钢筋混凝土已经被广泛应用于各种建筑结构的建造,而由氯离子侵蚀导致的钢筋锈蚀引起的结构耐久性破坏是影响这些结构的性能和使用寿命的重要问题。尤其对于需要使用除冰盐的路桥结构以及与海水接触的海工结构来说,钢筋锈蚀往往是导致结构破坏的主要原因。本文使用孔溶液压滤法获取水泥净浆试件的孔溶液并分析压滤液中的氯离子浓度,对试件的氯离子浓聚现象进行了系统研究。同时,对试件内部的微观结构和表面特性进行了测试并研究这些性能与氯离子浓聚的关系。根据对于双电层特性的研究,提出了表征双电层内离子分布以及氯离子浓聚系数的物理数学模型,对氯离子浓聚现象的机理进行了理论研究。作为研究的第一步,本文先研究了影响水泥基材料氯离子浓聚的各种因素。使用孔溶液压滤和氯离子滴定方法系统地分析了不同矿物掺合料的掺量、试件养护时间和浸泡时间、水灰比等内部因素和外加电压、氯盐阳离子和浸泡液浓度等外部因素对水泥净浆试件氯离子浓聚系数的影响。在测试压滤液中氯离子浓度的基础上,对水泥试件的微观结构和固液界面性能等进行了测试。研究分析了水泥石孔结构(压汞法)、物相分析(热重分析)、水化产物形貌(电镜测试)和Zeta电位(电声法)等微观结构和双电层特性测试结果并用以解释不同因素对氯离子浓聚系数的影响。同时,也对试件内部的总氯离子含量以及化学结合形成Friedel’盐含量进行了测试。根据对这些结果的分析和讨论,得出孔结构和水化产物的组成和化学特性是影响氯离子浓聚的两个最主要的因素。基于孔溶液压滤测试方法,使用核磁共振研究了压滤过程中试件内部溶液分布的变化,并由孔溶液分布计算得到的孔隙率等试件孔结构数据证明了核磁共振技术在测量水泥基材料内部孔结构和水分分布方面的可行性。基于试件内部孔溶液分布的测试结果,以及试件内的总氯离子含量和内部孔结构数据的变化,计算得到了压滤液中氯离子的浓度并与孔溶液压滤得到的实验数据进行比较,分析了导致两者之间产生差异的原因。作为影响氯离子浓聚现象的主要原因,双电层的特性以及物理数学模型建立和验证是文章的最重要的部分。使用交流阻抗和Zeta电位分别测量了固液界面处形成的双电层的电容和Zeta电位。并在双电层电容和Zeta电位的基础了分别建立数学模型研究了水泥基材料内部双电层厚度和内部氯离子分布的规律,发现根据模型得到的氯离子浓聚系数计算结果与测试结果之间具有较好的一致性。交流阻抗和Zeta电位作为研究材料电化学性能和双电层界面特性的方法,其测试结果的可行性和精确性得到了进一步的验证。最后,使用低温核磁共振测试方法对试件内部双电层内的吸附水进行了研究。根据自由水与吸附水在结冰过程中含量的相对变化,在试件的T2弛豫时间分布曲线中确定了自由水与吸附水的临界弛豫时间。研究吸附水含量与双电层特性和氯离子浓聚系数的关系,通过实验进一步证明了水泥基材料内部固液界面处双电层的存在和氯离子浓聚的机理。