大孔隙混凝土广泛应用于承载路面、轻交通路面和景观路面等领域,在海绵城市建设中发挥着重要的作用。与传统混凝土路面相比较,大孔隙混凝土路面具有雨水的收集、储存和缓释等重要功能。在我国南方多雨地区,雨水吸收并溶解空气中的二氧化硫、氮氧化合物等物质,形成p H小于5.6的酸性降雨。酸性物质在混凝土路面中扩散引起一系列化学反应,导致孔隙率和渗透率的变化,从而影响混凝土路面的透水性能。因此,硫酸腐蚀下大孔隙混凝土的渗透性是城市降水生态系统的基础性研究课题。本文借助于自行研制的渗透试验系统完成了不同硫酸液浓度(p H值)、不同骨料级配Talbot指数和不同水泥含量下大孔隙混凝土试样的渗透性测试,并综合运用连续介质力学和反应动力学理论和方法,对大孔隙混凝土的孔隙结构特征及其渗透率变化规律进行了系统的研究。取得如下主要创新性成果:(1)研制了一种“油驱水渗”式渗透试验系统,该系统利用液压泵向双作用液压缸的有杆腔注入稳定的油压,通过油压驱动无杆腔内水向试样渗透,解决了大孔隙混凝土渗透测试中流量大、渗透压差小,难以保证试验中渗透压的稳定性问题。试验得到了硫酸液浓度、骨料级配Talbot指数和水泥含量对大孔隙混凝土渗透率的影响规律。(2)针对大孔隙混凝土水化和腐蚀反应的链式特征,提出了一种由体积元物质导数表示的合缩系数定义,建立了能够有效表征合缩系数与质量浓度变化率关系的孔隙率和渗透率演化方程。分析得到了大孔隙混凝土水化和腐蚀反应过程中固态物质体积分数和孔隙微观结构的动态变化规律,揭示了硫酸腐蚀下大孔隙混凝土渗透率变化机理。(3)应用连续介质力学和化学反应动力学理论,首次建立了一种能够综合考虑大孔隙混凝土水泥水化、硫酸扩散、腐蚀作用及反应级数时变的动力学模型,并设计出了一种能够体现反应级数跳跃的动力学响应计算方法,分析得到了硫酸液浓度、骨料级配Talbot指数和水泥含量对渗透率的影响规律。计算结果与实测值具有较好的印证性。(4)确定硫酸作用下大孔隙混凝土反应动力学模型的12个参量,需要通过实验方法获取15种物质的质量浓度,其难度及工作量大。本文利用4种容易测得的物质的质量浓度,借助Monte-Carle法反演得到该模型的全部参量。为求解链式化学反应的速率常数提供一种简便、有效的途径。该论文有图104幅,表39个,参考文献176篇。