水泥基材料的耐久性劣化形式主要有硫酸盐侵蚀,冻融循环破坏,碱集料反应,温湿度传输以及由氯离子侵蚀导致的钢筋锈蚀等。实际上,处于自然界中的水泥基材料往往不可能仅受单一因素的作用,而是同时经受多种因素的共同影响。各种因素的交互作用,相互叠加,对混凝土结构及水泥基材料产生更复杂的影响。因此,开展复杂因素作用对水泥基材料耐久性研究具有非常重要的意义[1]。我国西部严寒地区有一千多个盐湖,其中很多地区的土地都是盐碱地,硫酸盐含量尤其偏高。对于东部沿海地区,由于海水中含有大量硫酸根离子,加上冬季气温往往较低,会出现结冰现象。以上两个地区的建筑物结构等往往也会同时承受硫酸盐和冻融循环共同作用,给混凝土结构造成较严重的影响,结构的维修与修复,使当地承受着较大的经济压力。因此,深入研究冻融循环损伤和硫酸盐侵蚀规律及机理对提高水泥基材料耐久性是非常必要的。由于硫酸盐侵蚀和盐冻损伤主要破坏的是混凝土内部的胶凝材料,所以本课题选择使用水泥砂浆来替代混凝土,论文分别研究了冻融循环、硫酸盐侵蚀单一因素作用对水泥砂浆力学性能的影响,以及冻融及硫酸盐双因素作用对水泥砂浆的影响,对比分析了不同胶凝材料、水胶比及溶液浓度等因子对砂浆质量损失率、相对动弹性模量和抗压强度的影响规律。得出以下主要结论:(1)砂浆在冻融循环单一因素作用下,冻融循环初期,粉煤灰的掺加有利于提高砂浆的抗冻性,使砂浆质量损失率降低,相对动弹性模量和抗压强度下降缓慢;在冻融循环后期,不适宜的粉煤灰掺量可能会促进冻融循环作用,加速砂浆劣化。(2)不同水胶比的普通硅酸盐水泥砂浆在5%硫酸钠溶液中进行侵蚀试验,随着侵蚀龄期增加,砂浆的相对动弹性模量、抗压抗折强度变化可以分成两个阶段:强化阶段和劣化阶段。而对于高抗硫酸盐水泥砂浆的相对动弹性模量和抗压抗折强度变化在试验龄期内可以分为强化阶段和稳定阶段。(3)不同水胶比的两种水泥砂浆在5%的硫酸钠溶液中进行侵蚀试验,随着渗透深度增加,自由硫酸根离子含量先不断减小,后趋于稳定。对于普通硅酸盐水泥砂浆试件来说,浸泡180d时,砂浆内部硫酸根离子渗透深度大约为7~10mm。高抗硫酸盐水泥砂浆内部的自由硫酸根离子含量比普通硅酸盐水泥砂浆要多一些。(4)普通砂浆在不同浓度硫酸盐溶液中冻融循环,其质量损失率大小为:水中>5%硫酸钠溶液>10%硫酸钠溶液。150次冻融循环时,普通硅酸盐砂浆试件、高抗硫酸盐水泥砂浆试件和掺加20%粉煤灰的砂浆试件,其质量损失率分别达到2.83%、1.78%和4.8%,强度损失率为40%,34%和60%。