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 1 点赞 0 评论 86 浏览

3D打印混凝土流变性能调控研究进展

摘要：近年来，混凝土3D打印技术因其自动化程度高、效率高且经济性好等特点，在建筑领域受到广泛关注。然而，该技术对流变性能提出了更为严格的要求，材料需在泵送与挤出阶段具备良好流动性，同时在建造阶段表现出优异的可建造性。深入理解流变性能的演变规律与作用机制，是制备高性能3D打印混凝土并保障其可打印性的基础和关键。为此，本文首先介绍了3D打印混凝土的主要流变参数及测试方法；然后从颗粒间作用力和水化反应两方面探讨了流变性能的演变机制；进而以2 种典型的具有不同物化性质的固废钢渣粉和再生砖粉为例，分析了其对水泥基材料流变性能的影响和调控机制，同时分析了3D打印工艺中剪切作用对流变性能的影响。最后，对未来的研究方向进行了展望。该文可为3D 打印混凝土的流变性能调控和打印工艺优化提供理论依据与实践指导。

建筑 2026年08月19日 1 点赞 0 评论 110 浏览

再生砖骨料负载微生物对水泥基材料裂缝自修复的影响

摘要：微生物诱导矿化沉淀（MICP）应用于水泥基材料中时，主要利用微生物与钙源发生反应生成碳酸钙，实现水泥基材料裂缝的自修复。然而，MICP实际应用受到微生物生存环境的限制。本文使用再生砖骨料（RBA）作为载体材料，探究了RBA负载Ca2+/Mg2+诱导下的微生物对水泥基材料裂缝的自修复效果，并采用电感耦合等离子体（ICP）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等现代测试手段，对影响机理进行了探讨。结果表明：Mg2+的加入在一定范围内提高了微生物的矿化率；RBA掺量为60%（质量分数）时，水泥基材料强度受到的影响较小。裂缝初始宽度110.98μm的试件裂缝修复率达到97.7%，吸水率降低63.6%；裂缝初始宽度167.61μm的试件裂缝修复率可达96.4%，吸水率降低76. 4%。当水泥基材料产生裂缝时，微生物的诱导矿化作用产生的碳酸钙沉淀可有效填充试件裂缝，实现水泥基材料裂缝的自修复效果。

建筑 2026年07月27日 1 点赞 0 评论 122 浏览

干法橡胶沥青混合料研究综述:材料、机理、设计与性能

摘要:明确界定了不同工艺橡胶沥青混合料的定义,系统梳理了橡胶颗粒的组成及制备技术;围绕其改性理念,深入分析了橡胶颗粒作为弹性集料的作用模式、与沥青的相互作用及关键影响因素;总结了干法橡胶沥青混合料的设计参数及其对混合料性能的影响,并基于数理统计与现行规范划分了性能等级。研究结果表明:材料层面,橡胶颗粒的形态特征与组分异质性共同决定其“弹性集料”效能,但现有研究对炭黑迁移、组分重分布等二次改性机制尚未完全阐明;机理层面,揭示了干法工艺中“梯度溶胀-动态降解”的核心机制,指出橡胶颗粒外层与内芯的溶胀差异;设计层面,通过对级配设计、橡胶粒径与掺量、沥青含量、工艺改进及焖料时间等参数的精准调控,可有效提升干法橡胶沥青混合料的整体性能;性能层面,掺入多种外加剂至干法橡胶沥青混合料中,可强化橡胶颗粒与沥青的结合,进一步提高混合料路用性能与稳定性。建议未来研究应聚焦于橡胶-沥青界面反应的微观表征指标开发、融合环境与功能属性的全生命周期评价体系构建,以及基于智能化技术重塑干法橡胶沥青混合料的研究范式,为干法工艺工程化应用提供理论支撑。

建筑 2026年02月25日 1 点赞 0 评论 200 浏览

3D打印混凝土的长期性能研究进展

摘要：与传统的浇筑混凝土相比，3D打印混凝土（３ＤＰＣ）施工技术因具有绿色环保和无模板化施工的特点，可提高施工效率和安全性，近年来在建筑行业广受青睐。然而，由于逐层打印过程中形成的薄弱层———层间冷缝，其孔隙含量较高，层间缺陷增加，可能导致抗冻性问题。同时３ＤＰＣ独特的养护制度（经打印沉积后暴露于高蒸发率的干燥环境中）导致混凝土失水速率加快，产生收缩裂缝，加速混凝土劣化开裂。上述问题势必会对服役于严酷外部环境中的打印构件的长期性能产生不利影响，这一问题已成为３Ｄ打印混凝土大规模商业化的瓶颈之一。本文对影响３ＤＰＣ耐久性的流变参数、打印参数、固化方式、孔隙率、孔隙连通性因素等进行详细综述。鉴于在长期服役过程中，抗冻融破坏和早期收缩开裂性能对３ＤＰＣ耐久性的影响更为显著，本文着重分析了３ＤＰＣ的抗冻融循环、早期收缩性的演变过程，为解决工程中出现的耐久性问题提供有效参考，同时提供一些可行性建议、措施，避免或缓解实际应用中所面临的问题，以期推动本行业的快速发展。

建筑 2026年02月05日 1 点赞 0 评论 296 浏览

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 1 点赞 0 评论 297 浏览

基于数据挖掘的输电杆塔典型材料大气环境腐蚀预测研究

摘要：为了提升输电杆塔材料在复杂大气环境下腐蚀预测的准确性,构建科学高效的建模方法以支撑材料寿命评估与防护策略制定,本研究基于历史积累的电网杆塔材料腐蚀数据,构建了遗传算法(GA) -随机森林(RF)-神经网络(BP)的多算法集成模型,用于碳钢与镀锌钢材料的大气环境腐蚀预测。通过优化模型参数与特征选择策略,碳钢与镀锌钢的预测平均相对误差分别降至7.65%和8.83%,较单一BP模型和GA-RF模型显著提升了预测精度。实验结果表明,GA-RF-BP模型能够有效融合多算法优势,增强对复杂非线性腐蚀规律的拟合能力,为输电杆塔材料的腐蚀防护与寿命评估提供了可靠的技术支撑。

建筑 2026年05月20日 1 点赞 0 评论 256 浏览

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 1 点赞 0 评论 482 浏览

高强度密封钢丝绳在公路悬索桥吊索和斜拉索应用

摘要：针对传统悬索桥吊索PE护套易老化、维护成本高等问题，开发了高强度密封钢丝绳吊索技术，并实现首次工程应用。该技术采用锌铝稀土合金镀层密封钢丝绳，通过异型钢丝紧密扣合形成全封闭结构，抗拉强度1960MPa以上，弹性模量1.67×105MPa，相比较传统平行钢丝束，直径减小且免涂装。工程应用显示，密封钢丝绳吊索抗风雨和抗振能力显著增强，面接触设计降低钢丝间应力，运行维护成本降低。开发的WSC-ZZZZ-133型斜拉索通过JT/T775-2016规范抗弯疲劳测试。成果纳入团体标准T/CCTAS92-2023，为桥梁轻量化与耐久性设计提供技术支撑。

建筑 2026年05月06日 1 点赞 0 评论 200 浏览

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 1 点赞 0 评论 430 浏览