改革開放四十多年來，中國迎來了飛速發展的歷史機遇，一系列大規模基礎設施建設尤其是超級工程拔地而起，令世界刮目相看。由于這些超級工程建設環境復雜、施工難度巨大，攻克這些難題的過程中，也促使我國建筑領域的新材料新技術實現了一個又一個突破。

2018年10月23日開通的粵港澳大橋連接了香港、澳門和珠海，全長約55公里，被業界譽為橋梁界的“珠穆朗瑪峰”。作為一座跨海大橋，海洋氣候高鹽高濕的特點，對建筑材料有著極高的要求。

桂林理工大學材料科學工程學院 劉榮進教授

海水中有很高的氯離子的含量，氯離子會對混凝土中的鋼筋有很強的銹蝕作用，這種銹蝕會導致混凝土開裂，大大縮短混凝土材料和混凝土結構的壽命。

海洋中，還有溫差、鹽霧、海浪沖磨、干濕循環等復雜環境，會進一步銹蝕脹裂破壞混凝土結構，從而降低混凝土強度，導致材料失效，造成嚴重后果。解決這一難題的關鍵在于，研發出適應海洋氣候的高抗蝕建筑材料。桂林理工大學材料科學工程學院在這一領域已經走在了前面。

桂林理工大學材料科學工程學院 趙艷榮博士

趙博士向記者展示了水泥水化產物放大5000倍的形貌圖，由這些圖片可以看出水泥腐蝕前后，它的形貌結構包括一些產物發生了哪些變化，有些什么新物相生成，哪些物相被溶解或者哪些物相消失了，由此可以判斷它的腐蝕性能的好壞。

研發高抗蝕建筑材料，一種思路就是讓水泥更加密實，再給鋼筋穿上“外衣”，從而阻止海水中氯離子和硫酸根離子的侵蝕。科研人員經過研究發現，高鐵低鈣水泥混凝土的結構強度比普通水泥混凝土高出一截。

接下來如何給鋼筋穿上“外衣”呢？這就要在鋼筋涂層上做文章了。這種特制的抗蝕粉末通過靜電涂層工藝，可以在鋼筋表面形成保護膜，從而有效阻隔海水中氯離子對鋼筋的腐蝕。如此雙管齊下，海洋建筑工程的性能和使用壽命得以大為提升。

桂林理工大學土木與建筑工程學院 陳平教授

陳教授介紹道：“海洋工程建設中，包括碼頭、橋梁、機場等，我們這種材料就會起到特殊的用途，現在我們這個材料已經應用到大藤峽水電站，還有廣西防城港核電站等，下一步我們還要用到北海的跨海大橋，我們研發的這個海工材料將會大大助力我們國家的經濟發展、海洋經濟的發展。”

在建筑領域，除了找尋研發高抗蝕性材料，及時探尋發現腐蝕疲勞隱患，也是一個重要課題。2019年10月1日，臺灣宜蘭南方澳跨海大橋發生坍塌事故，導致三艘漁船被壓垮，6人重傷，4人輕傷，5人失聯。事后調查發現，大橋坍塌是因橋梁拉索被腐蝕產生疲勞斷裂所導致。橋梁拉索是拱橋、懸索橋等索承結構的關鍵傳力構件，是橋梁的生命線，其耐久性與可靠性直接關系到橋梁的安全運行與使用壽命。

廣西漢西鳴科技有限責任公司 黃家柱副總經理

黃經理向記者展示了傳統的壓力環傳感器，它是目前常用在橋梁拉索上面監測索力的一種傳感器，在惡劣的使用環境和惡劣的天氣下，對它的長期監測影響很大。

傳統的拉索受力監測方法由于外掛傳感器本身存在各種不足，很難組成在線監測系統進行可靠監測。為保險起見，很多橋梁的拉索會在使用壽命時限前被提早更換，這不僅造成資源浪費，也增加了橋梁的管護成本。

那么，如何才能科學有效地監測橋梁拉索的狀態呢？來自桂林理工大學的科研團隊苦心研究，終于找到了創新升級的方向。

桂林理工大學土木與建筑工程學院 覃荷瑛教授

覃教授介紹道：“傳感光纖是由兩部分組成，一個是光纖，還有一個是光纖上面的光柵。光纖特別能夠抗拉力，很強的拉力它都拉不斷的。我們就把這個光纖嵌到橋梁拉索中去，能夠解決我們現在遇到的最大難題。”

此外，光纖光柵傳感器還有抗電磁干擾、耐腐蝕、化學性能穩定、傳輸及熔接損耗小、體積小、重量輕、傳輸容量大、電絕緣性能好等優點，把刻有傳感光柵的光纖和鋼絞線的中心絲進行耦合，這樣的鋼絞線就可以制成自感知的橋梁智慧拉索，其內部的光纖光柵通過光傳輸數據，實現受力和傳感一體化，精準監測拉索內部受力狀態。可以說是，四兩撥千斤。

經過半年的攻堅克難，桂林理工大學的科研團隊終于可以讓光纖光柵跟蹤監測到鋼絞線臨近屈服甚至斷裂的時刻，這個技術在國內也是首次能夠做到這一點。

桂林理工大學土木與建筑工程學院 劉豐榮研究生

劉豐榮研究生介紹了他們研發的智慧拉索，它是通過光信號采集數據，然后通過現場布置的采集儀，將現場的光信號傳輸到云端數據庫，之后技術人員在客戶數據段進行分析，然后再展現給業主和管理部門，他們就可以一目了然地了解橋梁的安全情況。我們也可以隨時隨通過手機端、電腦端對橋梁的狀態進行查詢。

橋梁智慧拉索

橋梁智慧拉索就是在傳統構件中植入高科技光纖，升級為自感知元件，實現受力和傳感一體化，再通過數據采集、無線傳輸、智能診斷系統，可對橋梁拉鎖工作狀態實現實時跟蹤，科學決策，延長使用壽命。這個技術也讓廣西在錨具、拉索行業擁有領先地位。