氯盐环境下,氯离子等侵蚀介质进入混凝土内部而引起钢筋脱钝并锈蚀,导致混凝土结构的耐久性失效。因此,钢筋初始锈蚀阶段是研究钢筋混凝土结构在氯离子环境下耐久性及寿命的关键阶段。这一阶段发生的时间主要取决于钢筋表面氯离子浓度累积的速率。研究混凝土氯离子扩散性能的稳定过程及时空相关性,可为准确地预测混凝土氯离子浓度和钢筋初锈时间及混凝土结构耐久性寿命提供依据。为研究钢筋初锈时间重要影响因素之一的混凝土氯离子扩散性能的时空分布,本文基于氯离子扩散理论,研究潮差环境下混凝土氯离子扩散系数的稳定性、深度相关性及时空耦合关系,并验证不同潮差环境下混凝土暴露试验的结果。本文的主要研究内容如下:1.基于Fick第二定律以及改进的Boltzmann-Matano分析方法,提出了混凝土氯离子即时扩散系数的解析模型,建立了氯离子表观扩散系数与即时扩散系数的稳定时间计算模型以及干湿循环条件下氯离子扩散系数-深度相关模型。2.基于在两种不同的现场潮差环境下分别暴露了840 d和600 d的试验,分析了水胶比、掺合料及环境等因素对氯离子扩散性能稳定时间的影响,验证了混凝土扩散性能稳定时间模型的有效性及实用性。3.根据现场潮差环境下暴露840 d的试验,探究了不同水胶比混凝土中氯离子扩散性能随扩散深度变化的规律;根据不同暴露时间及不同深度处的混凝土氯离子扩散系数,建立了该环境的时空耦合作用下混凝土氯离子扩散系数模型。4.在钢筋初锈时间概率预测模型的基础上,预测了潮差环境下的实际服役结构钢筋的初锈时间,分析了其影响参数的随机性以及敏感性,并研究了混凝土氯离子扩散系数的时变性及时空耦合作用对钢筋初锈时间的影响。