項目名稱：復雜環(huán)境下工程結(jié)構(gòu)長效防腐技術(shù)體系創(chuàng)新及推廣應用

完成單位：徐州工程學院、江蘇卓奇新材料科技有限公司、上海岐海防腐工程技術(shù)有限公司、徐州力山建設(shè)工程有限公司

主要完成人：張連英、李雁、李兵、仇培濤、安娜、李承宇、安云岐、馬超、孟咸明、晁兵、杜彬、曹輝、楊棕凱、賈苗苗

項目簡介：

工程結(jié)構(gòu)是人類文明的產(chǎn)物，并伴隨著人類而分布在各類環(huán)境之中，其中不乏一些嚴酷復雜的自然環(huán)境，如高鹽度、高堿度、高濕度、大溫差、嚴寒等，使工程結(jié)構(gòu)出現(xiàn) “腐蝕病癥”，如鋼結(jié)構(gòu)銹蝕、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)銹脹開裂、混凝土保護層剝落、鋼-混凝土錨固區(qū)以及預制構(gòu)件連接處的腐蝕等，造成安全隱患，甚至釀成災難性事故。此外，據(jù)統(tǒng)計，我國每年因腐蝕造成的損失高達 2800 多億元，接近國民生產(chǎn)總值的4%，可見腐蝕造成的經(jīng)濟損失也十分巨大。

針對復雜環(huán)境下工程結(jié)構(gòu)關(guān)鍵構(gòu)件腐蝕機理尚未明確，無法形成長效防腐體系；傳統(tǒng)防腐材料存在易開裂、長期耐濕耐熱性不足以及密封性低等缺點；錨固區(qū)及構(gòu)件接縫處防腐效果差、易開裂，維護成本高等瓶頸問題，本項目歷經(jīng) 10 年科技攻關(guān)和工程驗證，取得了如下創(chuàng)新成果，如圖1所示。

（1）首創(chuàng)了鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件復層纏包長效防腐工藝體系。發(fā)明了快干型富鋅硅烷改性聚合物密封劑及硫化型富鋁硅烷改性聚合物密封劑；研制了密封纏包長效防護結(jié)構(gòu)及其施工工藝，實現(xiàn)了各結(jié)構(gòu)層結(jié)合緊密、協(xié)調(diào)以及施工工藝簡潔高效、環(huán)保。解決了目前鋼構(gòu)件熱噴涂涂層點腐蝕嚴重、耐久年限不足以及傳統(tǒng)密封材料涂裝配套差、涂層附著力低及指壓易脆裂等突出問題，使鋼結(jié)構(gòu)在極端腐蝕環(huán)境下初始維護年限提升至30 年以上。 

（2）開發(fā)了鋼-混凝土錨固區(qū)安全長效型隔離防護技術(shù)。發(fā)明了環(huán)保型抗撕裂硅烷改性密封防護新材料，研發(fā)了“硅烷改性密封劑+PEF+聚丙烯壓敏膠帶”復合防護技術(shù)，使鋼構(gòu)件與混凝土構(gòu)件間保持柔性接觸，實現(xiàn)了錨固系統(tǒng)關(guān)鍵鋼構(gòu)件在潮濕、富氧環(huán)境下的長效防腐。解決了錨固系統(tǒng)核心鋼構(gòu)件防腐效果差、錨固區(qū)結(jié)構(gòu)開裂的難題，提高了錨固系統(tǒng)的安全及耐久性。

（3）研制了預制拼裝構(gòu)件接縫用高效密封防腐材料及工藝。發(fā)明了工業(yè)化建筑用單組份及雙組分硅烷改性密封劑，研發(fā)了在預制拼裝結(jié)構(gòu)件接縫部位使用的施工工藝，實現(xiàn)了接縫密封材料低彈摸、高強度、抗疲勞、強粘結(jié)等性能。解決了現(xiàn)有密封體系固化強度不足、抗剪差、耐候差及主劑析油、固化劑分層等問題。

（4）構(gòu)建了混凝土結(jié)構(gòu)長效綜合防腐理論與技術(shù)。研究揭示了復雜環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)的損傷演化及破壞機理，發(fā)明了復合防腐涂層鋼筋以及高性能海工混凝土材料，研發(fā)了硅烷浸漬-環(huán)氧復合防腐涂層及工藝技術(shù)。系統(tǒng)解決了現(xiàn)有混凝土表面防腐材料對環(huán)境適應能力差、基面浸潤力低、耐老化能力弱，環(huán)氧鋼筋涂層防腐性能差、破損修復難度大、粘結(jié)強度低等系列技術(shù)難題，使防護年限提高30%-50%。 

該項目獲授權(quán)發(fā)明專利12項，國際專利5項，實用新型專利19項，發(fā)表SCI/EI論文13篇，出版專著3部，成果直接應用于月亮灣大橋、柳州貴橋、廣西同濟大橋等項目，工程累計經(jīng)濟效益達 1.2億元，近3年經(jīng)濟效益 7000萬元，受到業(yè)內(nèi)專家好評。

圖1復雜環(huán)境下工程結(jié)構(gòu)長效防腐技術(shù)創(chuàng)新體系構(gòu)成圖

復雜環(huán)境下工程結(jié)構(gòu)長效防腐技術(shù)體系創(chuàng)新及推廣應用

主要完成單位：徐州工程學院、江蘇卓奇新材料科技有限公司、上海岐海防腐工程技術(shù)有限公司、徐州力山建設(shè)工程有限公司

工程結(jié)構(gòu)是人類文明的產(chǎn)物，并伴隨著人類而分布在各類環(huán)境之中，其中不乏一些嚴酷復雜的自然環(huán)境，如高鹽度、高堿度、高濕度、大溫差、嚴寒等，使工程結(jié)構(gòu)出現(xiàn) “腐蝕病癥”，如鋼結(jié)構(gòu)銹蝕、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)銹脹開裂、混凝土保護層剝落、鋼-混凝土錨固區(qū)以及預制構(gòu)件連接處的腐蝕等，造成安全隱患，甚至釀成災難性事故。此外，據(jù)統(tǒng)計，我國每年因腐蝕造成的損失高達 2800 多億元，接近國民生產(chǎn)總值的4%，可見腐蝕造成的經(jīng)濟損失也十分巨大。

針對復雜環(huán)境下工程結(jié)構(gòu)關(guān)鍵構(gòu)件腐蝕機理尚未明確，無法形成長效防腐體系；傳統(tǒng)防腐材料存在易開裂、長期耐濕耐熱性不足以及密封性低等缺點；錨固區(qū)及構(gòu)件接縫處防腐效果差、易開裂，維護成本高等瓶頸問題，本項目歷經(jīng) 10 年科技攻關(guān)和工程驗證，取得了如下創(chuàng)新成果：

創(chuàng)新成果1，首創(chuàng)了鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件復層纏包長效防腐工藝體系：發(fā)明了快干型富鋅硅烷改性聚合物密封劑及硫化型富鋁硅烷改性聚合物密封劑；研制了密封纏包長效防護結(jié)構(gòu)及其施工工藝，使鋼結(jié)構(gòu)在極端腐蝕環(huán)境下初始維護年限提升至30 年以上。

圖1 鋼結(jié)構(gòu)件（纜索）復層纏包長效防腐現(xiàn)場施工

創(chuàng)新成果2，開發(fā)了鋼-混凝土錨固區(qū)安全長效型隔離防護技術(shù)：發(fā)明了環(huán)保型抗撕裂硅烷改性密封防護新材料，研發(fā)了“硅烷改性密封劑+PEF+聚丙烯壓敏膠帶”復合防護技術(shù)，解決了錨固系統(tǒng)核心鋼構(gòu)件防腐效果差、錨固區(qū)結(jié)構(gòu)開裂的難題，提高了錨固系統(tǒng)的安全及耐久性。

圖2 鋼-混凝土錨固區(qū)安全長效型隔離防護技術(shù)體系

創(chuàng)新成果3，研制了預制拼裝構(gòu)件接縫用高效密封防腐材料及工藝：發(fā)明了工業(yè)化建筑用單組份及雙組分硅烷改性密封劑，研發(fā)了在預制拼裝結(jié)構(gòu)件接縫部位使用的施工工藝，解決了現(xiàn)有密封體系固化強度不足、抗剪差、耐候差及主劑析油、固化劑分層等問題。