混凝土内部湿度变化是其收缩发展的驱动力,也是约束状态下收缩应力分析计算的基础。本文以C30、C50、C80、C100四个强度等级普通混凝土与相对应的陶粒内养护混凝土为研究对象,从试验与理论两个方面,对混凝土从浇筑开始内部相对湿度随龄期的发展规律进行研究。内容包括,混凝土表面传湿系数、内部水分扩散系数、普通与内养护混凝土湿度场计算模型、基于湿度场的普通与内养护混凝土结构收缩应力计算等。采用称重试验,对四个强度等级普通与陶粒内养护混凝土的表面传湿系数进行试验测定,并提出了能够涵盖其主要影响因素的理论计算模型。试验与理论研究结果表明,表面传湿系数主要受温度、风速、试件尺寸三个因素影响。且温度越高,风速越大,表面传湿系数越大;试件尺寸越大,表面传湿系数越小。混凝土强度等级、内养护与否对表面传湿系数没有影响。开展了四个强度等级普通与陶粒内养护混凝土在干燥与密封条件下的湿度试验。基于湿度试验结果,逆推获得了四个强度等级普通与陶粒内养护混凝土的水分扩散系数。结果表明,混凝土水分扩散系数是相对湿度的函数,高湿区(H>0.7)扩散系数大,低湿区(H<0.7)扩散系数小。混凝土强度等级越高,扩散系数越小。预吸水陶粒内养护混凝土在高湿区(H>0.7)扩散系数大于对应强度等级的普通混凝土,低湿区(H<0.7)与普通混凝土相当。基于失水机理,提出了采用临界失水量判断混凝土内部湿度下降的方法。基于密封条件湿度试验,计算得到了四个强度等级普通与内养护混凝土内部湿度开始下降时的水分消耗或扩散量,定义为临界失水量。建立了考虑轻骨料放水影响的内养护混凝土湿度场计算模型,该模型综合考虑了水泥水化耗水、扩散失水以及轻骨料放水等多因素耦合作用的影响,可以对不同环境条件下普通与内养护混凝土内部湿度发展历程及其分布情况进行计算。基于所建立的湿度场模型,以混凝土路面板、混凝土圆柱和混凝土连续墙为计算实例,对从凝结开始的上述混凝土结构收缩应变与收缩应力进行计算。分析混凝土强度等级、内养护与否、永久性模板等因素对上述结构中收缩应变与应力的影响。计算结果表明,内养护的使用显著提高了混凝土结构内部湿度水平,降低收缩应力,减小收缩开裂风险。