项目属土木工程领域。 大型跨海桥梁、水电大坝、海底隧道、核反应堆广泛采用混凝土结构。这些大型混凝土结构跨度大、服役周期长、工作环境恶劣，易导致结构耐久性失效和安全性不足。然而，我国大型混凝土结构存在耐久性设计不足、抗腐防锈措施有限以及监测和评估效率较低的问题，与国际上大型、重要混凝土结构设计年限100年甚至要求200年内能够安全使用的要求和实践尚有差距，亟需在技术上突破。围绕以上大型和重要混凝土结构的耐久性问题，项目组开展了大型混凝土结构耐久性强化、耐久性及安全性监测等方面的研究工作。通过技术发明和创新取得一系列突破性成果，应用于海洋或其它严酷工作环境下大型、重要混凝土结构的钢筋阻锈、防锈、混凝土耐久性防护以及耐久性监测和预警。主要技术发明创新如下： 1.发明了大型混凝土结构阻锈和防护技术。在建立荷载作用下的钢筋锈蚀理论基础上，发明了混凝土中钢筋防锈、阻锈系列技术以及提高桥墩耐久性的方法，并研发了混凝土防护材料-混凝土固化保护剂、水性混凝土密封硬化剂和水性渗透结晶型防水材料，在降低成本的同时大幅度提高了结构的耐久性。首次将压电原理应用到混凝土防氯离子侵蚀技术中，发明了新型防氯离子侵蚀水泥，显著提高了混凝土保护层对钢筋的阻锈、抗腐蚀能力。 2.发明了大型混凝土结构耐久性多点监测技术。发明了预埋式钢筋锈蚀率监测仪和混凝土碳化深度检测装置，这是多点同时监测的传感式监测装置，通过对腐蚀和碳化监测，形成关键部位钢筋锈蚀量、速率和碳化深度、速率等指标的连续实时监测，从而获得耐久性状态及其下降的关键数据，进而制定阻锈、防腐措施，延长结构的使用寿命。本项发明解决了耐久性监测设备成本高而无法实现多点监测以获取钢筋锈蚀和混凝土碳化完备信息的问题。 3.发明了大型混凝土结构传感器优化布置与连续监测技术。针对大型混凝土结构，建立了传感器布置与位置寻优指标体系，通过数值分析计算出结构位移、应力等峰值点作为监测关键部位，将传感器优先布置在上述关键部位以实现布置优化和连续监测，显著降低了成本并提高了监测效率。 4.发明了大型混凝土结构安全性监测预警新方法与技术。混凝土结构的实时监测方法和液压预警装置，既可以结构关键部位的变形、应力、加速度等物理量作为预警阈值，也可以钢筋锈蚀率和碳化深度作为预警物理量，解决了耐久性监测难以接入评估系统的难题。 本项目形成了大型混凝土结构耐久性强化与监测系列技术，取得授权发明专利17项，申请国际发明专利1项，另申请国家发明专利2项，授权实用新型专利3项；发表SCI/EI论文32/41篇，SCI他引390次，单篇SCI他引最高76次。本项目成果达到国际先进水平。上述发明成果成功应用于青岛海湾大桥、上海轨道交通2号线、4号线、13号线隧道等重大工程；混凝土保护剂、水性混凝土密封硬化剂已形成生产线批量生产。成果应用共新增利润5796.77万元。