氯盐引起的钢筋锈蚀是导致钢筋混凝土结构劣化的主要原因,世界各国每年因钢筋锈蚀而产生巨额的维护与维修费用。钢筋锈蚀会引起钢筋横截面的减小、钢筋-混凝土粘结力的下降及混凝土保护层的顺筋锈胀开裂。在实际工程中,通常将混凝土保护层锈胀开裂定义为钢筋混凝土结构的极限使用状态。钢筋-混凝土界面区腐蚀产物的分布（生成与扩散）是影响混凝土锈胀开裂的重要因素,对钢筋混凝土结构的安全性和耐久性研究至关重要,因而具有重要的理论意义和工程应用价值。近年来,新型低合金钢筋因其优异的耐蚀性和相对较低的价格而具有潜在的应用前景,并已成为海洋环境混凝土耐久性研究的热点。但目前,我国在低合金钢筋的研发方面还处于起步阶段,关于低合金钢筋在混凝土中的腐蚀行为与耐蚀机理缺乏长期系统的实验数据,因此,低合金钢筋尚未在实际工程中大规模取代传统低碳钢筋。本论文在传统低碳（LC）钢筋的基础上,选取Cr含量为0.86 wt.%的低合金（LA）钢筋开展了混凝土中钢筋耐蚀性能及混凝土锈胀开裂过程的研究。系统研究了钢筋种类、钢筋表面状态（含氧化皮和酸洗去氧化皮）、腐蚀诱导方法（长期自然氯盐腐蚀法、通电加速腐蚀法和电迁移氯盐加速腐蚀法）等因素对钢筋耐蚀性与腐蚀产物分布的影响。通过腐蚀电位(Ecorr)、线性极化（LPR）和电化学阻抗谱（EIS）等电化学方法表征了混凝土中钢筋的钝化性能与腐蚀行为,并结合X射线断层扫描技术（X-CT）、扫描电镜（SEM）和拉曼（Ramen）光谱等分析手段研究了钢筋腐蚀产物的微结构与化学成分、钢筋-混凝土界面区腐蚀产物的生成与扩散规律以及混凝土锈胀开裂过程。本文的研究不仅进一步完善了混凝土锈胀开裂机制,还为低合金钢筋在海洋环境钢筋混凝土结构中的推广应用提供一定的理论基础。本文的主要研究成果和创新性结论如下:（1）应用多种电化学方法分析了混凝土中钢筋的钝化行为和长期氯盐作用下的腐蚀行为。研究结果表明,随着钝化时间的延长,LA钢筋的钝化性能逐渐呈现其优势;酸洗过程会导致钢筋表面粗糙化,从而降低钢筋的早期钝化性能。因此,从耐久性角度考虑,需适当延长实际工程中钢筋的养护（钝化）时间。在长期氯盐腐蚀初期,钢筋表面状态对其耐蚀性起主导作用;但随着腐蚀时间的延长,钢筋腐蚀产物的性能决定着钢筋的耐蚀性。（2）通过微结构分析方法阐明了不同腐蚀诱导方法作用下钢筋腐蚀产物在钢筋-混凝土界面区的分布规律。腐蚀产物既可分布于钢筋基体表面形成腐蚀产物层（CL）,还会向周围混凝土基体中扩散形成腐蚀填充浆体（CP）。通电加速腐蚀时,腐蚀发生于整个钢筋表面,CL呈现出大面积均匀腐蚀层;长期自然氯盐腐蚀与电迁移氯盐加速腐蚀时,腐蚀以离散的形式发生在钢筋表面的局部区域而容易形成点蚀破坏,且在点蚀区观察到了水泥浆体的脱钙并向蚀坑中扩散的现象。（3）结合电化学分析与微结构表征法,证实了氧化皮不仅会影响钢筋的耐蚀性,还能影响钢筋的腐蚀形貌及混凝土锈胀开裂过程。长期自然氯盐腐蚀初期,含氧化皮钢筋的耐蚀性优于无氧化皮钢筋。但腐蚀后期,由于氧化皮的固有缺陷和Cr元素的缺失,无氧化皮LA钢筋的耐蚀性逐渐优于其他钢筋。长期自然氯盐腐蚀后,无氧化皮钢筋表面均出现了点蚀破坏,而含氧化皮钢筋仅生成明显的腐蚀产物层。对于通电加速腐蚀,氧化皮的存在一定程度上限制了腐蚀产物向混凝土中的扩散,故加速了混凝土的锈胀开裂进程。（4）根据电化学分析、元素面扫分析与腐蚀产物化学成分分析结果,揭示了LA钢筋在混凝土中的耐蚀机理。LA钢筋中的合金元素Cr不仅参与了钝化膜的生成过程,还参与了钢筋腐蚀产物的生成与扩散过程。Cr的富集使得LA钢筋的內锈层主要为稳定的具有保护性的γ-Fe2O3,因而腐蚀产物层整体更稳定且致密,这一方面能有效阻碍侵蚀物质与钢筋基体的接触,另一方面还能显著降低对周围混凝土的膨胀应力。（5）基于不同腐蚀诱导方法、不同性能氧化皮以及不同种类钢筋的影响规律,建立了钢筋-混凝土界面区腐蚀产物分布唯象模型,在此基础上针对腐蚀产物生成速率和“多孔区”厚度对现有的混凝土锈胀开裂模型进行了修正。