| 成果名称: | 新型ICCP-SS碳纤维复材海水海砂钢筋混凝土建筑结构关键技术研究 |
| 完成单位: | 深圳大学,中冶建筑研究总院（深圳）有限公司,浙江大学,香港理工大学深圳研究院,哈尔滨工业大学（深圳）,珠海市振业混凝土有限公司,深圳市安托山混凝土有限公司,香港城市大学深圳研究院 |
| 主要人员: | 朱继华,上田多门,赵唯坚,韩宁旭,戴建国,王罡,高芳胜,陈驹,韩宇栋,刘军,丁继鹏,冯然,王险峰,张大伟,弓扶元 等38人 |
| 介绍: | 一、课题来源与背景 1.广东省重点领域研发计划项目“新型ICCP-SS碳纤维复材海水海砂钢筋混凝土建筑结构关键技术研究”，课题编号：2019B111107002，课题经费：省级财政专项经费投入 1500.00 万元，自筹资金2950万元，合计总投入 4450.00 万元，负责人：朱继华，执行时间：2020年1月1日~2025年6月30日。 2.课题背景：随着粤港澳大湾区及我国沿海地区基础设施与建筑工程的快速发展，淡水与建筑用河砂资源日益紧缺，已成为制约区域工程建设与绿色高质量发展的重要瓶颈。海水与海砂资源储量丰富、分布广泛，具备显著的资源替代潜力，但其高氯环境易引发钢筋腐蚀，严重影响结构耐久性与服役安全，长期以来制约了其工程化应用。针对海水海砂混凝土结构耐久性不足、钢筋腐蚀控制与结构性能协同难以实现等关键技术难题，本成果依托广东滨海地区重大工程需求，围绕海水海砂混凝土结构在高氯服役环境下的长期安全与耐久性问题，系统开展了集材料、结构与电化学防护于一体的关键技术研究，形成了一种新型ICCP-SS碳纤维复材海水海砂钢筋混凝土结构装置与成套技术体系。二、技术原理及性能指标：本成果提出并构建了兼具恒电位阴极保护（ICCP）与结构增强（SS）功能的一体化钢筋混凝土技术体系。装置由碳纤维增强水泥基复合阳极、钢筋骨架、高性能海水海砂混凝土及恒电位控制系统组成，通过集成浇筑与电连接方式形成整体构件，实现电化学防腐与结构受力协同工作。其核心技术原理包括：基于海水海砂原材料数据库，建立适配高氯环境的高性能海水海砂混凝土配合比设计与制备方法；采用碳纤维复合材料作为结构增强与电化学防护双功能载体，实现防护功能在结构中的嵌入式配置；通过恒电位阴极保护控制钢筋电化学状态，抑制氯离子诱发的腐蚀反应，同时提升构件整体承载与耐久性能。主要技术性能指标包括：适用于C20–C80强度等级海水海砂混凝土；碳纤维增强水泥基复合阳极与混凝土界面钻芯拉拔强度达2.2 MPa；结构设计使用寿命不低于50年；在水溶性氯离子含量≥1%（按水泥用量计）的高氯环境下保持稳定防护与力学性能。 三、技术的创造性与先进性：本成果在以下方面具有显著创新性与先进性：首次构建面向海水海砂混凝土的ICCP-SS一体化结构技术体系，实现电化学防护与结构增强的深度融合；建立了适配海水海砂材料特性的高性能混凝土配合比设计方法，并纳入行业标准；揭示了碳纤维/海水海砂混凝土界面在外加电流与荷载耦合作用下的性能演化机理，构建粘结滑移本构模型及多因素劣化模型；提出了基于电荷量的ICCP-SS构件耐久性评价方法及寿命预测模型，形成完整的设计与评价体系；创新开发了兼具结构增强与电化学防护功能的碳纤维增强水泥基复合阳极材料及构件一体化成型技术。 相关技术成果整体达到国际先进水平，部分关键技术指标处于国际领先水平。 四、技术的成熟程度、适用范围和安全性：本成果已完成从材料设计、构件制备、结构设计到施工与质量控制的系统研发，并通过多项工程示范验证，技术成熟度达到 8级，具备工程化推广条件。适用范围包括：沿海地区市政、工业与住宅建筑；海水海砂钢筋混凝土新建及改扩建工程；高氯环境下对结构耐久性要求较高的工程场景。在安全性方面，相关技术均基于成熟的钢筋混凝土结构体系，通过恒电位控制与结构增强协同设计，有效避免钢筋过保护、电化学副反应及结构性能劣化风险，工程应用安全可控。 五、应用情况及存在的问题：目前，成果已在广东省内完成 2项建筑面积不小于500 m²的海水海砂混凝土结构工程示范，以及 1项海水海砂混凝土生产应用示范。示范工程中混凝土100%采用海水与海砂，长期监测结果表明结构性能稳定、耐久性良好。存在的主要问题在于：工程应用仍需与地方标准和管理制度进一步衔接；对施工人员技术培训和质量控制要求较高；在跨海桥梁、岛礁工程等复杂环境下的应用仍需进一步示范验证。 六、历年获奖情况：本成果相关研究内容已形成多项技术报告、工程应用案例、标准化施工指南及长期监测数据成果，部分研究成果被纳入行业技术标准。 |
| 批准登记号: | |
| 登记日期: | 2026-01-16 |
| 研究起止时间: | 2020-01-01至2025-06-30 |
| 所属行业: | 建筑业 |
| 所属高新技术类别: | 新材料 |
| 评价单位名称: | 广东省科学技术厅 |
| 评价日期: | 2025-12-18 |
