蒸养混凝土工艺提高其早期强度、加快模具周转、提升生产效率,已在装配式建筑、大型重点基础设施钢筋混凝土构件制作中得到了广泛应用,取得了良好的经济效益。但蒸养过程加速胶凝材料水化和混凝土中温、湿度的变化,可能会导致混凝土构件收缩开裂风险的增加、耐久性能下降。为此,本文考虑粉煤灰和矿粉的影响,制备了四组配比混凝土和相应的净浆和砂浆试件,研究了混凝土在不同养护条件(自然养护、蒸汽养护、干养养护)下的力学性能、温湿度传递与内应力发展,并进行了开裂风险评价。具体研究内容和结论如下:(1)采用数字图像相关技术(DIC)研究了不同蒸养条件下,水泥基材料在拉荷载作用下的变形行为,测量受拉应力—应变曲线,得到水泥基材料超早龄期的抗拉强度和弹性模量;基于水泥净浆和砂浆的抗拉强度和弹性模量推导蒸养混凝土早龄期的抗拉强度和弹性模量;采用化学滴定和热分析方法定量研究不同胶凝材料、不同蒸养条件下水泥基材料中氢氧化钙(CH)含量的变化,分析蒸养对水泥基材料早龄期水化的影响。研究结果表明:蒸汽养护条件混凝土的极限抗拉强度与抗拉弹性模量发展最快,干养养护条件下次之,自然养护下最缓慢;不同养护方式下净浆氢氧化钙含量大小关系为:蒸汽养护>干养养护>自然养护,水泥基材料的水化程度直接决定其宏观力学性能;单掺粉煤灰以及复掺矿粉和粉煤灰等量取代水泥,降低了水泥基材料试件早期弹性模量的增长,且矿粉在高温下的早期活性略高于粉煤灰,相同养护条件下,矿粉掺量大的配比较粉煤灰掺量大的配比CH含量高。(2)采用温湿度传感器研究了蒸养过程中混凝土内部的温湿度的变化并计算内应力的发展,采用圆柱体收缩试验方法研究蒸养混凝土的自由收缩。研究结果表明:蒸养混凝土的变形主要发生在升温期,随着恒温阶段的温度稳定,变形趋势也变得平缓;在降温阶段出现一定的冷缩现象;蒸养混凝土早期热膨胀系数为变化值,掺入粉煤灰和矿粉会降低蒸养混凝土早期热膨胀系数,其早期热膨胀系数范围大致在15～20×10-6/℃;蒸养混凝土表层比内部更易受到养护损伤,表层最高温度应力大达1.547MPa,掺入25%的粉煤灰后混凝土表层温度应力降低了 37.2%,说明掺入粉煤灰可以抑制蒸养混凝土内部的温度应力;蒸养会增加混凝土早期自由变形,但是降低后期变形值。粉煤灰与矿粉都会减少混凝土的早期自由变形量;蒸汽养护8h时,掺入25%的粉煤灰后会减少3.3%,掺加20%粉煤灰和30%矿粉减少20%。粉煤灰与矿粉都会增加混凝土的后期自由变形量;养护至72d时,掺入25%的粉煤灰后会增加约17%,掺加20%粉煤灰和30%矿粉增加约65.1%。(3)基于圆环收缩试验,研究蒸养条件下混凝土内部约束应力的发展,通过对比极限拉应力和约束应力的发展,评价蒸养混凝土的开裂性能。试验结果显示:蒸养和自然养护条件下,混凝土圆环都没有开裂。蒸汽养护方式下混凝土试件在蒸养期(0-8h)的约束收缩应力发展显著,但是相应的早期极限拉应力发展也很迅速且ft>σt。基于试验结果建立蒸养混凝土开裂风险预测模型,η=δ(t)/f(t)=E(t)(εS+εT)/f(t),当η>1时,蒸养混凝土开裂;当0.7≤η<1时,蒸养混凝土有一定的开裂风险;当η<0.7时,蒸养混凝土无开裂风险。