我国北方滨海海域地区及西部盐湖地区湖水及土壤中含有大量的硫酸根离子,并且这些地方伴随着较为明显的季节温度变化,对混凝土等水泥基材料具有较强的腐蚀作用。在上述复杂恶劣环境下,随着硫酸根等离子的不断侵入,水泥基材料会造成严重破坏,最终导致结构的失效。而这种破坏的最初表现形式为钙矾石等膨胀性侵蚀造成的内部微裂缝的扩展,因此本文引入了对于裂缝扩展极为敏感的断裂能来研究水泥基材料在受硫酸根侵蚀情况下的早期开裂情况,希望能够较早预测出水泥基材料的在受到硫酸盐侵蚀时的破坏情况并采取较为有效的措施来阻止或减缓其进一步开裂。本课题在以下方面对硫酸盐侵蚀条件下的砂浆性能进行了研究:(1)将不同水灰比的普通硅酸盐水泥砂浆试块、高抗硫酸盐水泥砂浆试块在20℃下浸泡在5%Na2SO4溶液中,对其进行定期观察,记录其外表变化情况,通过研究发现水灰比为0.6的普通硅酸盐水泥砂浆试块表面破坏最为严重。(2)对浸泡不同龄期的试块进行长度变化试验、抗压抗折、相对动弹性模量试验,作为断裂能试验的辅助基本试验,研究不同种试块在浸泡硫酸盐情况下的基本力学性能的变化,通过研究发现,水灰比及胶凝材料的的类型对上述性能的影响较为明显。(3)对浸泡不同龄期的砂浆试块进行三点弯曲梁试验,得到相应的力-位移变化曲线,根据此曲线并运用CONSFT软件基于双线性模型对曲线进行拟合,得出应变软化曲线,并得到相应的断裂能的变化值。研究发现,除水灰比较大的普通硅酸盐砂浆试块的极限应力、韧性及断裂能出现先增加后减少的状况外,其他组试块的各项指标均随浸泡龄期的增加而增加。(4)对特定试块进行四面封蜡,只保留两个对面进行硫酸盐渗透深度及含量测试试验,将浸泡不同龄期的试块分别取出并用磨粉机分层研磨,然后对每层粉末中的自由硫酸根和总硫酸根进行测定,并计算出能够表述硫酸根侵蚀程度的反应硫酸根含量。试验表明随着各组试块浸泡龄期的增加,硫酸盐的渗透深度及渗透量也不断增大,水灰比大小对硫酸盐的渗透影响较大。(5)从浸泡180天后的各组试块表面取样,并用研磨将样品进行磨粉处理,运用热重分析仪来分析钙矾石的生成情况,并与硫酸根离子滴定值得出的反应硫酸根离子进行对照,得到反应硫酸根含量受水灰比大小及所用水泥基材料影响较大。