1.4.1　硫酸盐化学侵蚀机理分析

本试验以硫酸盐侵蚀试验中最常用的硫酸钠溶液为研究对象，探究混凝土试件遭受硫酸钠侵蚀损伤的机理。遭受硫酸钠侵蚀的混凝土生成的主要产物是石膏和钙矾石［54］，它们都属于膨胀性物质，是造成混凝土内部结构腐蚀劣化的主要产物［55］。

（1）钙矾石结晶破坏

硫酸钠能产生比较明显的侵蚀损坏，最主要的是硫酸钠能与水泥石中的水化产物发生化学反应，伴随有钙矾石（3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O）产生，反应方程式为：

当溶液中硫酸根离子的浓度较低时（低于1000mg／L），钙矾石结晶体起主要破坏作用。由于钙矾石的溶解度比较低，容易从溶液中析出，而且钙矾石还结晶了大量的水分子，需要占据更大更多的空间，在混凝土内部向周围膨胀扩散，产生极大的体积膨胀压力对混凝土结构内部产生严重的破坏作用。

（2）石膏结晶破坏

当溶液中的硫酸根离子的浓度很高时，饱和的氢氧化钙溶液将会填充水泥石结构中的孔隙，硫酸钠与Ca（OH）2反应会有二水石膏析出，发生以下化学反应：

根据以上化学反应分析得出：结晶析出的二水石膏的体积大概是氢氧化钙的1.24倍，形成的膨胀压力比混凝土内部的极限承载力要高，使混凝土开裂、剥落。另外，水泥水化生成的CH和C－S－H都会和硫酸钠发生反应，致使CH和C－S－H在不断减少，混凝土自身的强度、耐久性也随之降低，导致混凝土瓦解［56］。