2021-KJ-1-020复杂环境下工程结构长效防腐技术体系创新及推广应用

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2021-KJ-1-020复杂环境下工程结构长效防腐技术体系创新及推广应用

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-1-020
获奖项目名称：	复杂环境下工程结构长效防腐技术体系创新及推广应用
第一完成单位：	徐州工程学院
项目联系人：	张连英
联系人电话：	15005201697
联系人邮箱：	zhanglianying@126.com
项目简介：
随着工程结构建造和使用环境的日益复杂化，人们对工程结构长期服役可靠性要求不断提高，海洋侵蚀、工业腐蚀、酸雨冰冻以及火灾高温等自然与人为环境作用引起的工程灾变与结构耐久性问题已逐渐成为当今结构工程学科中最活跃的领域之一。此外，川藏铁路、西部陆海新通道等一批复杂环境下重大工程建设已列入国家“十四五”规划。然而，工程结构关键构件防腐急需解决以下几个难题：关键构件腐蚀机理尚未明确，无法形成长效防腐体系；传统防腐材料存在易开裂、长期耐湿耐热性不足以及密封性低等缺点；锚固区及构件接缝处防腐效果差、易开裂，维护成本高。针对以上瓶颈问题，本项目历经 10 年科技攻关和工程验证，取得了如下创新成果。（1）首创了钢结构构件复层缠包长效防腐工艺体系。发明了快干型富锌硅烷改性聚合物密封剂及硫化型富铝硅烷改性聚合物密封剂；研制了密封缠包长效防护结构及其施工工艺，实现了各结构层结合紧密、协调以及施工工艺简洁高效、环保。解决了目前钢构件热喷涂涂层点腐蚀严重、耐久年限不足以及传统密封材料涂装配套差、涂层附着力低及指压易脆裂等突出问题，使钢结构在极端腐蚀环境下初始维护年限提升至30 年以上。（2）开发了钢-混凝土锚固区安全长效型隔离防护技术。发明了环保型抗撕裂硅烷改性密封防护新材料，研发了“硅烷改性密封剂+PEF+聚丙烯压敏胶带”复合防护技术，使钢构件与混凝土构件间保持柔性接触，实现了锚固系统关键钢构件在潮湿、富氧环境下的长效防腐。解决了锚固系统核心钢构件防腐效果差、锚固区结构开裂的难题，提高了锚固系统的安全及耐久性。（3）研制了预制拼装构件接缝用高效密封防腐材料及工艺。发明了工业化建筑用单组份及双组分硅烷改性密封剂，研发了在预制拼装结构件接缝部位使用的施工工艺，实现了接缝密封材料低弹摸、高强度、抗疲劳、强粘结等性能。解决了现有密封体系固化强度不足、抗剪差、耐候差及主剂析油、固化剂分层等问题。（4）构建了混凝土结构长效综合防腐理论与技术。研究揭示了复杂环境下混凝土结构的损伤演化及破坏机理，发明了复合防腐涂层钢筋以及高性能海工混凝土材料，研发了硅烷浸渍-环氧复合防腐涂层及工艺技术。系统解决了现有混凝土表面防腐材料对环境适应能力差、基面浸润力低、耐老化能力弱，环氧钢筋涂层防腐性能差、破损修复难度大、粘结强度低等系列技术难题，使防护年限提高30%-50%。该项目获授权发明专利12项，国际专利5项，实用新型专利19项，发表SCI/EI论文13篇，出版专著3部。成果直接应用于云南永善县月亮湾大桥、柳州贵桥、广西桂港市同济大桥、福建洪塘大桥、南宁良庆大桥、南宁英华大桥等桥梁工程，徐州高新区毕庄村地块项目、温州甬台温高速公路复线苍南段混凝土项目等工程累计经济效益达 1.2亿元，近3年经济效益 7000万元。