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　　各相关单位：

　　根据青岛市科学技术奖励委员会办公室《关于开展 2018 年度青岛市科学技 术奖励推荐工作的通知》（青科奖字〔2018〕2 号）的要求，对我校拟申报的奖励 项目《基于多场耦合机制全时域监测混凝土材料性能及传感封装提升研究》进行 公示（详情见附件），公示期为 2018 年 7 月 23 日至 7 月 29 日。在公示期内，任 何单位和个人对公示的项目有异议者，可以书面形式向科技发展处（电话：053286080431，传真：0532-86080431，联系地址：山东省青岛市城阳区长城路 700 号 青岛农业大学科技处）提出。提出异议须申明理由和事实依据，单位提出的异议， 须在异议材料上加盖本单位公章，并注明联系人工作单位、通讯地址和联系电话； 个人提出的异议，须在异议材料上签署真实姓名，并写明本人工作单位、通讯地 址和联系电话。过期或不按要求提出的异议，不予受理。
 

　　青岛市科学技术奖项目公示内容提纲

自然科学奖

　　一、项目名称

　　基于多场耦合机制全时域监测混凝土材料性能及传感封装提升研究

　　二、推荐单位（专家）意见

　　该项目围绕结构混凝土材料早期固化率、强度预测及服役期健康状况研究领域亟待解决 的全时域监测与传感封装提升问题展开原创性研究，基于电磁波耦合参数无损智慧感知混凝 土材料早期水固比时变规律，并建立其强度、模量的预测模型；基于电场耦合参数智慧感知 功能混凝土力学行为，并分别通过纳米功能修饰及交叉指形电极工艺有效提升其传感效能； 结合聚合物反应成膜及纤维桥联机制、表面反应性防水剂来实现功能混凝土基传感器件封装 材料的抗渗防水及抗裂增韧效能，进而为混凝土施工及服役阶段宏/微观结构损伤劣化的全 时域智慧监测提供重要保障。显然，本项目在多场耦合机制全时域监测混凝土材料性能及传 感封装提升领域有新的发展和科学突破，提升了混凝土材料及结构健康监测学科价值，得到 了国内外自然科学界认可。 经审核，所有材料符合要求，特此推荐该项目申报 2018 年度青岛市科学技术奖自然科学奖。

　　三、项目简介

　　本项目属于混凝土材料与结构健康监测学科交叉领域。处于国家“一带一路”、“半岛蓝 色经济”和“西部大开发”等关键节点的重大基础设施长效健康运营直接关系着人们的生命 财产安全与国家战略成功推进。对相应混凝土结构施工阶段与服役阶段健康状况进行全时域 的智慧监测，并提供及时修复和损伤预警功能具有重大科学意义。在国家自然科学基金委、 山东省自然科学基金委及青岛市科技局项目的长期资助下，围绕着混凝土材料早期及服役期 健康状况实时监测与传感封装提升的关键科学问题，近些年来我们在多场耦合参数实现混凝 土材料全时域智慧监测、功能混凝土传感性能优化提升、封装材料抗渗防水及本征韧性保障 等系统研究，取得了以下原创性成果：

　　（1）首次将微波近场技术应用于混凝土材料，建立了微波近场法实时检测早期混凝土 固化状态，找出了电磁波物理场参数（近场波段、电导率和导纳率）与早期混凝土水胶比、 弹性模量和抗压强度内在关系，建立了简单而准确的强度、模量预测相关模型。

　　（2）首次组合温和 fenton 氧化剂/紫外光（uv）照射共价修饰工艺实现纳米材料（cnt） 长径比降低率、表面电子结构破坏率及在水中分散性三者综合平衡效果，提升相应纳米功能 修饰功能混凝土的力-电耦合传感效能，实现通过外在电场参数（电阻率、电导率、阻抗等） 来智慧感知混凝土宏微观结构损伤劣化；对采用了交叉指形电极的压电功能混凝土（icpcm） 进行了静力、模态、谐响应及瞬态动力仿真分析，提升了其 icpcm 正交异性特性和压电传 感性能。

　　（3）首次同步引入韧性纤维、水性树脂来调控合成纤维树脂砂浆基封装材料，结合聚 合物反应成膜及纤维桥联机制分析该封装材料的抗渗防水及抗裂增韧等本征封装效果；在功 能混凝土表面浸渍反应性防水剂，通过湿润角及交流阻抗、nyquist 阻抗谱等电学特征参数 系统表征功能混凝土封装膜的抗渗防水效能。 项目成果有效促进了混凝土材料与结构健康监测的学科领域发展，在 smart materials & structures 、 construction building materials 、 international journal of electronics and communications (aeu)等业内顶级期刊发表 sci收录论文 10 余篇，申请国家发明专利 8 项，获得国内外同行认可。

　　四、代表性论文专著目录

　　论文 1. piezoresistive properties of cement composites reinforced by functionalized carbon nanotubes using photo-assisted fenton. smart materials and structures.2017-2.（if= 2.963， jcr 一区）完成人：罗健林、钟国麟、李秋义等

　　论文 2. bonding and toughness properties of pva fibre reinforced aqueous epoxy resin cement repair mortar. construction and building materials. 2013-12.（if= 3.485， jcr 一区） 完成人： 罗健林、李秋义、高嵩等

　　论文 3. comprehensive performances of carbon nanotube reinforced foam concrete with ethyl silicate impregnation. construction and building materials. 2017-1.（if= 3.485，jcr 一区） 完 成人：罗健林、李秋义等

　　论文 4. broadband artistic antenna array composed of circularly-polarized wang-shaped patch elements. international journal of electronics and communications (aeu). 2017-2.（if= 2.115， jcr 二区） 完成人：钟国麟等

　　论文 5. strength correlation and prediction of engineered cementitious composites with microwave properties. applied science. 2017-1.（if=1.679，jcr 三区） 完成人：钟国麟、罗 健林等

　　论文 6. numerical analysis and optimization on piezoelectric properties of 0–3 type piezoelectric cement-based materials with interdigitated electrodes. applied science. 2017-3. （if=1.679，jcr 三区） 完成人：罗健林、钟国麟、李秋义等

　　论文 7. dielectric characterization of chinese standard concrete for compressive strength evaluation. applied science. 2017-2.（if=1.679，jcr 三区）完成人：钟国麟等

　　​​​​​​​论文 8. correlation between microwave properties and compressive strength of engineered cementitious mortar. microwave and optical technology letters. 2016-11.（if= 0.948， jcr 四 区）完成人：钟国麟等

　　五、主要完成人情况

　　1.姓名：罗健林，排序：1/4，职称：副教授，工作单位：青岛理工大学

　　主要学术贡献：

　　对创新点 1-3 均有贡献，负责混凝土材料制备工艺，功能混凝土机械-电场耦合传感性 能优化提升与封装材料防水及本征韧性保障工艺研究，完成学术论文撰写与专利申报工作。

　　其中对创新点 1 贡献是：指导用于微波近场检测的混凝土材料成型工艺，支撑材料为： 附件[论文 5]；对创新点 2 贡献是：组合温和 fenton/uv 共价修饰工艺有效达到 cnt 长径比 降低率、表面电子结构破坏率及在水性体系分散性三者综合平衡效果，并分析纳米功能修饰 功能混凝土的力-电耦合感知机理，实现通过外在电场参数（电阻率、电导率、阻抗等）来实 时感知功能混凝土宏微观结构损伤劣化；结合有限元软件对交叉指形电极的压电功能混凝土 （icpcm）进行了静力、模态、谐响应及瞬态动力系统分析，以提升其 icpcm 正交异性特 性和压电传感性能，支撑材料为：附件[论文 1、6]；对创新点 3 贡献是：结合正交实验工艺， 合成 pva 韧性纤维、水性环氧树脂同步改性的纤维树脂砂浆基封装材料，分析该封装材料 的抗渗防水及抗裂增韧等本征封装参数；在功能混凝土表面浸渍反应性防水剂，通过湿润角 及电学参数（阻抗、阻抗谱等）系统表征功能混凝土封装膜的抗渗防水能力，支撑材料为： 附件[论文 2、3]。

　　2.姓名：钟国麟，排名：2/4，职称：教授，工作单位：青岛理工大学

　　主要学术贡献： 对创新点 1-2 有贡献，完成电磁波近场参数确定早期混凝土水胶比、强度、弹性模量内在关系，并建立了简单而准确的混凝土早期强度、模量预测相关模型，协助完成功能混凝土 力电传感效能提升机理分析相关研究，合作完成相关学术论文撰写工作。

　　其中对创新点 1 的贡献是：结合电场、电磁波场多场参数来无损智慧感知混凝土材料早 期水胶比、强度、弹性模量实时状态，并建立了简单而准确的早期强度、模量预测相关模型， 实现混凝土材料施工阶段早期损伤诊断，支撑材料为：附件[论文 4-5、论文 7-8]；对创新点 2 的贡献是：协助完成功能混凝土力电耦合传感机理分析工作，协助完成交叉指形电极的压 电功能混凝土的压电传感机理分析工作，支撑材料为：附件[论文 1、6]。

　　3.姓名：李秋义，排名：3/4，职称：教授，工作单位：青岛农业大学

　　主要学术贡献： 对创新点 2-3 均有贡献，协助指导纳米共价修饰功能混凝土制备工艺及压电功能混凝土 性能优化模型，合作开展纤维树脂砂浆基封装材料冲击韧性测试工艺，开展反应性防水剂在 功能混凝土表面反应成膜机理的研究，合作完成学术论文撰写与专利申报工作。

　　其中对创新点 2 的贡献是：指导纳米共价修饰功能混凝土制备工艺，指导交叉指形电极 的压电功能混凝土性能优化方法，支撑材料为：附件[论文 1、6]；对创新点 3 的贡献是：合 作开展纤维树脂砂浆基封装材料冲击韧性测试工艺，合作分析在功能混凝土表面浸渍反应性 抗渗防水能力，支撑材料为：附件[论文 2、3]。

　　4.姓名：高嵩，排名：4/4，职称：副教授，工作单位：青岛理工大学

　　主要学术贡献： 合作开展纤维树脂砂浆基封装材料粘结强度测试装置的研究，对创新点 3 有贡献。

　　其中对创新点 3 的贡献是：协助开发了纤维树脂砂浆基封装材料粘结强度测试装置，支 撑材料为：附件[论文 2]。

　　六、完成人合作关系说明。

　　​​​​​​​完成人罗健林、钟国麟、高嵩均为青岛理工大学教师，第二完成人钟国麟教授自 2015 年来青岛理工大学工作后，与第一完成人合作开展混凝土材料制备及其微波监测研究，是多 篇学术论文的共同作者，具体见附件。第三完成人李秋义教授是第一完成人罗健林的博士后 合作导师，第四完成人高嵩的博士阶段指导导师，2018 年调至青岛农业大学，是本项目研 究团队的核心成员，项目组在研究时各有侧重、相互合作，是多篇学术论文和国家专利的共 同作者。