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—— 第二部分 国家自然科学基金项目成果巡礼 ——

  滨海腐蚀环境下土木工程的腐蚀劣化广泛显现,已造成了巨大的经济损失,严重阻碍了社会的可持续发展,其服役寿命及可靠性问题因此受到了学术界和工程界的高度关注。深圳大学邢锋教授课题组较早地对滨海混凝土结构耐久性进行了研究,形成了以土木工程使用寿命(再)设计理论框架为基础的总体研究策略,多尺度地探讨了多因素耦合作用下滨海混凝土结构的综合劣化机理,建立了从纳米尺度的材料劣化到宏观性能退化的演化机制,通过实现混凝土的高性能化、自修复及智能调控与提升等途径保障滨海混凝土结构的长期服役性能,在滨海混凝土结构性能劣化机理与控制理论方面取得了创新性成果。

  混凝土的高性能提升了混凝土的耐久性。邢锋教授课题组提出了普通混凝土高性能化和高性能混凝土内禀性调控与适应性设计方法;研发了大掺量工业废渣混凝土的活性激发及协同调制的理论和技术,包括矿渣与钢渣的复合超叠加效应、硬石膏激发粉煤灰活性以及矿物掺合料反应率控制技术;显著改善大掺量工业废渣混凝土的早期强度、协调了混凝土早期强度与耐久性能的需求矛盾。

  针对探讨滨海混凝土开裂渗透、有害离子侵蚀、力学性能衰退这三个关键问题,邢锋教授课题组构建了一种新型的自修复混凝土体系;在国际上率先提出了“化学触发”与“化学自修复”理念,设计出多种离子触发型的微胶囊,并具备化学环境识别能力及自我调节能力,突破了传统自修复混凝土力学修复的局限,成功实现了混凝土系统多目标自修复的有效统一,有效免疫了滨海环境的侵蚀。

  针对滨海混凝土荷载与环境复合作用下的性能综合劣化难题;邢锋教授课题组提出一种新型的阴极保护-结构增强(Impressed Current Cathodic Protection-Structural Strengthen, ICCP-SS)体系;通过新型复合阳极材料的设计,实现辅助阳极和结构力学性能增强的双重功能;融合自修复特性的无机胶凝材料有效解决阳极酸化缺陷;设计内置式传感器实现混凝土结构内部信号原位提取及实时反馈,通过体系创新为滨海混凝土全寿命周期性能优化与劣化控制提供新方法。

  在国家自然科学基金重点项目、重大国际(地区)合作研究等项目资助下,上述的研究为滨海混凝土结构全寿命性能调控与提升提供了坚实的理论基础与技术支撑,在Scientific Reports, Cement and Concrete Composites, Construction and Building Materials等期刊发表SCI论文76篇;授权美国发明专利4项、欧洲发明专利2项、中国发明专利26项;获得国家技术发明奖二等奖、教育部技术发明奖一等奖、广东省科学技术奖一等奖各1项。

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