水泥混凝土是水泥、骨料、砂和水的拌合物,具有强度高、可塑性好等优良性能,在土木建筑工程中得到广泛应用。宏观上可以将混凝土看作是均匀的人造建筑材料,但当其配合比、搅拌、施工或养护不合理时,易出现局部蜂窝、离析、松散、孔洞等缺陷,严重影响其力学性能的发挥,甚至威胁到建筑物的安全。因此,如何运用各种检测方法来判断混凝土内部缺陷的性质和规模受到广泛关注和重视,目前比较成熟的无损检测方法有超声波法、地质雷达法等。通常,同一性质混凝土的导热系数应为一定值,若存在缺陷,必然会影响局部热量的传递,通过混凝土内部热扩散并在其表面表现出来。因此研究局部不均匀混凝土的热传导特性,可以为利用红外热像技术检测混凝土表面温度推测内部均匀性提供理论支持,在实际工程上也有一定应用价值。本文主要研究几种常见缺陷混凝土热传导特性,建立了不同性质、不同大小、不同形状、不同埋深等多种数学模型,运用ANSYS有限元分析软件进行内部温度场和表面温度场的数值模拟,分析混凝土自身红外辐射—表面温度—材料特性三者间的内在关系,结合物理模型的实测数据分析,综合归纳不均匀混凝土的表面温度异常规律。数值模拟和物理模拟研究表明:含气缺陷对混凝土表面温度场影响最大,含钢次之,含水相对较差;表面温度场最大温差出现时间与异常体性质有关,由早到晚依次为:钢、空气、水;缺陷表面积越大对表面温度场的影响越大;缺陷形状能在表面温度场上较好的反映出来,但对长宽比较大的部分效果较差;对于向内部延伸的缺陷,表面温度场畸变严重,云图中心线峰值随时间向空间延伸方向移动;从平面分布看,内部缺陷的个数与表面温度场的峰值点相对应;沿深度方向看,若缺陷相互重叠,浅部缺陷对深部缺陷具有遮挡作用,深部缺陷对表面温度场的影响不明显,温度云图随时间有向未遮挡部分缺陷移动的趋势。红外热像图不仅能直观地反映混凝土的表面温度分布情况,还可以据此推断其内部结构,但表面温度云图的形态特征与检测时间有关,解译时要引起重视。