2021-KJ-2-005海洋环境混凝土改性胶凝材料研制关键技术与构件服役特性

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2021-KJ-2-005海洋环境混凝土改性胶凝材料研制关键技术与构件服役特性

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-2-005
获奖项目名称：	海洋环境混凝土改性胶凝材料研制关键技术与构件服役特性
第一完成单位：	浙大宁波理工学院
项目联系人：	潘崇根
联系人电话：	13566014077
联系人邮箱：	panchonggen@zju.edu.cn
项目简介：
本项目属于土木工程领域，针对海洋复杂环境下混凝土结构易受侵蚀、冲击、磨损等作用，进而导致结构服役寿命降低的问题，采用纳米改性材料与辅助胶凝材料的协同作用，设计能够适用于海洋环境的改性胶凝材料，通过替代传统普通胶凝材料，使得混凝土构件的耐海水侵蚀、抗裂等综合性能大幅提高，为改善和保证工程服役寿命提供技术基础。主要内容包括：（1）发明了多位点强吸附兼具极性与非极性基团的迁移型阻锈剂，开发了多元功能组分与辅助组分协同优化的耐久性胶凝材料，实现钢筋-混凝土结构在海洋复杂环境下的多重防护体系，降低腐蚀性介质离子在混凝土孔隙中的渗透性，提升其耐久性。（2）研究了纳米材料表面改性与包覆技术，并控制改性功能组分在水泥基胶凝材料中的粒度区间分布，实现水化产物C-S-H的纳米强化和纳米功能化改性，同时辅以混磨、喷雾加料为特色的粉磨活化新工艺，促进胶凝材料各组分功能叠加与协同。（3）采用复杂因素耦合作用与多尺度研究相结合的理念，以海洋环境中的桥梁混凝土构件、管桩以及隧道管片等作为研究及应用对象，精确模拟钢筋混凝土结构材料服役过程中的实际工况，从微观-细观-宏观尺度对复杂环境作用下的改性胶凝材料及其构件耐久性进行系统研究。项目特点及推广应用：高耐久性胶凝材料对混凝土基体密实度提高30%；28天强度提高30%；电化学综合防锈性能低于150 μA， 28 d强度活性指数提高到100%以上，细度控制在350 m2/Kg以上，抗硫酸盐侵蚀系数大于1.0、电通量小于600 C、钢筋锈蚀面积减少率达95%以上；综合耐久性能比传统混凝土提升32%以上，与国内外同类技术进行对比，以上耐久性技术指标达到领先水平。项目发表论文78篇，其中SCI/EI收录36篇，获授权发明专利10项、实用新型专利8项，出版专著、教材4部，应用到浙江广天构件股份有限公司等单位产品及建设工程中，产生直接经济效益达1.883亿元。项目产品能满足海洋工程结构高强度、高耐蚀性、高抗裂性的重大需求，显著提升混凝土结构耐久性与服役寿命。