水泥基材料碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀(Thaumasite form of sulfate attack,简称TSA)容易在硫酸盐、碳酸盐、低温、潮湿等因素共同作用下发生,侵蚀主要使水泥石中的C-S-H凝胶转变成一种灰白色、无胶结能力的泥状物质,从而导致水泥石强度显著降低甚至完全丧失,其危害性比传统硫酸盐侵蚀更为严重。水泥基材料TSA的研究时间较短,其预防措施、发生机理仍没有统一认识,而TSA的影响因素十分复杂,所以,加强其机理及预防措施的研究,对确保混凝土工程的耐久性意义深远。本文重点研究了侵蚀介质、养护条件、碳化、矿物掺合料、石粉掺量等因素对水泥石TSA的影响,采用X射线衍射(XRD)、傅立叶转换红外光谱(FTIR)等方法分析侵蚀产物,探讨TSA发生机理。主要得出以下结论:①同一类型的硫酸盐侵蚀溶液,浓度为5%时侵蚀性最强,浓度低于5%时,侵蚀性随浓度增加而增强,浓度增加到10%时,侵蚀性反而减弱。不同侵蚀介质,以MgSO4溶液侵蚀性最强,对应水泥石TSA破坏最严重。Mg2+对水泥石TSA破坏有促进作用。5℃环境加速了水泥石TSA破坏发生。②早期空气养护能有效延缓水泥石TSA破坏发生,早期密封养护使水泥石侵蚀破坏程度加重。这是因为早期空气养护,水泥石碳化生成的CaCO3填充于孔隙中,使表层结构更加致密,阻碍了SO42-等有害离子侵入。早期密封养护,水泥水化不充分,水泥石内部缺陷相对较多,SO42-等有害离子容易侵入。③预碳化能明显增强水泥砂浆抗低温硫酸盐侵蚀性能,这主要是因为碳化生成的CaCO3在水泥砂浆表层形成的“孔隙阻塞”效应限制了SO42-离子侵入,对水泥砂浆起到一定保护作用。碳硫硅钙石在高浓度CO2作用下容易发生分解。FTIR谱图中670cm-1处特征谱带极可能不是由SiO6基团振动引起。④水泥石抗TSA性能随石粉掺量增加而减弱。石粉掺量为30%时,水泥石发生严重TSA破坏,无石粉掺入时,水泥石仅表现为轻微传统硫酸盐侵蚀破坏。⑤水泥石抗TSA性能随水胶比降低而增强,水胶比降低至0.35时,水泥石表现为传统硫酸盐侵蚀破坏,无TSA破坏迹象。⑥粉煤灰改善水泥石抗TSA性能的效果与其组成和掺量有关。SiO2和Al2O3含量较高、烧失量较低的粉煤灰改善效果较好;组成相同的粉煤灰,掺量为30%时,水泥石抗TSA性能较好。矿渣粉能在一定程度上改善水泥石抗TSA性能,其效果与矿渣粉掺量有关,掺量为70%时改善效果非常显著,但掺量较少时仍不能阻止碳硫硅钙石生成。矿物掺合料复掺对水泥石抗TSA性能的改善效果明显优于同掺量下对应矿物掺合料单掺。