复杂海洋环境下钢筋混凝土高耐久基础理论及关键技术

基本信息
批准号:U1706222
项目类别:联合基金项目
资助金额:280.00
负责人:刘加平
学科分类:
依托单位:东南大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张鹏,高云,冯攀,王育江,于泳,武胜萍,王鹏刚,郑琦,姜玉丹
关键词:
高耐久海洋环境高抗裂长寿命混凝土
结项摘要

At present, it is urgent that the main challenge of key and mega marine projects is to be satisfied with the requirement from the long-life expectations (designed service life ≥ 120 years). In order to cope with the challenge, it is necessary to reveal the basic theory of high durability of reinforced concrete subjected to marine environment which is the key scientific puzzle of present research proposal. Based on the theory, the major technical bottlenecks of reinforced concrete with high durability can be break through. In this project, highly durable concrete, i.e., high toughness and permeability resistance, is to be designed by means of controlling the material gene (C-S-H gel) and even the multi-scale performance. Moreover, an initiative anti-cracking method is incorporated that assures a long life “matrix” (concrete). The high resistance "two interfaces” (steel-concrete interface, concrete-protective material interface) will be realized by the intelligent inhibition of steel corrosion and bionic reinforcement of concrete surface. Finally, during the whole service life, reinforced concrete is to be rehabilitated by dynamic enhancement of material performance. In this way, "high durability" of reinforced concrete in marine environment is then interpreted. The project will mainly address the following three key scientific issues: (1) modification of material gene and optimization of multi-scale performance; (2) release of corrosion inhibition molecules at the steel-concrete interface; and (3) diffusion of biomimetic components in protective material and interface strengthening. Meanwhile, it shall bring two technical breakthroughs, i.e., the novel control of micro-driving force and resistance for shrinkage on one hand, and large data based performance evaluation and dynamic enhancement for reinforced concrete on the other hand. The project shall enrich the concrete science and provide theoretical guidance and technical support for marine constructions.

面对当前重点、重大海洋工程120年以上的长寿命预期,亟需探明复杂海洋环境下钢筋混凝土的高耐久基础理论是亟需攻克的关键科学难题,突破钢筋混凝土高耐久的关键技术瓶颈。项目基于混凝土本源基因改性与多尺度优化实现其高韧、抗渗,并通过主动抗裂实现“一个基体”(混凝土)的长寿命;基于混凝土中钢筋表面智能阻锈与混凝土表层界面仿生强化实现“两个界面”(防护材料-混凝土-钢筋的双界面)的高耐蚀。最终,通过全寿命性能动态提升保障其长寿命,从而诠释海洋环境下钢筋混凝土“高耐久”内涵。项目将解决三个关键科学问题:1)胶凝基因改性与多尺度性能调控机制;2)阻锈分子智慧感应释放机制;3)防护材料仿生组分的渗透扩散及界面强化机制。与此同时,在混凝土收缩变形微观驱动力与抗力发展协同调控,基于大数据的混凝土全寿命性能评估与动态提升两个关键技术问题上形成突破。成果丰富了混凝土科学内涵,并为海洋工程建设提供理论指导与技术支撑。

项目摘要

项目针对当前严酷环境下重点、重大海洋工程混凝土结构的长寿命保障需求, 提出基于混凝土本源基因改性与多尺度优化实现其高抗渗,通过混凝土抗裂实现“一个基体”(混凝土)的长寿命,基于混凝土中钢筋表面智能阻锈与混凝土表层界面仿生强化实现“两个界面”(防护材料-混凝土-钢筋的双界面)的高耐蚀的创新思路。项目聚焦解决胶凝基因改性与多尺度性能调控、阻锈分子智慧感应释放、防护材料仿生组分的渗透扩散及界面强化的机制3个关键科学问题,开展了海洋工程混凝土基体胶凝基因改性与多尺度性能优化、多场耦合作用下混凝土主动抗裂机制与协同调控、钢筋-混凝土界面性能主动设计与智能调控、混凝土表层防护的界面仿生强化机制、钢筋混凝土全寿命性能评估与动态提升5个方面的系统研究。将材料-结构相结合,通过大数据分析技术建立了表面氯离子浓度和表观氯离子扩散系数时变概率预测模型,发展了考虑耐久性提升技术效果的海洋环境下混凝土耐久性设计方法,建立了胶凝基因改性、收缩裂缝控制、表层仿生强化、钢筋高效智能阻锈4项关键技术,研发了收缩裂缝控制与耐久性提升的系列功能材料,解决了寒区海洋环境下混凝土结构耐久性量化设计与多重保障难题,相关技术应用于青岛地铁13号线、胶州湾第二海底隧道等工程。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

DOI:10.19701/j.jzjg.2015.15.012
发表时间:2015
2

氯盐环境下钢筋混凝土梁的黏结试验研究

氯盐环境下钢筋混凝土梁的黏结试验研究

DOI:10.3969/j.issn.1001-8360.2019.08.011
发表时间:2019
3

采煤工作面"爆注"一体化防突理论与技术

采煤工作面"爆注"一体化防突理论与技术

DOI:10.13247/j.cnki.jcumt.001297
发表时间:2021
4

SRHSC 梁主要设计参数损伤敏感度分析

SRHSC 梁主要设计参数损伤敏感度分析

DOI:
发表时间:2014
5

强震作用下铁路隧道横通道交叉结构抗震措施研究

强震作用下铁路隧道横通道交叉结构抗震措施研究

DOI:10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.182
发表时间:2020

刘加平的其他基金

批准号:50520001
批准年份:2005
资助金额:25.00
项目类别:专项基金项目
批准号:51438003
批准年份:2014
资助金额:370.00
项目类别:重点项目
批准号:51220004
批准年份:2012
资助金额:32.00
项目类别:专项基金项目
批准号:59978039
批准年份:1999
资助金额:17.00
项目类别:面上项目
批准号:59578012
批准年份:1995
资助金额:20.00
项目类别:面上项目
批准号:50638040
批准年份:2006
资助金额:210.00
项目类别:重点项目
批准号:50978126
批准年份:2009
资助金额:37.00
项目类别:面上项目
批准号:59278328
批准年份:1992
资助金额:10.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

近海及海洋环境中FRP-钢筋混凝土高耐久性构件的研究

批准号:50868004
批准年份:2008
负责人:陈超核
学科分类:E0805
资助金额:26.00
项目类别:地区科学基金项目
2

海洋环境下高耐久FRP筋海水海砂混凝土材料与结构设计基础理论研究

批准号:U1806225
批准年份:2018
负责人:朱德举
学科分类:E0805
资助金额:280.00
项目类别:联合基金项目
3

海洋环境下钢筋混凝土梁的双向电渗作用机理与耐久性能研究

批准号:51578490
批准年份:2015
负责人:金伟良
学科分类:E0804
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
4

海洋环境下纳米粘土钢筋混凝土构件承载力和耐久性研究

批准号:51578099
批准年份:2015
负责人:范颖芳
学科分类:E0805
资助金额:61.00
项目类别:面上项目