氯离子侵蚀导致的钢筋锈蚀是最常见、最主要的钢筋混凝土结构耐久性问题。钢筋锈蚀使结构性能逐渐退化,不仅影响结构的使用寿命、也造成大量经济损失。钢筋锈蚀引起的混凝土锈裂,是混凝土结构性能退化的关键阶段,一旦混凝土保护层锈裂,外界有害介质通过裂缝直接侵入混凝土,接触钢筋,使得钢筋锈蚀速度加快,结构则进入了快速劣化期。虽现已有很多混凝土锈裂的预测模型,但模型的适用性往往不尽如人意,主要原因在于影响混凝土锈裂的重要因素——锈蚀产物填充-流失行为规律与机理尚未明确。因此,本文通过试验观测、理论推导与数值模拟方法,研究了氯盐环境下混凝土结构内锈蚀产物填充-流失行为,预测了混凝土结构的锈裂行为;研究成果可为既有钢筋混凝土结构的性能评估与寿命预测提供数据支撑与理论依据。本文开展的主要工作如下。（1）基于X-CT扫描技术与图像识别算法,提出了一种从钢筋混凝土结构中提取锈蚀-锈裂数据的方法;相较于传统测试手段,该方法具有更好的效率,且提取的数据规模大、精度高,能够进一步用于对锈蚀产物填充-流失行为的研究与量化。（2）通过模拟自然条件下的氯盐环境,研究了混凝土梁柱节点试件钢筋锈蚀特征,分析了影响锈蚀特征的相关因素;观测了试件内部锈蚀产物分布,在细观层面揭示了混凝土内不同区域锈蚀产物的填充-流失行为规律;阐述了已有模型采用填充区域范围描述填充-流失行为的局限性,并提出了锈蚀产物填充-流失行为系数KT,基于元素守恒,准确量化了锈蚀产物填充-流失行为。（3）通过试验观测与统计模拟,探究了锈蚀产物在砂浆内传输的相态,发现锈蚀产物在水泥基材料内部孔隙液中以离子形式传输的规律,揭示了控制填充-流失行为的锈蚀-传输-氧化-沉淀机理;量化了锈蚀产物涉及的物理化学变化,结合材料内部物理场的演变规律,建立了预测氯盐环境下锈蚀产物填充-流失行为的反应传输模型;通过试验结果与预测结果的对比,验证了模型的可靠性。（4）对氯盐环境下混凝土梁柱节点试件锈裂行为进行研究,构建了钢筋锈蚀,锈胀作用到锈裂损伤的映射,在考虑锈蚀产物填充-流失行为的基础上,建立了锈裂数值模型;将锈裂数值模型与反应传输模型结合,预测了混凝土结构锈裂行为,在此基础上提出了考虑锈蚀产物填充-流失行为的混凝土结构性能退化规律。