硫酸盐广泛分布于海洋环境与盐碱地环境,硫酸盐侵蚀是混凝土结构耐久性的主要问题之一。混凝土结构在服役过程中,容易引起微裂缝的开展。微裂缝的存在会促进离子在混凝土内部的传播,加剧混凝土的劣化进程。本文主要基于生成钙矾石的化学反应,计算了混凝土的开裂浓度,研究了不同外界硫酸盐浓度下混凝土的开裂机理以及混凝土裂缝随侵蚀周期的开展情况,采用数值模拟方法对混凝土裂缝周围连续体中的硫酸盐传播规律进行了系统的研究。根据试验以及文献研究,本文对于硫酸盐侵蚀混凝土主要产物进行了讨论分析,确定了混凝土受硫酸盐侵蚀的主要产物为钙矾石。通过混凝土孔隙中生成钙矾石的反应,根据混凝土配方表的各种成分分数,考虑了由于钙矾石晶体的特殊性对膨胀的影响,确定了各个化学反应产生钙矾石的膨胀应力。当膨胀应力大于等于混凝土的抗拉强度时,混凝土产生开裂,此时硫酸盐的浓度定义为混凝土的开裂浓度,即混凝土内部产生裂缝时达到的硫酸根离子浓度。利用质量分数为7.5%、10%的两种硫酸钠溶液对混凝土进行全浸泡侵蚀,通过化学滴定试验得到了各个侵蚀周期下的硫酸根离子浓度曲线,同时比对SEM观测裂缝开展结果,佐证了开裂浓度计算的正确性。在综合分析现有硫酸盐侵蚀开裂机制基础上,提出了两种不同的混凝土开裂机制,分别是表面膨胀开裂机制和分层损伤开裂机制。讨论了两种机制引起混凝土破坏的不同原因,并明确了区别两种混凝土开裂机制的方法。试验研究不同龄期、不同外界硫酸盐浓度下混凝土不同开裂机制的作用倾向,选取了质量分数为2.5%、5%、7.5%、10%的4种硫酸钠溶液进行侵蚀,并附加了清水组作为对照组。取3 mm和6 mm两个侵蚀深度进行取样研究,利用扫描电镜观测得到不同浓度、不同龄期混凝土的破坏开裂现象。研究发现在外界硫酸盐浓度为0%~5%的试件中,混凝土发生的是分层损伤破坏;在外界硫酸盐浓度为7.5%~10%的试件中,混凝土发生的是表面膨胀开裂破坏。随着龄期的增长,混凝土的开裂机制并不会发生改变。开裂混凝土中裂缝的存在会影响硫酸根离子在裂缝附近的传播过程,本研究在考虑化学反应的影响和简化裂缝模型的基础上,建立了开裂混凝土裂缝附近连续体中硫酸根离子传播的控制方程,得出了硫酸根离子模拟浓度曲线。将计算结果与相同条件下的硫酸根离子试验数据曲线进行对比,验证了传播模型的可靠性。通过引入裂缝影响系数和裂缝影响区,量化表征了裂缝对硫酸盐在混凝土中传播的影响。