水和热量是最常见的与混凝土接触的介质,水分通过孔隙进入混凝土内部,不仅降低其孔溶液的PH值,同时又能携带有害离子进入混凝土内部,而热量在混凝土内的传导直接影响水分的传输速度和分布,同时又影响其他有害离子的扩散速度,可以说混凝土中温湿的传输速度在某种程度上决定着混凝土的劣化速度。研究水和热量在混凝土中的传输过程是耐久性领域研究的基础性问题。因此,本文依托国家自然科学基金项目“海洋大气环境下混凝土中温湿度-氯离子耦合传输机理及数值模拟研究(51509084)”,以外掺矿粉的混凝土作为研究对象,通过试验、理论与数值模拟相结合的方法对热量和水分在混凝土内的传输进行了全面的研究。通过压汞试验测定了混凝土的孔隙率、迂曲度、比面及孔径分布等微观参数,并在此基础上利用瞬态平面热源法开展了不同骨料体积分数、不同砂率、不同水灰比及不同饱和度情况下的混凝土导热系数测定试验。试验结果表明混凝土导热系数随骨料体积分数的增大而增大,随着砂率的增大而减小,随着水灰比的增大而减小,随着饱和度的增大而增大。进一步深入分析了饱和度对热量在混凝土中的传导速度影响规律,建立考虑饱和度影响的混凝土导热方程。开展了不同温度(20℃、35℃、50℃)、不同相对湿度环境(10%、35%、50%、80%、95%RH)下的混凝土水分饱和度平衡关系试验,得到了混凝土不同温度情况下的动态吸湿排湿曲线以及混凝土相对湿度和饱和度平衡关系曲线。对于吸湿过程,温度越低吸湿量越大吸湿速率越快,等温情况下环境相对湿度越高吸湿速率越快,其中环境湿度大于50%RH时吸湿速率上升明显。对于排湿过程,温度越高排湿量越大排湿速率越快,等温情况下环境相对湿度越低排湿速率越快,其中环境湿度在80%RH以下时排湿速率增长更快。并结合试验数据回归出来吸湿和排湿过程相对湿度与平衡饱和度关系模型。利用混凝土的微观孔隙参数,结合Kozeny-Carman模型,确定了混凝土的固有渗透率。利用表面张力和界面张力理论得到了混凝土中毛细压力和相对湿度关系模型,再结合构建的相对湿度与平衡饱和度关系数学模型建立了毛细压力与混凝土内水分饱和度之间的相关关系式,进而推导出了混凝土中水分传输模型。利用数值模拟软件对混凝土内热湿耦合传输过程进行模拟,通过试验结果验证了推导出来的导热方程与水分传输模型的正确性。得到了吸湿排湿过程中混凝土内部饱和度分布曲线。数据分析结果表明在吸湿过程中时间越长,吸湿速率就越慢,温度越高,吸湿速率越慢。对于混凝土吸湿过程而言,饱和度差对混凝土吸湿速度影响最大、温度次之。排湿过程中时间越长,排湿速率就越慢。温度越高,排湿速率越快。饱和度对排湿过程的影响大于温度对排湿过程的影响。干湿循环条件下,不同的干湿时间比对混凝土内水分影响深度差别不大,都只能影响表层位置,干燥时间长混凝土内水分传输表现为排湿过程,湿润时间长混凝土内水分传输表现为吸湿过程。