在现今的土木工程领域中,气体渗透性作为混凝土综合耐久性指标的已得到广泛认可。一方面,水泥基孔隙材料内部气体传输过程是耐久性研究的基本问题。另一方面,气体渗透性也反映了水泥基材料的孔结构对外部介质侵入的抵抗力。本文基于孔隙材料中气体的渗流规律,结合混凝土气体渗透性主要影响因素(温度和湿度),开展了在不同温度和湿度单独作用以及耦合作用下孔隙材料内部气体渗透性的演变规律的研究。通过不同围压作用下气体渗透性的演变深入研究水泥基材料的宏观性能与微观结构之间的相互关系。论文测量了5种目标含水饱和度(100%,75%,50%,25%和干燥)条件下的材料气体渗透性,在此基础上还测量了含水饱和度为75%,50%,25%的试件在持续升温过程中的气体渗透性。对热处理(100℃,200℃)的干燥试样进行了不同围压作用下的气体渗透性测试,测得热处理后水泥基材料的密度和孔隙率,并对热处理后水泥基材料进行比表面积、孔径和孔容分析。对未经热处理的干燥试件和通过巴西劈裂试验获得的大裂缝试件开展了湿度和低温变化下的气体渗透性试验以及不同围压作用下裂缝测量试验和气体渗透性试验。对部分饱和试样进行温度循环作用下气体渗透性测量。从宏观和微观的角度分析水泥基材料渗透率的演变规律,得到如下主要结论:(1)在恒定的室温环境下,混凝土试件的气体渗透率随着试件的含水饱和度的增加呈现不断下降的趋势,含水饱和度为75%的试样相比干燥试件的气体本质渗透系数下降了两个数量级。(2)在围压一定的情况下,混凝土试件的气体渗透系数会随着热处理温度的升高而上升。热处理200℃的试件相比热处理100℃试样的气体渗透系数上升了一个数量级。在热处理温度一定的情况下,混凝土试件的气体渗透系数随着围压的增加呈现下降的趋势。(3)在温度和湿度耦合作用下,混凝土试件气体渗透性的演变分两个阶段:在22℃～100℃的升温阶段过程中,混凝土试样的气体渗透率随着温度的升高而降低。此阶段温度变化对试样气体渗透性的影响占主导地位。在100℃～180℃的升温阶段过程中,混凝土试样的表观渗透性发生了较大变化,且不再随进气压的增大而减小。试样的本质渗透性需要进一步研究和讨论。此升温阶段导致的混凝土内部湿度的变化对气体渗透性的影响更加显著。(4)大裂缝混凝土的干燥气体传输试验表明,渗透率K主要取决于裂缝闭合,在循环加卸载阶段以及随后的阶段,气体渗透系数K在很大程度上取决于围压P_c,围压P_c会导致混凝土试件内部裂缝的闭合。(5)持续的潮湿气体渗透阶段对气体渗透性没有显著的影响,这表明气体渗透性主要受围压变化的影响,试件渗透性的总体趋势是在围压不断增大的过程中会显著减小。这种明显减小的趋势也取决于进气压,可能由于Klinkenberg效应的影响。大裂缝试件气体渗透性的演变与干燥试件气渗性的变化基本相同,说明围压对气体渗透性起主导作用。(6)交替的夏季和冬季温度变化显示了混凝土初始含水饱和度的重要性。当混凝土为最初干燥状态时,从热到冷的温度会使混凝土的渗透率产生变化,反之则不会引起明显的渗透率变化。另一方面,当温度变化时,孔隙水的存在明显改变了气体渗透性。