水泥砂浆的渗透性能是决定其耐久性的重要一环,寻找并研究提升水泥砂浆抗渗性能的方法对于延长工程结构使用寿命具有重要意义。作为一种水泥基材表面处理的方法,涂层具有施工简便、造价低廉、可以在老旧建筑物上使用等优点,因而在工程中得到了愈发广泛的应用。在各类建筑涂料中聚氨酯由于产量较高、性能较好,成为了目前应用最为广泛的涂料之一。本文通过试验手段和数值方法探究了聚氨酯涂层对于橡胶改性砂浆抗渗性能的影响,两者的研究结果皆表明聚氨酯涂层能够有效地降低橡胶改性水泥砂浆的渗透系数,提高其耐久性能。本文的主要研究内容如下:（1）分别用胶粉和聚氨酯改性水泥砂浆,同时对部分试件进行聚氨酯涂层表面处理。试验结果表明适当掺量下的胶粉和聚氨酯均能够有效降低水泥砂浆的渗透系数,其中橡胶改性砂浆试件的渗透系数随着胶粉掺量的提高而降低。相较于砂浆改性,使用聚氨酯涂层表面处理对砂浆抗渗性能的改善更为显著。（2）通过MATLAB软件建立三维球形骨料的随机投放模型,利用COMSOL有限元分析平台的达西定律模块对水泥砂浆的抗渗性能进行了研究。将细观力学概念引入改性水泥砂浆,分析了橡胶微粒的憎水性对砂浆渗透性能的影响。将聚氨酯涂层作为密封材料引入数值模型,分析了涂层效应对砂浆渗透性能的影响。数值解与试验结果符合较好,表明了细观理论下分析水泥砂浆渗透性能的有效性。（3）基于细观力学方法分析了骨料体积含量、界面过渡区厚度及渗透系数等因素对橡胶水泥砂浆抗渗性能的影响,得到了骨料体积分数与界面过渡区性质对橡胶水泥砂浆抗渗性能的影响规律,同时分析了骨料体积含量对橡胶水泥砂浆渗透性能的影响,获得了砂浆渗透系数与骨料体积含量的拟合公式。在细观层面上研究了涂层厚度与渗透系数对橡胶水泥砂浆渗透性能的影响,分析涂层对砂浆抗渗性能的改善。（4）在细观层面上构建币状裂纹随机分布模型,考虑了裂隙密度对橡胶砂浆渗透性能的影响。币状裂纹假设渗透张量各向同性,可以有效表征砂浆内部较低开度的裂纹。将涂层作为密封材料引入细观力学模型,定量研究了涂层效应对不同裂隙密度下橡胶改性水泥砂浆的渗透性能的改善。