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。

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。

超高性能混凝土的脆性系数和抗压强度设计值

摘要:为探讨超高性能混凝土(UHPC)的脆性系数和抗压强度设计值,开展了2组试验研究(Ⅰ组和Ⅱ组)。Ⅰ组试验针对11种工程常用强度等级的UHPC进行缺口梁抗折试验,测试其断裂韧性,并以其作为脆性系数的对立指标间接推导各强度等级UHPC的脆性系数,Ⅱ组试验通过15批次UHPC棱柱体与立方体试件的抗压测试,研究抗压强度测试的形状效应,整合试验数据与国内外相关文献数据构建数据库,进行数值分析以确定UHPC标准棱柱体与标准立方体试件的抗压强度比值。试验结果表明:在相同抗压强度等级下,随着抗拉性能等级的提升,UHPC的韧性显著增强;随着试件尺寸增大,棱柱体与立方体之间的强度比值即形状效应逐渐加剧,但增长趋势趋于平缓;基于试验数据并综合参考现行相关标准中关于脆性系数的取值方法,提出了适用于各等级UHPC的脆性系数推荐值;数值分析得出UHPC标准棱柱体与标准立方体试件的抗压强度比值为0.89;参照普通混凝土抗压强度设值的确定方法,结合所确定的脆性数与形状效应系数,提出了11个用UHPC强度等级的抗压强度设计值推荐取值,为UHPC结构设计规范的完善提供了试验依据和系数支持。

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。

综合交通基础设施混凝土结构耐久性提升研究

摘要:铁路、公路、水运、民航是我国重要的交通基础设施,混凝土结构是交通基础设施的主要结构类型,提升交通基础设施混凝土结构耐久性能是保障交通安全、提升运输效能、延长结构服役寿命的重要途径。本文全面调研分析了我国交通基础设施混凝土结构的服役现状,结合国情和实情从设计理论、建造技术、运维制度等角度探讨了我国混凝土结构耐久性面临的问题与挑战,梳理了先进交通基础设施混凝土结构表面裂纹、渗透性能、内部损伤与钢筋锈蚀监测技术,概述了交通基础设施混凝土结构精准维修技术。研究提出了我国综合交通基础设施混凝土结构耐久性提升的对策建议:做好顶层设计、强化科技创新、完善标准体系,全面保障综合交通基础设施混凝土结构长寿命安全服役。

毛细管嵌管墙热工特性与节能性研究

摘要:热激活建筑系统是一项创新的节能技术,其常用的形式是嵌管墙。为提高嵌管墙的热屏障能力并更有效地利用低品位能源,提出一种毛细管嵌管墙,采用4.3mm×0.8mm 的PPR 毛细管组成间隔20mm 的网栅,替代传统的PB 管嵌管墙。建立毛细管嵌管墙的传热模型,通过实验数据验证了模型的准确性,研究在夏热冬冷地区不同水温条件下毛细管嵌管墙的冬夏季工况热工特性和节能性,并与PB 管嵌管墙进行对比分析。结果表明,毛细管嵌管墙具有较大的热惯性,其内表面温度峰值比室外空气温度峰值出现时间滞后5h,可有效蓄存冷热量并转移峰值负荷。在夏季工况下,当进口水温相同时,毛细管嵌管墙的内表面温度比PB 管嵌管墙低约2℃,表明毛细管嵌管墙的换热性能以及对室内热环境的调控效果更好。此外,无论是在冬季还是夏季工况下,毛细管嵌管墙的水温要求均更低,特别是在夏季工况时,毛细管嵌管墙的有效热屏障水温范围更宽。更低的水温要求以及更宽的水温范围,意味着毛细管嵌管墙可更加容易地利用自然环境中的低品位能源,来实现热屏障功能以及供热/供冷功能,节能潜力明显。

辐射冷却材料的结构调控及其在建筑领域应用的研究进展

摘要:伴随着化石能源的大量消耗,人类生存环境受到严重威胁。其中,建筑能耗在能源总消耗中所占比例持续攀升,有效管理建筑物热量传递的被动式冷却技术成为备受关注的研究热点。辐射制冷技术可以反射太阳光并通过“大气窗口”将热量辐射到外太空使物体表面自发冷却,因其不消耗任何能源就可以实现辐射降温而受到了国内外研究者的广泛关注。近年来,辐射冷却技术在建筑领域的应用快速发展,面临的主要问题是制备工艺复杂、生产成本较高和易受外界环境影响等。本文从辐射冷却原理出发,对最近几年辐射冷却材料在建筑领域的相关研究进行了归纳和总结,重点介绍了辐射冷却材料的制备技术及影响辐射冷却性能的主要因素,并进一步按照主动式建筑节能和被动式建筑节能分类,详细阐述了辐射冷却材料在建筑领域的应用情况,最后对其存在的问题及未来的研究方向进行了总结和展望,指出未来的研究应着眼于探索工艺简单、可大批量制备的辐射冷却材料,开发低成本且多功能集成的应用产品,并建立具体的标准和法规。

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。

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。

混凝土管道泵送现状与展望

摘要:混凝土是房屋建筑与基础设施的主要工程材料。混凝土管道泵送是土建施工的重要环节。在“碳达峰、碳中和”目标和智能建造转型的背景下,混凝土管道泵送面临新的挑战。文章系统分析混凝土管道泵送的工程实践与研究现状,结合混凝土材料、管道泵送装备和技术等方面的发展趋势,归纳总结了混凝土管道泵送面临的挑战,提出了加强混凝土流变基础理论研究、加快新型混凝土材料泵送工艺研究、鼓励颠覆性管道泵送技术研发和推进混凝土管道泵送与智慧工地融合4方面的发展建议。