在海洋环境和除冰盐环境中氯离子侵蚀是影响钢筋混凝土耐久性的重要因素,而实际工程中无法避免的裂缝对氯离子的传输具有显著影响,因此研究开裂混凝土中的氯离子输运机理对指导混凝土耐久性设计及施工具有重要意义。由于裂缝本身的随机性和复杂性,目前国内外对开裂混凝土中氯离子传输的研究还处于起步阶段,研究内容和方法很多,不同研究中得到的结果也具有一定离散性。本文主要通过氯离子自然扩散实验、电子探针检测和数值反演的方法,研究了不同配合比试件中裂缝宽度对氯离子扩散影响,研究内容包括:(1)制备不同配合比的砂浆和混凝土试件,通过劈裂法诱导得到不同裂缝宽度的开裂试件进行恒温环境下的氯离子自然扩散实验,采用电子探针方法测得开裂混凝土中氯离子的浓度分布,并结合传统分层磨粉测试方法对氯离子侵蚀结果进行分析比较。(2)在现有氯离子扩散理论模型的基础上,考虑孔隙率以及氯离子结合作用,建立开裂混凝土中氯离子扩散控制方程,并与现有理论模型的模拟结果进行比较。分析了不同参数对开裂混凝土中氯离子扩散的影响。(3)基于数字图像技术提取骨料边缘建立开裂试件细观几何模型,使用MATLAB软件对电子探针结果进行处理,拟合得到模型参数,通过COMSOL软件建立数值反演模型,得到了不同配合比试件在不同裂缝宽度下裂缝中氯离子扩散系数的变化规律。并分析了裂缝宽度、自愈合效应、裂缝粗糙度和裂缝连通性对氯离子扩散的影响。研究结果表明:电子探针检测的空间分辨率远远高于传统方法,能有效检测试件截面上氯离子浓度分布。但是电子探针检测方法试件制备过程复杂,而且检测结果中无法区分自由、结合氯离子,需要配合传统检测方法使用。现有开裂混凝土的氯离子扩散传输模型由于不满足均质材料假定,其模拟结果可能会较大的低估氯离子侵蚀程度。数值反演结果表明,不同配合比试件不同裂缝宽度下裂缝中氯离子扩散系数的值与氯离子在水中的扩散系数相近。