火灾的发生将对建筑物造成严重损害,导致结构劣化和承载力降低。水泥基材料作为用量最大的建筑材料之一,研究高温作用对水泥基材料性能的影响,是国内外学术界和工程界关注的一个重要问题。本文以水泥砂浆为研究对象,结合传统试验方法和现代测试技术,研究了不同温度(105℃,200℃,400℃,600℃,800℃)作用后水泥砂浆微结构的演化规律、水分传输行为以及力学性能。主要的研究内容和成果如下:(1)利用数码显微镜观测了不同温度作用后水泥砂浆表面形貌变化情况,发现当加热温度超过200℃时,界面过渡区以及水泥砂浆浆体内部均产生明显的热开裂现象,且裂缝开度随着作用温度的升高而增大;通过压汞法对不同温度作用后水泥砂浆的微结构进行了分析,测定了孔隙率、总孔表面积和孔径分布曲线等微结构表征参数。结果表明,高温对于水泥砂浆微结构具有明显的劣化作用,孔隙率、平均及中值孔径均随着温度的升高而明显增大。按照孔径等级划分的方法统计了不同温度作用后水泥砂浆内无害孔、少害孔、有害孔和多害孔的占比,随着作用温度的增加,水泥砂浆内的无害孔、少害孔所占比例逐渐减少,有害孔和多害孔明显增多。(2)采用先进的核磁共振先进技术对饱水状态下水泥砂浆微结构的演化进行了监测,得到了饱水样品的T2谱。研究发现,高温损伤水泥砂浆的T2谱的峰值均有随着饱水时间的增加而向左移动的趋势,说明水泥砂浆内部孔径随着饱水时间的增加而逐渐减小,这是由于水泥砂浆中高温产物与水接触发生二次水化反应所导致的。并通过理论模型将横向驰豫时间转化为孔径,将转化后的T2谱与压汞数据相对比,发现在小孔径范围内两者的峰值表现出良好的一致性,两者结合能够较好地反映水泥砂浆在高温损伤后与水分作用的过程中其微结构的变化规律。(3)通过称重法定量表征了高温后水泥砂浆的毛细吸水过程,研究结果表明,作用温度越高,砂浆的单位面积吸水量越大,并且初始毛细吸水系数随着作用温度的升高而增大。基于高温损伤砂浆一维吸水过程中核磁共振试验结果,提出了高温损伤水泥基材料初始毛细吸水系数与其微结构参数的量化关系。(4)研究了不同作用温度对水泥砂浆抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度变化的影响规律,通过超声检测方法研究了砂浆动弹性模量的变化规律。结果表明,高温后水泥砂浆的抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度以及动弹性模量均随着作用温度的增加而发生明显变化,采用线性回归方程分别建立了高温损伤水泥砂浆力学性能与作用温度的经验关系。