氯离子引起的钢筋锈蚀是钢筋混凝土结构破坏的最主要原因。水泥基材料中的氯离子分为两类：（1）结合氯离子；（2）自由氯离子。只有自由氯离子才对钢筋产生锈蚀作用，结合氯离子不对钢筋产生锈蚀作用。但是氯离子结合对钢筋混凝土结构的寿命预测至关重要，其原因有两个：（1）移除了扩散流中的部分氯离子，会延缓氯离子渗透到钢筋表面的时间；（2）形成Friedel’s盐，降低了水泥基材料的孔隙率，从而提高水泥基材料的抗氯离子渗透能力。可见对氯盐环境中的钢筋混凝土结构进行耐久性设计，研究氯离子在水泥基材料中的传输时，必须考虑氯离子结合的影响。本文旨在研究氯离子结合及其对水泥基材料微观结构和性能的影响。主要工作及成果如下：采用正交设计，用吸附平衡法测定了不同因素作用下砂浆试件的氯离子结合量。结果表明：砂浆对氯离子的结合量随着水胶比、养护龄期和氯离子浓度的增加而增加；随着碳化时间和浸泡温度的增加而降低；但是随着矿渣掺量的增加呈现先增加后减小的趋势，矿渣掺量为40%时，砂浆的氯离子结合量最大；其中，氯离子浓度对砂浆中氯离子结合的影响最为显著，水胶比和碳化对砂浆中氯离子结合也有显著影响。用吸附平衡法测定了砂浆试件在系列氯化钠溶液中的自由氯离子浓度。结果表明，碳化和低温并没有改变氯离子非线性结合规律，碳化和水胶比对砂浆氯离子结合能力影响比较明显，而温度几乎不影响砂浆氯离子结合能力。氯离子化学结合主要是形成Friedel’s盐的过程，物理吸附主要是C-S-H凝胶对氯离子的作用。本文采用综合热分析方法及可挥发水含量法测试了水泥基材料氯离子结合之后的微观结构变化，研究表明，水泥净浆的氯离子结合量随自由氯离子浓度的增加而增大；孔隙率随浸泡氯离子浓度的增加而减小；孔隙率与Friedel’s盐的生成量表现出良好的线性相关性。本文最后研究了内掺氯离子对砂浆性能的影响，其中包括，新拌砂浆流动度、强度、渗透性和电化学性能。研究表明，氯离子可以提高砂浆的早期强度，但是削弱了其后期强度；氯盐阳离子种类对砂浆强度也有重要影响；内掺氯离子可以提高砂浆的抗渗性；氯离子掺量越高，交流阻抗谱的Bode角也就越小，即砂浆的抗渗性也就越好，但是定量的分析还需要更深入的研究。