处于寒冷地区的沿海混凝土结构及除冰盐环境下的混凝土结构长年遭受冻融循环和氯离子侵蚀的双重作用,而影响混凝土结构的长期使用寿命。电化学除氯能在不破坏混凝土结构的前提下使氯离子在电流作用下向外迁移,达到有效降低结构中氯离子含量并使钢筋恢复钝化的目的,具有良好的应用前景和经济价值。本文从宏观与微观的角度出发,对钢筋混凝土试件电化学除氯的效果以及电化学除氯后混凝土的抗冻性能展开了研究,并依据混凝土损伤层厚度的演化规律详细阐述了其性能退化机理,建立了对应的冻融损伤寿命预测模型,为实际工程应用提供参考。开展了钢筋混凝土试件电化学除氯试验和冻融循环试验,分别研究了除氯时间、粉煤灰掺量、减水剂及引气剂对电化学除氯效率及残留氯离子分布的影响,并对其除氯后的抗冻性能进行了简单评价。结果表明,经除氯后混凝土内残留自由氯离子分布以中部居多,钢筋及表层较少;通电时间越久,除氯效率越高,但是其上升速率呈现降低趋势;粉煤灰的加入略微降低了混凝土的除氯效率,却严重劣化了其之后的抗冻性能,且随着掺量增多效果更甚;减水剂的掺入降低了除氯效率,在一定程度上提升了除氯后的抗冻性能;引气剂的掺入对于除氯效率和抗冻性能的提升效果显著。开展了电化学除氯混凝土冻融作用后的微观试验,采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）两种方法,对不同冻融循环次数下电化学除氯后钢筋混凝土的腐蚀产物进行了定性分析,结果表明腐蚀产物主要是Friedel’s盐和钙矾石,电化学除氯对内层混凝土影响较大,对表层混凝土的整体密实性则有一定提升;掺入粉煤灰的混凝土界面结构劣化严重,水化产物中钙矾石比例较大;掺减水剂的混凝土界面结构劣化较普通组发展缓慢,水化产物中Ca（OH）₂含量较少;掺入引气剂使混凝土内存在大量气孔,经300次冻融循环后界面结构仍较完好。开展了电化学除氯钢筋混凝土试件的冻融损伤演化规律试验,分析了不同冻融循环次数后混凝土表面损伤层厚度的发展趋势,结果表明损伤层厚度随冻融循环次数而逐渐增大;当损伤层越厚、经过的声速越低时,其损伤度越大;氯盐提高了混凝土孔隙液的饱和度,降低了溶液的冰点,延缓了早期冻融损伤的发展,但混凝土的最终破坏取决于除氯时间、氯离子分布和剩余含量以及不同外加剂和掺合料的共同作用。基于损伤力学理论,建立了不同因素下钢筋混凝土的冻融损伤模型,模拟结果与实测结果吻合度较高,可为特殊环境下钢筋混凝土结构的寿命预测提供参考。