钢筋混凝土耐久性问题一直威胁着建筑结构的使用寿命,其中氯盐引起的钢筋锈蚀最为严重,已造成全球大量钢筋混凝土结构未达到设计使用期而提前退役。在过去的几十年里,学者们对混凝土中氯离子的传输性质做了大量的试验和理论模拟研究工作。由于混凝土内部微观结构变化和环境条件的复杂性,监测混凝土结构的耐久性和预测使用寿命是非常困难的,而通过计算机建模和模拟可以跟踪混凝土结构的变化环境条件,同时可以对水泥基材料的传输性能进行评价。目前有很多关于水泥基材料中氯离子传输特性的模型被提出,现有的研究中大多不考虑粗骨料对混凝土中氯离子传输性能的影响。然而混凝土中粗骨料是体积占比很大的一个物相,同时骨料的形状也各不相同,粗骨料的体积分数和形状变化会导致混凝土内部孔隙结构发生变化,进而影响到混凝土中氯离子的传输性能。所以研究粗骨料对混凝土结构中氯离子的传输规律,对混凝土的结构特性研究和耐久性能研究都具有很重要的意义。此外,处于服役状态下的混凝土大多处于非饱和状态,所以干湿循环条件下的混凝土氯离子传输性能也有待探究。目前很多试验和模拟结果拟合出了混凝土中氯离子传输系数的经验方程,而这种宏观的一维数学模型还不足以区分因骨料体积分数和形状等因素对混凝土氯离子传输性能的影响。本文采用Comsol Multiphysics有限元软件,构建三维介观尺度下的不规则形状骨料随机分布混凝土模型,对混凝土中粗骨料含量、形状和ITZ的影响进行探讨研究;接着,在三维介观不规则形状骨料混凝土模型的基础上,假设混凝土在干湿循环条件下,分别建立混凝土中的水分与氯离子传输方程,探究模型模拟维度与干湿时间比的影响;最后,采用三维类碎石骨料随机分布混凝土模型模拟掺辅助胶凝材料的混凝土在干湿循环条件下水分和氯离子的传输过程,探讨干湿循环次数、水灰比以及辅助胶凝材料对掺辅助胶凝材料的混凝土中氯离子传输性能的影响。研究取得了如下主要成果:（1）骨料的不规则程度越大,迂曲度效应越明显,混凝土的氯离子传输系数越低。骨料形状对混凝土氯离子传输也有明显影响,骨料形状对氯离子传输流线分布也会产生影响。当氯离子经过狭小路径时,传输流线分布变得密集,因而会阻碍氯离子传输。具有光滑表面的骨料氯离子浓度等值线较为稀疏,具有凸出棱角的骨料氯离子浓度等值线分布较为紧密。（2）对于非饱和混凝土而言,当干湿时间比小于等于1时,氯离子传输系数值随之呈一定规律;而当干湿时间比大于1时,氯离子传输系数数据并未呈现规律性。另一方面,对于模型模拟维度而言,三个维度的模型都可以用来模拟混凝土中氯离子的传输性能。一维解析解模型和二维有限元模型的结果呈一定离散性,且二维有限元模型在对流区0.5-2.5 mm间存在更多氯离子聚集现象,而三维有限元模型还原了混凝土内部介观结构同时区分定义了混凝土多相性质,模拟结果随传输深度变化更加平缓。（3）对于掺辅助胶凝材料的混凝土而言,随着干湿循环次数增加,混凝土的氯离子传输性能有所提升,在各传输深度处循环次数越高氯离子含量基本也越高,同时,氯离子对流区范围基本都呈现变长趋势,氯离子含量峰值对应的传输深度逐渐深入,对于普通混凝土而言这种规律更加明显,矿渣-粉煤灰混掺混凝土也表现出一定趋势,而单掺矿渣和单掺粉煤灰的混凝土并未显示出明显的氯离子含量峰值滞后现象。而随着水灰比的增加,氯离子含量峰值对应的传输深度逐渐深入,深处的氯离子含量有增加趋势。随着水灰比增长,各干湿循环次数下的混凝土的表观氯离子传输系数都增加。辅助胶凝材料的掺入显著降低了混凝土深层的自由氯离子含量,但表层有自由氯离子积聚的趋势。