城市光伏建筑产业化发展研究

摘要:光伏建筑通过建筑表皮发电可降低建筑运行阶段碳排放30%以上,我国城市光伏建筑产业具有极大的发展空间,在“双碳”目标、城市更新需求的驱动下,城市光伏建筑产业化发展对能源转型、建筑领域减碳意义重大。本文在剖析光伏建筑技术原理、辨识光伏建筑发展价值的基础上,从产业规模和格局、产业政策与标准等方面梳理了城市光伏建筑产业化发展现状,研判了政策系统性不足、技术集成存在瓶颈、市场机制不完善、基础设施薄弱等现实挑战。总结了城市光伏建筑产业化发展的关键环节,包括构建适合城市更新的光伏建筑模式、建立光伏建筑与城市规划的协同融合体系、打造城市级光伏能源数字协同平台、推进城市新型电力基础设施升级改造;以完成建设并投入运营的城市光伏建筑示范项目为案例,实证分析了城市光伏建筑模式的技术与经济可行性。后续可在加强顶层设计、强化政策协同,突破系统集成技术、提升集群化效能,完善市场生态体系、形成多元支撑,推进与城市更新结合的示范工程等方面采取切实行动,高质量推进城市光伏建筑产业化发展。

钢桥梁焊接技术现状及未来展望

摘要:随着桥梁设计水平的提高以及加工设备和施工装备水平的提升,我国桥梁建设取得了快速发展,各类造型别致、在世界桥梁建设史上具有一定影响力的桥梁不断涌现。焊接作业是钢桥梁制造过程中的重要工序之一,对确保钢桥梁耐久性至关重要。结合近几年钢桥梁建设实例,简要介绍了我国耐候桥梁钢、高性能桥梁钢焊接技术的应用情况与取得的成果,以及双丝与多丝埋弧高效焊接技术、焊接变形机械矫正技术和自动化焊接技术在钢桥梁制造过程中的应用情况,并对钢桥梁焊接技术的发展前景进行了展望。

耐久性超疏水混凝土涂层的制备及其防腐性能研究

摘要:目的开发工艺简单且具备优异防腐性和耐久性的超疏水混凝土涂层。方法 利用单宁酸(TA)和纳米二氧化硅(SiO2)共同构建混凝土材料表面的微/纳米粗糙结构,同时引入非氟的正辛基三乙氧基硅烷(OTES)作为低表面能物质以赋予颗粒表面疏水基团,采用一步喷涂法制备得到TA/SiO2@OTES 超疏水混凝土涂层。通过研究不同浓度TA/SiO2 对混凝土涂层的微观形貌以及润湿性的影响,确定了最佳掺入浓度。利用X 射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱仪(FT-IR)等检测手段对混凝土材料表面的物质成分和化学键合进行了表征,并开展了吸水量、氯离子侵蚀、表面摩擦和水滴冲击等试验研究,综合评估了超疏水混凝土涂层的耐腐蚀性和机械耐久性。结果当 TA/SiO2 质量浓度为4 mg/mL 时,涂层所形成的微观形貌最佳,其接触角高达(156.8±1.6)°,滑动角低至(5.8±1.1)°;相较于普通混凝土,其抗氯离子侵蚀能力提高了60%以上。此外,经过50 次砂纸线性摩擦以及50 min 水滴冲击测试后,混凝土涂层仍具有超疏水性(接触角>150.0°,滑动角

中国桥梁工程建设用钢分析与趋势展望

摘要:基于行业数据与工程案例,系统分析了国内外桥梁工程的发展现状与钢材消费需求。重点对比了中国、美国与日本桥梁建设特点,绘制了梁式桥、拱桥、刚架桥、悬索桥和斜拉桥五大桥型的用钢图谱。结合最新数据,分析预测了中国桥梁建设用钢需求,以及未来桥梁用钢的发展趋势。研究指出,随着桥梁建设向大跨度、多元化方向推进,高性能、高效能、低成本、长寿命的桥梁用钢将成为未来发展重点。基于此,提出建立桥梁用钢数据库、优化全生命周期成本模型等建议,以期为行业政策制定提供科学依据。

海工混凝土环氧涂层的改性设计与防护机制研究进展

摘要:海洋环境中的海浪导致物理条件的变化、气候的多变、化学成分的复杂性、生物等多种外界因素耦合,尤其在海洋工程方面,混凝土的服役环境更恶劣。在海洋防腐蚀领域,环氧树脂(EP) 材料具有耐海洋环境下氯离子的腐蚀、经济效益好等优点,在海工混凝土中被广泛应用。目前,针对海工环氧涂层的改性研究不断更新和深入,以混凝土为基体的环氧涂层改性也成为研究热点,但在海工混凝土服役的海洋环境多因素耦合作用下,应建立的防护体系仍需系统的开展相关研究。基于此,从海工混凝土环氧涂层研究背景及意义、失效形式及机制、多维助剂改性和防护机制4个角度展开,对海工混凝土环氧涂层的改性设计与防护机制调控研究进展进行分析与论述。综述了海工混凝土环氧涂层的多尺度结构设计与防护机制研究进展,总结了目前海工混凝土环氧涂层的环境、结构、工艺、机制4 个维度的研究现状、前景,对未来的海工混凝土环氧涂层的超长寿命防护研究、仿生设计、机制研究具有指导意义。

水泥基电磁波吸波材料的研究进展

摘要: 随着科技的发展,大量电子设备的应用使电磁辐射风险骤增,对信息安全、军事安全、生态安全带来威胁。建筑吸波材料能够有效降低电磁辐射危害,对生态文明可持续发展具有重要意义。以水泥基吸波材料为例,从吸波剂对电磁波的损耗机理(电阻型、电介质型、磁损耗型)及水泥基体结构(层状、周期、多孔)方面归纳总结了水泥基吸波材料的发展现状与研究中存在的不足,并对该类材料未来的发展方向进行了展望,为研发理想吸波器提供参考。

氧化石墨烯基固废再生混凝土的制备及性能研究

摘要: 以普通硅酸盐水泥P.O42.5和氧化石墨烯(GO)为原料,固废材料选择再生钢渣和碎砖粗骨料,以钢渣取代水泥胶凝材料,碎砖取代混凝土中的碎石,制备了不同钢渣和碎砖取代率的氧化石墨烯基固废再生混凝土,测试了固废材料对再生混凝土力学性能、耐久性和破坏形态的影响。结果表明,钢渣取代率20%的再生混凝土的抗压强度和抗折强度达到了最大值,分别为41.50和4.50MPa;碎砖取代率30%的再生混凝土的抗压强度和抗折强度均达到了最大值,分别为40.40和4.12MPa。所有试样的破坏形态均为四角棱锥体外形,随着钢渣取代率的增加,裂纹数量减少,碎砖取代率增大后降低了混凝土整体的强度,破损严重。随着钢渣取代率的增加,混凝土的干缩率先降低后增大,钢渣取代率20%的混凝土干缩率最低为85.1×10-6;碎砖取代率的增加持续增大了混凝土的干缩率,收缩现象加剧。碎砖和钢渣取代的再生混凝土的氯离子扩散系数均随取代率的增加先降低后增大,钢渣和碎砖取代率为30%时,两种混凝土的氯离子扩散系数均为最低值,分别为1.33×10-8和1.47×10-8cm/s。

气凝胶建筑保温节能材料的应用研究进展

摘要:保温隔热材料作为建筑节能的关键因素,对减少建筑能耗和维持室内环境舒适至关重要。然而, 传统保温隔热材料在建筑领域的应用却存在材料密度大、使用厚重、制备原料有毒等不足,且保温阻燃性能难以满足新一代绿色建筑的需求。作为一种新型轻质多孔材料,气凝胶凭借其三维纳米多孔结构、高比表面积和孔隙率等特性,展现出优异的隔热性能,被视为理想的建筑保温隔热材料。在此基础上,围绕近年来建筑用气凝胶的性能、种类及其在建筑保温领域中的应用研究进展,探讨了气凝胶材料在建筑保温中实际应用及节能效果,并分析了应用中面临的潜在问题,提出了优化制备工艺、开发低成本原材料、加强资源化回收技术的研发等解决思路。以助力气凝胶材料在技术、经济与环境协同发展等方向上取得突破,为绿色建筑与全球节能减排目标提供高效且创新的实现方案。

聚合物-混凝土复合材料研究进展

摘要:【目的】 聚合物作为一种在水泥基材料中广泛应用的有机外加剂,能显著改善混凝土各方面性能; 探讨聚合物对混凝土工作性、 力学性能及耐久性的影响规律及作用机制,能够更好地指导聚合物在混凝土中的应用。【研究现状】 综述聚合物-混凝土复合材料的种类及性能特点,分别介绍聚合物混凝土、 聚合物浸渍混凝土、聚合物改性混凝土以及其他3类新型聚合物混凝土复合材料; 从工作性、力学性能和耐久性3个方面的表现分析聚合物对聚合物-混凝土复合材料性能影响及作用机制。【结论与展望】 聚合物混凝土和聚合物浸渍混凝土在力学性能和耐久性方面显示出较大优势,但高成本和复杂制备工艺限制其大规模应用; 聚合物改性混凝土虽然成本较低且应用广泛,但抗压强度随聚合物掺量的增大而下降,须通过优化骨料配比和养护条件平衡性能; 新型聚合物-混凝土材料如单体原位聚合混凝土(强度高但反应难控)、 纤维增强基材(延展性好但掺量敏感)、 废旧塑料-橡胶混凝土(环保但强度低)各有潜力与挑战;未来须重点突破界面作用机制解析、低成本工艺及环保材料开发等瓶颈。

二氧化碳泡沫混凝土研究现状及进展

摘要:【目的】 总结CO2泡沫混凝土(CO2 foam concrete,CFC)制备材料与工艺、固碳理论等方面的研究,分析CFC的固碳潜力,探讨CFC的应用前景与发展方向。 【研究现状】 综述混凝土胶凝材料、 混凝土发泡材料、 稳泡剂等CFC制备材料,预发泡法和混合发泡法等CFC制备工艺,CO2气泡成长和矿化过程,以及CFC固碳潜力等。【结论与展望】认为固废替代部分水泥作为CFC胶凝材料是重要的发展方向,CO2可溶性表面活性剂和纳米粒子配合使用是CFC发泡剂的优选,预发泡是目前CFC最常用的制备工艺; CO2的矿化是影响CFC泡沫稳定性的主要因素; 在CFC体系中,CO2优先与水化产物Ca(OH)2 发生反应,矿化反应是造成CO2泡沫大量破裂和发泡效果不明显的直接原因;CFC碳封存潜力明显,主要体现在混凝土骨架的碳化固碳和气泡孔的储碳。提出工业固废的掺入是提高CFC经济性的重要途径,发电、冶金等工业废气应作为CO2的主要来源,提高固碳能力和泡沫的稳定性是CFC的研究重点。