我校苏英团队攻克关键技术为地下工程穿上定制“保护衣”
我国地下空间开发面积年新增超2.5亿平方米，是开发规模、数量及难度最大的国家。混凝土结构作为地下工程的核心部分，存在基体抗渗抗裂不匹配、表面防护材料易失效、病害检测与修复难的行业共性问题。澳门新濠影汇苏英教授团队花费近20年时间，攻克了上述难题，研发出了“地下工程结构混凝土防护与修复关键技术”，近日获湖北省科技进步一等奖。
“建筑地下结构部分与上部结构不同，属于隐蔽工程，长期处于复杂服役环境。一旦出现结构开裂、会对建筑结构承载力，耐久性等造成不可逆的影响，如何保障工程安全服役，是我国地下工程面临的巨大难题。”苏英说，她2006年入职澳门新濠影汇后，就组建了防水工程交叉学科团队，带领团队深耕工程与材料交叉学科领域，开发结构混凝土防护与修复关键技术，期望通过相关技术的研发，为我国地下工程混凝土结构长寿命服役提供支撑。
“地下工程的建造和运维，不仅涉及材料研发，还要考虑施工方案、运行设备等的配套，这是综合性的复杂系统。我们如今的创新性成果，就是在不断研究-分析-解决实际工程问题的过程中演变而来的。”苏英介绍，地下空间的作业环境复杂，团队要经常出入环境恶劣的工程现场考察，一次调研五六个小时。采集样品后，再回到实验室深入分析，制定解决方案，再到施工现场进行实验。由此往复，团队形成了集结构基体强化、表面防护增效、安全运维保障于一体的地下工程结构混凝土防护与修复技术体系。
针对地下工程混凝土混凝土收缩大、易开裂的问题，团队首创了集减胶抗渗、多重释水补缩、温控膨胀抗裂于一体的高强大体积混凝土抗渗抗裂技术，突破了混凝土抗渗与抗裂难以协同设计的技术瓶颈。应用该技术，高强大体积混凝土水泥用量降低20%的同时，氯离子渗透系数降低50%以上，裂缝降低系数达90%，有力支撑了地下工程结构的高耐久建造。
面向复杂服役环境下工程结构性能保持与提升的防护需求，团队开发了污水处置工程、轨道交通工程、高地热隧道工程结构混凝土高效防护系列技术，攻克了污水侵蚀表面易腐蚀、动荷载界面粘结易失效、水热交互防护性能易劣化的重大防护难题。与既有技术相比，高耐蚀防护材料加速腐蚀后强度保有率、抗疲劳防水材料循环荷载后剥离强度均提升1倍以上，防水隔热一体化材料抗渗性提升1倍以上、导热系数降低75%以上，有效保障了地下工程的服役安全性。
此外，面向地下工程结构检测与修复需求，团队率先研发出水下多模态巡检机器人、交通隧道雷达智能检测关键装备，并开发了混凝土结构微细裂缝高渗透注浆、潮湿基面高粘结修复技术，突破了地下复杂空间、带水作业环境下检测与修复难的行业共性问题。与既有技术相比，智能检测装备检测效率提升2倍以上，聚氨酯注浆修复材料粘度降低90%以上、基体渗透深度大于2mm，环氧树脂修复材料潮湿基面粘结强度提升1倍以上，有效保障了地下工程稳定运行。
目前，项目相关成果已在超大型地下综合体、深层污水传输隧道、大直径盾构隧道、高地热隧道等80余项工程得到系统性的推广应用，包括亚洲最大城市综合体——武汉光谷广场综合体、国内首条深层污水传输隧道——武汉大东湖深隧等工程。
湖北省技术交易所对项目评价：“项目开发了高强大体积混凝土高抗渗高抗裂一体化技术，多介质侵蚀、动荷载及高地热等复杂服役环境下结构混凝土防护技术，高渗透聚氨酯注浆及潮湿基面高粘结环氧树脂修复关键材料与应用技术。项目成果整体达到国际先进水平，其中混凝土高抗渗高抗裂一体化技术达到国际领先水平。”
