硫酸盐侵蚀是影响混凝土材料耐久性的重要因素之一,它不仅会缩短材料服役寿命,甚至可能危及工程结构安全,由于硫酸盐环境分布广泛,世界各国均面临其带来巨大经济和财产损失。迄今为止,国内外学者对水泥基材料硫酸盐侵蚀课题已经做了大量研究,其中钙矾石型硫酸盐侵蚀是目前研究最为成熟的一种破坏形式。钙矾石是混凝土在高碱性硫酸盐溶液环境形成的主要腐蚀产物,并且当其生长在狭小封闭的孔洞时将引起材料的膨胀、开裂破坏,相应的膨胀机理有吸水肿胀理论、结晶压理论和固相反应理论等。另外,在钙矾石型硫酸盐侵蚀的预防方面,发现通过控制水泥中铝酸三钙含量可有效减小因钙矾石形成造成的膨胀危害。碳硫硅钙石是一种与钙矾石结构类似的硫酸盐侵蚀产物,试验表明它的形成会引起水泥浆体中C-S-H凝胶的分解,进而导致混凝土材料出现表面泥化和强度损失等破坏,但由于碳硫硅钙石需要在硫酸盐、碳酸盐以及低温潮湿等条件共存时才可能发生,因此其防治措施也相对简单。石膏同样是水泥基材料在硫酸盐侵蚀下的腐蚀产物,但一般认为石膏需在高浓度硫酸盐条件才能形成,因此相比之下石膏型硫酸盐侵蚀很少被关注。然而,近年来,越来越多的实地调研发现,即使混凝土服役环境中硫酸盐浓度很低,但在结构构件表面仍然发现石膏的存在,说明石膏的形成还与其它因素有关,而服役环境与试验室条件最大的区别就是pH值的不同。另外,实际工程环境中除SO₄^2-外还可能同时含有其它侵蚀离子,比如Mg²⁺、Cl^-和NH₄⁺等,它们也会影响硫酸盐腐蚀产物及侵蚀机理,其中铵盐被认为对水泥基材料的破坏性最大,它不仅广泛存在于工业和农业领域,还有研究发现NH₄⁺对侵蚀产物尤其是石膏相的形成有重要影响。最后,现有研究不但对石膏形成可能引起的材料破坏形式看法不一,而且在石膏型硫酸盐侵蚀的预防控制方面也未能提出合理有效的建议。本文首先研究了硫酸盐侵蚀下石膏形成及稳定的热力学条件。其次,研究了不同pH值及浓度Na₂SO₄侵蚀下水泥砂浆中OH^-及Ca²⁺析出规律,通过低场核磁技术分析了析钙作用对水泥石孔结构的影响;采用XRD、DSC等测试方法对侵蚀产物组成及含量进行表征,并结合样品外观、SEM及EDS的分析结果,共同揭示了腐蚀产物与砂浆劣化特征的内在联系。最后,研究了（NH₄）₂SO₄侵蚀下水泥砂浆的劣化过程及破坏机理,并对掺硅灰水泥砂浆的抗压强度、吸水率以及抗氯离子渗透性能进行了评价。通过上述研究,本文主要得出以下结论:（1）溶液pH会显著影响石膏的形成及稳定,pH值越低,越利于石膏形成,但NH₄⁺可以提高石膏形成及稳定的pH条件。另外,溶液pH值越低,形成石膏所需SO₄^2-浓度也越低,这为石膏型侵蚀的防治提供了新思路,即在pH较低的现场环境,需对结构表面进行严格的防护处理,以保证材料内部碱度维持在较高水平。（2）Na₂SO₄侵蚀下,水泥砂浆中OH^-及Ca²⁺析出量均与侵蚀时间平方根成线性关系,降低溶液pH值或提高溶液浓度可以增大OH^-及Ca²⁺析出数量和速率。持续的析钙作用一方面会增大水泥砂浆孔隙率,弱化水泥石微结构,另一方面将加速外界SO₄^2-的扩散侵入从而促进石膏等有害产物的形成。（3）与浓度相比,溶液pH对Na₂SO₄侵蚀下水泥砂浆腐蚀产物影响更加显著。高pH条件下腐蚀产物主要为AFt,并且浆体中还有大量Ca（OH）₂存在,同时试件发生轻微边角开裂破坏。溶液pH值降低,石膏含量显著增大,并且石膏的形成过程伴随着Ca（OH）₂的消耗和C-S-H凝胶的脱钙,从而降低砂浆体系的胶凝性,在外观上表现为表皮脱落、结构溃散。（4）（NH₄）₂SO₄侵蚀下,水泥砂浆主要发生石膏型硫酸盐侵蚀,腐蚀产物中形成大量石膏晶体,同时试件发生骨料裸露、浆体分解破坏,其劣化速率和程度也远高于硫酸钠侵蚀。硅灰的掺入能有效提高水泥砂浆抗（NH₄）₂SO₄侵蚀性能,并且掺10%硅灰水泥砂浆的抗压强度、吸水率及抗氯离子渗透性能均优于掺5%硅灰水泥砂浆。