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碳纤维增强水泥基复合材料界面优化设计研究进展

碳纤维增强水泥基复合材料界面优化设计研究进展

摘要：碳纤维增强水泥基复合材料(Carbon fiber reinforced cement composite，CFRCC)以其高强度质量比、耐腐蚀性和耐久性而通常用于建筑、基础设施和土木工程等领域。对CFRCC而言，界面是联系基体与增强相的桥梁，界面性能、结构直接关系到复合材料粘结强度，从而直接影响到复合材料的各项宏观性能。然而，碳纤维的疏水性及其与水性悬浮液之间不充分的结合行为，限制了碳纤维在水泥和其他矿物建筑材料中的应用。为了解决这一问题，学者们研究了物理和化学改性方法，以加强从矿物基质到碳纤维的负载转移。本文介绍了碳纤维、CFRCC及CFRCC界面的性能及存在的问题。总结了近些年国内外学者对CFRCC及其界面改性方法，例如氧化、电泳沉积、等离子体和接枝处理等表面改性方法，并讨论了相关机制分析。还介绍了碳纤维本身的特性及其与水泥基质的结合行为的表征方法。
建筑 2025年06月03日
向海土木工程的内涵与发展前沿

向海土木工程的内涵与发展前沿

摘要：推进我国海洋强国、交通强国以及绿色低碳发展战略, 需要加快构建以多学科交叉为特色的新型土木工程体系, 以服务向海经济和新质生产力发展需求. 基于由陆向海基础设施的特点, 本文提出了向海土木工程的概念,剖析了向海土木工程的内涵及其技术支撑. 从经济社会发展需求出发, 分析了向海土木工程相关科学研究进展, 总结了向海土木工程发展中的基本难题与挑战; 基于未来开放型经济发展和向海图强的重大需求, 提出了向海土木工程建设的基本架构, 展望了向海土木工程未来需要关注的重要科学问题. 向海土木工程应以低碳材料、长寿命结构、绿色建造和智慧防灾为主要研究方向, 通过构建多层次、多尺度、多功能的向海土木工程理论与技术体系,助力实现我国高质量可持续发展.
建筑 2025年11月29日
电磁防护水泥基复合材料研究进展

电磁防护水泥基复合材料研究进展

摘要：日益严重的电磁辐射威胁军事安全、人类健康和信息安全，开发具备电磁防护功能的水泥基复合材料是建筑体系抵抗雷达监测和对抗电磁污染的有效方法。本文主要以水泥作为基体材料，分别从电磁波吸收和电磁波屏蔽2个方面总结提高水泥基复合材料电磁防护能力的措施及效果。简要介绍了水泥基复合材料的电磁波吸收机理，着重阐述填充型和结构型（包括超结构)2大类电磁波吸收水泥基复合材料的研究进展；并介绍了水泥基复合材料的电磁波屏蔽机理，详细综述碳基、金属、复合3种填充型电磁波屏蔽水泥基复合材料的研究现状，最后对电磁防护水泥基复合材料的进展进行总结和展望。
建筑 2025年07月25日
泡沫混凝土的研究与应用现状

泡沫混凝土的研究与应用现状

摘要：介绍了泡沫混凝土的主要特性、生产工艺、生产设备以及影响泡沫混凝土性能的主要因素，阐述了泡沫混凝土中泡沫的破坏机理、国内外发泡剂的应用现状、技术指标及测试方法，概括了国内外泡混凝土的应用现状，最后指出了其应用中常见的问题，并展望了发泡剂及泡沫混凝土的发展趋势。
建筑 2024年12月24日
“双碳”目标下水泥基材料绿色低碳路径思考与展望

“双碳”目标下水泥基材料绿色低碳路径思考与展望

摘要：传统建筑材料生产消耗资源、能源多，碳排放量高，采用绿色低碳技术改造以水泥基材料为代表的传统建筑材料是行业高质量发展的关键。本文结合建筑材料行业碳排放的现状与国家政策指引，介绍了全寿命碳排放综合评价模型，建议基于碳排放量确定水泥基建筑材料碳减排的主要工作目标与任务，采用碳捕捉、利用与封存技术消纳二氧化碳，发挥固体废弃物的资源化利用优势、提升混凝土服役性能延长寿命减少二氧化碳排放，同时提出了“双碳”目标下水泥基材料的挑战与对策。
建筑 2024年12月16日
长寿命耐候钢桥全寿命周期经济性评估模型

长寿命耐候钢桥全寿命周期经济性评估模型

摘要:基于桥梁全寿命周期成本分析理论,系统归纳了长寿命耐候钢桥各阶段成本组成特点,明确了长寿命耐候钢桥全寿命周期经济性评估内容与特征参数,给出了长寿命耐候钢桥成本计算基本假设;从免涂装耐候钢桥与涂装钢桥成本差异出发,对比分析了2种钢桥建设阶段、运营阶段成本计算方法,建立了长寿命耐候钢桥全寿命周期经济性评估模型;以中国3座长寿命免涂装耐候钢组合梁桥为例,计算了长寿命耐候钢桥全寿命周期各阶段成本,明确了涂装、维护方案对长寿命耐候钢桥全寿命周期成本经济性的参数化影响,分析了长寿命免涂装耐候钢桥全寿命周期成本经济性优势。研究结果表明:免涂装耐候钢桥与涂装钢桥成本差异主要体现在钢材与焊接材料价格、锈层检测成本、涂装维护成本与由此产生的环境及用户成本;与4种涂装钢桥相比,免涂装耐候钢桥全寿命周期成本减少11%~21%,在全寿命周期具有显著的经济性优势;水洗周期对成本具有显著影响,水洗周期从每6年1次增加到每年1次时,增加成本占全寿命周期成本差比的5%~11%;当免涂装耐候钢桥涂装面积达70%左右时,其全寿命周期成本大于涂装钢桥。长寿命耐候钢桥全寿命周期经济性评估模型可为桥梁方案设计与技术经济性比选提供依据,从而促进长寿命耐候钢桥的推广应用。
建筑 2024年12月10日
二氧化碳矿化养护水泥基材料研究进展

二氧化碳矿化养护水泥基材料研究进展

摘要: 为了减缓建筑行业生产过程中CO2排放对全球气候变化的影响，建筑行业提出了CO2矿化封存技术，即利用CO2与水泥基材料中的水泥熟料以及水泥水化产物等反应生成以方解石为主的碳酸钙( CaCO3) 沉淀和无定形高聚合度硅胶( SiO2·nH2O)。CO2矿化养护水泥基材料在实现永久封存利用CO2的同时，因其矿化产物具有较好的稳定性、填充效应和成核效应，矿化养护后的水泥基材料力学强度得以提升，耐久性得到改善，相比其他养护方法，短时间内可以获得具有高性能的水泥基材料。本文总结了现阶段CO2矿化养护水泥基材料的最新研究进展，从反应机理和影响因素两方面进行了介绍，详细分析了预养护、相对湿度、水胶比、CO2浓度、养护压力和温度等养护条件对水泥基材料CO2矿化养护后性能、固碳率以及矿化程度的影响，并对CO2矿化技术在水泥基材料中未来的发展和研究方向进行了展望。
建筑 2024年10月29日
微生物-碳化改性钢渣及其对水泥水化特性影响研究进展

微生物-碳化改性钢渣及其对水泥水化特性影响研究进展

摘要：微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP) 是一种新型环保处理技术，其独特的矿化及生物酶催化机制在固废处理及利用方面展现出广阔前景。基于钢渣水化特性，本文探讨了碳化条件及生物酶特性对碳酸盐成核影响，分析并总结了MICP与碳化反应机制、生物-碳化改性中钢渣的物相演变规律、碳酸钙成核及晶体生长等研究进展，从力学性能、水化热及体积稳定性角度进一步综述了改性钢渣对水泥基胶凝材料水化特性影响机制，指出了现阶段微生物-碳化技术在钢渣改性研究中存在的不足，为实现钢渣低污染、高质化利用提供有益参考。
建筑 2025年05月19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
纳米材料在二氧化碳地质封存固井水泥中的研究与应用进展

纳米材料在二氧化碳地质封存固井水泥中的研究与应用进展

摘要：纳米技术的发展促进了纳米材料在固井水泥中的应用。纳米材料具有高比表面积和高反应活性等特点，即使用量少，也能有效改善固井水泥的性能，从而突破封存条件下传统水泥基材料的使用局限。综述了纳米材料对固井水泥的改性作用，分析了应用于固井水泥的纳米氧化物材料、碳纳米材料和纳米矿粉三类纳米材料，重点阐述了纳米材料在固井水泥中的作用机理、改性效果和应用进展。最后对纳米增强水泥基复合材料在CO2 地质封存中的应用进行了展望。
建筑 2025年02月25日