一.项目名称

一．项目名称

基于双向电迁的混凝土结构耐久性提升关键技术及应用

二．推荐单位意见

该项目由金伟良教授领衔的课题组经过十余年潜心研究，针对混凝土结构耐久性中传统电化学修复技术阻锈除氯协同不足、修复介入判据模糊、修复后评估体系缺失等技术难题，通过离子协同工作传输模型的构建、新型电迁阻锈剂的研发、提升技术准确介入判据的确定、提升效应评价技术的建立以及成套提升装置的开发等系列研究工作，发明了一种基于双向电迁的混凝土结构耐久性提升技术，实现了混凝土结构耐久性电化学修复技术的新突破。该项目技术思路独特，在“基于多离子协同工作的双向电迁技术”、“混凝土内钢筋脱钝和锈胀开裂识别技术”和“基于信息融合的双向电迁作用效应测试技术与评估方法”方面有重大的创新，技术经济指标达到了同类技术的领先水平，推动了该领域的技术进步和国际竞争力。

该项目已广泛应用于跨海大桥、公路桥梁、水运工程、海沙淡化建筑、海岛建筑等工程，近3年新增销售收入达4.54亿元，产生了显著的经济和社会效益。该项目获得国家授权专利25项，其中发明专利19项，计算机软件著作权4项，制定了国家与地方相关技术标准5部。相关成果已获浙江省科技进步奖一等奖（2014）、宁波市科学技术奖一等奖（2015）、中国专利优秀奖（2016）和宁波市发明创新大赛发明金奖（2015）。由中国海洋腐蚀与防腐专家侯保荣院士领衔的鉴定委员会认为：该技术取得了“里程碑式的成果，具有开拓性影响，达到国际领先水平”。

三．项目简介

该项目属于土木建筑工程领域，涉及混凝土与钢筋混凝土结构学科。

混凝土结构是土木工程中应用最为普遍的结构形式，而环境作用引起的钢筋腐蚀已被国内外视为其耐久性的最主要“顽疾”，仅2014年我国土木工程领域因腐蚀造成的损失就高达1000亿元。如何提升混凝土结构耐久性已成为本领域迫切需要解决的世界性难题。该项目基于20年来开展的混凝土结构耐久性基础理论与工程实践研究，发明了基于电化学方法的双向电迁耐久性提升技术，在除氯阻锈协同作用、耐久性极限状态界定和提升效果评估等方面取得了重大突破，形成了系列自主知识产权与耐久性提升成套装置，被鉴定为“里程碑式的成果，具有开拓性影响，达到国际领先水平”。主要发明点如下：

1）发明了混凝土内多离子协同工作的双向电迁技术，解决了钢筋氢脆风险控制、混凝土性能弱化及粘结能力降低的技术难题。建立的双向电迁参数控制设计方法，使混凝土内氯离子去除率达80%以上；研发的兼具阻锈和析氢抑制的新型高效阳离子电迁型阻锈剂，电迁后在钢筋表面聚集摩尔浓度达到氯离子的2~7倍，使钢筋析氢临界电流密度提升至传统电化学修复的5倍；提出的混凝土孔隙

结构优化的纳米电迁增强技术，可增大保护层电阻2~3倍，增强钢筋握裹力1.5倍。

2）发明了混凝土内钢筋脱钝和锈胀开裂识别技术，解决了耐久性极限状态界定不确定的技术难题。发明了“零失真”钢筋腐蚀电流检测技术，提出的临界极化电流密度0.2μA/cm2可使钢筋脱钝判定保证率达95%以上；建立了全新的混凝土表面锈裂理论，提出的混凝土表面锈裂临界裂宽0.1mm解决了初始锈裂界定模糊的问题。基于上述耐久性极限状态界定的新准则，发明了面向工程应用的混凝土中腐蚀介质侵蚀进程监测装置与混凝土锈胀开裂光纤监测技术，为双向电迁技术在钢筋脱钝和锈裂前合理介入提供了技术依据。

3）发明了基于信息融合的双向电迁作用效应测试与评估技术，解决了耐久性评估中测试数据片面和预测结果离散的技术难题。发明了混凝土内部氯离子与钢筋电化学参数无损检测方法和不同环境下混凝土结构快速劣化模拟方法与装置，形成了基于信息融合的双向电迁作用效应的动态数据库；建立了基于相对信息和多重环境时间相似理论的耐久性评估方法，实现了室内试验与工程检测结果的相似协调性，为混凝土结构的全寿命安全服役提供了可靠评定依据。

该项目获授权专利25项，软件著作权4项，其中发明专利19项；出版专著3部，发表论文63篇，其中SCI收录40篇，被引474次；主编技术标准3部，参编2部；获浙江省科技进步奖一等奖、宁波市科学技术奖一等奖和中国发明专利优秀奖。该项目近3年新增销售额达4.54亿元，已成功应用于杭州湾跨海大桥、舟山跨海大桥等重大工程和海岛建筑工程，实现了一次双向电迁作用延长混凝土结构使用寿命约20年，显著减少工程重复建设对环境造成的巨大影响，对可持续发展的基础设施建设和国防建设具有显著的经济和社会效益。

四．客观评价

（一）项目的学术评价

(1) 发表论文63篇，其中SCI收录40篇，合计被引474次。

(2) 英国权威高等教育机构研究质量评定体系(REF2014)对双向电迁多离子传输数值模拟方法评价：“…为研究氯盐引发钢筋锈蚀做出了重大贡献，模拟方法具有非常高的深度，并产生了众多新成就…具有重大贡献，成果评定为Rank 4*M水平，高于国际卓越水平Rank 3*H…”。(/)

(3) 荷兰Delft University of Technology知名学者、著名国际期刊Advances in Concrete Construction主编、Construction and Building Materials编委Erik Schlangen教授评价：混凝土锈胀开裂研究成果是“非常重要的发现”（This demonstrates the importance of experimental findings）（2012）。

(4) 混凝土材料与耐久性领域国际著名专家、俄罗斯科学院院士、RILRM前主席、瑞士Federal Institute of Technology Zurich著名学者Folker H. Wittmann教授高度评价：锈胀开裂研究工作为解决耐久性这个世界性问题作出了很大的贡献，值得广泛推广(contribute a great deal to find realistic and sustainable solutions to this worldwide problem. This volume deserves a wide distribution.)。