混凝土等多孔建筑材料的吸水过程是影响其耐久性的决定性因素,钢筋混凝土结构的大多数劣化过程与水分传输密切相关。通常情况下混凝土在其服役期间很少是完全饱和的,在梁、板、柱以及其它混凝土构件的表面,水分在其横截面上主要沿两个方向进行传输,且存在交互效应,导致一维传输速率低于二维传输速率。目前,国内外关于混凝土内部水分的二维传输研究较少,且未得出统一的规律。本文采用理论计算、试验研究以及数值仿真模拟相结合的方法,基于已有的累积吸水量试验数据,结合参数敏感性分析,系统研究了普通混凝土、损伤混凝土、开裂混凝土以及再生混凝土的水分二维传输规律,为准确开展复杂及恶劣环境条件下钢筋混凝土构件的耐久性评估和服役寿命预测提供了参考。开展的具体研究工作和得出的结论如下:（1）考虑砂浆和混凝土中胶凝材料再水化的影响,试验研究了在28d、60d和150d自然养护龄期条件下混凝土的毛细吸水特性。不同养护龄期试件的吸水率,为数值模拟提供了材料参数和验证数据。从细观尺度出发,将普通混凝土视为由粗骨料颗粒、界面过渡区（ITZ）和水泥砂浆组成的多相复合非均质材料,开展了普通混凝土水分二维传输数值仿真分析。结果表明:混凝土中水分二维传输的累积吸水量和吸水率与水分接触面积有关,随着水分接触面积的增加,混凝土的单位累积吸水量逐渐减小,而水分渗透深度随水分暴露面积的增加而逐渐增大。混凝土在水分自上而下以及自下而上传输的含水量与水分接触面积呈线性关系,混凝土中二维水分传输的含水量并不等于一维传输含水量的2倍。在靠近混凝土的两个相邻外表面,拐角区域位置的有害离子侵蚀较为严重。随着粗骨料体积分数的增加,砂浆富余系数（砂浆总体积量/碎石空隙总体积量）逐渐减小,粗骨料间的摩擦等咬合作用显著增加,导致混凝土的水分渗透深度不断减小。粗骨料接近水分暴露面的前沿位置处相对含水量较高,对应于骨料后方区域的水分含量逐渐减少,沿试件长度方向的湿度分布不均匀,存在明显的湿度梯度。初始相对含水量和界面过渡区是影响非饱和混凝土水分传输的重要因素。（2）为了分析损伤混凝土内部的水分分布和渗透深度变化规律,对不同轴压荷载水平（无荷载、0.6fc、0.7fc和0.8fc）和冻融循环次数（0、100、200和300次）耦合作用下的混凝土水分二维传输开展了试验研究和数值仿真分析。结果表明在轴压荷载和冻融循环耦合作用下混凝土水分二维传输的累积吸水量均大于相同条件下水分一维传输的试验值,粉煤灰掺量为15%的混凝土抗渗和抗冻性能优于普通混凝土。在100次冻融循环内,无荷载作用（0fc）的混凝土累积吸水量大于0.6fc的试件,而80%极限荷载（0.8fc）作用的混凝土累积吸水量达到最大值。由于水分接触面积较小,损伤混凝土中水分二维传输区域近似为一个半圆形,其所包含的区域随耦合作用下混凝土损伤程度的增加而逐渐增大。冻融循环作用相当于微分体积单元上的循环荷载,在轴压荷载和冻融环耦合作用下混凝土内部损伤与单独冻融循环或者荷载破坏形式不同,其是一个复合作用的破坏结果。（3）采用改进的毛细吸水试验装置测量了不同裂缝宽度和倾斜角度的开裂混凝土试件的累积吸水量。基于开裂混凝土的毛细吸水试验,为数值模型提供计算参数。从细观尺度出发,将开裂混凝土视为由水泥砂浆、粗骨料颗粒、界面过渡区（ITZ）、裂缝和裂缝损伤区（DZ）组成的五相复合材料,基于非饱和流体理论以及单条平行裂缝的水流立方定律,开展了开裂混凝土的水分二维传输数值仿真模拟。结果表明混凝土的累积吸水量随裂缝宽度的增大而逐渐增加,随裂缝倾斜角度的增大逐渐减小。根据混凝土横截面不同位置处相对含水量随时间的变化情况,水分传输过程分为快速阶段、过渡阶段以及缓慢吸水阶段。通过裂缝参数的敏感性数值分析,发现裂缝损伤区参数（宽度、长度、水分传输）和裂缝参数（宽度、长度、倾斜角度、密度、离散裂缝网络和几何形状等）是影响开裂混凝土水分分布和传输规律的主要因素。（4）考虑再生粗骨料的随机分布,从细观尺度出发将再生混凝土视为由黏附旧砂浆、新界面过渡区（ITZ）、新砂浆、旧界面过渡区、原始天然粗骨料组成的五相非均质材料。数值结果表明再生粗骨料取代率和旧砂浆厚度是影响再生混凝土水分二维传输的重要参数。再生混凝土的毛细吸水过程分为快速吸水（初期）和缓慢吸水（后期）两个阶段,随着再生粗骨料取代率和旧砂浆厚度的增大,再生混凝土内部水分润湿前沿的渗透深度略有提高,抗渗透性能降低。