0 引言

　　国内高校和科研机构大量实地调研表明^[1]，在我国南方，砌体结构风化严重的部位出现在接近地面干湿循环交替部位及水浸泡位置，当存在对砌体结构有侵蚀作用的液体时，部分结构在使用后的20年内须进行加固处理。近年来，我国砌体结构房屋倒塌事件时有发生，如2012年宁波市江东区徐戎三村2号居民楼突然倒塌，2014年奉化市大成路居敬小区1栋5层居民楼倒塌，2015年遵义市汇川区高桥镇1栋7层居民楼倒塌，2016年温州市鹿城区1处自建民房倒塌。砌体结构房屋倒塌除因设计不充分、原材料质量低、私自改建等外，还因随着服役期的增加，受潮湿环境特别是化学侵蚀影响，结构耐久性劣化不断加重。

　　当砌体结构受酸性介质侵蚀时，砂浆中的氢氧化钙与酸性介质发生中和反应，破坏砂浆凝胶体结构，使砂浆强度降低，从而影响砌体结构强度。当受到外部硫酸盐侵蚀时，砂浆内部产生结晶型、石膏型或钙矾石型膨胀性腐蚀物，内部受到膨胀应力，导致砂浆开裂、强度降低。张京街等^[2]利用酸蚀试验研究砖块耐久性，对比砖块在硫酸钠、工业酸液、自来水环境下的强度损失情况，并提出砖块表面腐蚀修复方法。Larbi^[3]利用电子显微镜观察硫酸盐侵蚀、浆体钙流失、盐结晶侵蚀及冻融损伤后砖砌体内部结构微观层面变化规律。Kropyvnytska等^[4]以砖砌体墙为研究对象，研究盐结晶侵蚀的化学组成和微观结构，研究结果表明，掺加含沸石成分的矿物掺合料时，可有效降低氢氧化钙和三氧化硫含量，从而减轻盐结晶侵蚀程度。Foraboschi等^[5]研究水、盐对砖抗压强度的影响，研究结果表明，水显著降低砖抗压强度，特别是在砖内盐浓度相同的情况下，含水率越大，砖抗压强度越低。Gentilini等^[6]采用氯化钠和硫酸钠溶液加速侵蚀，研究砌体抗剪强度劣化机理。在上述研究成果的基础上，研究硫酸钠和硫酸镁侵蚀溶液复合作用下砌体试件表观损伤情况、质量变化规律和抗压强度劣化规律。

　　1 试验概况

　　1.1 原材料

　　砖块体实测尺寸233mm×110mm×44mm(长×宽×高)，强度等级MU15，实测抗压强度19.16MPa。砌筑砂浆采用混合砂浆，设计强度等级M2.5(配合比为P·O42.5普通硅酸盐水泥∶石灰∶中砂∶水=1.00∶1.66∶11.15∶1.54)，实测抗压强度1.95MPa。

　　1.2 试件设计及制作

　　受硫酸盐侵蚀损伤试件为2块砖大面相叠，形成单元体，砖块体中间为均匀饱满的10mm厚砌筑砂浆，砌筑完成自然养护28d后进行硫酸盐侵蚀损伤试验。

　　1.3 试验设计

　　1)硫酸盐侵蚀环境通过侵蚀溶液浸泡的方式进行侵蚀，侵蚀溶液为10%硫酸钠溶液+10%硫酸镁溶液，10%为溶液质量分数。在塑料容器中进行试验，浸泡过程中为保持侵蚀溶液浓度不变，使用塑料薄膜对溶液进行密封，防止挥发，并定期更换溶液，如图1所示。

　　图1 浸泡试验  

　　2)侵蚀损伤制度共制作7组试件，每组6个，分别在0,30,60,90,120,150,180d时选择1组试件进行测试。

　　3)测试内容砌体试件硫酸盐侵蚀损伤后的表观损伤情况、质量变化规律和抗压强度劣化规律。

　　2 试验结果分析

　　2.1 质量变化规律

　　图2所示为不同侵蚀时间下砌体试件质量变化规律，由图2可知，侵蚀至30,60,90,120,150,180d时试件质量增长率分别为8.3%,12.8%,13.1%,12.4%,13.0%,13.5%。砌体试件质量增长的主要原因为浸泡吸水，0～60d质量增长速度较快，60～180d吸水量基本达到饱和，质量变化较小。

　　图2 砌体试件质量变化规律  

　　2.2 抗压强度劣化规律

　　图3所示为不同侵蚀时间下砌体试件抗压强度劣化规律，由图3可知，侵蚀至30,60,90,120,150,180d时试件抗压强度损失率分别为3.7%,4.6%,6.5%,6.8%,11.7%,15.4%。随着侵蚀时间的增加，试件抗压强度不断减小，120d内减小速度较慢，120d后减小速度明显加快，这主要是因为砌体试件由表及里不断受到损伤，试件有效承载面积不断减小。图4所示为侵蚀至180d时砌体试件表观损伤情况，由图4可知，经长时间的侵蚀，试件表层已较酥松，受压时直接发生分层剥落破坏(见图5)。

　　图3 砌体试件抗压强度劣化规律  

　　图4 砌体试件表观损伤情况  

　　2.3 硫酸盐侵蚀机理

　　在硫酸钠和硫酸镁侵蚀溶液复合作用下，砌筑砂浆受侵蚀的化学产物主要包括钙矾石、石膏及水化硅酸镁，钙矾石和石膏导致砂浆由表及里不断发生膨胀破坏，水化硅酸镁由侵蚀溶液中的镁离子置换砂浆中水化硅酸钙的钙离子生成，其黏结性较差，导致砂浆由表及里强度不断降低。砖块体表面存在许多孔隙，硫酸钠和硫酸镁侵蚀溶液进入后，侵蚀离子在孔壁不断富集，易在孔隙内部形成饱和或过饱和硫酸盐溶液，从而形成结晶侵蚀，导致砖块体由表及里变的酥松，甚至发生不同程度的剥落，与图4所示情况相符。

　　图5 砌体试件破坏  

　　3 结语

　　1)在硫酸钠和硫酸镁侵蚀溶液复合作用下，砌体试件由于吸水导致质量不断增长，0～60d质量增长速度较快，60～180d吸水量基本达到饱和，质量变化较小。

　　2)随着侵蚀时间的增加，砌体试件抗压强度不断劣化，120d内劣化速度较慢，120d后劣化速度明显加快。

　　3)在我国南方多雨地区及其他含盐渍土地区，对老旧砌体房屋应采取必要的修复及防护措施，以防止基础及底层墙体受硫酸盐或其他盐类的侵蚀。