海工结构通常面临严峻的结构腐蚀和性能劣化问题。基于水泥基热电材料热电（Seebeck）效应的温差发电体系,能够在温差驱动下产生电动势,可利用其实现外加电流式阴极防护的电流自供给,为钢筋提供持久稳定的保护电流。然而,由于水泥基体较高的内阻,传统水泥基热电材料的热电转换效率较低,且不具备结构服役中的劣化自监测特性。纳米二氧化锰（n Mn O2）具有较高量级的Seebeck系数,可作为一种优异的热电功能相以显著提高水泥基体系的Seebeck性能。碳纳米管（CNTs）优异的导电性能够降低水泥基体内阻以提高热电转化效率,同时赋予其压阻效应,获得结构劣化自监测性能。因此,本文尝试将n Mn O2和CNTs经合适的分散工艺掺入硫铝酸盐水泥砂浆中,发挥两者导电、热电、压阻传感的功能互补作用,开发一种高热电转换效率与压阻智能传感特性的纳米改性水泥基热电材料（CNTs/n Mn O2水泥基复合材料,CMCC）,并尝试应用到海工结构阴极保护体系中。首先,通过控制水热合成时间和温度自制纯相n Mn O2,将其作为热电功能相与CNTs复合掺入水泥基体中,研究n Mn O2和CNTs的掺入对CMCC导电性、Seebeck性能及基础物化性能的影响,以此优化n Mn O2和CNTs在水泥基体中的配比。基于优选后的配比制备CMCC并组成热电发电系统,结合电化学方法综合评价其用于钢筋阴极防护系统电流供给源的可行性。最后,通过测试CMCC在不同CNTs掺量、加载速率和加载幅值下的应力感知特性,用于表征CMCC的压阻传感性能,探究CMCC的结构劣化自监测性能。得出以下主要结论:（1）水热反应时间及温度对n Mn O2的颗粒尺寸、结构形态影响明显,在48h、160℃反应条件下,能够形成尺寸均匀、表面光滑的β-Mn O2。CNTs在CMCC中的渗流阈值为0.1-0.2 wt.%。n Mn O2对CMCC的抗压/抗折强度和抗氯离子渗透性能有一定的削弱,但与CNTs混杂后,CMCC的各项基础物化性能指标会表现出较为健康的状态。CMCC的Seebeck性能随n Mn O2掺量的增加大幅度提升,复掺有0.2 wt.%CNTs与5.0 wt.%n Mn O2的CMCC试件的Seebeck系数、热电功率因数可分别达到3612μV/℃和6.65μWm-1℃-2。（2）分别采用腐蚀电位法、极化曲线法、交流阻抗法对不同腐蚀龄期下钢筋的电化学行为进行测试,结果表明:将16个CMCC试件组成水泥基热电发电模块并进行阴极保护后,钢筋的腐蚀电位持续正移,最终稳定在-200m V左右,腐蚀概率大大降低;动电位极化曲线扫描结果发现,相比较自然腐蚀状态下的钢筋,经阴极防护后钢筋的腐蚀电流密度降低了3个数量级,腐蚀速率得到了有效抑制;热电发电模块能够大幅度提升钢筋的电荷转移电阻,在21d时能够达到3232.93kΩ·cm~2,相比较自然腐蚀状态下的钢筋提升了2个数量级。（3）CNTs能够显著提升CMCC往复荷载下的应力感知能力,CNTs掺量为0.1 wt.%的CMCC的电阻率变化幅值和应力灵敏度可分别达到9.78%、1.28%/MPa,但是相应压阻性能的稳定性和线性度并非最佳。CMCC在较快的加载速率下表现出更高的电阻率变化幅值,600N/s时可以达到11%左右,相应压阻传感性能的应力灵敏度、重复稳定性和线性度分别为1.65%/MPa、3.81%和4.81%。在相同加载速率下,随着加载幅值的提升,CNTs在基体中的搭接和隧穿几率提升,表现出更高的电阻率变化幅值,压阻传感性能的重复稳定性和线性度更优,但对应力灵敏度有一定的削弱。CMCC的微观结构表明,CNTs隧穿机制对压阻灵敏度的提升发挥了主要作用,但是,物理搭接则更有利于形成稳定性和线性度更高的压阻传感性能。