当硫酸钠溶液侵入混凝土的内部孔隙，结构内外将会产生浓度差并且硫酸钠溶解度小，导致溶液达到充分饱和而析出结晶盐，当结晶膨胀压高于内部的承载能力时，混凝土结构将会出现开裂、剥落等破坏现象甚至崩塌，该过程不再有其他的化学产物生成。关于硫酸钠溶液引起的物理侵蚀，主要有固相体积变化理论和结晶水压力理论。
固相体积变化理论［57］：Na2SO4吸水变为Na2SO4·10H2O时，体积将会膨胀为原来的4～5倍，这种结晶压的产生使混凝土发生破坏。
结晶水压力理论［58］：该理论最先是由Morensen在三个假设前提基础上提出来的，三个假设前提包括：
（1）结构孔隙中的盐不能再迁移；
（2）结构孔隙中的盐与外界环境相接触；(www.xing528.com)
（3）外部环境的相对湿度高于两种结晶盐变换时的平衡湿度。
当满足这三个假设条件后，只需满足环境湿度与盐结晶平衡湿度有偏差，就会使无水化合物和结晶水合物之间的化学平衡发生改变，孔隙内形成的结晶压高于结构内部的承载能力时会使混凝土发生膨胀破损。
硫酸钠在混凝土内部空隙形成结晶体是随时间累积的过程，并不是一出现结晶就会使混凝土损坏。在结晶破坏的前期，结晶盐在混凝土的内部起到填充密实的作用，使混凝土的黏结力和强度得到相应的提高。但是随着硫酸根离子侵入混凝土结构内部，形成大量的结晶盐，使混凝土内部的结晶压力增大，一旦结晶压力超过混凝土的承载能力，混凝土就会发生破损。
综上所述，硫酸钠侵蚀混凝土的实质，主要是硫酸根离子沿着表面裂隙侵入混凝土内部，通过扩散、渗透等作用向试件内部进一步传输，然后与水泥水化形成的产物发生一系列化学反应、物理结晶，生成钙矾石、石膏、Na2SO4·10H2O结晶等膨胀性产物，这些物质在侵蚀初期将会填充混凝土孔隙、裂缝。随着时间的持续，膨胀性产物将会填充混凝土的孔隙及裂缝，同时产生膨胀应力，当膨胀应力高于混凝土所能承受的最大承载力时，产生的微裂纹加深进而破坏混凝土结构。另外，生成石膏会消耗水泥石中的氢氧化钙，破坏C－S－H的基本结构，造成混凝土孔隙率增加，最终使混凝土劣化损伤。
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