获奖项目名称：

严酷环境下混凝土结构钢筋锈蚀行为评估与耐蚀性能提升

第一完成单位：

浙大宁波理工学院

项目联系人：

樊玮洁

联系人电话：

15867871009

联系人邮箱：

fanwj@nit.zju.edu.cn

项目简介：

  严酷环境如海洋腐蚀环境、高原高寒环境、污水酸雨环境中有害介质会诱发混凝土结构钢筋锈蚀，显著影响工程结构耐久性寿命。钢筋锈蚀是结构耐久性领域公认为的“顽疾”，其锈蚀行为控制是该领域迫切需要解决的工程难题。本项目在国家自然科学基金、省/市自然基金及科技计划等40余项科研项目资助下，在混凝土结构钢筋锈蚀行为监测、建造期钢筋锈蚀风险控制、服役期钢筋耐蚀性能提升等方面取得突破，形成了系列自主知识产权、标准规范和成套技术与装置。主要科技创新点如下：
  创新点1：混凝土结构钢筋锈蚀全过程监测及效应评估。针对严酷环境下混凝土结构内部钢筋的锈蚀风险难评估、锈后性能难测定、锈蚀效应难预测的技术难题，本项目发明了混凝土保护层氯离子检测与风险评估技术，提出了基于电化学的钢筋钝化膜失效识别方法，开发了基于压磁效应的锈蚀钢筋疲劳性能测定传感器，发明了基于光纤传感监测的混凝土锈胀开裂预测技术。上述成果实现了氯离子分布式检测、锈蚀钢筋疲劳损伤原位监测、混凝土锈胀开裂全过程跟踪，构建了介质侵蚀、钢筋锈蚀、钢筋损伤、顺筋开裂的监测体系，实现了严酷环境下混凝土结构耐久性的全寿命监测。
  创新点2：混凝土结构建造期钢筋锈蚀风险控制技术。针对严酷环境下混凝土结构建造全过程的原料有害离子测不准、严酷环境钢筋寿命短、裂缝处有害介质侵入快等技术难题，本项目发明了混凝土拌合物氯离子快速检测技术，提出了基于耐蚀钢筋和纤维复合筋的混凝土构件寿命提升方法，发明了基于热源示踪的混凝土裂缝识别光纤传感技术，创新了深度-角度双参数控制的裂缝修复技术。上述成果实现了淡化海砂混凝土合格性15分钟快速判定、严酷环境下混凝土结构构件的长寿命服役，混凝土结构裂缝高耐久性修复，构建了有害介质控制、筋材耐蚀提升、介质通断阻断的多重保障技术，实现了新建阶段的混凝土结构耐久性控制。
  创新点3：混凝土结构服役期钢筋耐蚀性能提升技术。针对严酷环境下混凝土结构服役全过程的保护层抗渗性提升需求大、保护层氯离子排除效率低、内部钢筋锈蚀行为中止难的技术难题，本项目研发了混凝土超疏水涂层以及混凝土抗侵蚀抑制，提出了基于多离子传输模型的混凝土电化学除氯控制方法、发明了基于电迁移型阻锈剂的混凝土内钢筋钝化膜重构技术。上述成果实现了既有混凝土结构的有害介质侵蚀通道阻断、保护层内有害介质无损排出、钢筋阻锈剂高效迁入，构建了表面疏水、深层阻氯、钝化膜重构的多重防护技术，实现了服役阶段的混凝土结构耐久性提升。
  项目共授权中国专利53项(发明专利31项)，软件著作权2项，施工工法2项，地方和协会技术标准2部；出版学术专著1部；发表期刊论文191篇(SCI检索79篇)，SCI被引2340次；实现了科技成果的规模化应用，已在跨海桥梁、港口码头、市政设施、综合管廊等百余项工程中应用，取得显著社会经济效益。相关成果已获宁波市科学技术奖一等奖(2015)、中国专利优秀奖(2016)、浙江省公路学会科学技术奖一等奖(2017)等。