝材料具有良好的重金属固化能力,其各龄期水化浆体Zn、Cr、As和Cu的浸出浓度远低于国家标准中的限值,且Zn,Cr,As和Cu在各龄期浆体中的滞留率均超过了 90%。(3)固废基高铁硫铝酸盐胶凝材料不仅早期强度发展迅速,且后期强度不断增长,水灰比分别为0.3、0.35和0.4的砂浆试块的3d抗压强度均已超过42.5MPa,120d抗压强度均已超过75MPa;固废基高铁硫铝酸盐胶凝材料不同水灰比(0.3、0.35和0.4)砂浆试块,在不同浓度的Na2S04溶液和MgCl2溶液中分别经过28d、60d、90d和120d侵蚀以后,其抗蚀系数均大于1,表现出很好的抗Na2SO4溶液和MgCl2溶液侵蚀能力。