風吹浪打，勝似閑庭信步 廣西科研團隊攻克近海工程混凝土耐久性難題

高溫、高濕、高鹽的近海環境，時刻給混凝土工程結構的安全與壽命帶來威脅。在斯里蘭卡首都科倫坡港口城建設現場，中國工程師卻胸有成竹。他們的底氣來自一項開創性成果——由廣西大學土木建筑工程學院楊綠峰教授團隊研發的近海工程混凝土耐久性定量設計關鍵技術。

“耐久性，是困擾近海地區建房造橋的頭號難題。”團隊成員、廣西大學教授余波介紹，據相關統計，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題造成損失超過1000億元。

視頻攝制：廣西云-廣西日報記者付瑋燁 顧醒航 實習生 周詩涵

癥結何在？“過去，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“病倒”。

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

“一定要把近海混凝土的耐久性弄清楚！”2003年，團隊決定從量化海洋的腐蝕力入手。海洋環境復雜，大氣區、浪濺區、潮汐區、水下區，腐蝕程度天差地別。量化分析，需要海量的現場數據。

聽說他們要干的事，外界質疑不少：“歐美團隊都沒干成，你們能行？”

質疑聲中，團隊扎進海邊。他們鉆芯取樣，把混凝土塊運回實驗室。按每層2毫米研磨成粉，過篩、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，團隊足跡遍及全球17個國家和地區的62個自然暴露實驗站，共采集近3000組樣本，篩選出1300多組有效數據。

扎實的數據，消解了技術突破的阻礙。

使用了近海工程混凝土耐久性定量設計關鍵技術建造的龍門大橋，在碧水藍天映襯下，更顯雄渾壯麗。廣西云-廣西日報記者 周軍 攝

第一步突破，是給環境“腐蝕力”精準打分。團隊設計出一套計算模型，把風速、鹽度、時間等參數，變成可計算的公式。

由外向內，第二關是破解結構內部的腐蝕過程。跨海大橋、巨型碼頭結構復雜，難以進行全尺寸分析。團隊創新提出“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鍵區域，將計算效率提升了九成以上。目前，這項技術已應用于跨海大橋、海港碼頭、核電工程等重大項目中。

第三關，是實現工程壽命精準測算。以前，想延長近海工程壽命，往往靠加厚保護層、提高混凝土標號等方式，成本更高，也不精準。團隊研發“三參數模型”，通過對氯離子擴散系數、保護層厚度、老化因子三個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，是工程服役壽命的保障。團隊研發了混凝土結構與材料一體化設計技術，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，密實混凝土內部結構，阻擋海洋氯離子入侵。

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

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

如今，這項技術已應用于斯里蘭卡、印度尼西亞、喀麥隆等國家的35個重大項目，累計節約成本約3.3億元，創造利潤約1.5億元，減少碳排放超100萬噸。

《廣西日報》12月29日1版版面截圖。

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