本文首先对水泥净浆、水泥胶砂和普通骨料混凝土的物理和力学性能做了系统的试验,分析水灰比、骨料体积含量等因素对它们的影响。然后重点研究了粗骨料形状对混凝土物理和力学性能的影响。最后,提出了有关水泥石和混凝土氯离子扩散系数的解析解。试验结果表明,随着水灰比增大,水泥净浆、水泥胶砂和掺加工粗骨料混凝土的抗压强度、劈拉强度和弹性模量均明显减小,而氯离子扩散系数则会明显增大。对水泥胶砂和普通骨料混凝土,骨料的引入对其抗压强度和劈拉强度无明显影响,但会使弹性模量明显提高、氯离子扩散系数明显降低。对掺加工粗骨料混凝土,粗骨料形状对其力学性能的影响不是很明显,只有当粗骨料掺量达到一定程度的时候才会显现。粗骨料形状越接近球形,对混凝土抗压强度和弹性模量增长越有利,而对劈裂抗拉强度则未必有利。粗骨料形状对其混凝土氯离子扩散的影响则很明显,并且随粗骨料短长轴比的增加而降低。理论方面首先提出了水泥石氯离子扩散系数的简单解析解,用2组独立的试验结果验证了该解的有效性,定量评价了水化度和水灰比对水泥石氯离子扩散系数的影响。然后讨论了混凝土界面体积百分数的解析方法,利用微分有效介质理论导出了混凝土氯离子扩散系数的简单解析解,最后,通过与2组独立试验结果进行比较验证了其有效性。