钢筋锈蚀是导致混凝土结构耐久性降低的主要原因,尤其海洋及除冰盐环境下,由于氯离子的侵蚀,普遍存在钢筋锈蚀问题,进而导致混凝土的开裂。在细观上,混凝土是复杂的、非均质复合材料,而且在实际工程环境中,氯离子对混凝土结构的侵蚀受多种因素影响,同时荷载的存在也会影响氯离子在混凝土中的传输。因此,从宏观和细观尺度研究氯离子对混凝土的侵蚀作用,具有重要的理论意义与工程应用价值。本文依托于国家自然科学基金项目(No.51509084),通过理论、试验与数值模拟相结合的方法,从宏观和细观尺度对氯离子在混凝土中的传输进行研究。通过RCM试验和压汞试验,分析了粗骨料含量、水胶比和孔隙率等因素对氯离子在混凝土中传输的影响;通过编写程序建立混凝土细观随机骨料模型,并建立多因素作用下的氯离子传输模型,分析了细观参数和不同影响因素对氯离子传输的影响。最后,研究了荷载作用下混凝土中氯离子传输规律。主要研究内容如下:(1)通过RCM试验,研究粗骨料含量、水胶比对混凝土中氯离子扩散性能的影响,并通过压汞试验,得到不同水胶比下的混凝土微细观结构特征与氯离子渗透性能的关系。(2)利用MATLAB软件自编程序,建立混凝土细观随机骨料模型,通过试验验证了本文建立的细观有限元模型的有效性。分析了粗骨料分布、模型维数、粗骨料含量和界面区特性等细观参数对氯离子扩散性能的影响。(3)建立综合考虑水灰比、时间、结合效应、温度、相对湿度、混凝土劣化等因素影响的氯离子传输模型,通过对海工混凝土长期暴露试验进行数值分析,验证建立的多因素作用下氯离子传输模型和数值分析方法的有效性。利用本文建立的多因素作用下氯离子传输模型以及随机骨料模型,分析水灰比、结合效应、温度、相对湿度、混凝土劣化等因素对氯离子传输的影响。(4)通过建立的荷载作用下氯离子传输模型,对弯曲荷载作用下混凝土中氯离子侵蚀试验进行数值分析,验证了模型的有效性。分析了不同应力状态及应力水平、混凝土孔隙率及弹性模量对氯离子传输的影响。