2021-KJ-2-011热带海洋环境下温度冲击对混凝土结构耐久性影响机制及防护技术研究

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2021-KJ-2-011热带海洋环境下温度冲击对混凝土结构耐久性影响机制及防护技术研究

日期：2021年12月27日来源：中国腐蚀与防护学会分享：

获奖项目编号：	2021-KJ-2-011
获奖项目名称：	热带海洋环境下温度冲击对混凝土结构耐久性影响机制及防护技术研究
第一完成单位：	河海大学
项目联系人：	罗锋
联系人电话：	13914718565
联系人邮箱：	fluo@hhu.edu.cn
项目简介：
热带海洋环境中混凝土的腐蚀问题严重，通常将热带海洋环境的强腐蚀性归因于高温、高湿、高盐的“三高”特征。但实际工程中即便考虑了热带海洋环境的“三高”特征，并对结构进行了相应的延寿设计，大量混凝土结构在热带海洋环境中服役寿命仍远低于其设计寿命。究其原因是对热带海洋环境下混凝土结构的腐蚀机理和劣化规律认识不足，没有搞清楚热带海洋环境加速混凝土结构腐蚀失效的关键因素。项目“热带海洋环境下温度冲击对混凝土结构耐久性影响机制及防护技术研究”通过周期性温度冲击试验模拟实际环境下混凝土结构劣化规律，并针对性开发了混凝土结构延寿技术，取得的创新性成果如下：（1）首次系统研究了热带海洋环境因天气变化或昼夜温差引起的温度冲击对混凝土结构耐久性影响，揭示了温度冲击的三重破坏作用：增加混凝土缺陷、损伤钢筋/混凝土界面、导致钢筋去钝化；其中增加混凝土缺陷是关键因素。热带海洋环境温度冲击作用下，其对钢筋混凝土结构的劣化作用比平均气温增加 5-10°C 条件的劣化作用更加明显。（2）系统研究了温度冲击对混凝土环境中碳钢钢筋和不锈钢钢筋的去钝化作用机理，温度冲击导致两种钢筋的钝化层破裂，促进钝化膜物相组成发生改变。尤其是具有双层膜结构的不锈钢钢筋，大变幅的温度冲击引起钝化膜破损，且受损钝化层难以恢复。（3）针对热带海洋环境的温度冲击特征，提出将热带海洋海洋环境中靠海侧混凝土保护层厚度由10 cm增加到20 cm、在混凝土中添加0.6%左右的聚丙烯酰胺、或采用不锈钢钢筋等技术方案，以降低热带海洋环境温度冲击对混凝土结构损伤，降低其对结构耐久性影响。研究成果在柳州港鹿寨港区江口作业区一期工程等多个热带海洋工程结构中应用，提高了相关海工混凝土结构耐久性，减少了其后期维护费用，降低工程结构的全寿命周期费用，具有明显的经济效益。依托项目培养硕士研究生5名，研究成果发表学术论文18篇，其中在Corrosion Science、Cement and Concrete Composites等期刊发表SCI论文11篇，获授权发明专利4项。