这种想法在对电化学修复技术的研究中 ， 让他体会深刻 。 电化学修复技术能够将已侵入混凝土的氯离子祛除 ， 因其经济无损的特点 ， 被广泛应用至已建成的钢筋混凝土结构基础设施建筑的修复和维护 。 然而 ， 针对实际工程中受不同污染程度、不同结构组成的混凝土构件进行电化学处理时 ， 采用什么样的电化学修复参数为最佳 ， 能够得到怎样的修复效果 ， 长期以来学界和行业对于这些问题的控制一直停留在试验试错阶段 。 这些工作不但费时费力 ， 更大的问题在于不能及时消除电化学过程可能诱发的种种不利影响 ， 从而制约了该项技术在工程中的应用和推广 。
图为电化学修复全过程数值预测 。
为了改变这一现状 ， 刘清风及其团队在国家自然科学基金的资助下 ， 在前辈学者的成果基础上 ， 借助项目前期在混凝土多离子传输机制方面所做的理论突破 ， 深入阐释了钢筋混凝土电化学除氯修复机理 ， 实现了涵盖混凝土锈胀开裂—除氯沉积—裂缝修复的全过程数值预测 ， 并全面分析了电流大小、通电时间、环境温度、阳极溶液浓度、阴极钢筋排列方案等众多要素对除氯效率的影响 ， 开发了电化学修复效果预测软件 ， 使人们能够科学而又方便地明确对于不同工况下的混凝土构件所应采用的电化学修复参数 。 避免因电化学技术指标控制不当所造成的低效、浪费和对混凝土带来的损伤 ， 真正发挥了该技术的经济价值 。
开花
不经一番寒彻骨 ， 怎得梅花扑鼻香 。 经过多年研究 ， 刘清风带领着他的团队在《基于多离子传输机制的混凝土耐久性能劣化与修复机理》的项目研究中填补了多项行业空白 ， 包括在国际上首次提出了基于严格微观电化学定律的混凝土中多离子传输理论 ， 从几何、物理、化学等多个层面拓展了混凝土数值表征维度 。 并在此基础上探明了钢筋混凝土电化学除氯机理并实现全过程预测 ， 提出了能同时预防钢筋锈蚀和碱骨料损伤两种病害的电化学修复改进方法；同时 ， 还实现了氯离子侵蚀与多种典型耐久性劣化过程耦合的数学物理表述 ， 提出较高精度的耐久性预测方法等一系列突破性成果 。
这些成果为正确认识、预测混凝土耐久劣化过程 ， 以及无损、有效的电化学除氯修复方法的实现铺平了道路 。 项目成果在发表于建材、结构、海工、环境、计算材料、物理化学等领域的国内外权威刊物的同时 ， 也得到国内外众多知名专家和研究团队的认可、跟进与大篇幅报道 。 相关结论还纳入了多项国内外标准规范 ， 对行业相关领域的发展起到了积极的推动作用 。
图为复杂环境下的耐久性劣化机理（氯盐和碳化共同作用） 。
刘清风说 ， 项目团队在这一领域此前的工作主要是围绕普通混凝土展开的 ， 而近年来各种新型、绿色、高性能混凝土已开始涌现并投入工程应用 ， 它们的耐久性劣化机理相比普通混凝土会有不同程度的区别 。 接下来 ， 团队将会围绕各类再生骨料、矿物掺料、纳米材料、工业废料等对混凝土的改性机理 ， 深入研究不同材料组成下相应的耐久性能特征预测方法 ， 为准确评估混凝土结构的长期性能和服役寿命提供更好的保障 。
中国建筑材料联合会·中国硅酸盐学会
建筑材料科学技术奖获奖项目系列报道
中国建材报记者： 张亚楠 刘 璇
责编：刘璇 张文斋
校对：张健
【中国航天|让混凝土的使用更加安全耐久】监审：张亚楠
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