[01927359]基于微纳米技术隧道衬砌高耐久性混凝土材料制备及产 业化

隧道混凝土衬砌结构在服役期内会受到各种自然因素（高地热、高水温等）、 化学因素（盐类侵蚀、碳化等）及荷载（静、动荷载）的影响，在各种物理和化 学作用下混凝土材料性能逐渐劣化，从而导致混凝土耐久性衰减及结构损伤失效 的问题，对隧道结构的安全性和耐久性有着严重的危害。并且在混凝土材料的生 产、制备及使用中会对生态环境带来一定的影响，在“双碳 ”目标下，为适应现 代化的隧道建设要求，提高隧道工程的质量，节约有限的资源，亟待开发具有高 耐久性、高工作性和长寿命的混凝土材料。目前，在高性能混凝土技术的研究方 面，尽管已经取得了重要的进展，但是也发现了新的问题，过多的研究人员集中 在强度以及抗裂性的研究，但是比如在抗腐蚀性等耐久性方面仍然存在这较大的 不足，即在不良环境下服役寿命往往达不到期望时间。本项目团队通过对混凝土 材料进行近十年的研究，针对上述问题计划两年内提出能够推向市场，包括技术、 装置、材料一体化的解决方案。

主要创新点

理论与研究方法的创新：

(1) 利用细观破损分区理论和动态破损耗能新理论研究荷载与服役环境作用下裂纹演化规律，建立裂纹的扩展方向、速度与侵蚀介质、时间的关系，混凝土 强度在不同侵蚀介质中的变化规律。

(2) 利用多学科交叉优势建立荷载与服役环境作用下碳纳米高耐久性隧道衬 砌混凝土材料细观破损时变关系，建立细观结构与宏观性能间的关系，揭示碳纳 米高耐久性隧道衬砌混凝土在力学与环境多重因素作用下的性能退变机制；体现 了研究方法上的创新。

试验方法的创新：

通过混凝土内部孔隙结构三维表征以及细观结构演变规律，利用理论分析和 试验研究相结合的方法研究服役过程中荷载与服役环境作用下碳纳米高耐久性 隧道衬砌混凝土动态破损过程及相应细观结构演变规律。

采用微纳米技术提高材料耐久性，实现结构服役性能的优化与提升。研究体 现了定性与定量相结合、细观与宏观相结合、理论与试验相结合的试验方法的创 新。