摘要：为了厘清自密实混凝土材料各组分与其工作性能、力学性能、耐久性能间的复杂耦合影响机制,近年来,机器学习方法被越来越多地应用于自密实混凝土配合比设计与优化以及性能分析方面的研究。机器学习方法具有在复杂数据集中学习数据间的内在规律或映射关系的能力,在自密实混凝土设计领域被认为是构建混凝土原材料配合比与性能间映射关系模型的一种具有广阔前景的技术手段。然而,机器学习方法由于其依赖的数据集难以满足以及算法架构的可解释性较差等因素限制,使得基于机器学习在自密实混凝土性能设计领域面临着一系列挑战。本文系统总结梳理当前机器学习在自密实混凝土各项性能设计的应用情况,重点分析数据驱动的机器学习算法应用于自密实混凝土设计领域时面临的主要技术难点:高维度与小样本数据的难题、性能多目标优化难题、模型复杂而缺乏可解释性难题;归纳总结机器学习在自密实混凝土材料性能设计领域应用的发展趋势及未来发展方向。

摘要：提出了一种可修复钢制屈曲约束支撑(RBRB),该支撑可通过核心板的局部替换实现支撑修复。RBRB各部件采用螺栓连接,无须拆除屈曲约束盖板即可实现核心板修复替换,修复过程简单。设计了两种不同核心板宽度的RBRB试件,并开展低周往复加载试验,讨论了其滞回性能、失效模式以及累计塑性变形能力。试验结果表明RBRB滞回曲线较为饱满,具有稳定的滞回性能与良好的累计塑性变形能力。RBRB试件在核心板修复后滞回性能与修复替换前保持一致,表明其可修复性较好。对试件开展了数值模拟研究,并与试验结果进行对比,结果显示数值模拟的破坏形式及滞回曲线与试验结果吻合良好。

摘要：碳钢在海洋环境下的锈蚀尤为严重,层状双金属氢氧化物(LDH)因可设计性而在金属防腐上拥有巨大潜力。通过电沉积-水热法在碳钢表面原位生长Zn/Al-NO_(3)^(-)-LDH和Mg/Al-NO_(3)^(-)-LDH膜,并研究两者在混凝土高碱性环境下的适应性和在氯化钠溶液中的阻锈性能。结果表明:在高碱性饱和Ca(OH)2溶液中,Zn/Al-NO_(3)^(-)-LDH膜难以稳定存在而新生成Ca/Al-NO_(3)^(-)/OH^(-)-LDH和部分无定形氢氧化物,Mg/Al-NO_(3)^(-)-LDH膜则保持稳定且阴离子交换为Mg/Al-NO_(3)^(-)/OH^(-)-LDH膜。电化学结果显示在3.5%(质量分数)NaCl溶液中,Mg/Al-NO_(3)^(-)-LDH膜拥有更高的阻抗和更低的腐蚀电流密度,其对碳钢基体的腐蚀保护效率高达97.43%,有效地抵御了氯离子侵蚀。

摘要：压缩浇筑可以显著提高混凝土的强度和耐久性,无需添加任何化学添加剂和矿物掺料.采用压缩浇筑方法制作压缩浇筑混凝土试件,并开展单轴受压试验.试验结果表明,相比于普通混凝土,压缩浇筑混凝土的抗压强度和弹性模量显著提高,而峰值应力对应的应变稍有减小.基于现有混凝土应力-应变模型对试验结果进行回归分析,得到压缩浇筑混凝土的应力-应变关系模型.在此基础上,利用受弯定理推导了压缩浇筑混凝土受弯构件的等效矩形应力块参数模型.研究成果可为压缩浇筑混凝土构件的抗弯设计和分析提供理论依据.

摘要：先进碳基纳米材料在水泥基材料领域的渗透突破了传统水泥基材料的性能使用局限,是未来高性能水泥基复合材料研究的热门领域。然而,虽然目前关于纳米增强水泥基复合材料水化、微观、力学等性能的研究相对较多,但是针对长期耐久性能,特别是对影响钢筋锈蚀的主要因素氯盐侵蚀方面的研究相对较少,且缺少一定的深度与广度。纳米增强水泥基材料抗氯盐侵蚀性能主要体现在两个方面:一是孔隙层面,通过密实孔隙降低整体孔隙率,增加纳微观毛细孔比例,从而降低外界氯离子侵入迁移速率;二是固化层面,通过孔隙固液交界处水泥水化产物氯离子置换固化作用,吸附并降低孔隙溶液中自由氯离子含量。它们的最终目的都是在结构服役寿命内保证钢筋表面侵入的自由氯离子浓度处于锈蚀临界浓度之下,降低锈蚀风险及维护成本。深入明晰纳米增强水泥基复合材料抗氯离子迁移和固化性能及机理,对建立有效预测模型,指导并推动高抗蚀纳米增强水泥基复合材料设计、制备及应用具有重要意义。本文总结了近年来纳米增强水泥基复合材料抗氯盐侵蚀性能的研究进展,对比分析了不同维度、不同制备手段、不同化学组成等各类纳米材料分别对抗氯离子迁移性能和氯离子固化性能的影响效果及机制,同时对未来纳米增强高抗蚀水泥基复合材料的发展及应用进行了展望。

摘要：日益增长的建筑废弃物已成为中国大中城市可持续发展面临的棘手问题。国际上已有不少先进的建筑废弃物处理技术,但国外建筑废弃物的成分与中国的有很大不同,目前并没有一套符合中国国情的建筑废弃物回收利用技术与方案可以借鉴。因此,为解决中国建筑产业发展中余泥渣土所带来的诸多问题,综合考虑余泥渣土挖掘、运输、回收利用3个环节的协同管理,结合国际上有关标准制定出以黏粒含量与砂粒含量为判断基准的余泥渣土综合利用分类标准,基于建筑信息模型(BIM)技术,运用计算机图形技术、数据库技术、物联网技术等,开发一套过程、对象、平台都协同的余泥渣土源头减量管理信息系统。该系统包含访问层、业务应用层、应用支撑层、数据层和基础设施层5个层次,具有综合管理应用与项目管理应用两大部分6个功能模块,在实际工程应用中可以有效解决余泥渣土“挖掘—运输—回收利用”过程中的信息不对称问题,既可以在基坑开挖施工过程中指导渣土分类,又可以为建筑废弃物的源头减量制定方案,为中国建筑废弃物智能化管理提供技术支撑参考。

摘要：利用固体废弃物制作的冷粘结轻质骨料作为新型环保材料,满足资源再利用和节约能源、减少环境污染以及可持续发展战略的要求,是设计环保型混凝土的主要研究方向和推广方向。目前,提高绿色人造轻质骨料混凝土性能的重要手段之一就是克服人造轻骨料的缺陷,如吸水率大、坚固性差、孔洞多、干裂等。现有利用固废制备的人造轻骨料性能提升方式主要从造粒工艺、养护制度着手,如CO_(2)养护、烧结养护、挤压造粒等。同时通过调整固体废弃物材料种类、掺量也可以有效提升人造轻质骨料的性能。此外,借助不同的微观分析手段(如扫描电镜、水化热分析、热重分析、X射线分析等),并通过分析骨料力学性能、物理性能的影响因素,如化学组成、造粒设备参数等,也可以优化出有效提升人造骨料性能的方法,如纤维增强、碱性处理等。本文主要总结了工业固体废物的种类及造粒性能,综述了人造轻骨料的造粒方式、养护工艺、力学强度、物理性能和微观性能等研究进展,并指出了未来人造轻骨料的研究任务和完善方向。

摘要：目的克服目前制备碳点(Carbon dots,CDs)缓蚀剂存在的耗时、耗能等缺点,在室温下一步制备含席夫碱结构的CDs缓蚀剂,并研究其对Q235碳钢的缓蚀性能。方法设计了一种简易、可扩展的制备方法,以邻苯二胺和对苯醌为前驱体,无需高温加热便可在室温下反应2 h,从而获得含席夫碱结构的CDs。利用TEM等方法对其结构进行表征,并采用UV和PL光谱评估其在HCl溶液中的长期分散稳定性。通过失重法、电化学测试方法研究了不同浓度CDs对Q235碳钢在1mol/LHCl溶中的缓蚀性能。通过SEM和三维轮廓测量仪分析腐蚀后碳钢表面形貌及化学组成,提出CDs的缓蚀机理。结果CDs含C=N键,具有多种含氧、含氮基团,有利于其在钢表面的吸附。CDs在HCl溶液中具有长期分散稳定性。当添加浓度为200 mg/L时,其对碳钢在1 mol/L HCl溶液中的缓蚀效率可达到95.05%。CDs为混合型缓蚀剂,能够同时抑制阴极和阳极反应。CDs在碳钢表面的吸附方式遵循Langmuir等温吸附模型,其缓蚀机理为通过物理和化学吸附方式在碳钢表面形成一层保护膜,从而抑制碳钢的腐蚀。结论成功为CDs缓蚀剂的合成提供了一种简易、可扩展、高效、省时的方法,而且证明了具有席夫碱结构的CDs对碳钢在1 mol/L HCl溶液中的腐蚀具有显著的抑制能力。

摘要：为提高混凝土的自愈能力,设计了一种掺入矿物和吸水树脂的轻骨料混凝土.基于阻抗谱试验,对比分析不同粒径吸水树脂对混凝土自愈能力的影响,针对优选出的配合比进行阻抗谱试验和X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)试验,评价养护龄期对混凝土自修复性能的影响.结果表明,500~600μm粒径的吸水树脂更有利于自愈能力的提升;复合自修复体系表现出长效的自愈能力.XRD试验证实了填补裂缝的愈合产物主要为碳酸钙.本研究提出的复合自修复体系具备良好的自愈性能,探索了一条拓展混凝土自愈合策略的新途径.

摘要：钢筋出现锈蚀后锈蚀产物会在保护层孔隙中扩散,延缓锈胀裂缝发展.为提高从保护层裂缝宽度推算钢筋锈蚀率的准确性,设计不同外加电流密度的通电加速锈蚀实验,使钢筋以不同锈蚀速率发生锈蚀,基于结合X射线计算机断层成像和有限元的逆向建模方法计算锈蚀产物体积修正系数,量化锈蚀产物渗透,分析锈蚀速率的影响.结果表明,随着钢筋锈蚀速率的增大,锈蚀产物渗透减少,锈蚀产物体积修正系数增大;随着钢筋锈蚀过程发展,锈蚀产物体积修正系数减小,但减小过程与锈蚀速率无关;锈蚀产物体积修正系数随着钢筋锈蚀率的增大呈指数减小.研究结果可为钢筋混凝土结构的钢筋锈蚀评估提供依据.