随着近些年城市化的高速推进,混凝土在国民经济与社会生活中扮演越来越重要的角色,混凝土材料的耐久性问题也引发了广泛的关注。混凝土多数耐久性破坏过程都以水为媒介而发生,因此研究水分传输过程是明确混凝土耐久性的重要基础。然而,实际工作的混凝土都是受荷载服役的,而由荷载产生的损伤是影响混凝土水分传输和离子侵蚀的重要因素,因此探究混凝土损伤机理及损伤对于水分传输的影响是十分必要的。本文首先基于数字图像相关技术(DIC)对混凝土单侧劈裂和疲劳劈裂这两种加载方式进行裂纹开展机理分析。然后使用X射线透视图像技术(TXR)对无应力下混凝土薄片进行原位、连续、可视化的水分传输检测。最后使用X射线断层扫描技术(XCT)对带损伤的立方体混凝土进行原位、连续、可视化的水分传输检测,分析损伤对混凝土吸水的影响。主要成果如下:(1)基于光学显微镜与DIC云图的观察,发现单侧劈裂混凝土的裂缝缝宽沿着开裂方向减小,而疲劳劈裂混凝土的裂缝缝宽中间大于两端。同时DIC应变云图能够反应混凝土单侧劈裂和疲劳劈裂中裂缝的演化,包括裂纹的起裂时间、形态长度和空间分布;给出疲劳荷载单个循环的演化过程以揭示疲劳损伤积累的机理。结合混凝土表面关键点及线区域分析应变能更精准地反映局部损伤发展。从混凝土材料变形的全局角度来揭示疲劳裂纹起裂、扩展等演化过程和机理。(2)在混凝土中纯水很难准确地被TXR技术分辨,水中添加CsCl可以增强TXR图像的对比度,采用TXR技术联合CsCl增强图像技术能够原位连续地观测到清晰的吸水前峰。研究结果表明浓度为6%-15%的CsCl溶液可以作为TXR研究混凝土自吸过程的液体试剂。CsCl侵入水泥基体中同样会增强其电子散射能力,提高BSE图像的对比度,TXR联合SEM/BSE/EDS技术提供了表征混凝土传输行为的新方法(3)使用15%浓度的CsCl溶液作为混凝土毛细自吸过程的XCT测试显影剂。基于灰度阈值的方法计算吸水高度。结果表明吸水高度与时间的开方与L-W关系十分吻合,同时基本遵循△h-t0.25关系。带损伤的混凝土 XCT图像吸水特征与无损混凝土有较大区别,损伤裂纹使得混凝土获得较强的抽吸力并提供水分运输通道,明显提高混凝土吸水速率。