内蒙古中西部地区的巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、库不齐沙漠等是我国沙尘暴的主要来源,该地区还分布着大量多种类型的盐渍土,寒暑变化剧烈,对该地区混凝土构筑物及路面的使用寿命和服役期质量具有显著影响。由于混凝土构筑物及路面在施工时的振捣作用会造成其表面材料以砂浆为主,因此,本文采用橡胶砂浆代替橡胶混凝土来研究其在盐渍环境、冻融交替和风沙环境三种因素作用下的损伤情况。根据所采盐渍土的分析结果配制了复合盐溶液,对橡胶砂浆进行了复合盐冻融循环腐蚀试验;利用模拟风沙环境侵蚀实验系统对橡胶砂浆和冻融后的橡胶砂浆进行了风沙冲蚀试验,分析了在不同冲蚀力学参数下的损伤规律以及不同冻融循环次数下的质量损失规律;运用田口方法分析了各冲蚀影响因素作用程度的大小;通过场发射扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜观测了试件受损表面的形貌,运用X射线衍射仪分析冻融后表面化学成分的变化,从微观角度探究其破坏机理。研究结果对提高混凝土构筑物及路面在盐渍区的抗冻性能以及抗风沙冲蚀性能具有显著意义。本课题受国家自然科学基金项目《风沙环境下钢结构涂层侵蚀力学行为及损伤评价研究》(批准号:11162011)和《严寒环境下西部盐渍区道面混凝土受风沙侵蚀损伤机理研究》(批准号:51468049)资助,具体研究内容如下:1.分析了内蒙古地区种类多、面积大的盐渍土分布特征,四季分明、寒暑变化剧烈的气温特征,丰富的沙尘源、强风及热力条件导致的风沙环境特征。2.根据内蒙古地区的沙尘天气特征,对10目、40目、80目橡胶砂浆和水泥砂浆进行风沙冲蚀试验,以风力(风速)等级对照表为依照,选取7级到11级风级中的五个风速为冲蚀速度,依次选取15°到90°中的六个值为冲蚀角度,利用量纲齐次原则,得出室外沙尘浓度与试验下沙量之间的转化关系,考虑试验设备水平和短期加速试验效果后选取15g/min到55g/min五组下沙量。3.利用模拟风沙环境侵蚀实验系统对水泥砂浆和橡胶砂浆进行冲蚀试验,分别就冲蚀速度、冲蚀角度、下沙量三个因素展开研究,同时运用场发射扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜观测冲蚀后形貌,结果表明:试件的冲蚀率均随冲蚀速度的增大而增大,随冲蚀角度的增大而增大,随下沙量的增大先降低后增大,在45g/min时冲蚀率最低;对比橡胶砂浆和水泥砂浆在相同冲蚀条件下的试验结果,得到其冲蚀率大小依次为:10目橡胶砂浆<水泥砂浆<80目橡胶砂浆<40目橡胶砂浆;通过微观形貌分析,得出10目的橡胶颗粒与水泥浆体的结合比较紧密,对风沙粒子的撞击有很强的吸收作用,40目的橡胶颗粒在沙粒的冲击作用下则容易脱落。4.为了得出各影响因素对橡胶砂浆所造成冲蚀损伤程度的大小,采用田口方法进行试验设计,结果表明:在冲蚀速度为17m/s,橡胶目数为10目,橡胶掺量为5%,冲蚀角度为45°和下沙量为45g/min的组合下,橡胶砂浆的冲蚀率最小;各因素对橡胶砂浆冲蚀率的影响程度为:下沙量>冲蚀速度>橡胶目数>冲蚀角度>橡胶掺量。5.根据盐渍土采集结果,配制浓度为3.6%的复合盐溶液对水泥砂浆和橡胶砂浆进行冻融循环试验,并采用场发射扫描电子显微镜和X射线衍射仪观测冻融后表面,结果表明:随着冻融循环次数的增加,试件的质量损失率先降低后增大,在冻融循环10次时质量损失率最小;冻融15次之前水泥砂浆的质量损失率较小,冻融15次后橡胶砂浆的质量损失率较小,相比10目和80目橡胶砂浆,40目橡胶砂浆的质量损失率更小。6.对复合盐冻融循环后的橡胶砂浆和水泥砂浆进行风沙冲蚀试验,结果表明:相同冻融循环次数后,材料的抗风沙冲蚀性能为:80目橡胶砂浆<40目橡胶砂浆<水泥砂浆<10目橡胶砂浆;盐冻后橡胶砂浆表面产生的柱状石膏与钙矾石晶体在风沙的冲蚀下剥离基体,使得表面变平整光滑,露出橡胶颗粒。