混凝土结构的耐久性和使用寿命在很大程度上取决于流体通过胶凝材料的过程。这些液体可能含有导致混凝土基体退化和钢筋腐蚀的腐蚀性物质,从而导致建筑物不能达到正常使用年限。在大多数情况下,水进入胶凝材料的主要机制是毛细吸收,特别是当裂缝存在时。中子、核磁共振和x射线成像技术的进步极大地提高了我们在各种饱和多孔介质中观察裂缝流动的实验能力。因此,研究人员现在能够在裂缝中的存在的水传输相关的空间和时间分辨率上,在自然和工程材料的大范围内对水的分布和移动进行常规的量化。为了能够预测含有裂缝的混凝土结构的耐久性,有必要了解水在带裂缝的胶凝材料中的分布。本文主要应用X射线断层扫描技术（即X-ray Tomography Technique,简称XCT）进行原位可视化追踪和表征水在带裂缝水泥基中的传输过程和规律,主要研究内容与结果如下:（1）采用氯化铯溶液替代纯水作为X投影图像增强剂进行毛细吸水试验和X投影测试,以实现原位、可视化表征水泥基材料中水分的动态传输过程,突破X投影技术无法直观追踪水泥中纯水迁移的局限性。经过多次实验发现,当质量分数为10%的氯化铯溶液可得到具有明显对比度的投影图像,可清晰界定净浆中已吸水区域和未吸水区域。（2）采用相关的图像修正理论,对X射线场的不均匀性进行修正,对含水率分布进行定量,提出了一种场不均匀性校正和含水率定标的方法。通过测量试样的实际吸水深度和电位滴定法测定毛细吸水2h后0.5水灰比无裂缝水泥基试样中铯离子浓度随吸水深度的分布规律两种实验表明,应用X投影技术和场非均匀性校正和灰度级校准法追踪水泥基中水分的传输过程是有效的。此外,应用X投影技术进行原位可视化监测和描述了五种不同裂缝宽度的试样（裂缝宽度分别为0.02,0.04,0.1,0.2,0.6）中水分传输的2D演变过程。（3）通过称重法研究水泥中水分的传输规律时发现,在毛细吸附作用下,随着吸水时间的增长,试样的毛细吸水过程表现为前期吸水量增加较快、后期逐渐缓慢的过程。同时,五种不同裂缝宽度的试样的单位面积的毛细吸水量与时间四次方根均呈现线性关系,其拟合曲线的斜率即为毛细吸水率S。裂缝宽度越大,毛细吸水量也越多,吸水率越大。（4）应用X投影技术和劈开测量两种方法研究带裂缝水泥基中毛细吸水深度随时间的变化规律时发现,在毛细吸附作用下,随着吸水时间的延长,试样的毛细吸水过程表现为前期吸水深度增长较快、后期逐渐缓慢的过程。同时,五种不同裂缝宽度的毛细吸水深度与时间平方根均呈线性关系,符合Locas-Washburn方程,其拟合曲线的斜率即为毛细管系数k。（5）带裂缝试块在毛细吸水作用下的毛细吸水率与毛细管系数具有较好的线性关系,这与Han?i?等人利用中子成像技术得到的结论相吻合。