当地下水含较高浓度的碳酸和氯离子时，碳酸水溶液对地下混凝土结构的腐蚀会导致氯离子在混凝土中的迁移更快。本工作研究了碳酸水溶液环境里氯离子在砂浆中的迁移特性，用X射线衍射分析(XRD)、热重分析(TG-DTG)和扫描电子显微镜(SEM-EDS)分析了碳酸水溶液-氯离子侵蚀下净浆侵蚀产物以及微观形貌的变化。结果表明：碳酸水溶液侵蚀前期，氢氧化钙和水化硅酸钙(C-S-H)凝胶脱钙碳化生成碳酸钙填充了砂浆的孔隙结构，抑制了氯离子在砂浆中的迁移；侵蚀后期，由于碳酸钙的溶解以及低钙硅比的C-S-H凝胶转变为无定型硅胶共同导致了砂浆孔隙率增大，氯离子在砂浆中的迁移加快；碳酸水溶液侵蚀导致了水泥基材料中Friedel’s盐的分解以及C-S-H凝胶吸附氯离子能力的下降；降低水灰比能增加砂浆抗碳酸水溶液侵蚀能力及降低氯离子的迁移速度。

为研究杂散电流环境下超高性能混凝土(UHPC)的耐久性问题, 采用电迁移加速锈蚀试验方法, 研究了环境类型、氯离子浓度、胶材类型对杂散电流环境下UHPC锈蚀形态、超声波速损失率、损伤深度、孔隙率及强度损失的影响。结果表明: 杂散电流环境下UHPC试件首先在表面产生裂缝、剥落等现象, 随通电时间增加, 损伤由表及里递进发展, 内部纤维严重锈蚀并与基体分离; 杂散电流环境下UHPC损伤深度随通电时间的增加近似呈二次函数增长, 无氯离子环境或氯离子浓度小于1%(质量分数)时, 对UHPC损伤深度的影响不显著, 但随氯离子浓度增大, 影响渐趋显著, 氯离子浓度为3%时UHPC的损伤深度较1%时大1倍; 相同条件下, UHPC越密实, 抗杂散电流损伤的能力越强, 在UHPC中掺入磷渣粉或粉煤灰有助于增强其耐蚀性能。

石灰石微粉等辅助性胶凝材料部分取代水泥可有效降低建筑材料领域的碳排放，但其对耐久性方面的影响仍需进一步探索。通过抗压强度、自然浸泡氯离子、电迁移加速氯离子传输等测试，探讨了石灰石微粉掺量、原材料细度以及水胶比等因素对水泥基材料氯离子传输的影响规律。根据物相组成和孔结构特征研究了石灰石微粉对体系微结构的影响，结合宏观性能与微观分析结果深入讨论了体系的抗氯离子传输能力与物相组成、孔隙曲折度、最可几孔径的关系。结果表明，在水泥-石灰石微粉体系中，当石灰石微粉掺量低于15%(质量分数)时，石灰石微粉对体系的抗氯离子传输性能影响较小，结构因子可有效衡量体系的抗氯离子传输能力。物相组成和孔隙曲折度与氯离子传输的相关性较低，最可几孔径是影响氯离子传输的最主要因素。

海洋环境下，海工混凝土大多达不到设计使用年限就遭到腐蚀破坏，造成严重的国家海洋工程安全隐患和海洋环境污染。氯离子引起的钢筋腐蚀是造成海工混凝土结构性能劣化的主要原因。本文基于海洋环境多氯盐的特点，从氯离子侵蚀海工混凝土的过程出发，对氯离子的腐蚀路径和腐蚀机理进行梳理和总结，着重论述了氯离子通过渗透、扩散、电化学迁移进入混凝土的路径和破坏钝化膜、形成腐蚀电池、去极化作用、导电作用的腐蚀机理。在此基础上，文章针对国内外海工混凝土抗氯离子腐蚀的最新研究，介绍了氯离子固化机理，重点阐述了提高海工混凝土密实度、减少海工混凝土中裂缝、增加海工混凝土厚度的根本措施，同时归纳了混凝土表面保护、钢筋防护，以及加入阻锈剂的补充措施、裂缝修复的方法，以提高海工混凝土抗氯离子腐蚀性能，文章最后指出当前研究中，实验得到的单一氯离子腐蚀过程与实际海水中混凝土的氯离子腐蚀过程存在较大差距，低碳环保的抗氯离子腐蚀混凝土材料和技术有待深入研发。

为了更好、更安全地利用丰富的海砂资源，减缓河砂供应难题，通过大规模的试验研究了净化海砂中不同氯离子含量对C40~C70混凝土抗压强度、抗碳化性能、抗硫酸盐侵蚀性能、钢筋锈蚀程度、抗氯离子渗透性能及电化学性能的影响及机理。结果表明，当氯离子含量不高于0.150%(质量分数，下同)时，随着氯离子含量的增加，C40~C70混凝土的抗压强度提高并且后期抗压强度持续增长，同时C40~C70混凝土的抗碳化性能和抗氯离子渗透性能也有所提高。当氯离子含量不高于0.060%时，C40~C70混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能增强，当氯离子含量不低于0.150%时，硫酸盐的侵蚀加剧。当氯离子含量不高于0.008%时，钢筋锈蚀会延缓，当氯离子含量不低于0060%时，钢筋锈蚀会加速。

海洋工程建设中，海砂、珊瑚砂等原料中富含一定的氯盐，在配制过程中，原料中的氯离子进入钢筋混凝土引起内部侵蚀，导致钢筋混凝土结构失效。大量试验表明，水泥水化产物C-S-H凝胶和Friedel’s盐在提高水泥基材料内源氯离子固化能力、降低钢筋锈蚀风险等方面发挥着重要作用。水泥矿物、掺合料、外加剂、类AFm相材料的存在影响着C-S-H凝胶和Friedel’s盐的生成，进而改变水泥基材料的氯离子固化能力。本文综述了上述影响下C-S-H凝胶和Friedel’s盐的变化，进而分析了水泥混凝土中内源氯离子的固化效果，为采用氯离子固化材料解决钢筋混凝土氯离子侵蚀问题提供参考。

为了揭示Cl?傆b、SO42?傆b作用下混凝土中钢筋腐蚀机理的差异, 并为氯盐和硫酸盐侵蚀下混凝土的抗腐蚀调控提供理论基础, 研究了Cl?傆b、SO42?傆b侵蚀下混凝土孔溶液中钢筋的电化学行为差异, 并利用基于第一性原理的密度泛函理论研究了腐蚀性物质(Cl?傆b、SO42?傆b)和致钝物质(CaOH+、OH?傆b)在Fe(100)表面的竞争吸附。结果表明: 相较于含Cl?傆b的混凝土孔溶液, 钢筋在含SO42?傆b的混凝土孔溶液中的腐蚀电位和极化电阻均更低, 更易发生腐蚀; SO42?傆b对OH?傆b与铁表面反应的抑制作用略强于Cl?傆b; SO42?傆b既可促使CaOH+中Ca-OH键伸长, 又可阻碍CaOH+中OH基团与表面Fe原子间的作用, 其对CaOH+与铁表面反应的抑制作用明显强于Cl?傆b。

考虑到天然砂的日益短缺和废弃混凝土造成的环境危机, 采用不同取代率的再生细骨料(RFA)制备再生细骨料混凝土(RFAC), 分析其在干湿循环下的性能演化规律, 研究其抗氯离子侵蚀性能。结果表明: RFA的加入降低了混凝土的抗压强度, 当RFA质量取代率为100%时, RFAC的28 d抗压强度是普通混凝土的77.0%; 在干湿循环作用下, RFAC自由氯离子含量随着侵蚀深度的增加先增加后减小最后趋于稳定, 并出现明显的氯离子对流区和扩散区, 对流区深度约为5 mm, 且随着干湿循环次数和RFA取代率的增加, 对流区深度也不断增大; 随着干湿循环次数增加, RFAC的孔隙率呈指数增大; 在干湿循环作用下, RFA取代率高的混凝土孔隙率增大更明显, 此为其抗氯离子侵蚀能力变差的原因。

以氯离子为诱导的钢筋锈蚀是造成混凝土耐久性问题的主要原因, 其本质是氯离子通过材料基体的多孔结构在水泥基材料中扩散, 并逐步迁移到钢筋表面, 发生不利的物理化学反应。水滑石即层状双金属氢氧化物(LDHs)是一种新型延缓钢筋锈蚀的外掺材料, 具有独特的层状结构和离子交换性质, 可在特定的介质溶液中将客体阴离子与层间阳离子进行交换, 达到吸附氯离子、延长混凝土结构服役寿命的目的。本文介绍了水滑石的结构性质、制备方法及氯离子吸附机理, 总结了不同类型水滑石的氯离子吸附能力及相关研究成果。研究结果表明: 水滑石复合水泥基材料的氯离子吸附性能受LDHs材料制备工艺、水泥基材料中孔隙液pH值及氯离子浓度影响, 高温焙烧处理的水滑石对氯离子吸附效果更好; 当LDHs掺量控制在1%~3%(质量分数)时, 有利于改善水泥基材料的抗氯离子渗透性能。

氯离子传输是影响海洋工程钢筋混凝土服役寿命的关键因素。海洋大气中的氯离子可导致钢筋严重锈蚀, 使混凝土结构的承载力降低和耐久性退化, 严重威胁海洋工程钢筋混凝土结构的服役安全。但盐雾环境下的氯离子在混凝土中的传输机制极为复杂, 呈多因素特征, 需精确的盐雾试验来研究, 并需要针对性更强的模型来描述其传输行为。鉴于此, 本文对国内外盐雾环境下混凝土中氯离子传输的研究现状进行了系统综述, 总结了海洋盐雾环境下探究混凝土中氯离子侵蚀的试验方法, 讨论了影响氯离子传输的因素, 归纳了氯离子传输模型, 为海洋大气环境下钢筋混凝土结构的工程实践及科学研究提供借鉴和参考。