综合评述 了混凝土硫酸 盐侵蚀理论模 型的研 究进展 。首先 总结 了混 凝土 受硫 酸 盐侵 蚀 的劣化机理 及存 在的争议问题，着重介绍了两类硫酸盐侵蚀理论模型的最新研究进展，包括离子扩散反应，材料初始裂缝的影响，水 泥石微 观结构改 变以及材料损伤演化等 问题 。对各模 型的理论基础 、适 用备件 及存 在的 不足进行 了分析 ，并提 出了 硫 酸盐侵蚀建模 中需要考虑的 关键 问题 。最后 ，对硫 酸盐侵蚀理论模型今后的研 究重点进行 了展 望。 关键 词 混凝土 硫酸盐侵蚀 理论模型 扩散反应 损伤累积 中图分类号 ：TU528 文献标识码 ：A RecentDevelopmenton TheoreticalM odelsofSulfateAttack on Concrete LIU Xin，LIU W eiqing，WANG Shuguang，XU Feng，HAN Jiande (CollegeofCivilEngineering，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing211816) Abstract Research ontherecentdevelopmenton theoreticalmodelsofsulfateattackon concreteiS reviewed． Themechanism ofsulfateattackon concreteand someeontroversialquestionsarefirstdiscussed． Someissues(i．e．， diffusion-reaction ofions。effectofinitialcrackson ionsdiffusion。microstrueturechangeofcementstoneand theda- mageevolutionofmaterials)ofthelatestdevelopmentsabouttwokindsofsulfateattackmodelsareintroduced．Inad— dition，thetheoreticalbasis，applicableconditionandthedeficiencyofthemodelsareanalyzed，andsom ekeypointsa— boutsettingupthemodelsarealsoproposed．Finally，somesuggestionsforfutureinvestigationsaremade． Keywords concrete，sulphateattack，theoreticalmodels，diffusion-reaction，damageaccumulation 硫酸盐侵蚀 问题一直 以来都是混凝土耐久性研 究的重 要 内容之一 。硫酸根离子广泛存在于土壤 、地下水、海水、腐 烂 的有机物及工业废水 中，它们通过多种途径传输到混凝土 内部并与水泥水化产物发生反应 ，使混凝土产生膨胀、开裂、 剥落 ，最终丧失强度和整体性_】]。近年来 ，很多学者对实 际 工程中出现的硫酸盐侵蚀现象进行研究 ，发现混凝土结构受 硫酸盐侵蚀破坏现象严重 ，且不同硫酸盐环境下的混凝土腐 蚀机理也有很大差别l_2]。由于硫 酸盐对混凝土的侵蚀是离 子扩散，化学反应 以及力学损伤耦合的复杂物一化一力变化过 程，材料性能的演化受环境因素影响很大 ，因此 ，单单从室内 加速试验的角度很难对材料在硫酸盐侵蚀下的耐久性能做 出准确评价[3]。目前 ，越来越多的学者通过数学方法建立硫 酸盐侵蚀的数学理论模型 ，然后采用数值手段研究混凝土材 料 的耐久性问题 ，数学模型也成为除了试验手段外，研究混 凝土硫酸盐侵蚀的又一种有力工具 ]。 为了更为准确地对硫酸盐侵蚀下 的混凝土耐久性进行 评价 ，本文首先对硫酸盐侵蚀机理及存在的问题进行 了简单 总结 ；接着，重点介绍了国内外硫 酸盐侵蚀理论模型的研究 现状 ，对模型中的关键问题进行分析；并对今后硫酸盐侵蚀 理论模型的研究重点进行了展望 。 1 硫酸盐侵蚀反应机理 硫酸盐对混凝土的侵蚀破坏存在多种类型 ，按是否发生 化学反应可分为化学型侵蚀和物理型侵蚀_】]。本文研究 的 硫酸盐侵蚀模型主要是针对化学型侵蚀硫酸盐破坏 的情况， 以硫酸钠溶液为例，混凝土硫酸盐侵蚀反应有两种主要的生 成产物 ：钙矾石和石膏 ]。随着侵蚀溶液浓度的不 同，反应 机理也会发生变化 。当溶液中的硫酸根离子质量浓度小 于 1000mg／L时，反应的主要产物为钙矾石 ；当溶液 中的硫 酸 根离子质量浓度大于 8000mg／L时 ，反应 的主要产物 为石 膏；当溶液 中的硫酸根离子质量浓度在 1000~8000mg／L之 间时 ，反应产物 中钙矾石和石膏将 同时存在。反应方程式如 下 ： CH+S0 一— CgH2+20H (1) C3A+ 3c H2+26H— c6A H32 (2) C AH13+3CSH2+14H--~C6A S3H32+CH (3) c A H ：+2CgH + 16H— c A H。2 (4) CA+qCSH2一 C6A S3H32 (5) 式(1)一式 (5)中，各化学符 号定义 为：C，CaO；A，A120。；S， SO。；H，H 0。硫酸根离子侵入混凝土 内部后，与氢氧化钙

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