據(jù)中國廣西政府網(wǎng)消息，廣西大學(xué)楊綠峰教授團隊研發(fā)的近海工程混凝土耐久性定量設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)，成功解決了全球近海工程的耐久性難題。
高溫、高濕、高鹽的近海環(huán)境長期威脅混凝土結(jié)構(gòu)安全與壽命，全球基礎(chǔ)設(shè)施每年因耐久性破壞損失超7000億美元，我國每年損失超1000億元。過去工程沿用內(nèi)陸標(biāo)準(zhǔn)只重強度，忽略耐久性，導(dǎo)致氯離子侵蝕下結(jié)構(gòu)易“病倒”。團隊從2003年起，在全球17個國家和地區(qū)的62個自然暴露實驗站采集近3000組樣本，篩選出1300多組有效數(shù)據(jù)，突破量化難題。
使用了近海工程混凝土耐久性定量設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)建造的龍門大橋，在碧水藍(lán)天映襯下，更顯雄渾壯麗。廣西云-廣西日報記者 周軍 攝
第一步突破，是給環(huán)境“腐蝕力”精準(zhǔn)打分。團隊設(shè)計出一套計算模型，把風(fēng)速、鹽度、時間等參數(shù)，變成可計算的公式。
由外向內(nèi)，第二關(guān)是破解結(jié)構(gòu)內(nèi)部的腐蝕過程?？绾４髽颉⒕扌痛a頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以進行全尺寸分析。團隊創(chuàng)新提出“耐久性控制區(qū)模型”，像搭積木一樣拆解復(fù)雜結(jié)構(gòu)，集中火力分析最容易腐蝕的關(guān)鍵區(qū)域，將計算效率提升了九成以上。目前，這項技術(shù)已應(yīng)用于跨海大橋、海港碼頭、核電工程等重大項目中。
第三關(guān)，是實現(xiàn)工程壽命精準(zhǔn)測算。以前，想延長近海工程壽命，往往靠加厚保護層、提高混凝土標(biāo)號等方式，成本更高，也不精準(zhǔn)。團隊研發(fā)“三參數(shù)模型”，通過對氯離子擴散系數(shù)、保護層厚度、老化因子三個核心參數(shù)的組合計算，可精準(zhǔn)設(shè)定建筑的設(shè)計壽命。
最后一關(guān)，是工程服役壽命的保障。團隊研發(fā)了混凝土結(jié)構(gòu)與材料一體化設(shè)計技術(shù)，將工程結(jié)構(gòu)承載力和服役壽命轉(zhuǎn)化為兼顧混凝土材料強度和耐久性的設(shè)計指標(biāo)，通過正向計算得到水泥、粉煤灰、礦渣等礦物摻合料的合理搭配，密實混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)，阻擋海洋氯離子入侵。
自2015年以來，技術(shù)已應(yīng)用于國內(nèi)外35個重大項目，如斯里蘭卡科倫坡港口城、龍門大橋、大風(fēng)江大橋、欽州港、防城港和北海鐵山港，累計節(jié)約成本約3.3億元，創(chuàng)造利潤約1.5億元，減少碳排放超100萬噸。2024年1月1日，相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)《海岸工程混凝土結(jié)構(gòu)耐久性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》正式頒布實施。
