论文针对我国铁路预应力混凝土预制构件存在的脆性大和表层易开裂等关键技术难题和当前高速铁路建设中对预应力混凝土预制构件的重大需求,在总结国内外相关最新研究成果的基础上,基于高速铁路工程结构中主要的蒸养混凝土预制构件特点,运用混凝土材料科学、物理化学原理等相关理论知识,就蒸养热效应对混凝土微观结构和性能的损伤及其作用机制进行了较为系统深入的研究,取得的主要创新成果如下：(1)系统研究了蒸汽养护条件下混凝土在预养、升温、恒温及降温阶段的变形规律及其主要影响因素、蒸养混凝土微观结构和宏观性能及其相互关系,将蒸养过程对混凝土微观结构和性能的不利影响归纳为三种热损伤效应：肿胀变形效应、表层伤损效应和热脆化效应。(2)混凝土在蒸养过程中发生的不可恢复的残余变形定义为肿胀变形。基于肿胀变形机理及其关键因素的分析,建立了定量描述蒸养期内各阶段蒸养混凝土的肿胀变形模型,试验验证了模型的有效性；研究表明了蒸养混凝土肿胀变形在蒸养期内各阶段呈现不同特性；明确了蒸养混凝土体系内液(气)相含量是决定其肿胀变形大小的关键因素。(3)通过微观与宏观试验剖析了蒸养过程对水泥混凝土水化物相和微观结构的不利影响,而且这种不利影响对暴露于蒸养室的混凝土表层区尤甚,使得蒸养混凝土的微观结构与宏观性能(如毛细吸水性、氯离子迁移性能以及碳化性能等)由表层至内部呈现更大的梯度分布特征,匀质性降低；相对于标养混凝土和蒸养混凝土内部,蒸养混凝土暴露表层部分(约10mm范围)的微结构较为疏松,而内部结构相对更为致密,即蒸养混凝土表层伤损效应。论文揭示了混凝土蒸养表层区热损伤效应的变化规律及其发生机制,并提出了采用毛细吸水性试验的表征方法和吸水性系数评价指标。(4)通过测量带模养护、单面开放蒸养条件下混凝土内外的温度场分布,计算各截面温差应力,结果表明,近表层区混凝土由于温差过大极易受到损伤,而蒸养混凝土内部各截面处的温差很小,温差应力致使结构受损的可能性大为降低。通过分析蒸养过程中发生的混凝土表里热质传输,表明混凝土暴露表层区由于水分的蒸发而形成贯通毛细孔,表层区处于低约束热膨胀状态和降温阶段的冷缩应力亦增大了损伤程度。蒸养引发的表层与内部热效应不均匀造成了蒸养混凝土表层结构的损伤,是导致蒸养混凝土由表及里微结构梯度变化增大的主要原因。(5)通过测试不同养护温度下混凝土冲击韧性、拉压比及折压比性能,明确了蒸养对混凝土热脆化效应的影响规律。研究表明,蒸养混凝土的热脆化效应是导致蒸养预制构件出现开裂、崩裂及掉块等质量缺陷的主要原因。通过水化物相形貌观察和C-S-H组成分析,认为蒸养混凝土的粗晶结构、新生物比表面降低导致粘结力下降和蒸养降温阶段的冷缩导致过渡区产生应力集中或出现微裂缝是产生热脆化效应的主要机理。(6)基于对蒸养混凝土热损伤效应影响因素及其作用机理分析,研发了显著改善蒸养混凝土性能的胶凝材料体系与技术措施。掺用粉煤灰、矿渣或粉煤灰、矿渣和适量硅灰复掺,显著降低了蒸养混凝土的总孔隙率和最可几孔径；采用保湿蒸养工艺以及蒸养结束后预制构件的后续水养护方法可有效缓解蒸养混凝土的表层伤损效应和热脆化效应的不利影响。