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AI赋能的混凝土材料基因数据库智能设计及应用

AI赋能的混凝土材料基因数据库智能设计及应用

摘要：针对混凝土数据多源、异构、多尺度的特点，本工作面向材料数据管理、基因智能分析到材料智能研发的典型任务，建立一套AI 赋能的混凝土材料基因数据库智能设计框架，框架以标准化的混凝土材料基因关系型数据库与图数据库为数据存储基础，设计分层密度聚类算法提取对混凝土材料典型性能产生重要影响的基因组结构。利用机器学习正向设计混凝土材料典型性能预测方法，R2相较其他机器学习模型提升约4%，实现了从特征选择、模型预测到贡献量化的可解释性推理路径，设计融合ACO 与NSGA-Ⅱ的、以性能目标驱动的混凝土材料配比逆向优化算法，突破传统配比经验依赖与单目标优化局限，通过全局搜索避免陷入局部最优解。系统化智能化框架旨在突破传统数据库在材料计算与智能分析方面的瓶颈，可为材料基因智能化研究提供借鉴。
建筑 2026年07月30日
长寿命耐候钢桥锈层稳定性原位测试与评价

长寿命耐候钢桥锈层稳定性原位测试与评价

摘要:基于耐候钢锈层形成和损伤机理,总结了耐候钢桥锈层检测及评价方法,并以中国首批3座免涂装耐候钢桥为工程依托,采用目测检查法和胶带黏附力测试法对典型构件的构造细节处锈层进行原位测试,通过对锈层稳定性的定性与定量分析,明确了结构型式、气候气象和环境条件等对耐候锈层形成的影响规律,分析了不同位置的表面锈层分布特点及稳定性差异,建立了长寿命耐候钢桥锈层稳定性技术状况评价模型,开展了全桥锈层稳定性技术状况评价,提出了锈层的针对性维护管养建议。研究结果表明:稳定锈层的形成受结构构造形式、水汽及光照等各种因素作用影响;耐候钢桥受日照充足的区域,其耐候锈层形成快、稳定性好;通风好且不易积水积尘区域的耐候锈层状况优于积水积尘区域和潮湿通风不畅区域;高湿热环境中的耐候钢桥,通风、日照条件好的区域,其耐候锈层形成快且稳定;耐候锈层稳定性技术状况可根据承重结构锈层稳定性状况、桥梁附属结构技术状况和桥位环境状况3类评价指标分为1~4级,综合评价眉县常兴二号桥、黄延高速隆坊跨线桥和西藏扎墨公路达国大桥锈层稳定性技术状况等级分别为2级、2级和3级;稳定可靠的耐候锈层是实现耐候钢桥长寿命设计和使用的技术保证之一。长寿命耐候钢桥锈层检测方法与评价指标可为桥梁构造设计及锈层维护管养提供依据,将推动长寿命耐候钢桥的工程应用。
建筑 2026年06月09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
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
聚合物-混凝土复合材料研究进展

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。
建筑 2026年02月27日
国内外耐候钢桥发展综述

国内外耐候钢桥发展综述

摘要:为了推动我国耐候钢桥技术进步和发展,梳理了美国、日本、欧洲和我国耐候钢桥技术现状,从工程应用、耐候桥梁钢性能要求、耐候钢桥设计、钢结构连接及管养技术等五方面进行了综述总结。分析表明:耐候钢桥在美、欧被大量应用且反响良好,日本耐候钢桥则经历了从快速发展到2008 年左右顶峰后比重逐年下降并趋于稳定的过程。通过多年的工程应用和技术提升,目前各国在耐候钢的母材、设计、连接、管养等方面技术已相对成熟。我国耐候钢桥应用近些年发展势头良好,在公路和铁路桥梁领域涌现出众多工程案例。工程实践表明,耐候钢桥应用效果与环境气候密切相关,在耐候钢桥工程应用推广过程中需要注意积累实践经验,同时做好致密锈层稳定机理、耐候性指标、国内耐候钢桥应用环境分区等基础性课题和关键技术问题的研究。
建筑 2026年02月11日
水泥及地聚物疏水复合材料的研究现状及分析

水泥及地聚物疏水复合材料的研究现状及分析

摘要：混凝土的长期耐久性问题是其面临的主要问题之一，造成耐久性破坏的主要原因是水在混凝土多孔结构中的迁移，使有害离子更容易进入基材内部。采用超疏水材料对水泥及地聚物进行改性复合处理，赋予其超疏水特性，避免水分在其孔隙中的传输，从而防止有害离子的迁移及侵蚀，增强混凝土的耐久性。本文总结了目前研究当中对于水泥及地聚物胶凝材料超疏水改性方法，包括整体改性和表面改性两种；归纳了整体改性方式中超疏水改性剂加入到水泥及地聚物混凝土中的改性机制及与无机物基体中的连接键合方式；概括了目前研究当中表面改性常用的改性方法，包括喷涂法、浸渍法、模板法等，并分析了表面改性机制。与表面改性所得到的超疏水复合涂层相比，整体改性的水泥及地聚物基复合材料在实际应用场景当中具有更大的优势。此外，分析了疏水改性后对复合材料润湿性、防水性、抗压性能及防腐性能的影响规律，发现其抗压强度降低了约20%~60%。最后，阐述了水泥及地聚物复合材料疏水改性研究中存在的一些问题并对未来的研究方向进行了展望，建议从体积型超疏水、提高抗压强度、成本控制及疏水外加剂在材料内部实现均匀化分散等方面进行研究。
建筑 2026年02月02日
水泥基结构电池：机制、影响因素及应用

水泥基结构电池：机制、影响因素及应用

摘要：结构储能一体化复合材料为结构与储能的融合发展提供了创新途径。将水泥基材料用作结构电解质，并与电极材料相结合，即可得到水泥基结构电池。本文系统总结了水泥基结构电池的研究进展，阐明了其导电机制和放电机制，并从电极和电解质两个主要方面厘清了影响其电化学性能的关键因素。研究表明，该电池的电压可达1.5 V以上，体积比容量可达8.45×105 mA·h·m−3，并具备充放电的能力。凭借其结构储能一体化特性，水泥基结构电池在绿色储能建筑、智能化混凝土和能量收集混凝土等领域具有应用潜力。最后，指出了目前存在的问题及未来的研究方向。
建筑 2025年08月11日
磷渣在水泥基材料领域的研究现状和进展

磷渣在水泥基材料领域的研究现状和进展

摘要：磷渣是冶炼黄磷过程中产生的固体废弃物，因含有可溶性磷和氟元素，磷渣大量堆积会导致环境污染和生态受损等危害。将磷渣作为补充胶凝材料应用在水泥基材料领域是实现磷渣规模化利用的一条最佳途径，不仅可以提高磷渣的利用率，还能够降低磷渣对生态环境的影响，有利于可持续发展。本文总结了磷渣在水泥、普通混凝土和超高性能混凝土等相关水泥基材料领域的研究现状。同时，针对磷渣当前存在的问题，进一步给出了未来磷渣在水泥基材料领域的相关研究方向。
建筑 2026年05月18日
建筑用生物质基纤维素保温气凝胶研究进展

建筑用生物质基纤维素保温气凝胶研究进展

摘要：建筑保温可以有效降低建筑材料的热损失，对于保持建筑内部的舒适度起着重要的作用。提高建筑材料的保温性能至关重要，特别是通过减少加热-冷却的热量损失来实现节能。因此，研究具有优良保温性能的建筑材料已成为当前保温领域研究的重点之一。与传统的保温建筑材料相比，生物质基纤维素保温气凝胶具有低导热系数、高比表面积、可再生性、成本效益和环境友好型等优越的物理和化学特性，是未来建筑节能技术的理想新型建筑材料。本文综述了近年来生物质基纤维素保温气凝胶的制备技术、研究现状、存在的问题及在建筑材料(屋顶、内外墙和玻璃等) 中的应用。最后，简要讨论了生物质基纤维素气凝胶在保温材料应用中面临的挑战，并对其未来的发展方向进行了展望。
建筑 2025年06月11日