外加电流作用下CFRP/海砂混凝土界面性能劣化机理和定量预测模型的多尺度研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51778370
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    62.0万
  • 负责人：
    朱继华
  • 依托单位：
    深圳大学
  • 学科分类：
    E0806.工程建造与服役
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Impressed Current Cathodic Protection - Structural Strengthening (ICCP-SS) retrofitting technique is newly proposed for reinforced concrete (RC) structures. It can not only impede the further corrosion of the re-bars due to the harmful ions such as chloride and sulfate ions contained in the sea-sand concrete, but also recover or improve the structural loading capacity. The development of ICCP-SS technique is important for the safe and full utilization of sea-sand concrete, which has promising application prospect and important social significance. In the ICCP-SS system, CFRP/adhesive material/concrete interfaces is important for load transfer, and meanwhile it is also the location for anodic reactions. Its degradation mechanism is rather complicated; the most unfavorable interface might be changed due to the long-term anodic reaction. Therefore, this project proposes to investigate the static and fatigue behaviors of CFRP/adhesive material/concrete interfaces subjected to the coupling effects of chloride erosion and ICCP from the micro-structural to macro-structural levels. Both experimental program and numerical simulations at different scales will be conducted and integrated to reveal the deterioration mechanism, build up the mathematical model, and finally propose the constitutive relation and quantitative prediction model for the CFRP/adhesive material/concrete interfaces.
阴极保护-结构增强（ICCP-SS）复合修复技术是一种新型钢筋混凝土结构耐久性保障方法，不仅可以抑制混凝土内部有害元素（如海砂混凝土中的氯离子和硫酸根离子等）对钢筋的持续腐蚀，同时可以恢复或提高结构承载力。该方法的研究与推广有望实现海砂混凝土安全可靠的资源化应用，具有重要的应用前景和社会意义。在ICCP-SS结构体系中，CFRP/胶凝材料/混凝土界面不仅起到传递荷载的重要作用，而且是阳极反应进行的相界区，其劣化机理更为复杂；极化反应的持续进行甚至会导致界面破坏模式的改变。因此，本项目基于前期研究成果，拟从微观、细观、宏观三个层面深入研究ICCP-SS体系中CFRP/胶凝材料/混凝土界面在氯盐侵蚀和外加电流耦合作用下的静力和疲劳性能；拟结合多尺度实验研究和数值模拟，揭示界面劣化机理，建立数理模型，最终提出界面性能演变规律和定量预测模型。

结项摘要

保护-结构增强（ICCP-SS）复合修复技术是一种新型钢筋混凝土结构耐久性保障方法 ，不仅可以抑制混凝土内部有害元素（如海砂混凝土中的氯离子和硫酸根离子等）对钢筋的持 续腐蚀，同时可以恢复或提高结构承载力。该方法的研究与推广有望实现海砂混凝土安全可靠 的资源化应用，具有重要的应用前景和社会意义。在ICCP-SS结构体系中，CFRP/胶凝材料/混 凝土界面不仅起到传递荷载的重要作用，而且是阳极反应进行的相界区，其劣化机理更为复杂 ；极化反应的持续进行甚至会导致界面破坏模式的改变。本项目基于前期研究成果，从微观、细观、宏观三个层面深入研究ICCP-SS体系中CFRP/胶凝材料/混凝土界面在氯盐侵蚀 和外加电流耦合作用下的静力和疲劳性能；结合多尺度实验研究和数值模拟，揭示界面劣化机理，建立数理模型。项目发表学术论文37篇，其中SCI 期刊论文 33 篇；授权中国发明专利8项，美国发明专利1项，出版学术专著一部，培养博士研究生2人，硕士研究生8人。

项目成果

期刊论文数量（37）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（9）
专利数量（9）
Atomistic simulation study of the grain-size effect on hydrogen embrittlement of nanograined Fe
纳米晶Fe氢脆晶粒尺寸效应的原子模拟研究
  • DOI：
    10.1016/j.ijhydene.2019.11.131
  • 发表时间：
    2020-01
  • 期刊：
    International Journal of Hydrogen Energy
  • 影响因子：
    7.2
  • 作者：
    Zhou Xiao-Ye;Yang Xu-Sheng;Zhu Ji-Hua;Xing Feng
  • 通讯作者：
    Xing Feng
Investigation of the effectiveness of graphene/polyvinyl alcohol on the mechanical and electrical properties of cement composites
石墨烯/聚乙烯醇对水泥复合材料机械和电性能影响的研究
  • DOI：
    10.1617/s11527-020-01508-6
  • 发表时间：
    2020-06
  • 期刊：
    Materials and Structures
  • 影响因子：
    3.8
  • 作者：
    Pei Chun;Ueda Tamon;Zhu Jihua
  • 通讯作者：
    Zhu Jihua
Anodic and Mechanical Behavior of Carbon Fiber Reinforced Polymer as a Dual-Functional Material in Chloride-Contaminated Concrete
碳纤维增强聚合物作为双功能材料在氯化物污染混凝土中的阳极和机械行为
  • DOI：
    10.3390/ma13010222
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Materials
  • 影响因子：
    3.4
  • 作者：
    Wei Liangliang;Zhu Ji-Hua;Dong Zhijun;Liu Jun;Liu Wei;Su Meini;Xing Feng
  • 通讯作者：
    Xing Feng
Experimental study on interface bonding fatigue behavior of C-FRCM composites in ICCP
ICCP中C-FRCM复合材料界面结合疲劳行为实验研究
  • DOI：
    10.1016/j.conbuildmat.2020.119660
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Construction and Building Materials
  • 影响因子：
    7.4
  • 作者：
    Feng Ran;Zhang Jingzhou;Zhu Ji-Hua;Xing Feng
  • 通讯作者：
    Xing Feng
A method for evaluating the bond behavior and anchorage length of embedded carbon yarn in the cementitious matrix
一种评估水泥基体中嵌入碳纱的粘结行为和锚固长度的方法
  • DOI：
    10.1016/j.conbuildmat.2020.119067
  • 发表时间：
    2020-09
  • 期刊：
    Construction and Building Materials
  • 影响因子：
    7.4
  • 作者：
    Zhu Miaochang;Zhu Ji-Hua;Ueda Tamon;Su Meini;Xing Feng
  • 通讯作者：
    Xing Feng

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其他文献

冷弯薄壁钢类椭圆截面轴压构件设计方法
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    朱继华;辛佩龙;许颖
  • 通讯作者：
    许颖
以产妇人群为基础的免疫预防乙型肝炎病毒母婴传播的现实世界效果.
  • DOI：
    10.3760/cma.j.issn.1007-9408.2019.08.011
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
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  • 影响因子：
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  • 作者：
    娄海琴;朱继华;王志红;葛晓云;潘明洁;许碧云;胡娅莉;周乙华
  • 通讯作者：
    周乙华
冷弯薄壁钢类椭圆截面轴压构件设计方法研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    哈尔滨工业大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    朱继华
  • 通讯作者：
    朱继华
铝合金槽型与加劲槽型截面轴心受压构件数值模拟及设计方法研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2010
  • 期刊：
    建筑结构学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    朱继华;王平;刘铁军
  • 通讯作者：
    刘铁军
A Dual-Functional Intervention Method for Sea-Sand Concrete Structure
海砂混凝土结构的双重功能干预方法
  • DOI：
    10.14359/51711253
  • 发表时间：
    2018-09
  • 期刊：
    International Concrete Abstracts Portal
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    朱继华;邢锋;Wang Z;Li W;Liang H;Zeng Z;Su M;Li D
  • 通讯作者：
    Li D

其他文献

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朱继华的其他基金

基于CFRP电化学特性的新型海砂混凝土耐久性保障策略研究
  • 批准号：
    51478269
  • 批准年份：
    2014
  • 资助金额：
    80.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目
铝合金加固钢筋混凝土结构在滨海腐蚀环境下的性能研究
  • 批准号：
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    2010
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  • 项目类别：
    面上项目
铝合金挤压构件破坏机理与设计方法研究
  • 批准号：
    50808126
  • 批准年份：
    2008
  • 资助金额：
    20.0 万元
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    青年科学基金项目

相似国自然基金

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  • 项目类别：
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相似海外基金

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  • 财政年份：
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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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