[01739189]钢筋混凝土腐蚀防护关键技术及应用

该技术成果属于土木工程领域结构工程及材料的科学技术范畴。成果来源于资助课题,自2006年1月至2015年12月,包含了已完成的2项国家自然科学基金项目（中空玻璃纤维管固载微生物沉积材料用于混凝土裂缝自修复的研究,编号：51008227）、（功能性碳纤维水泥基材料铺覆层对钢筋混凝土阴极保护的机理研究,编号：50978200）,以及2项教育部博士点基金项目（微生物沉积在钢筋混凝土腐蚀防护中的应用研究,编号：20100072120032）、（钢筋混凝土结构自诊断自防护一体化研究,编号：20070247063）。通过汇总十年以来的研究工作,对钢筋混凝土锈蚀防护有了深入认识并获得了相应的技术应用成果。 钢筋混凝土的锈蚀问题是困扰工程界的一大难题,尤其以处于如海洋、盐湖等高侵蚀环境的基础设施为甚。侵蚀介质通过混凝土的传输通道进入内部,不仅会由于各种复杂的物理化学作用造成混凝土劣化,还会诱发钢筋锈蚀,锈蚀产物膨胀数倍,又进一步加剧混凝土的破坏。传统的处理手段通常为凿出已破损和锈蚀的部位,再进行填补和加固。但一方面无法根治锈蚀问题,另一方面耗费大量人力物力资源。 本项目在国家自然科学基金和教育部博士点基金的持续资助下,从不同层次和角度解决该难题。首先,混凝土层作为钢筋的最后防线,其破损或开裂应得到主动修复。基于此提出利用微生物成矿效应,将微生物自修复剂引入混凝土基体,以实现开裂的智能化修复。此技术可实现0.3mm以内微裂缝的自我愈合,可及时封闭有害介质的传输通道。其次,结合高性能水泥基或树脂基修补材料,对难以实现主动修复的部位进行修补密封。最后,从钢筋自身锈蚀的本质出发,采取电化学手段对其实施阴极保护,并针对既有的阴极保护体系,从能量输入设计、阳极材料选取、导电机制、以及保护电流分布等若干层次进行综合优化。从而实现钢筋混凝土的低成本防护,能够延长结构使用寿命和耐久性。目前该项目的研究工作已完成并已在工程中实施应用,取得了良好的防护效果,并节约大量维护和修复资金,对国民经济具有重要现实意义。