混凝土耐久性研究在混凝土结构领域一直热点不断,硫酸盐侵蚀是影响混凝土的主要耐久性能因素之一,而荷载和碳化作用的影响也不容忽视。本课题组于2019年11月受邀加入国际材料与结构研究实验联合会RILEM TC 281-CCC WG4技术委员会,参与一项由中国建筑材料科学研究总院CBMA负责的研究荷载与碳化耦合作用下混凝土耐久性能的试验。该试验由国内和国际多个院校与组织同时进行,并定期召开国际会议,交流试验进度和试验成果,目的是编制一个荷载与碳化作用下混凝土耐久性研究的国际规范。在此基础上,考虑到许多沿海、盐湖地区混凝土建筑除了常年遭受荷载与碳化的耦合作用,还不可避免地受到干湿循环硫酸盐的侵蚀。因此本文开展了252个混凝土立方体试件在轴压荷载-碳化-干湿循环硫酸盐复合作用下的损伤特性试验研究,通过宏、微观结合手段多角度、深层次地对混凝土进行损伤劣化分析,为混凝土劣化研究和工程实践提供参考。研究主要成果如下:（1）轴压加载装置的创新:设计了一种轴压加载装置,方便实现轴压荷载与碳化的耦合作用。装置主体由四根拉杆装配而成,通过支撑筒和垫圈固定上顶板,小球铰传力,碟簧蓄能,从而对试块施加指定大小的轴压荷载。装置加压时加载板通过加载小球铰与下部装置连接,压力机施加的力通过小球均匀的传给垫圈,再由垫圈传给碟簧从而蓄力。选用碟形弹簧是因为其能承载较大荷载且变形小,所需空间小,易组合易更换。另一方面,装置的创新,更在于设计在四个支撑筒上的传感器。施加荷载时,四个传感器可分别显示其受到的力的大小,这样不仅解决了加载时是否存在轴向偏心的问题,也能在试验过程中随时监测应力的损失与否,方便及时调整以减小试验误差,提供更可靠的数据。（2）研究轴压荷载与干湿循环硫酸盐侵蚀作用下混凝土的损伤劣化机理。空载状态下干湿循环硫酸盐对混凝土内部结构起“优化”作用,且硫酸盐浓度越大,“优化”效果越明显;相比于空载组,轴压应力抑制了混凝土的劣化,而0.3应力比的抑制效果高于0.15;随着侵蚀龄期的发展,混凝土试件均表现为先密实后损伤。（3）研究轴压荷载与碳化作用下混凝土的损伤劣化机理。通过测试立方体试件试验前后超声波速、单轴抗压强度的变化和碳化深度分析混凝土的损伤机理,得出:混凝土随着碳化龄期的增加,其相对动弹性模量和抗压强度不断增加;不同轴压应力比对提高混凝土试件抗碳化能力的程度不同,空载状态下立方体试件其碳化深度最大,应力比为0.3的试件次之,应力比为0.15的试件碳化深度最小;混凝土在碳化作用下前7d的碳化深度增长较快,而后增长缓慢。（4）研究轴压荷载-碳化-干湿循环硫酸盐复合侵蚀下混凝土的损伤劣化机理,得出:轴压应力比、硫酸盐浓度对三因素复合试验中对混凝土损伤性能影响都较为明显。随着侵蚀龄期的发展,不同硫酸盐浓度下轴压应力比为0.3的混凝土试件组不断劣化发展,强度不断下降,空载组试件则表现出先升后降的趋势,而轴压应力比为0.15的试件组表现因浓度而异:低浓度下先增后减,高浓度下则不断减小;此外,不同浓度的硫酸盐溶液也会影响试件的碳化程度。而当硫酸盐浓度一定时,碳化深度的变化又受轴压应力比的影响,在0.3轴压应力比作用下,增长速度最快且碳化深度也最大。（5）微观层面,分析了不同轴压应力比、不同硫酸盐浓度与碳化复合作用下混凝土内部微观形貌随侵蚀龄期的演变规律。混凝土初始状态表层结构相对紧密平整,有少量的微小孔隙,孔隙周边存在聚集性片状结构物质氢氧化钙;CF2S2混凝土在T4时期出现明显的劣化倾向,混凝土内部能观测到裂缝与孔隙之间形成了连通,孔隙中存在大量的六角菱状晶体碳酸钙;0.3轴压应力比作用下,硫酸盐浓度对混凝土结构的损伤有明显影响。随轴压应力比的提高,混凝土内部呈现出硫酸盐侵蚀产物钙矾石不断在孔隙周围沉积,原裂缝的发展和新裂缝的产生加快,裂缝在孔洞之间出现贯穿现象。