高溫、高濕、高鹽的近海環(huán)境，時(shí)刻給混凝土工程結構的安全與壽命帶來(lái)威脅。在斯里蘭卡首都科倫坡港口城建設現場(chǎng)，中國工程師卻胸有成竹。他們的底氣來(lái)自一項開(kāi)創(chuàng )性成果——由廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院楊綠峰教授團隊研發(fā)的近海工程混凝土耐久性定量設計關(guān)鍵技術(shù)。

　　“耐久性，是困擾近海地區建房造橋的頭號難題。”團隊成員、廣西大學(xué)教授余波介紹，據相關(guān)統計，全球基礎設施每年因耐久性破壞造成損失超7000億美元，我國每年因耐久性問(wèn)題造成損失超過(guò)1000億元。

　　癥結何在?“過(guò)去，全球近海工程都沿用內陸標準，只求‘肌肉’(強度)，往往忽略‘免疫力’(耐久性)。”余波直言，在氯離子侵蝕下，缺乏耐久性設計的工程結構，遲早會(huì )“病倒”。

　　這道世界性難題，核心堵點(diǎn)在于“難以算清”——因為缺乏量化模型，耐久性始終是模糊概念，結構服役壽命無(wú)法轉化為混凝土材料的具體設計參數。

　　“一定要把近?；炷恋哪途眯耘宄?”2003年，團隊決定從量化海洋的腐蝕力入手。海洋環(huán)境復雜，大氣區、浪濺區、潮汐區、水下區，腐蝕程度天差地別。量化分析，需要海量的現場(chǎng)數據。

　　聽(tīng)說(shuō)他們要干的事，外界質(zhì)疑不少：“歐美團隊都沒(méi)干成，你們能行?”

　　質(zhì)疑聲中，團隊扎進(jìn)海邊。他們鉆芯取樣，把混凝土塊運回實(shí)驗室。按每層2毫米研磨成粉，過(guò)篩、干燥、測定氯離子含量、繪圖分析……“一次完整測試，就要四五天。”成員王璐回憶。

　　潮水漲了又落。20多年來(lái)，團隊足跡遍及全球17個(gè)國家和地區的62個(gè)自然暴露實(shí)驗站，共采集近3000組樣本，篩選出1300多組有效數據。

　　扎實(shí)的數據，消解了技術(shù)突破的阻礙。

　　第一步突破，是給環(huán)境“腐蝕力”精準打分。團隊設計出一套計算模型，把風(fēng)速、鹽度、時(shí)間等參數，變成可計算的公式。

　　由外向內，第二關(guān)是破解結構內部的腐蝕過(guò)程?？绾４髽?、巨型碼頭結構復雜，難以進(jìn)行全尺寸分析。團隊創(chuàng )新提出“耐久性控制區模型”，像搭積木一樣拆解復雜結構，集中火力分析最容易腐蝕的關(guān)鍵區域，將計算效率提升了九成以上。

　　目前，這項技術(shù)已應用于跨海大橋、海港碼頭、核電工程等重大項目中。

　　第三關(guān)，是實(shí)現工程壽命精準測算。以前，想延長(cháng)近海工程壽命，往往靠加厚保護層、提高混凝土標號等方式，成本更高，也不精準。團隊研發(fā)“三參數模型”，通過(guò)對氯離子擴散系數、保護層厚度、老化因子三個(gè)核心參數的組合計算，可精準設定建筑的設計壽命。

　　最后一關(guān)，是工程服役壽命的保障。團隊研發(fā)了混凝土結構與材料一體化設計技術(shù)，將工程結構承載力和服役壽命轉化為兼顧混凝土材料強度和耐久性的設計指標，通過(guò)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(shí)混凝土內部結構，阻擋海洋氯離子入侵。

　　“這套技術(shù)對近海工程的科學(xué)建造意義重大。”廣西交通設計集團有限公司水運設計院副院長(cháng)、正高級工程師朱衛國表示，2015年以來(lái)，該技術(shù)已成功應用于龍門(mén)、大風(fēng)江等跨海大橋以及欽州港、防城港、北海鐵山港等多個(gè)重大海港碼頭工程。

　　2024年3月，該成果獲得華夏建設科學(xué)技術(shù)獎一等獎。今年1月1日，凝結著(zhù)團隊心血的國家標準《海岸工程混凝土結構耐久性技術(shù)標準》正式頒布實(shí)施，有效解決了全球沿海國家的近海工程耐久性難題。

　　如今，這項技術(shù)已應用于斯里蘭卡、印度尼西亞、喀麥隆等國家的35個(gè)重大項目，累計節約成本約3.3億元，創(chuàng )造利潤約1.5億元，減少碳排放超100萬(wàn)噸。

　　(付瑋燁 顧醒航)