2016年水利学院院级立项项目申请书(完整)

1附件1水利与土木工程学院大学生科技创新活动项目申请书项目名称：钢筋混凝土阴极保护影响因素研究申请人：陈杜锐年级专业：2013级水利水电工程联系电话：[phone]（641303）指导教师：吕艳梅申报日期：二○一五年十二月二十五日水利与土木工程学院科技创新项目评审专家委员会项目类别项目批准号创新训练项目2填写须知一、项目分类说明：1.创新训练项目是本科生个人或团队，在校内导师指导下，自主完成创新性实验方法的设计、设备和材料的准备、实验的实施、数据处理与分析、总结报告撰写等工作。每个团队一般由3-5名学生组成（不超过5人）。2.创业训练项目是本科生团队，在校内导师指导下，团队中每个学生在项目实施过程中承担一个或多个具体的角色，通过编制商业计划书、开展可行性研究、模拟企业运行、参加企业实践、撰写创业报告等工作。每个团队一般由5-8名学生组成（不超过8人）。3.创业实践项目是学生团队，在学校导师和企业导师共同指导下，采用前期创新训练项目（或创新性实验）的成果，提出一项具有市场前景的创新性产品或者服务，以此为基础开展创业实践活动。申报该类项目需额外提交企业导师合作指导协议书作为附件。每个团队一般由5-10名学生组成（不超过10人）。二、申报书请按顺序逐项填写，填写内容必须实事求是，表达明确严谨。三、填写时可以改变字体大小等，但要确保表格的样式没有被改变；需签字部分由相关人员以黑色钢笔或水笔签名；填写完后用A4纸张双面打印，不得随意涂改。四、封面信息必须与申报书内容保持一致。3一、简表项目名称钢筋混凝土阴极保护影响因素研究项目类型（√）创新训练项目（）创业训练项目（）创业实践项目项目实施时间起始时间：2015年12月完成时间：2017年12月申请人和申请团队姓名年级学号所在院系/专业联系电话E-mail负责人陈杜锐2013级201330390203水利与土木工程学院水利水电工程[e-mail]成员黄炽辉2013级201330370303水利与土木工程学院[e-mail]肖斌2014级201430360824水利与土木工程学院土木工程[e-mail]张嘉东2014级201430390325水利与土木工程学院水利水电工程[e-mail]李宏涛2014级201430360809水利与土木工程学院土木工程[e-mail]指导教师姓名吕艳梅研究方向混凝土结构设计及基本理论研究年龄37行政职务/专业技术职务副教授4教师主要成果主要奖项：1、参与完成国家混凝土规范第六批课题“混凝土结构收缩及温度应力的机理和控制研究”，通过河南省科技厅组织的科学技术成果鉴定，被评为做出了创造性成果，达到国内先进水平。2、论文《商品混凝土收缩应力实验研究》在东南大学2005年全国博士生学术论坛（土木建筑学科）中，被评为优秀论文。3、城际中心项目可行性研究报告荣获2012-2013年度广东省优秀工程咨询成果一等奖（编号：2014-1-29-04）（排名第4）。4、白云区人民医院迁建项目(一期工程)可行性研究报告荣获2012-2013年度广东省优秀工程咨询成果二等奖（编号：2014-2-16-04）（排名第4）。5、广州职业技术院校迁建（广州市交通高级技工学校）工程项目建议书荣获2012-2013年度广东省优秀工程咨询成果二等奖（编号：2012-2-17-05）（排名第5）。6、广州市花都区亚运新体育馆工程可行性研究报告（调整报告）荣获2010-2011年度广东省优秀工程咨询成果二等奖（编号：2012-2-12-08）。7、美林湖度假酒店（ABC、DE、H区）在2013年度广东省优秀工程勘察设计奖评选中获得工程设计三等奖。主要论文：1、易伟建，潘柏荣，吕艳梅.HRB500级钢筋配箍的混凝土梁受剪性能实验研究.土木工程学报，2012，45（4）：56-62（EI收录)2、易伟建，吕艳梅．高强箍筋高强混凝土梁受剪试验研究．建筑结构学报，2009，30（4）：94-101（EI收录）3、吕艳梅，易伟建．高强混凝土梁斜截面抗剪强度研究．建筑结构学报，2006，27（z1）：306-310（EI收录）4、刘立新，陈萌，吕艳梅．商品混凝土收缩变形性能研究．建筑结构学报，2006，27（z1）：58-63（EI收录)5、吕艳梅，刘立新，徐有邻．商品混凝土收缩应力试验研究．东南大学学报，2005，35(z1)：144-148（EI收录）6、YanmeiLv,WeijianYi.AStiffTestFacilityforObtainingControlledShearFailureofReinforcedConcreteBeams.KeyEngineeringMaterialsVols.400-402(2009)pp849-855（EI+CPCI收录）7、WeijianYi,YanmeiLv.ExperimentalStudyonShearFailureofHigh-StrengthConcreteBeamswithHigh-StrengthStirrups.KeyEngineeringMaterialsVols.400-402(2009)pp857-863（EI+CPCI收录）。5项目研究的基本内容钢筋混凝土结构是目前应用最为广泛的建筑结构形式，由于受到各种环境条件的物理或化学的侵蚀作用而发生破坏，导致结构不能达到预期的使用寿命。而钢筋在混凝土中发生腐蚀是导致钢筋混凝土构件失效的主要原因。通常，混凝土具有碱性，钢筋表面形成一层薄的保护性氧化膜，该氧化膜使钢筋表面钝化，有效地防止了钢筋的腐蚀，但在盐污染中，当钢筋周围的混凝土液相中的氯离子含量达到临界值，钢筋钝化膜就会局部破坏，只要造成腐蚀的其他基本条件已经具备，就会发生严重电化学腐蚀。目前对于钢筋混凝土的电化学腐蚀的防止主要有阴极保护法，阴极保护法目前有两种技术原理，一种是外加电流的阴极保护，另一种是牺牲阳极阴极保护。混凝土外加电源阴极保护法的保护系统主要由直流电源、辅助阳极、参比电极和电缆等组成。目前已开发出多种辅助阳极保护系统，主要分为分散型、埋入型、和全面覆盖型三大类；分散型包括沟槽式或镶嵌式阳极系统、电缆阳极、混合金属氧化物钛阳极；埋入型是在混凝土中钻孔，埋入活化钛丝或活化钛条阳极，再填充焦炭屑；全面覆盖型阳极系统包括纽扣阳极+导电混凝土层系统、导电涂层系统和电弧喷锌。牺牲阳极阴极保护是在被保护的金属上连接一种电位更低的金属或合金阴极电流。目前牺牲阳极系统主要包括电弧喷锌或铝-锌-铟、黏贴锌片阳极、锌网整体桩护套、浇筑的锌和铝牺牲阳极和埋入式牺牲阴极等五种，通过牺牲阳极的自我溶解和消耗，使被金属得到保护。本课题主要对外加电源阴极保护进行研究，主要方向是研究电流强度等因素对阴极保护作用效果的影响。通过研究外加电流保护试验施加阴极保护时的试验现象，揭示外加电流阴极保护条件下钢筋混凝土的腐蚀区别于自然条件下钢筋混凝土腐蚀的特点，就如何把电能的利用率及效果最大化提出合理的建议。通过研究镀膜或其他方式牺牲阳极较活泼的金属材料对钢筋混凝土的不同保护效果，进一步优化此种保护系统的设计方法，达到成本较低，寿命更长。针对保护系统中阳极材料不耐磨，不耐冲刷，易破损等缺点，将通过实验探索出在实际工程中高效率对其进行修补或替换的方法。6二、立项依据1.项目意义钢筋混凝土作为应用最为多的建筑结构材料，常常由于受到各种环境条件的物理或化学的侵蚀作用而发生破坏，导致结构不能达到预期的使用寿命。而钢筋在混凝土中发生腐蚀是导致钢筋混凝土构件失效的主要原因。其中电化学腐蚀是其最主要的形式，而目前在国外阴极保护作为能有效制止盐污染环境钢筋混凝土结构腐蚀的防腐蚀技术被广泛应用。实践证明，钢筋发生腐蚀后，用新的沙浆进行修复很难缓解钢筋的腐蚀问题,往往几年之后还要修补，直至整个结构破坏。采用阴极保护，不仅可防止腐蚀，其效果也可达到一劳永逸。该技术也是到目前为止唯一有效的混凝土钢筋防腐措施。因此进一步对阴极保护技术进行研究对钢筋混凝土的保护有重要作用。2.现状分析目前在发达国家，钢筋混凝土阴极保护的应用十分广泛，一些国家已将其作为盐污染环境中受到腐蚀破坏的钢筋混凝土结构的标准的修复方法。美国腐蚀工程师协会1990年颁布了推荐性标准NACERP0290ImpressedCurrentCathodicProtectionofReinforcingSteelinAtmosphericallyExposedConcreteStructures，2000年进行了修订。欧洲标准局2000年颁布了欧洲标准EN12696：2000CathodicProtectionofSteelinConcrete。英国的公路机构与腐蚀防护协会共同编写了CathodicProtectionforUseinReinforcedConcreteHighwayStructures(2002年颁布)，为公路结构阴极保护系统的选择和安装提供了指南。日本土木学会2001年出版了“电化学防腐蚀技术设计施工指南(草案)”。这些标准和指南为阴极保护的有效实施提供了技术保证。至2000年底，全世界超过210万m2的钢筋混凝土结构实施了阴极保护，包括桥梁、停车场、港口设施、隧道和大楼。其中在北美共计有150万m2使用阴极保护系统，1988-'1989年，在美国和加拿大州际公路上有840，000m2的混凝土安装了阴极保护系统；美国密苏里州大约有110座桥梁酶桥面板实施了强制电流阴极保护；佛罗熙达州运输部负资管理的位于2000km长海岸线的3000座桥梁上，阴极保护已经成为一种标准的修复技术。在国内，南京水利科学研究院于20世纪80年代中期率先开展了海工钢筋混凝土上部结构强制电流阴极保护试验研究，并在广东湛江港2．5万吨级码头的引桥、江苏连云港二码头钢筋混凝土上部结构、江苏盐城大丰挡潮闻上进行了工程试点。1993年对浙江北仑港lO万吨级矿石码头第一结构分段实施了强制电流阴极保护，保护面积达5000m2。中国科学院福建物质结构研究所在80年代末，开始开展钢筋混凝士结构阴极保护用导电涂层阳极的试验研究，1994年对福建炼油化工公司油码头处于海水全浸区和潮差区的钢筋沉箱群实施了强制电流阴极保护，保护面积12250mz。北京科技大学曾对渤海某码头处于潮差浪溅区的24钢筋混凝土承重梁实施了强制电流阴极保护应用研究。由于我国缺乏相关的技术规范、工程管理单位的技术管理水平跟不上、材料和仪器设备质量难以保证等因素，钢筋混凝土阴极保护技术应用较少。近年来我国随着基础工程设施耐久性要求的提高，海洋环境中钢筋混凝土结构的阴极保护受到了广泛的关注，例如杭州湾跨海大桥的南艺航道桥的主塔实施了矫加电流阴极保护，保护面积超过7000多平方米，天津港码头18个桩帽及20根预制梁上用外加电流保护，正在建设中的青岛海湾大桥通航孔桥设计时也采用外加电流阴极保护。我国一些相关部门也正在制订钢筋混凝土结构阴极保护的条文。我国在钢筋混凝土阴极保护技术研究应用方面较少，因此我国应该大力开展钢筋混凝土阴极保护技术的研究和应用。7三、实施方案1.实施办法通过设计实验，拟采用控制变量法探究电流等因素对钢筋混凝土阴极保护效果的影响。（1）前期准备：查找各种书籍以及论文等资料，研究基本的实验原理，并确定实验方法与步骤；准备实验器材，实验材料，以及实验过程中的人员物资分配。（2）实施过程：根据每人时间安排工作实施实验；每次实验后对实验进行讨论分析，找出问题与缺点，加以处理与改正，优化实验；遇到讨论不能解决的问题，以及试验中不能完成的点，积极咨询指导老师。（3）后期处理：小组对实验得出的数据及资料进行处理、分析，采用控制变量法探究电流等因素对钢筋混凝土阴极保护效果的影响；首先在组内进行讨论，得出初步结果；其次通过跟指导老师讨论交流得出最终结果，撰写报告，课题结题。2.时间安排2