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。

尾矿建筑材料研究和应用

摘要:尾矿是我国产生量最大的大宗工业固体废物,具有资源浪费及环境污染的双重风险。受经济发展水平、矿物加工技术和工艺装备水平的限制,尾矿中部分有价成分未能充分回收,因此其资源化利用与大规模消纳问题亟待解决。在“双碳”目标和“十四五”规划引领下,加快固废行业绿色低碳转型、减轻固废处置压力已成为首要任务,本文首先概述了尾矿的类型及其成分特征,随后剖析了当前资源化利用过程中存在的主要问题,并系统阐述了综合利用率不高的主要原因;在此基础上,重点论述了尾矿在建筑材料领域的综合利用途径;最后,提出了尾矿高效资源化利用的策略,以期为推进“无废城市”建设提供参考。

钢桥梁焊接技术现状及未来展望

摘要:随着桥梁设计水平的提高以及加工设备和施工装备水平的提升,我国桥梁建设取得了快速发展,各类造型别致、在世界桥梁建设史上具有一定影响力的桥梁不断涌现。焊接作业是钢桥梁制造过程中的重要工序之一,对确保钢桥梁耐久性至关重要。结合近几年钢桥梁建设实例,简要介绍了我国耐候桥梁钢、高性能桥梁钢焊接技术的应用情况与取得的成果,以及双丝与多丝埋弧高效焊接技术、焊接变形机械矫正技术和自动化焊接技术在钢桥梁制造过程中的应用情况,并对钢桥梁焊接技术的发展前景进行了展望。

大型钢结构多向钢节点电弧增材制造工艺

摘要:多向钢节点作为连接大型钢结构的关键构件,承载钢结构建筑各方向的力,对其安全性起至关重要的作用。基于七向钢节点结构特点,文中研究了电弧增材制造钢结构建筑的七向钢节点,采用分区成形、平曲面切片及摆动填充的路径规划方法,将其分为直臂圆管区、相贯区和支管延长区3个区域,相贯区包括两管相贯、三管相贯和四管相贯3 种类型。直臂圆管区和支管延长区采用摆动工艺进行堆积,两管相贯、三管相贯和四管相贯区分别采用曲面切片的路径规划进行堆积。对堆积完成的构件进行成形精度检测、微观组织的观测和力学性能的测量。结果表明,七向钢节点构件成形尺寸偏差为±1.32mm,成形精度较高。微观组织为铁素体和珠光体,构件的抗拉强度和屈服强度相对于同成分铸件分别提高了约30%和105%,电弧增材制造的七向钢节点满足使用要求。

聚羧酸减水剂的研究与应用综述

摘要:作为土木工程的核心材料,水泥混凝土的性能提升与低碳化转型发展对减水剂技术提出更高的要求。减水剂的发展共经历了三代革新,以聚羧酸减水剂为代表的第三代减水剂凭借高减水、低掺量、绿色环保和灵活的分子设计特性,成为当前研究焦点。然而,聚羧酸减水剂在研究与应用的过程中,仍然面临多重挑战:减水机理涉及静电吸附与排斥、空间位阻、水化膜润滑和引气隔离“滚珠”等多重理论的协同作用,现有理论难以统一解释聚羧酸减水剂的宏观表现;复杂的工况对减水剂的抗泥性和坍落度保持能力(简称保坍性)提出更高要求,传统分子设计难以满足多样化需求;受水泥矿物组成、含碱量、石膏类型等因素影响,减水剂适配性差异显著,亟需系统性解决方案。本文系统梳理了聚羧酸减水剂从分子设计到工程应用的研究进展:减水剂的发展历程,分散、保坍、抗泥作用机理,与水泥相容性的影响因素,合成工艺、分类与评价方法,以及未来重点发展方向。本文以期为聚羧酸减水剂性能优化、绿色化发展提供重要思路。

再生混凝土动态力学性能研究现状及发展方向

摘要:在工程技术的持续演进中,再生混凝土以其绿色建筑材料的身份,广泛应用于各类工程,契合可持续发展理念,引领建筑业向绿色化迈进。鉴于再生混凝土力学性能较天然混凝土有所不足,深化其动态力学性能研究对提升结构抗冲击、抗震性能具有科学研究意义及工程应用价值。本文综述了近年来国内外再生混凝土动态力学性能方面的研究进展,对加入纤维增强和改性处理等情况下再生混凝土的动态力学性能进行了深入探讨,提出了目前研究中亟待解决的问题与未来发展方向。

协作机器人在钢结构桥梁焊接中的应用

摘要:随着桥梁建设向智能化、快速化发展, 传统龙门式工业机器人已不能满足生产全流程的自动化焊接需求。协作机器人凭借其柔性化部署、操作简易性及高精度轨迹控制, 为桥梁钢结构的自动化焊接提供了创新解决方案。文中针对钢结构桥梁主流产品的结构特点, 设计了多类协作机器人焊接工装, 制订了合理可行的焊接工艺, 创新拓展了协作机器人焊接应用场景, 显著提升钢结构桥梁综合焊接自动化率的同时, 有效保证了焊接效率和质量, 具有良好的工程应用价值。

马鞍山长江公铁大桥2100MPa高强度钢绞线斜拉索及锚具研制

摘要:巢马铁路马鞍山长江公铁大桥副汊航道桥为(58+168+392+168+58)m双塔三索面钢桁梁斜拉桥,斜拉索设计采用抗拉强度2100MPa、抗疲劳应力幅280MPa的ϕ15.2mm低松弛PE镀锌钢绞线拉索。为保证高强度钢绞线斜拉索的力学及锚固性能,根据其技术指标要求,在1860 MPa钢绞线基础上,研制2100MPa钢绞线及配套锚具。通过提高钢绞线原材料盘条中C、Si、Mn元素含量及改进钢丝拉拔工艺,选择直径14.0mm的PQS92Si-HT盘条为2100MPa钢绞线原材料。为提高钢绞线的锚固性能,夹片选择20CrMnTi钢,夹片长度52mm、牙高0.45mm、锥角6°10'、表面粗糙度Ra3.2以上且表面硬度不低于56HRC。根据2100MPa钢绞线锚具的载荷变化和现行锚具锚板的材料性能,锚板选择40Cr钢,并进行调质处理。对研制的2100MPa钢绞线及配套锚具进行单孔锚及斜拉索锚具组件疲劳试验及疲劳后静载试验。结果表明:研制的2100MPa钢绞线及其锚具组件均满足规范要求,可应用于马鞍山长江公铁大桥副汊航道桥。

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。

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。