混凝土需求量的持续增长让看似丰富的河砂资源不断面临短缺,在一些地区,河砂的掠夺性开采造成了水土流失和农田毁坏等严重后果。考虑到我国部分地区河砂资源匮乏的现状,在保护生态和合理开发自然资源的前提下,使用海砂替代河砂成为必然选择。我国北方地区混凝土建筑在冬季常因冻融循环造成破坏,冻融循环已经成为混凝土出现耐久性问题的主要原因。当前对于海砂混凝土耐久性的研究主要集中在抗渗和抗腐蚀等方面,对抗冻耐久性研究较少而难以指导工程实践。本文旨在研究原状海砂混凝土和淡化海砂混凝土在冻融循环作用下的抗冻性能,分析比较其冻融破坏机理,并应用近年新兴的玄武岩纤维作为内掺材料,研究纤维对海砂混凝土力学和抗冻性能的改善效果,为日后海沙混凝土的大规模工程应用提供参考依据,具体的研究内容如下:在本试验研究中,分别制作了以原状海砂为细骨料的混凝土试件和以淡化海砂为细骨料的混凝土试件。以玄武岩纤维体积掺量、矿物掺合料种类为变量,制作了12组强度为C60的混凝土试件。对12组试件分别进行抗压和抗折试验,给出了不同海砂、不同玄武岩纤维掺量和不同矿物掺合料对混凝土抗压和抗折强度的影响。试验结果显示:淡化海砂混凝土试件的抗压和抗折强度均优于原状海砂混凝土试件,抗压和抗折强度均表现出先提高而后降低的变化趋势:其中玄武岩纤维体积掺量为0.1%时,混凝土试件的抗压强度最大;玄武岩纤维体积掺量为0.2%时,混凝土试件的抗折强度最大。掺入适量硅灰可以有效提升海砂混凝土的抗压抗折强度,粉煤灰对抗压强度起到了降低作用,对抗折强度提升较小。采用快冻法对两种混凝土进行冻融循环试验,通过测定不同冻融循环次数下混凝土的质量损失率和相对动弹性模量,研究不同海砂、不同玄武岩纤维掺量和不同矿物掺合料对混凝土抗冻性能的影响。结果显示原状海砂混凝土抗冻性能远低于淡化海砂混凝土;玄武岩纤维的掺入显著提升了两个系列海砂混凝土抵抗冻融破坏的能力,降低了质量损失率和相对动弹性模量损失率。玄武岩纤维体积掺量对原状海砂和淡化海砂影响规律不同,原状海砂混凝土随玄武岩纤维掺量增加抗冻性逐渐提升,淡化海砂混凝土则在掺量为0.2%时表现出最优抗冻性能。粉煤灰的掺入不利于海砂混凝土抵抗冻融循环破坏,硅灰对海砂混凝土抗冻性提升效果较小,远低于玄武岩纤维增强效果。通过压汞试验对两种混凝土冻融前后的孔结构进行研究,试验结果显示淡化海砂混凝土孔径分布优于原状海砂混凝土。混凝土冻融后的无害孔减少,有害孔增加,造成了孔结构的劣化。玄武岩纤维的掺入提高了海砂混凝土的孔隙率,起到了间接引气的作用,提高了无害孔和少害孔的孔隙率。