严酷环境下钢筋混凝土结构防护关键技术及工程应用
随着国家“一带一路”、“海洋强国”等战略的推进,大量重大基础设施工程在建或服役于海洋、盐碱等严酷环境。以氯离子侵蚀为主导致的钢筋腐蚀严重威胁结构安全与耐久性,并带来巨量经济损失。据统计,我国每年因腐蚀造成的直接经济损失超过2万亿元,约占GDP的3.34%。钢筋腐蚀已被公认为影响混凝土耐久性的首要因素。混凝土本身对钢筋有一定保护作用,但其多孔、易裂的特性使氯离子等腐蚀介质易侵入,从而破坏钝化膜并引发电化学腐蚀,导致混凝土开裂以致结构性能退化。传统“凿除修补”的处理方式不仅效率低、成本高,且难以实现长效防护。本项目立足于钢筋电化学腐蚀本质,构建了一套严酷环境下钢筋混凝土腐蚀控制关键技术体系,显著提升结构耐久性与服役寿命,最大限度地减少资源和能源消耗。
历经10余年产、学、研、用的科技攻关,取得大量创新性成果。创新构建了“长效型锌网活性砂浆牺牲阳极式钢筋延寿技术”、“热电自主型清洁能耗电化学阴极防护技术”、“多用途协同装载型长效阻锈技术”、“高护筋性低碳混凝土及其智能自修复技术”,形成严酷环境下钢筋混凝土结构腐蚀控制关键技术体系,不仅显著提升了混凝土本体的抗渗性与抗裂性,有效阻隔腐蚀介质侵入,还通过电化学手段持续保护钢筋,抑制腐蚀发生,并在微观层面实现损伤的自修复,从而全面提升钢筋混凝土结构在严酷环境中的耐久性与服役寿命,为我国重大基础设施工程建设与运维提供关键技术支撑。
科技成果已在珠江三角洲水资源配置工程、平陆运河、跨海大桥、连云港港口码头、宁波北仑港码头等一大批重大工程得到应用,项目成果近三年累积项目收入6.49亿元,相关成果推动了土木、水利、建筑等行业的科技进步和可持续发展,取得了良好的经济效益和社会效益。
项目成果获得2025年度中国腐蚀与防护学会科技进步一等奖。