随着社会经济的发展,我国的各个行业都处在高速发展时期。建筑行业发展更为迅猛,由于土地资源的有限,对地下空间的利用要求也日益提高。这也对建筑材料提出了更高的要求。对于处于特殊地层的地下建筑,传统的水泥基材料因自身性能的缺陷已经不能很好的满足人们对各种地下工程的要求。作为一种新型水泥基胶凝材料,新型注浆材料具有结石率高、高固水、速凝、早强、经济环保等特点,目前正被不断推广。由于地下环境的复杂,新型注浆材料在使用中会遇到各种特殊工况,为探究其在特殊环境下服役一定龄期后的各项性能指标变化情况,对其耐久性展开一定的研究。本文通过试验研究、数学建模等方法,对热害及硫酸盐侵蚀耦合作用下新型注浆材料的耐久性进行研究。（1）通过试验探究了硫酸盐长期侵蚀环境下新型注浆材料各项性能指标的耐久性情况。选取4种不同水灰比的新型注浆材料在浓度为5%、10%的硫酸盐溶液中进行全浸泡、半浸泡、干湿循环侵蚀试验。结果表明硫酸盐侵蚀对材料的外观影响程度主要与溶液浓度、养护龄期和侵蚀方式有关,硫酸盐浓度越高,养护龄期越长,外观侵蚀越严重。在浸泡方式上,全浸泡造成的外观损失<半浸泡<干湿循环。硫酸盐全浸泡侵蚀环境下,新型注浆材料的质量先增长2%-6%,后随龄期增长降低4%-8%。水灰比和硫酸盐溶液浓度越低时,质量的变化幅度越小,反之质量的增减幅度都比较大。浸泡方式对材料质量损失影响更大,在水灰比3.5、硫酸盐溶液浓度为10%时,新型注浆材料的质量损失可达12%。抗压强度是影响新型注浆材料使用性能的主要因素,在养护龄期的前84天左右,材料的强度会增加5%-17%,后随龄期增长,强度逐渐降低3%-30%,水灰比越高,强度降低越明显,干湿循环环境下材料的最终强度降低量可达60%。硫酸盐侵蚀环境下,溶液中的硫酸根离子不断向材料内部扩散。溶液浓度越高,材料中的硫酸根含量越多,初始硫酸根含量为7.09%,在全浸泡和干湿循环环境下,最终的硫酸根含量分别为8.8%和9.0%。通过XRD测试可见,材料内部的钙AFt衍射峰值可达1600a.u.,Na₂SO₄的衍射峰最高值为500a.u.。通过SEM衍射图可见,在硫酸盐侵蚀环境下,在5%的硫酸盐浸泡下,材料内部S元素的含量为1.55eV,在10%的硫酸盐浸泡下为1.95eV。硫酸盐渗入后不断结晶并参与反应,填充材料原有的孔隙并不断生成钙矾石是材料质量和强度增加的原因。后期材料内部空隙充分填充,多余的结晶体导致材料胀裂破坏造成后期质量和强度的衰减。（2）通过试验探究了热害作用下新型注浆材料宏观和微观特性变化特征。选取4种不同水灰比的新型注浆材料在温度为30℃、60℃、90℃下进行热害作用下的耐久性试验。试验结果表明在90℃的热害作用下,新型注浆材料外表面逐渐粉化,触摸时有粉末脱落。随着龄期的增长,材料内部膨胀明显并发生胀裂破坏。热害作用下新型注浆材料的质量逐渐减少,在90℃的热害作用下,养护龄期在112天前,材料的质量迅速下降45%-75%,后期下降速度逐渐缓慢,剩余质量逐渐接近配料质量。热害作用下,前期新型注浆材料的强度下降迅速,在112天时,强度下降量可达到总下降量的75%。热害作用下材料的微观结构发生变化,内部的细小孔隙逐渐放大,材料的强度骨架钙矾石和凝胶体逐渐松散。XRD测试结果中,AFt的衍射峰值范围为350a.u.-700a.u.,在90℃的热害作用下,随着养护龄期的增长,超过1000nm的材料孔径数量增大,热胀作用明显。（3）通过试验探究热害及硫酸盐侵蚀耦合作用下新型注浆材料耐久性。将4种不同水灰比的材料置于浓度为5%、10%,温度为30℃、60℃、90℃的耦合环境中进行各项试验测试。热害及硫酸盐侵蚀耦合作用下材料的外观破坏比单一作用更加严重,在90℃、10%的硫酸盐侵蚀作用下,材料呈块状剥落。耦合作用下,材料的质量缓慢增长约84天,增长量最大为7.5%,随着养护龄期的增长质量开始下降,在养护龄期为252天时,最大下降量为11.5%。材料的抗压强度先增长后降低,增长周期约84天,增长幅度为7.5%-30%,后随着龄期的增长,强度逐渐降低,降低幅度为10%-38%。耦合作用下材料内部硫酸根含量增加至7.25%-10.5%。热害作用的温度越高,溶液浓度越高,内部硫酸根含量越多,在90℃、10%的溶液作用下,材料内部的硫酸根含量增长48.1%。由此导致材料内部的孔隙逐渐减少,硫酸盐结晶体逐渐充斥材料内部,由XRD衍射图可见,Na₂SO₄的衍射峰值最高可达500a.u.,柱状钙矾石和凝胶形成的网柱状结构逐渐瓦解。（4）通过数据处理软件建立了热害及硫酸盐侵蚀环境下新型注浆材料内部硫酸根侵蚀量的预测模型。通过拟合可见新型注浆材料内部的硫酸根含量与养护龄期、养护温度、侵蚀溶液浓度、测试深度有关。表达式为:W=6.243+0.004×养护龄期+13.332×溶液浓度-0.041×测试深度+0.008×养护温度。准确率为87%。