混凝土材料广泛应用于工业与民用建筑、公路、铁路、桥梁和隧道等领域的建设中,成为各国经济发展的基础。然而,随着服役时间的延长,受复杂服役环境的影响,大量的临水钢筋混凝土柱在使用过程中发生了严重的病害从而导致其耐久性寿命缩短。我国的西北地区,广泛分布着大量的盐碱地,土壤和水中含有侵蚀性的硫酸盐和氯盐,加之夏季昼夜温、湿差较大,冬季寒冷,使得该地区的临水钢筋混凝土柱面临多种因素的共同作用,而其中硫酸盐的侵蚀破坏是主要原因。硫酸根离子通过各种方式侵入到混凝土内部,通过发生一系列的物理和化学反应,导致混凝土的力学性能和耐久性降低。研究硫酸盐在混凝土内部的扩散规律,对预测混凝土的硫酸盐侵蚀有重要意义。本文通过对西北宁夏地区服役临水钢筋混凝土柱病害现状的实地调研,结合室内的混凝土硫酸根离子扩散试验和砂浆开裂试验,研究了不同混凝土强度、不同硫酸钠溶液浓度、不同浸泡时间和不同矿物掺合料下的单因素以及多因素耦合作用下混凝土内部硫酸根离子的扩散规律,基于Fick第二定律提出了多因素耦合作用下硫酸根离子在混凝土内部的扩散模型。结合调研现状提出了四个病害等级,并根据硫酸根离子扩散模型和砂浆开裂模型建立了不同病害等级下的大、小偏压柱的剩余极限承载力预测模型。本文的主要研究内容如下:（1）对宁夏全区范围内的临水钢筋混凝土柱的病害进行实地调研,分析得到该地区混凝土结构病害的主要原因是硫酸盐物理结晶。根据调研结果提出了该地区钢筋混凝土柱病害的四个等级:结晶、坑蚀、保护层脱落以及核心混凝土溃散。（2）研究了不同混凝土强度、不同硫酸钠溶液浓度、不同浸泡时间和不同矿物掺合料下硫酸根离子在混凝土内部的一维和二维扩散方向下的扩散规律。结果表明:随着混凝土强度的减小、硫酸钠溶液浓度的增大,浸泡时间的延长,硫酸根离子的扩散逐渐加快。矿物掺合料有助于减缓硫酸根离子的扩散速率。二维扩散方向不是一维扩散方向的简单叠加,而是随参数变化而变化的动态变量。（3）研究了不同水灰比、不同硫酸钠溶液浓度和不同矿物掺合料下砂浆在硫酸钠干湿循环制度下的开裂时间。结果表明:随着水灰比的增大和硫酸钠溶液浓度的增大,砂浆开裂时间提前。矿物掺合料有助于延后砂浆开裂的时间。（4）基于Fick第二定律,结合本文的试验结果,提出了多因素一维扩散方向硫酸根离子扩散系数模型,结合砂浆开裂试验,提出了混凝土的硫酸盐侵蚀预测模型,并针对混凝土柱的不同病害等级提出了大、小偏压柱的剩余极限承载力预测方法。