近年来,装配式建筑凭借其施工方式简单、周期短、环保等特点,成为我国建筑工艺重点发展方向之一。在混凝土预制构件的生产过程中,为了提高生产效率,通常会采用若干快速养护方法,其中,70%以上的厂家均采用蒸汽养护。然而国内外众多工程实践表明,蒸汽养护制备的混凝土预制构件具有脆性大、易开裂、耐久性差等问题。微观结构的研究表明,混凝土在蒸汽养护过程中,内部孔隙粗化、内部裂缝增多。现有研究都认为温度和湿度应力是混凝土产生裂纹的主要原因,而对蒸养过程中混凝土温度和湿度场的演化研究较少,因而无法从本质上阐述混凝土开裂的形成机制和作用过程。因此,本文围绕蒸养混凝土的应力/应变场展开研究,以期从本质上揭示蒸养过程中裂纹的形成机制和作用过程,具体研究工作如下:(1)为模拟蒸养混凝土传热传质过程,建立了基于混凝土三维Lattice结构的传热传质模型,考虑了水化热和Knudsen扩散等因素的影响,选取了适当的参数用于求解控制方程中的变量。同时,通过埋设温湿度传感器对蒸养混凝土内部的温湿度场进行测试,得到了测点温湿度随时间变化的测量值,并且与传热传质模型模拟的结果进行对比,由此验证传热传质模型的准确性。利用该模型研究了养护制度,包括升温速度和恒温温度对混凝土温湿度场的影响规律。研究表明:混凝土在升温过程中表层温度和湿度变化均比内部快;混凝土内外温差较大,由于受到混凝土水化热的影响,恒温段混凝土内部温度略高于表层;升温速度越快,升温期间混凝土整体温度越低且内外温差越大;恒温温度越高,混凝土整体温度越高,内部湿含量也越高,在降温过程中内外温差越大。(2)为模拟蒸养混凝土的开裂过程,将传热传质模型模拟所得到的温湿度分布作为荷载,施加到Lattice断裂模型中,并统计了混凝土的应变和应力分布。利用该模型研究了养护制度,包括升温速度和恒温温度对蒸养混凝土应变和应力分布的影响规律。研究结果表明:混凝土在蒸养过程中会产生一定程度的体积膨胀,其中恒温段的变形最大,降温段相对于恒温段会产生一定程度上的回缩;混凝土中位于表层的杆单元在升温和恒温段受拉应力的比例较高,在降温段受压应力的比例较高,位于内部的杆单元则呈相反的规律。升温速度越快,混凝土在升温段的位移和应力都越小,在恒温段的应力和位移越大;恒温温度越高,混凝土的位移和应力越大,位移差没有明显差别,但是应力分布更不均匀。(3)统计了Lattice断裂模型模拟得到的不同养护制度的蒸养混凝土内部微裂纹分布规律,并与CT扫描测试结果进行对比。研究结果表明:混凝土在蒸养过程中,升温阶段表层产生的微裂纹较多且宽度较宽,内部产生的微裂纹较少,而在恒温阶段则相反;升温速度越快,升温段产生的裂纹数量越少,宽度也较小,恒温阶段产生的裂纹数量越多;恒温温度越高,混凝土在整个蒸养过程中产生的微裂纹数量和宽度都远大于恒温温度较低时的情况,升温阶段尤其比较明显。