本发明公开了一种预测氯离子在水泥浆中有效扩散系数的方法，包括如下步骤：水泥浆的成型及养护，对养护后的试样进行CT扫描获取CT图像；将得到的三维CT图像中的像素点视为多孔单元体，建立名义孔隙率与灰度值之间的映射关系；应用分形理论，计算多孔单元体中供氯离子扩散的自由孔隙率；依据得到的自由孔隙率，结合曲折度模型，建立像素点对应的氯离子扩散系数；根据得到的对应CT图像的扩散系数三维阵列，利用有限元方法求解氯离子在水泥浆体中的有效扩散系数。理论与计算体系成熟完备、相容性好，参数设置简单、操作性较强。对比水泥浆体氯离子有效扩散系数的预测值和实测值，二者吻合度高。