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人工智能驱动可持续混凝土：方法、机遇、挑战

人工智能驱动可持续混凝土：方法、机遇、挑战

摘要：人工智能(AI)技术为可持续混凝土研发开辟了新途径，能够在保障材料性能的同时，有效平衡成本、碳足迹和能耗等可持续性指标。本文系统回顾了面向可持续混凝土的AI 技术，重点讨论了其可解释性和可信赖性提升方法。首先，总结了传统AI 与先进AI 方法在提升混凝土可持续性方面的应用现状；随后，分析了数据“质”与“量”、预测可靠性、多目标优化设计以及更广泛的社会性考量等当前面临的关键挑战；同时探讨了将AI 与机理模型、全生命周期评估模型及信息物理系统相结合，以实现自动化与自适应混凝土生产的潜在路径；最后，提出了未来的研究方向，并规划了基于AI 的可持续混凝土基础设施发展路径。旨在启发研究人员与工程师利用AI 技术，共同推动绿色建筑环境的构建。
建筑 2026年08月18日
当代建筑与科学技术

当代建筑与科学技术

摘要：建筑与科学技术的发展是相互平行的. 现代建筑理论表达出对科学和工业革命将为人类生活作出贡献的绝对信心. 各个时代的建筑师都在探索未来的建筑形式, 科学技术革命不会直接影响建筑的发展, 其间需要一个转化的过程. 现代科学技术塑造了现代建筑的形式及理论, 科学技术的发展直接或间接地参与了新建筑的生成.本文论述建筑学与数学、混沌理论、拓扑学、复杂性理论以及生态学的关系, 同时也论述建筑与技术、高技术建筑、建筑与数字化以及材料科学的关系.
建筑 2024年08月28日
聚羧酸减水剂的研究与应用综述

聚羧酸减水剂的研究与应用综述

摘要：作为土木工程的核心材料，水泥混凝土的性能提升与低碳化转型发展对减水剂技术提出更高的要求。减水剂的发展共经历了三代革新，以聚羧酸减水剂为代表的第三代减水剂凭借高减水、低掺量、绿色环保和灵活的分子设计特性，成为当前研究焦点。然而，聚羧酸减水剂在研究与应用的过程中，仍然面临多重挑战：减水机理涉及静电吸附与排斥、空间位阻、水化膜润滑和引气隔离“滚珠”等多重理论的协同作用，现有理论难以统一解释聚羧酸减水剂的宏观表现；复杂的工况对减水剂的抗泥性和坍落度保持能力（简称保坍性）提出更高要求，传统分子设计难以满足多样化需求；受水泥矿物组成、含碱量、石膏类型等因素影响，减水剂适配性差异显著，亟需系统性解决方案。本文系统梳理了聚羧酸减水剂从分子设计到工程应用的研究进展：减水剂的发展历程，分散、保坍、抗泥作用机理，与水泥相容性的影响因素，合成工艺、分类与评价方法，以及未来重点发展方向。本文以期为聚羧酸减水剂性能优化、绿色化发展提供重要思路。
建筑 2026年09月23日
混凝土-钢筋界面锈蚀层分布模型及混凝土锈胀开裂时间研究综述

混凝土-钢筋界面锈蚀层分布模型及混凝土锈胀开裂时间研究综述

摘要：钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的核心因素，其通过引发保护层开裂、钢筋截面缩减及粘结强度退化，显著降低结构安全性与使用寿命。本文系统综述了钢筋-混凝土界面锈层分布模型及混凝土锈胀开裂时间预测的研究进展。研究表明: 实际工程中锈层呈非均匀分布，其形态对开裂行为的影响显著; 现有预测模型中，非均匀分布模型与数值模型更接近工程实际，但需进一步结合多物理场机理与长期实测数据优化。最后提出未来应重点发展多峰非对称锈层模型、完善非均匀锈蚀解析方法，为钢筋混凝土结构耐久性设计提供理论参考。
建筑 2026年09月20日
超硫酸盐水泥混凝土耐久性研究进展

超硫酸盐水泥混凝土耐久性研究进展

摘要：超硫酸盐水泥（SSC）是由矿渣、硫酸盐以及碱性组分制备而成的一种绿色低碳胶凝材料。SSC的主要水化产物为C-（A）-S-H和钙矾石（AFt），其后期强度可达普通硅酸盐水泥的强度等级，还具有低水化热、抗硫酸盐侵蚀性能优异等优点。然而，SSC仍存在早期强度低、抗碳化性能不足等缺陷。针对上述问题，当前研究需进一步深入探究SSC组成设计与耐久性的关联性。本文系统综述了近20年来SSC在材料组成设计、抗渗性、抗化学侵蚀性及其他耐久性能方面的研究进展，通过深入分析其耐久性作用机理，揭示了其在耐久性能方面的优势与局限性。最后，对SSC研究和应用所面临的问题进行讨论与展望，为SSC的后续研究与应用提供建议。
建筑 2026年09月14日
面向韧性提升的玻璃纤维混凝土智能配比及性能研究

面向韧性提升的玻璃纤维混凝土智能配比及性能研究

摘要：使用纤维对水泥基材料进行增韧是改善水泥基材料脆性的重要方式。玻璃纤维是常用的纤维之一，其低廉的价格驱动研发高韧性玻璃纤维混凝土，以达到工程使用中降本增效的目的。然而，已有的研究中玻璃纤维对混凝土的增韧效果并不理想。本工作基于机器学习方法设计了适用于玻璃纤维的基体配合比，并针对不同的纤维掺量、纤维形态、配置方向和不同的基体设计了多组直接拉伸试验，通过直接拉伸试验的应力应变曲线、数字图像相关技术观测和微观电镜扫描观测，探究玻璃纤维对混凝土的增韧作用，并设计、配制出了极限拉伸应力达12.5MPa、极限拉伸应变达9681με且同时具备高强度与高拉应变的高韧性玻璃纤维网混凝土。
建筑 2026年09月08日
聚甲醛纤维对高性能混凝土性能提升的研究进展

聚甲醛纤维对高性能混凝土性能提升的研究进展

摘要：聚甲醛（POM）具有较高的结晶度，是工程领域的一种高分子材料。近年来，该材料以环保和卓越的力学性能在高性能混凝土（HPC）领域的应用逐渐增多。但关于POM纤维增强HPC的综合性研究相对匮乏。本文对该领域的最新研究成果进行了汇总，探讨POM纤维如何影响混凝土的力学性能、耐久性和微观结构。在力学性能方面，POM纤维通过桥接裂纹和能量耗散机制，显著提升混凝土的抗压、抗弯和劈裂抗拉强度，尤其在高应变率下断裂韧性提升显著，过量纤维因界面缺陷而导致性能下降。在耐久性能方面，适量掺加POM纤维可改善混凝土耐久性，降低干燥收缩率，提高耐磨性，增强抗冻融循环能力，提高抗氯离子渗透性；高温性能方面，POM纤维在200～400℃时熔融形成孔隙通道，缓解蒸汽压力，但400℃以上纤维消失导致强度加速退化；在微观性能方面，POM纤维与基体形成致密界面，通过化学键合和摩擦作用增强界面结合力。同时，介绍了混掺纤维的性能并列出了与其相关的数学模型，对POM纤维混凝土未来的研究发展方向进行了展望。
建筑 2026年09月04日
微生物矿化技术赋能生物混凝土：固碳矿化机制与多维调控

微生物矿化技术赋能生物混凝土：固碳矿化机制与多维调控

摘要：生物混凝土是一种基于微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术的新型建筑材料，其通过微生物固碳矿化反应(如尿素水解与CO2 直接矿化协同路径) 主动调控材料性能，在绿色低碳建材领域具有广阔前景。本文深入分析了MICP的固碳-矿化机制，通过对比生物混凝土的研究方法和评价技术，系统评述了生物混凝土的制备方法及微生物载体材料(多孔陶瓷、水凝胶等) 的设计策略。通过整合传统表征手段与数据可视化等创新方法，总结了涵盖材料-结构-环境效应的多维度评价方法。此外，聚焦碳中和目标，总结了固碳功能菌种的优选及其效能量化方法，并最终从微生物菌种筛选、载体的性能优化、“固碳+固废”双角度以及评价方法这4 个方面展望了生物混凝土的未来发展方向，为低碳建筑材料的创新研发提供参考。
建筑 2026年09月01日
混凝土抗氯离子渗透性能测试方法研究进展

混凝土抗氯离子渗透性能测试方法研究进展

摘要：氯盐环境下氯离子能够渗入混凝土内部, 破坏钢筋的钝化膜, 引发钢筋锈蚀, 扩散是氯离子在混凝土中主要的传输方式, 氯离子扩散系数是常用测试及表征混凝土耐久性的重要指标。从测试时间、适用强度等级范围、测试精度及适用场景等方面分析对比了国内外有关混凝土氯离子扩散系数测试方法, 并建立了相关测试方法之间的关联性, 为准确反映混凝土抗氯离子渗透性能提供指导。结果表明, 自然扩散法测试结果可信度高, 适用于基于Fick 第二定律扩散模型进行寿命预测, 常用于重要工程的耐久性评估; ASTM C1202 法和NEL 法的试验时间短且测试结果可区分度较高, 常用于混凝土的配合比筛选和质量验收; RCM 法测试结果与自然暴露条件下的测试结果较为吻合; ACMT 法得到的氯离子稳态扩散系数能更好地反映氯离子在混凝土中的长期扩散性能, 适用于寿命预测和耐久性设计; Permit 法由于实验设备小巧轻便, 操作简便且对结构破坏小, 适用于现场无损检测。
建筑 2026年08月31日
玄武岩纤维的原料特性和多元化应用研究进展

玄武岩纤维的原料特性和多元化应用研究进展

摘要：通过对玄武岩纤维从基础研究到产业化应用进展的论述，提出了玄武岩矿石分级利用的新路径，阐述了玄武岩矿石熔融与熔体成纤过程中的相变机制，明确了熔融温度、冷却速率等关键参数对纤维结构和性能的影响规律，探讨了多组分浸润剂对纤维力学性能的作用机理。开展分级利用生产原料，优化生产工艺，突破多品种纤维浸润剂等核心技术研究，是提升玄武岩纤维性能、拓展其应用领域的有效手段。
建筑 2026年08月27日