6060替代6061铝合金模板可行性分析

摘要:利用CAE分析技术建立了铝模板各个构件的有限元模型,根据实际的工况条件对6061和6060两种铝合金模板进行了强度分析,得出铝模板堵板、内角板和墙板的应力和位移分布云图。仿真结果表明,6061铝模板和6060铝模板两者的最大应力及挠度值相差很小,堵板、内角板和墙板的强度需求值均小于对应材料屈服强度,在满足使用要求的同时提高挤压效率和制品质量,6060代替6061 铝模板具有可行性。

大跨径钢混组合箱梁工厂化制造关键技术

摘要: 采用新型材料粗骨料活性粉末混凝土桥面板的新型钢-混凝土组合箱梁,具有高抗压、高抗拉、高弹性模量的优点。在不改变钢混组合结构优良力学性能的前提下,较传统钢混组合箱梁可有效减小桥面板的结构尺寸,达到减轻组合梁自重,提升大跨径跨越能力的优势。虽然该新型钢混组合箱梁有诸多优点,但同时也存在桥面板预制精度高、开口钢梁刚度弱、几何尺寸控制难度高、桥面板与钢梁叠合精度要求高、节段匹配及预拼线形要求高、湿接缝施工中钢筋定位尺寸和结构尺寸的二次变形控制难度大的施工难点。现有施工技术无法满足施工质量和精度控制目标,为此本技术针对该新型钢混组合箱梁的工厂化制造开展技术攻关,形成一整套的技术创新成果,主要包括: 1) 研发了混凝土桥面板高精度预制技术,该技术通过基线法控制预埋件制作精度、大型高精度组合式模具的应用和智能化生产线的标准化预制工艺,实现对新型钢-粗骨料活性粉末混凝土桥面板钢筋和预埋钢构件的精确定位及整体外形尺寸的精确控制。2) 研发了钢混组合梁高精度总拼技术,该技术通过带拱无裕量连续匹配总拼、测控网测控、匹配约束定位工艺、预制桥面板高精度叠合工艺,实现对新型桥面板钢混组合箱梁高精度总拼控制。3) 研发了纵向湿接缝施工精度控制技术,该技术通过刚性支撑复原系统、可调式组合湿接缝底模、高精度钢筋定位模具及智能化湿接缝施工生产线,实现湿接缝钢筋高精度定位及组合梁整体尺寸精度控制。目前技术成果已成功应用于南京长江第五大桥跨江主桥的钢混组合梁的工厂化制造,通过检测验收及桥位的安装验证,实现了新型钢混组合箱梁制造精度控制目标,保证了桥梁顺利安装架设。

轧制产品组织性能柔性控制在建筑和汽车用钢开发中的应用

摘要:以建筑和汽车用钢为例,介绍了轧制产品组织性能柔性控制技术在不同类型钢种开发中的应用情况。阐述了一钢多能与组织性能柔性控制的关系和实现方法。介绍了超细晶粒钢中晶粒细化机理、晶粒尺寸与强度的关系。对新提出的UniSteel的概念、理论基础和实现方法进行了较为详细的介绍,对UniSteel衍生的HSLA、DP、Q&P和PHS等钢种的组织性能柔性控制方法进行了阐述。

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。

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.

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。

“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。

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。

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。

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。