海洋工程和国防军事构筑是国家重点建设项目，一般对其耐久性要求很高。混凝土作为这些工程的主要建筑材料，构成海洋工程和军事构筑的主体，混凝土耐久性的好坏能够直接影响海洋工程和军事构筑的使用寿命。尤其是海洋工程，所处环境比较恶劣，在使用过程中会遭受潮汐、海风侵蚀、海水中Cl-、SO42-离子腐蚀，这都将加速对混凝土和内部钢筋的侵蚀作用。因此，本文主要以混凝土的耐久性为研究对象，间接研究了混凝土水化机理，这对以后海洋工程中使用的混凝土耐久性设计有重大意义。本文在前人研究的基础上，主要研究不同参数对胶砂试样及混凝土试件机械性能和耐久性的影响，并对无机聚合物胶凝材料进行了微观分析。采用SEM、XRD、Hydro水化仪对无机聚合物进行微观表征，采用抗压仪、抗折仪、HP-4.0抗渗仪、RCM氯离子快速扩散仪对混凝土的宏观性能及耐久性能进行了表征。通过对无机聚合物的微观分析，得出无机聚合物胶凝材料是一种颗粒分布均匀的非结晶性物质，颗粒分布范围为5～10μm，其中结晶相含量非常低。采用EDX对无机聚合物胶凝材料进行成分分析，得出无机聚合物是一种主要元素为O、Si、Ca、Al的复合材料。本文针对目前混凝土耐久不高的问题，在实验中改变对耐久性有影响的参数。通过配制胶砂试样来确定某些参数的范围，如水胶比、掺和料含量等。结果表明：当水胶比为0.35时，胶砂试样7天抗压强度能达到78MPa，抗折强度能达到14.8MPa；掺合料使用的是粉煤灰颗粒，当掺和量为10%时，抗压强度和抗折强度能达到最大值。这些参数能够为配制混凝土过程中提供理论基础。另外还研究了憎水剂对混凝土耐久性的影响。憎水剂是一种新型添加剂，结构为硅烷和硅氧烷复合物，主要元素为C、O、Si。试验表明：憎水剂对混凝土机械强度影响不大，但能大大提高混凝土耐久性。添加憎水剂的混凝土试样抗渗等级能提高3～4个等级，并且也能将氯离子扩散系数降低到2.0×10-12m2/s以下。憎水剂的作用机理是在胶凝材料水化后的高碱性环境下，硅烷中的亲水有机官能团水解形成高反应活性的硅烷醇基团，硅烷醇基团继续与水化产物中的羟基团发生不可逆反应形成化学结合。反应产物填充在试样表面的微裂缝和微孔中，使试样表面更加密实，达到提高耐久性的目的。本文的创新之处在于在研究胶凝材料水化机理过程中，采用一种新的物质长余辉发光材料。由于胶凝材料的水化过程比较复杂，且界面难以界定，为了解决这一难题，在试验中添加了一种在元素组成上与胶凝材料相似，而在外观上又能清晰分辨的材料，最终选择了铝酸锶系长余辉发光材料。这是一种通过外界光激发后能够发出荧光的物质。能够清晰分辨出胶凝材料反应界面，通过线扫描能够清晰看到元素在反应过程中的迁移。进而推测胶凝材料水化程度。