混凝土耐久性研究中硫酸盐侵蚀是一个主要问题,混凝土受硫酸盐侵蚀破坏因素复杂、危害性大,是环境侵蚀中最为严重的一种。当混凝土处于溶有硫酸盐的土壤和地下水中时,硫酸根离子通过扩散作用进入混凝土内部与水泥水化产物发生反应,对混凝土产生膨胀破坏作用,最终导致混凝土结构的性能退化。而位于水位变动区、浪溅区以及潮汐区等部位的混凝土结构遭受干湿循环与硫酸盐的共同作用,混凝土劣化更加严重。因此对于混凝土硫酸盐侵蚀研究应从干湿循环和长期浸泡两方面开展。本论文属于交通运输部建设科技项目《在役混凝土梁桥可靠性检测评估技术体系与装备研发》(2013 318 223 040)中关于“在役混凝土梁桥基于可靠性理论的构件层次耐久性评估方法”的子课题,根据项目专题要求,主要进行了以下工作:(1)通过试验研究了硫酸钠溶液浓度和水灰比对混凝土在硫酸盐干湿循环作用下抗压强度、表面硬度值、质量和动弹性模量等指标变化规律的影响。研究表明随着Na2S04侵蚀溶液浓度的增加,混凝土的各项指标衰减速率越大;随着混凝土水灰比的增大可以延缓混凝土损伤的出现,但最终水灰比大的混凝土受硫酸盐侵蚀破坏程度更大。对比各项指标发现里氏硬度值变化规律比较稳定,可以用来判断混凝土受硫酸盐侵蚀损伤程度。(2)通过对不同硫酸盐浓度干湿循环侵蚀下混凝土试件强度和硬度值的测量分析,建立混凝土里氏硬度表征强度的关系,从而提出基于硬度比对法的硫酸盐侵蚀混凝土耐久性评估方法。该评估方法属于无损检测方法,对现场混凝土结构受硫酸盐侵蚀的检测和耐久性评估具有指导性意义。(3)通过采用硫酸钠溶液长期浸泡的试验方法研究不同水灰比混凝土内硫酸根含量随侵蚀龄期的变化规律。试验结果表明混凝土内硫酸根离子含量随着侵蚀龄期的增加而增大,随着混凝土测试深度的增加而下降,随着混凝土水灰比的减小而降低,表明水灰比低的混凝土抗硫酸盐长期浸泡侵蚀能力更好。(4)通过理论分析混凝土硫酸盐侵蚀反应产物对混凝土造成损伤的过程,提出混凝土受硫酸盐侵蚀开裂临界浓度的定义,给出了硫酸盐侵蚀临界浓度的计算过程。根据硫酸盐侵蚀临界浓度理论计算结果,设计混凝土内掺硫酸钠试验研究混凝土的开裂临界浓度,根据不同掺量硫酸钠混凝土的动弹性模量和抗压强度两项指标的变化规律推断混凝土开裂临界浓度。结果表明试验推测的混凝土受硫酸盐侵蚀的临界开裂浓度与理论分析的临界浓度较为吻合,说明理论分析的正确性,也可以说明内掺硫酸钠的试验方法具有一定的可行性。