氯离子渗透并诱导混凝土中钢筋锈蚀是引起海洋钢筋混凝土结构耐久性降低的重要原因,电化学除氯技术是一种能够有效去除混凝土内氯离子、钢筋性能恢复的保护方法。考虑到传统不锈钢网、钛网阳极材料难以铺设、易锈蚀、成本高等问题,本文首先开发了聚合物改性导电修补砂浆,以聚合物改性导电修补砂浆作为电化学除氯的阳极材料,研究电化学除氯的有效性以及电化学参数、混凝土类型、钢筋布置方式等对电化学除氯效率的定量影响规律,提出了提升电化学除氯效率的有效措施。针对钢筋混凝土试件开展恒电位加速腐蚀以及电化学除氯试验,监测钢筋锈蚀及性能恢复过程中应力/应变与电磁场变,分析电化学除氯的有效性及其对钢筋性能影响。本文的主要研究内容及结论如下:（1）以硫铝酸盐水泥为主要胶凝材料,硅灰和矿粉为辅助胶凝材料,碳纤维为导电相,掺加0-3%的可再生改性乳胶粉（EVA）制备聚合物改性导电修补砂浆;研究其工作性、抗压/抗折强度、粘结强度、抗渗透性及体积稳定性。试验结果表明:EVA改性后的砂浆凝结时间延长、流动度增加、整体工作性提升;EVA掺加提高了修补砂浆的抗折强度,降低了抗压强度,但砂浆的韧性和粘结强度提高;EVA的加入提高修补砂浆的抗氯离子渗透性能,降低了砂浆的干燥收缩和吸水率。高性能聚合物改性修补砂浆建议配合比为胶凝材料:砂:水=1:1.5:0.35,聚合物可再分散乳胶粉掺量为2%,碳纤维掺量为0.6%。（2）以聚合物改性能导电修补砂浆为阳极并设置不同厚度,对内掺氯盐、不同钢筋布置方式、不同强度等级钢筋混凝土进行电化学除氯试验。结果表明:在聚合物改性修补砂浆中掺加0.6%的碳纤维使得砂浆电阻率降到120Ω·cm左右,可作为电化学除氯阳极;相比于不锈钢网阳极,导电修补砂浆阳极除氯效率略低但便于铺设、且可作为后期阴极保护阳极或普通防护涂层,可循环利用。导电修补砂浆阳极厚度越薄,电化学除氯效率越高,但在修补砂浆阳极与混凝土界面存在氯离子富集现象。除盐电流密度越高,通电时间越长,电化学除氯效率越高;混凝土强度等级越高、越致密,其除盐效率越低;混凝土中钢筋笼通电后电势相同,钢筋笼内的氯离子通过电化学除氯难以高效去除。（3）研究间歇式脉冲电流、导电修补砂浆网状铺设、双阳极布置等对电化学除氯效率、阳极-混凝土表层氯离子富集的影响,试验结果表明:相比连续通电,使用间歇式的脉冲电流可有效提高电化学除氯效率,其中3天通电+3天断电模式除盐14d可达到连续通电28d的除盐效率;通过将导电修补砂浆阳极布置为网格状,增加其与电解质溶液的接触面积,更有利于氯离子排出并降低界面处氯离子富集;采用导电修补砂浆+不锈钢网双阳极布置方式既可防止砂浆开裂又可缩短氯离子迁移距离、降低界面处氯离子富集,提升除盐效率。（4）对钢筋混凝土外渗氯盐、恒电位加速腐蚀,并利用导电修补砂浆阳极对其电化学除氯,利用内壁贴应变片钢筋、电磁传感器等监测钢筋锈蚀及除氯过程中的应变及霍尔电压。研究表明:钢筋锈胀应力施加于钢筋内壁、可被内贴应变片监测其应变并计算应力,钢筋锈蚀产物导致的磁导率变化可通过内置电磁传感器的霍尔电压信号演变监测,锈胀导致混凝土开裂使得外渗溶液直接到达钢筋表面、腐蚀电流突增。以聚合物改性导电修补砂浆为阳极对加速腐蚀钢筋混凝土电化学除氯可有效去除混凝土中氯离子,钢筋性能得以恢复。