混凝土的内养护是一种可以有效避免混凝土在养护过程中发生收缩开裂现象的养护方法,应用广泛的内养护材料主要有多孔轻骨料(LWA)、高吸水性树脂(SAP)、减缩剂(SRA)三大类,但每种材料在使用过程中都会出现影响混凝土性能的弊病。例如掺加LWA在一定程度上会影响混凝土的力学性能,如何在维持内养护作用的前提下而保持混凝土其他性能良好,依然需要进一步研究;对于SAP,不同的制备工艺、原材料会影响SAP的吸水率、粒径、释水速率等物理性质,而且SAP以何种方式掺入到混凝土中也会影响到混凝土的性能变化。此外,对于应用到实际工程当中的SAP,如何控制在运输、浇筑过程中其性质不发生改变也是目前面临的一个问题。对于SRA,目前的研究表明SRA与多数外加剂的共同使用将会导致混凝土其他性能受到影响,因此对于SRA与其他外加剂的共同使用,应提前做好相关研究准备工作,并严格控制原材料用量和比例。针对目前内养护材料的不足,本文首先制备了一种新型内养护材料。通过改良用料配比、制备条件和性能测试,最终制得一种含水率可达85.9%,保水、释水性能优异的内养护材料——硅多孔保水材料。经过对干燥后的硅多孔保水材料进行接触角测试试验,发现其具有良好的疏水性,由此猜想当该材料应用于混凝土中,释水干燥后会对外界水进入混凝土内部起到一定的阻碍作用,对于增强混凝土的耐久性有积极意义。其次,主要对掺加硅多孔保水材料的内养护混凝土进行体积稳定性、力学性能和耐久性三方面的宏观性能测试。试验结果表明:在体积稳定性方面,通过掺加硅多孔保水材料引入额外水的砂浆收缩率要低于直接增加拌和水用量的砂浆,最高降低了18%,掺加适量的硅多孔保水材料最高可使56d龄期的混凝土收缩率降低24%;在力学性能方面,掺加硅多孔保水材料可使标准养护28d龄期的硅酸盐水泥体系混凝土抗压强度提高9%,抗折强度提高15%,水泥-粉煤灰二元胶凝材料体系混凝土抗压强度提高5.8%,水泥-硅灰二元胶凝材料体系混凝土抗压强度提高8.1%,在自然养护条件下,硅酸盐水泥体系混凝土抗压强度最高提高了21.7%,水泥-粉煤灰、水泥-硅灰二元胶凝材料体系混凝土抗压强度最高分别提高了14.9%和15.2%;在耐久性能方面,掺加硅多孔保水材料使在标准养护下混凝土的渗水压力提升了25%,碳化深度降低33.3%,经过300次冻融循环后的混凝土质量损失率降低了31%,强度损失率降低了88%。通过低场核磁试验、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等微观分析手段,研究了混凝土在养护过程中孔结构以及水化产物的变化,对混凝土的宏观性能变化进行了微观机理分析。微观试验研究结果表明:掺加硅多孔保水材料可以在一段时间内使混凝土内部的未反应水充分存在于毛细孔中,避免了毛细压力的产生,从而减小混凝土收缩开裂;通过对比不同龄期混凝土试样的XRD图谱,可以发现掺加硅多孔保水材料可以提高混凝土的水化产物数量,通过观察60d龄期的掺加硅多孔保水材料混凝土的SEM图像,依然可以发现新生成的水化产物,结合低场核磁试验,发现掺加硅多孔保水材料不仅降低了混凝土孔隙率,还可以提高混凝土中小孔径的孔占比,细化混凝土的孔结构。微观试验结果说明,在混凝土中掺加新型内养护材料——硅多孔保水材料,其内养护作用可以有效控制混凝土的收缩开裂,并且提高了水泥的水化程度和混凝土密实度,优化了混凝土的孔结构,进而提高混凝土力学性能和耐久性。