浅谈日欧生态水泥混凝土材料与技术——访日技术交流

摘要：生态混凝土是减轻地球环境负荷、与生态体系协调发展、创造舒适生活环境的混凝土材料。二战结束后,日本和德国等国对废弃混凝土进行了开发研究和再生利用,提出混凝土必须生态化、绿色化,同时开始利用废弃混凝土做骨料生产再生混凝土,并对其强度、耐久性、经济性等进行了研究。近年来我国也已经意识到生态水泥混凝土材料和技术是今后水泥混凝土行业发展的大趋势,这样才能使水泥混凝土行业走向可持续发展的道路。     

生态混凝土的研究现状与展望

生态混凝土是一种新型的生态建筑材料，具有广阔的应用前景。介绍了生态混凝土的概念、分类以及国内外研究、应用现状，并指出了生态混凝土的意义及其发展趋势。     

植被生态混凝土制备工艺研究进展

介绍了植被生态混凝土的定义及分类,以及这类混凝土的应用现状;通过总结前人针对制备方法的研究成果,包括配比设计、搅拌、成型、养护等步骤,提出了各个工艺需要掌握的关键因素;阐述了定量化衡量植被生态混凝土制备性能指标,并基于此性能指标讨论了影响因素与检测方法;阐明了植被型生态混凝土今后的发展方向。     

生态混凝土研究进展

介绍了生态混凝土的概念、分类以及国内外研究现状,提出了自适应植被混凝土的概念,并阐述了一种利用具有高固土性能的低碱全砂土固结材料、具有微观缺陷结构特征的沸石和宏观缺陷结构特征的珊瑚礁制作自适应植被混凝土的新思路,在此基础上讨论了生态混凝土的意义及其发展趋势.     

生态混凝土的应用研究及存在问题

生态混凝土具有良好的环境协调性而逐渐被重视和应用于透水混凝土、植被混凝土和净水混凝土等方面,在综述生态混凝土设计施工、强度与耐久性、碱环境的改善与透水性能的保持的基础上,根据生态混凝土的结构和性能特点提出其配合比设计方法、碱环境与耐久性改善、孔隙性质保持的研究思路.     

生态混凝土应用研究进展

当今社会经济的不断发展,各种建筑材料对环境带来了不同程度的污染。随着人们环境保护意识逐渐提升,近年来,生态混凝土得到了广泛运用,在工程防护、植被绿化、美化环境、节约资源等方面发挥着重要作用。本文主要介绍生态混凝土的概念、优缺点、国内外的研究现状、制备工艺及其检测、力学性能、孔隙率、水质净化以及在各行业中的运用情况。通过各研究总结了解生态混凝土,以及整理出相关实验的制作过程,为日后生态混凝土的制作研究提供方法与思路。     

稻壳灰生态混凝土的力学及植生性能

【目的】利用工业发电过程中产生的废弃稻壳灰替代硅灰制备稻壳灰生态混凝土,改善生态混凝土的强度和植生性能,降低生态混凝土制造成本的同时保护生态环境。【方法】采用稻壳灰部分代替硅灰作为胶凝材料,保持硅灰和稻壳灰质量之和不变,对稻壳灰代替硅灰进行第1次配比设计,研究水和胶凝材料的质量比（水胶比）、稻壳灰替代率对稻壳灰生态混凝土强度的影响,确定最佳水胶比和稻壳灰替代率的取值范围;进行第2次配比设计,采用Design Expert软件进行响应面分析,研究水胶比、稻壳灰替代率和孔隙率对稻壳灰生态混凝土抗压强度和抗折强度等力学性能的影响,确定最佳水胶比和稻壳灰代替率,并采用狗牙根、黑麦草、高羊茅3种草本植物验证稻壳灰生态混凝土的植生性能。【结果】随着稻壳灰替代率的增大,稻壳灰生态混凝土的强度呈现先增大后减小的趋势,最佳稻壳灰替代率为55%;3种草本植物均能够在稻壳灰生态混凝土中正常生长,高羊茅植生性能最佳。【结论】稻壳灰可以替代硅灰用作胶凝材料,制备的稻壳灰生态混凝土具有良好的力学性能和植生性能。     

道路建筑材料的生态设计与实践

道路建筑材料的生态设计是将材料的环境负荷、使用性能和经济成本综合考虑到材料设计过程之中,以生命周期评价(LCA,Life Cycle Assessment)思想为指导,使用生态化改造设计开发与环境相协调的材料。本研究以天然石料沥青混凝土道路面层为参考基准,通过确定产品设计目标,需求分析,实施设计以及评价等步骤进行钢渣沥青混凝土道路面层的生态设计。结果表明:钢渣沥青混凝土的全生命周期环境负荷比天然石料沥青混凝土约低14.17%,使用性能比其高出31.87%,建设1 km道路所需经济成本比其低8.37%,且生态设计综合评价结果也优于天然石料沥青混凝土。因此,钢渣沥青混凝土在环境负荷、使用性能、经济成本和综合表现上均要优于天然石料沥青混凝土,即钢渣沥青混凝土路面比天然石料沥青混凝土路面更符合生态设计要求,为道路建筑材料的绿色设计和选材提供了依据。     

绿色高性能混凝土在土木工程中的发展

绿色高性能混凝土是为了减轻地球环境负荷、与生态体系协调发展、创造舒适生活环境的混凝土材料。本文在绿色高性能混凝土现有的研究基础上,论述了其研究现状,意义和未来发展。     

聚丙烯纤维改性多孔生态混凝土的制备及性能研究

以玄武岩碎石为天然粗骨料,废弃混凝土为再生粗骨料,聚丙烯纤维为增强相,制备了不同聚丙烯纤维掺杂量的多孔生态混凝土,探究了聚丙烯纤维的掺杂量对多孔生态混凝土的物理性能、微观形貌、力学性能及抗冻性能的影响。结果表明,多孔生态混凝土的透水系数和孔隙率呈现出正向线性关系,随着聚丙烯纤维掺杂量的增大,混凝土的透水系数和孔隙率持续降低;适量聚丙烯纤维的掺杂能够在多孔生态混凝土中形成均匀致密的网格结构,当聚丙烯纤维的掺杂量为3%(体积分数)时,混凝土的致密度最高。随着聚丙烯纤维掺杂量的增大,混凝土的抗折强度先增大后降低,抗压强度先快速增大后缓慢增大。在28 d龄期下,当聚丙烯纤维的掺杂量为3%(体积分数)时,混凝土的抗折强度达到最大值4.68 MPa,对应的抗压强度为14.68 MPa。经历100次冻融循环后,当聚丙烯纤维的掺杂量为3%(体积分数)时,混凝土的质量损失率最低为2.17%,相对动弹性模量最高为84.81%,抗冻性能最佳。因此,聚丙烯纤维的最佳掺杂量为3%(体积分数)。     

阵列式静电传感器的频率特性分析

研究了应用于气固两相流流动参数检测的阵列式静电传感器频率特性,建立了阵列式静电传感器的数学模型,定义了动态灵敏度,应用数值模拟结合实验的方法得到了阵列式静电传感器的轴向灵敏区域和频率响应特性。结果表明:传感器近极片的轴向灵敏区域最小,中心轴向处的灵敏区域最大;空间频率分布为距极片越近,频带越宽,峰值频率越大;速度越大频带越宽,峰值频率越大;极片越长,信号的频带越窄;得到了粒子速度、灵敏区域长度和峰值频率3者之间的关系。     

基于霍尔效应的感应式瞬时旋转角速度传感器

设计了一种基于霍尔效应的感应式瞬时旋转角速度传感器,主要包括定子铁心及绕组、霍尔元件和永磁转子3大部分,且永磁转子的磁通在空间气隙中呈正弦规律分布。传感器工作时,永磁转子与被测旋转设备同轴连接,永磁转子的磁场与定子绕组匝链耦合,绕组中产生与瞬时旋转角速度呈对应关系的感应电动势。由于定子绕组与霍尔元件的控制端直接连接,则霍尔元件中存在电流,在永磁转子磁场的作用下,霍尔元件产生与瞬时旋转角速度成正比的直流霍尔电势。推导了传感器的输出特性,并对传感器进行了特性测定实验,结果表明其灵敏度系数约为203 mV/(rad·s^-1),线性误差约为0.5%。     

聚苯乙炔的电性能研究

用四种掺杂剂,I_2、Br_2、BF_3·乙醚和发烟H_2SO_4,作了聚苯乙炔(PPA)的掺杂。对掺杂及未掺杂的PPA做了电导率测定。实验表明,发烟H_2SO_4掺杂效果较好(电导率提高10~7倍),I_2较差。对不同分子量和不同密度的PPA的电导率测定表明;PPA分子量越高,电导率越高;PPA密度越大,电导率越高,并且PPA分子量越大,掺杂后电导率提高的幅度也越大。本文还讨论了掺杂机理和无水AlCl_3在苯乙炔聚合过程中的同步掺杂作用。     

PCA与SVD信号处理效果相似性与机理分析

将主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)用于信号处理,并与奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)方法比较。分析总结PCA及SVD信号处理原理,提出基于PCA的特征值差分谱理论用于信号消噪。结果表明,PCA与SVD的处理效果较相似,相似性原因为原始矩阵右奇异向量即为协方差矩阵特征向量。SVD较PCA的重构误差小,因SVD无需计算协方差矩阵,可避免舍入误差产生。     

预制坯形状对扭力梁内高压成形的影响分析

针对复杂截面扭力梁内高压成形容易出现咬边和开裂的问题,以轿车V型扭力梁为例,采用数值模拟和试验方法,分析了预制坯形状对扭力梁内高压成形的影响,重点研究了压下量（Y）和侧向宽度（B）对预制坯形状和内高压成形的影响.结果表明,当Y、B分别为0.83D（D为管材直径）、0.73D和0.78D、0.78D时,得到的预制坯形状在...     

HSI空间和改进 C-means的彩色人民币号码分割方法

针对采集到的人民币号码图像都是彩色图像并携带有噪声这一现象,本文提出基于 HSI空间和改进的 C-means算法的人民币彩色号码图像分割方法。选用 HSI颜色空间作为彩色分割空间,在 HSI空间内,将 HSI的 3-D搜索问题转化为 3个 1-D的搜索问题,求取图像在 3个 1-D方向上的灰度直方图,该方法根据图像当前点 3×3邻域内每个像素灰度值与当前点灰度值差值的大小情况,确定聚类算法中当前点的灰度值 p(m)的值,采用 C-means聚类算法分别确定文字和非文字的聚类中心,利用欧式距离进行人民币号码前景和背景的聚类判断。该方法直接对彩色人民币号码图像进行分割,考虑了当前点与邻域像素点之间的相互关系,具有一定的自适应性。实验结果表明,提出的号码图像分割方法不受图像噪声和局部边缘变化的影响,且变换后数据量减少,易于计算,该方法对字母和数字的分割都有效,鲁棒性较强。     

GPS星座的空间覆盖特性研究

对ＧＰＳ星座的空间覆盖特性进行了研究,从系统作用原理上阐述了最小覆盖性要求。结合空间应用的具体分析,给出了覆盖性的一种定义,并推导了相应判据。利用所给定义及其判据,设计了ＧＰＳ星座的仿真实验,在此条件下得到了ＧＰＳ星座的空间覆盖结果。最后给出结论并进行了分析。     

轮对振动和噪声的分析

以轮轨表面粗糙度为激励,利用车辆-轨道多刚体耦合振动模型计算轮轨作用力.利用有限元理论建立轮对的有限元分析模型,以轮轨作用力为激励进行轮对的振动频响分析.以振动响应分析结果作为边界条件,利用边界元理论建立轮对边界元声学分析模型,对轮对振动声学特性进行了计算分析.其结果与公认的模型和软件的计算结果相比具有较好的一致性,证明本文做法的正确性.     

带缺口塑性材料的声发射特性研究

以带线切割加工缺口的碳钢在拉伸试验时的断裂过程为研究对象,通过对其产生的声发射信号进行检测和分析,研究其开裂时的声发射特性。试验结果表明:带缺口塑性材料在拉伸断裂过程中会产生幅值在47dB￣90dB范围内的声发射信号;信号的振铃累计数在材料的塑性变形段与裂纹稳态扩展段均与应变成线性关系,但后者斜率大于前者;试样缺口深度越大,材料开裂时间越早,振铃计数率越高,且信号能量累计数与应变成线性关系。     

一款低频双端纵振-亥姆霍兹换能器

对一款谐振频率接近500Hz的双端纵振-亥姆霍兹换能器进行研究,利用电-力-声类比电路理论对低频性能进行定性分析;利用ATILA有限元仿真对电声性能进行定量预计;描述了双端振子的装配过程;制作了换能器样机,并对性能进行测试及分析。结果表明仿真分析较为准确,双端振动具有较高的一致性,最终实现了低频大功率发射。