相对于传统水泥基材料性脆易裂、抗拉性能低、密实度差等天然不足，超高性能混凝土（UHPC）具有密实的结构且复合金属纤维而表现出优异的力学和耐久性能，因此在海洋基础设施中具有广阔的应用前景。同时，现代基础设施的快速发展使得当今水泥基材料用量巨大，进而导致当前淡水和河砂资源严重短缺，给海洋基础设施的可持续发展带来了严峻挑战。淡水、磨细石英砂和钢纤维是制备UHPC的关键组分，利用海水和磨细海砂替代淡水和磨细石英砂制备UHPC可有效缓解自然资源短缺问题，并实现地域化资源利用而降低材料及运输成本；然而，海水和磨细海砂中的氯离子会给UHPC内部钢纤维带来腐蚀风险，且包括合成/有机纤维在内的耐腐蚀纤维存在易老化、界面粘结差、增加基体孔隙等缺点，因而传统的增强纤维难以满足UHPC在高氯盐、高湿热海洋环境的长期服役性能要求。
大连理工大学建设工程学院韩宝国教授和董素芬副教授团队在Science China Technological Sciences 2024年67卷第10期发表题为“Modifying effects and mechanisms of superfine stainless wires on microstructures and mechanical properties of ultra-high performance seawater sea-sand concrete”的研究论文，报道了一种面向海洋基础设施的可持续UHPC：超细不锈钢微丝（SSWs）增强超高性能海水海砂混凝土（UHPSSC），研究了复合材料在常温养护条件下力学性能和氯离子含量以及微观结构随龄期发展的演变规律，同时分析了SSWs对UHPSSC的改性机理。
图1 弯曲加载后试件裂缝图片: (a) UHPSSC空白组; (b) SSW增强UHPSSC。不同龄期UHPSSC空白组和SSWs增强UHPSSC的力学性能和自由氯离子含量: (c-f) 抗弯应力-应变曲线; (g) 初裂强度; (h) 峰值应变; (i) 弯曲韧性; (j) 抗压强度; (k) 不同龄期的归一化抗压强度(以28天抗压强度为基准); (l) 自由氯离子含量
图2 不同龄期的UHPSSC空白组和SSW增强UHPSSC的物相组成和孔结构：(a) XRD谱图; (b) 孔隙率; (c) 孔隙总体积; (d) 累计孔隙体积; (e-h) 孔径分布
图3 SSW对UHPSSC微观结构的增强作用
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