普通硅酸盐水泥作为混凝土的基本组成部分,在物理和化学上保护预埋钢筋不受腐蚀。然而,由于环境中侵蚀性介质引起混凝土材料的耐久性不足导致了建筑结构无法达到正常的服役年限。在混凝土劣化过程中,氯离子是导致混凝土结构耐久性降低的主要原因。氯离子的侵入会加速结构中的钢筋锈蚀,对滨海环境下的混凝土影响巨大,所以研究氯离子在水泥基材料中的渗透过程对混凝土结构的耐久性具有重要意义。当前,用于评估水泥基材料的氯离子运输性能、氯离子含量以及预测结构的长期使用寿命的手段不少,但是大多数具有破坏性、耗时和劳动密集等特点。因此,本文主要应用电化学阻抗谱技术（即Electrochemical Impedance Spectroscopy,简称EIS）以及X射线断层扫描技术（即X-ray Tomography Technique,简称XCT）无损地研究水泥基材料中氯离子的渗透过程以及渗透规律,主要研究与结果如下:（1）通过水泥基体系的电化学阻抗谱测试,实验数据拟合表明,改进模型R_S(Q₁(R_{ct 1} W₁))(Q₂(R_{ct 2} W₂))对于水泥基材料的电化学阻抗谱具有良好的适用性。建立氯离子渗透过程的电化学参数R_ct1与氯离子渗透深度之间的函数关系,并由此关系已知R_ct1值预测出后期氯离子渗透深度,该关系适用于水泥-矿渣-粉煤灰体系,预测结果与实际测试结果误差小于14%。（2）通过研究不同水灰比,不同氯离子浓度,不同矿物掺和料掺量对电化学结果的影响表明,降低水灰比以及增加试样的矿渣粉煤灰置换率可以提高氯离子抗渗性。通过建立三角等焓图得出不同掺合料掺量对渗透深度的影响情况,该结果对实际工程有一定指导作用。（3）应用XCT技术可视化追踪和表征了不同水灰比水泥浆样品的碘离子渗透深度随时间的二维和三维的演变过程,基于平均灰度值法,可以准确判定和量化不同渗透时间下净浆试样内部碘离子的上升高度。并通过验证对比试验实现无损测试碘离子渗透过程中的浓度分布。（4）采用XRF技术分析了相同渗透时间下碘离子与氯离子部分切片的浓度分布。研究发现氯离子与碘离子扩散行为存在相似性。由此,可以采用碘离子代替氯离子进行XCT测试并可视化表征氯离子在水泥基材料内的传输过程和量化分析两者之间的迁移关系,最后得到氯离子的浓度分布曲线。