【摘 要】
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干湿循环和硫酸盐双重作用下，砂浆内部涉及到一系列复杂的物理破坏和化学侵蚀破坏，伴随着内部孔隙的开裂和扩展，微裂缝的产生，水化产物的消耗和侵蚀产物的生成。同时，侵蚀产物对砂浆的宏观结构造成破坏，具体表现为体积膨胀、表面剥落和力学性能下降等等。目前，没有一个标准可以确定干湿循环机制。通过总结学者们采取的干湿循环机制，得出样品尺寸、温湿度和循环周期的时间都是影响干湿循环机制的因素。考虑到烘干方法对材料内
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干湿循环和硫酸盐双重作用下，砂浆内部涉及到一系列复杂的物理破坏和化学侵蚀破坏，伴随着内部孔隙的开裂和扩展，微裂缝的产生，水化产物的消耗和侵蚀产物的生成。同时，侵蚀产物对砂浆的宏观结构造成破坏，具体表现为体积膨胀、表面剥落和力学性能下降等等。目前，没有一个标准可以确定干湿循环机制。通过总结学者们采取的干湿循环机制，得出样品尺寸、温湿度和循环周期的时间都是影响干湿循环机制的因素。考虑到烘干方法对材料内部造成损伤，本文摒弃高温烘干手段。结合样品尺寸，确定浸泡一天和干燥两天的干湿循环制度。干湿循环和硫酸盐双重作用下砂浆的宏观力学性能已被广泛研究，本文不再做重复性工作，而将侧重点放在借助多种微观试验方法，比如压汞(MIP)、核磁共振(NMR)、X射线衍射(XRD)、同步热分析(TGA)和扫描电镜(SEM)，研究了干湿循环和硫酸盐复合作用下砂浆的劣化机理。
本课题得出的主要成果如下：
(1)通过MIP和NMR技术获取砂浆的孔径分布曲线和孔隙累积量曲线。分析数据可得：随着循环周期的延长，会逐渐出现孔径大于100nm的毛细孔或微裂缝，呈现逐渐劣化的状态。在侵蚀阶段的后期，小于100nm孔径的孔隙反而出现细化，可能原因是钙矾石晶体的填充作用。
(2)基于MIP的孔径分布曲线，计算了孔隙的分形维数和材料的渗流系数。孔隙分形维数表征砂浆的多孔特征，在钙矾石的填充作用、硫酸根离子浓度和循环周期的影响下，分形维数呈现多样的变化趋势。渗流系数的变化趋势能很好表征砂浆的破坏程度及抗渗性能。
(3)结合XRD试验和TGA试验实现侵蚀过程中的定性和定量分析。干湿循环下硫酸盐侵蚀的主要产物为钙矾石，也检测到了石膏晶体。基于TGA试验结果，计算氢氧化钙含量，整体上随着循环周期呈现递减趋势。
(4)扫描电镜技术结合数字图像相关分析研究界面过渡区破坏机理：(a)分析内部的破坏形貌图像，讨论了界面过渡区周边钙矾石晶体的生成、微裂缝的扩展以及钙矾石晶体对微裂缝的破坏和填充双重作用。(b)基于数字图像相关分析技术(DIC)对界面过渡区的裂缝生成与扩展进行了初步探索，获取了砂浆表面的全场应变，与上述SEM结果相吻合。
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