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装配式混凝土结构广泛应用于建筑领域。装配式结构中存在着大量新老混凝土连接界面区,界面区的物理不均匀性往往导致界面区成为整个结构中最为薄弱的区域,影响着整体结构的力学性能和耐久性能。本文以新老混凝土界面区为研究对象,采用三维激光扫描、电子显微镜观察、数字图像处理等技术对新老混凝土界面的粗糙度、粗骨料分布、孔隙结构及氯离子传输性能进行了深入研究。通过三维激光扫描获取了不同凿毛深度(2mm、4mm、6mm、8mm、10mm)凿毛曲面的三维坐标,进而利用MATLAB软件重新构建凿毛曲面的数字模型,并采用立方体盒覆盖法计算分析各重构曲面的三维分形维数。在此基础上,建立了凿毛深度、灌砂深度以及三维分形维数之间的相互关系模型。通过数字图像处理技术对不同凿毛深度(2mm、4mm、6mm、8mm、10mm)的新老混凝土试件界面两侧粗骨料面积分数分布进行研究,结果表明,新老混凝土界面区粗骨料面积分数最小值随着凿毛深度的增加而增加,当凿毛深度大于6mm时增幅减小,且粗骨料面积分数最小值出现在界面右侧距界面1～2mm处;同时建立了考虑不同凿毛深度时界面两侧粗骨料面积分数分布理论模型。通过扫描电子显微镜对不同水灰比的新老混凝土界面区孔隙结构进行观测,基于MATLAB图像处理技术从SEM图像中获取新老混凝土界面两侧不同位置处的孔隙率。试验表明,无论水灰比如何新老混凝土界面处孔隙孔径远大于内部孔径,且孔隙数量更多;在距界面距离4mm范围内孔隙率随着距离的增加而减小,当距离大于4mm时孔隙率分布趋于稳定;基于以上研究建立了考虑水灰比、凿毛深度和距界面距离的界面两侧孔隙率分布模型。通过三种不同水灰比和五种不同凿毛深度下氯盐溶液干湿循环试验研究,发现了界面区氯离子浓度分布特征:无论界面处还是混凝土内部,氯离子浓度都随水灰比的增大而增大;凿毛深度不大于6mm时,随着凿毛深度的增大,界面区氯离子浓度降低、界面区效应指数减小;当凿毛深度大于6mm时,界面区氯离子浓度和界面区效应指数先增后减,且氯离子浓度峰值点随凿毛深度的增加,向老混凝土一侧偏移。最后基于对新老混凝土界面两侧粗骨料面积分数分布及孔隙率分布的研究,建立了考虑水灰比、凿毛深度及距界面距离的界面区氯离子扩散系数模型。论文共有图65幅,图表16个,参考文献142篇。