氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀是混凝土结构发生破坏最为主要的原因之一。混凝土结构通常是带裂缝服役,裂缝为氯离子提供了快速传输的通道,影响了混凝土结构的服役寿命。理论上而言,氯离子在混凝土裂缝中的传输过程主要受裂缝形貌和裂缝中溶液组成的影响。因此,本文研究了裂缝形貌和裂缝溶液组成对氯离子在裂缝中传输过程的影响,并基于菲克第二定律模拟了氯离子在裂缝中的传输过程。研究结果可以为预测氯盐环境中开裂混凝土结构服役寿命提供参考。本文的主要结论如下:(1)裂缝宽度对氯离子在平直裂缝中的扩散系数有较大影响。保证其它条件一致的情况下,随着裂缝宽度的增大,氯离子扩散系数也增大。当裂缝宽度小于317μm时,随着裂缝宽度的增大,氯离子扩散系数快速增大;当裂缝宽度大于317μm时,裂缝中氯离子扩散系数随宽度增大而提高,但是提高程度趋缓。(2)裂缝宽度相同时,随着Na Cl溶液浓度的提高,裂缝中氯离子扩散系数逐渐增大。人工海水和真实海水中离子组成存在一定的差异,但是溶液组成对平直裂缝中氯离子扩散系数影响不大。(3)裂缝侧壁的材质对裂缝中氯离子扩散系数影响较小。氯离子在净浆试件中平直裂缝和有机玻璃平直裂缝中传输速率存在着细微的差异。裂缝宽度小于300μm时,净浆裂缝中的氯离子扩散系数略低于有机玻璃裂缝中;当裂缝大于300μm时,两者的氯离子扩散系数比较接近。(4)当裂缝宽度小于150μm时,随着裂缝宽度的增大,氯离子在真实裂缝中的扩散系数增大,而当裂缝宽度大于150μm时,氯离子在真实裂缝中的扩散系数趋于稳定。在相近裂缝宽度条件下,氯离子在C30裂缝中的扩散系数最低,C50次之,C80最高。主要是由于:C30试件混凝土裂缝的曲折度最大,C80试件混凝土裂缝的曲折度最小,而C50的裂缝曲折度介于两者之间。(5)数值研究结果表明:不考虑对流影响时,裂缝宽度对平直裂缝中氯离子扩散系数没有影响。裂缝宽度对于折线形裂缝的氯离子扩散有较大影响。在保持裂缝曲折程度不变的条件下,氯离子扩散系数随着裂缝宽度的增大而增大。在保持裂缝宽度一致的条件下,折线形裂缝的曲折度越大,氯离子扩散系数越小。通过对比数值模拟得到的平直裂缝中氯离子扩散系数和实验结果,反演对流对氯离在裂缝中传输速率的影响。当裂缝宽度小于100μm时,对流对氯离子传输影响较小,当裂缝宽度大于100μm时,随着裂缝宽度的增大对流影响逐渐增强。模拟氯离子在真实裂缝中传输过程时,折线型裂缝能较好的表征真实裂缝,在考虑对流作用的影响的条件下,数值模拟得到的结果与实验结果较为吻合。