海洋环境下,氯离子通过传输过程到达钢筋表面,导致钢筋表面的钝化膜破坏,诱发钢筋锈蚀。为了更好地分析复杂气候条件下海洋环境混凝土中的钢筋锈蚀行为,本文建立了热-湿-氯-氧多场作用下混凝土中钢筋锈蚀的动态自平衡电化学模型。该模型考虑了混凝土的温湿耦合、氯离子和氧气的传输与消耗,基于宏电池与微电池耦合的腐蚀极化方程阐释了环境温湿度、氯离子与氧气浓度对钢筋表面腐蚀电位、锈蚀电流密度及锈层厚度分布的影响,实现了对自然气候环境下混凝土中钢筋脱钝、锈蚀的扩展以及钢筋表面锈层分布演化等过程的动态表征,并应用试验数据对恒温恒湿与变温变湿环境下的钢筋锈蚀过程进行了验证。提出了半浸泡通电加速锈蚀的数值求解方法,探讨了在达到相同锈蚀率时,外加电流密度和环境氯盐溶液浓度对两种方法时间比的影响,对比了自然锈蚀与半浸泡通电加速锈蚀方法中钢筋径向腐蚀深度与锈层分布的差异。本文开展的主要工作有:（1）基于多孔介质传质传热理论及早龄期水泥基材料热湿耦合模型,考虑成熟混凝土的湿度吸附曲线,发展了质量对流交换系数的计算方法,建立了可反映混凝土内部微环境与外界宏观环境之间联系的温湿耦合模型。研究了水泥浆体相与ITZ相的扩散特性,探究了环境温湿度与氯离子扩散、对流、结合作用的内在关系,揭示了环境温湿度、保护层表面的氧气含量、混凝土孔隙中气态氧气与溶解态氧气的平衡、锈蚀阴极反应耗氧量对氧气传输与消耗过程的影响。基于宏电池与微电池耦合的腐蚀极化方程,阐明了腐蚀电池阴阳极面积比与钢筋表面氯离子浓度非均匀分布之间的动态自平衡关系,构建了环境温度、湿度、外界氯离子和氧气浓度等因素与钢筋表面腐蚀电位、腐蚀电流密度、锈层分布的联系,实现了对自然气候环境下混凝土中钢筋脱钝、锈蚀的扩展以及钢筋表面锈层分布等过程的动态表征。（2）考虑了恒温恒湿环境下混凝土内部微环境中温湿度均匀分布的特点,对温-湿-氯-氧共同作用下的钢筋锈蚀模型进行了优化,建立了适用于恒温恒湿环境的钢筋锈蚀模型。依据本研究的试验数据并结合文献试验数据,对模型的氧气浓度、氯离子浓度、锈蚀电流密度、锈层分布的计算结果进行了验证。探讨了钢筋锈蚀过程中的氯离子与氧气的传输性能与浓度分布、腐蚀电池阴阳极面积比、混凝土电阻率分布规律等,研究了环境温湿度、氧气和氯离子浓度分布等因素对锈蚀过程和结果的影响。（3）建立了适用于变温变湿环境下的钢筋锈蚀模型,揭示了外部宏观环境与混凝土内部微环境中温湿度场、氧气与氯离子传输与浓度分布场之间的联系关系。依据本研究的试验数据并结合文献试验数据,对变温变湿环境下混凝土中的温度场、湿度场、氧气和氯离子浓度分布场、腐蚀电流密度、锈层厚度分布的计算结果进行了验证。深入探究了在外部宏观环境温湿度时变条件下,混凝土内部温湿度响应、氯离子与氧气传输场与浓度分布场、钢筋锈蚀电流密度、钢筋表面锈层分布演化的机理,对周期性温湿度环境中的钢筋锈蚀过程动态变化过程与结果进行了研究。（4）建立了半浸泡通电加速锈蚀数值模型,对钢筋-混凝土界面和混凝土内部的离子浓度、锈蚀电流密度、钢筋表面锈层分布进行了数值表征,并依据试验数据对模型的锈层厚度、钢筋锈蚀率的计算结果进行了验证。探讨了在达到相同锈蚀率时,自然锈蚀与通电加速锈蚀两种方法的时间比的定量关系,提出了外加电流密度及Na Cl溶液浓度对时间比的影响。探究了相同锈蚀率下,自然锈蚀与半浸泡通电加速锈蚀的锈蚀深度与锈层厚度的分布差异性。