该研究旨在调查M20级混凝土使用生物炭和铁矿石尾粉(ITP)的CO 2序列能力。通过缓慢的玉米毒酸性热解制备生物炭。将所获得的生物炭分为两个系列未经处理的生物炭,并通过加热进行预处理,直到燃烧。在0%,5%,10%和15%的情况下,混凝土中的细骨料被代替。通过压碎和筛分铁矿石废物获得的铁矿石尾粉。将水泥以0%,25%和50%的重量代替ITP。水与粘合剂比保持在0.45,在超增塑剂的帮助下保持混凝土的可工程性。进行了抗压强度测试,CO 2摄取,孔隙率和汞侵入孔隙测试,以了解混凝土中生物炭和ITP的影响。测试结果表明,含有25%ITP替代的预处理的生物炭的混合物具有最大CO 2隔离能力,而不会损害其强度特性。
钢筋混凝土结构是沿海基础设施的重要组成部分,为周边自然环境和城市人口的安全和繁荣奠定了基础。然而,这些结构越来越受到氯离子腐蚀的威胁,氯离子腐蚀是导致其恶化的主要因素,尤其是在海洋环境中 1,2 。氯离子渗透混凝土,导致钢筋腐蚀,破坏结构完整性,缩短这些基础设施的使用寿命。氯化物侵入受到周围环境条件(包括气候变化)的广泛影响 3 。此外,极端事件和海平面上升导致此类结构的荷载制度加剧,从而增加了需求 4 。最后,新建筑或大规模重建活动的实施损害了气候缓解和环境保护目标 5 。
近年来,混凝土技术研究领域取得了长足的进步,其主要发展方向有两个:对卓越力学性能的不懈追求和对可持续性的日益重视(Li,2019)。在工程范式不断发展以及对能够承受极端环境和负载条件的弹性基础设施的需求不断增长的背景下,提高混凝土的力学性能对于增强现代建筑的结构完整性和安全性至关重要(Gong et al.,2023;Yu et al.,2024)。同时,工业化的不断推进产生了大量废物和副产品,这些废物和副产品通常被送往垃圾填埋场,从而加剧了空气污染并增加了碳排放。因此,开发可持续混凝土材料和结构已成为减轻环境负担和实现碳中和的关键解决方案。这种模式转变不仅符合全球应对气候变化的要求,而且为废料的创新增值利用开辟了有希望的途径。然而,高性能混凝土材料的发展之路往往充满挑战,特别是材料成本高昂以及生产过程中产生的碳排放,这阻碍了它们在结构工程中的广泛应用。为了克服这些障碍,研究人员将重点放在工业、城市和农业残余物或副产品的研究领域,探索它们作为混凝土关键成分(包括水泥基粘合剂、骨料和纤维增强材料)的部分替代品的潜力(Xiang 等人,2023 年;Merli 等人,2020 年)。通过整合废弃物,可以降低高性能混凝土的成本和碳足迹,同时促进循环经济的原则。
量化碳的碳足迹可以通过环境产品声明(EPDS)评估,这些声明(EPDS)提供了有关与其生产相关的环境影响的详细信息。北美EPD通常关注“摇篮到门”的生命周期,这意味着它们可以从提取和生产所有原材料(包括水泥材料,骨料,混合物等)中衡量环境影响。(摇篮)到混凝土离开现成混合设施(门)的点。这些声明考虑了生产过程中能源消耗,温室气体排放,用水量和废物产生等因素。
使用从拆除废物中产生的再生骨料来生产混凝土是减少建筑环境对环境影响的一种有希望的选择。然而,预测再生骨料混凝土的硬化性能是其在建筑领域大规模部署的主要障碍之一。由于传统的经验方法对于预测新的再生骨料配方的性能不太可靠,近年来,人工智能方法已得到广泛发展,以实现这一目标。在本文中,我们对预测再生骨料混凝土的机械性能和进行敏感性分析的人工智能 (AI) 方法进行了广泛的文献综述。本研究对文献中发现的主要方法和算法的适用性、准确性和计算要求进行了详尽的描述、检查和讨论。此外,还强调了各种算法的优点和缺点。人工智能算法已在各种预测应用中取得了成功,并且准确率很高。虽然这些算法是用于估计再生骨料混凝土混合物成分和机械性能的强大预测工具,但它们的性能高度依赖于数据结构和超参数选择。这项研究可以帮助工程师和研究人员更好地决策使用人工智能算法进行机械性能预测和/或优化再生骨料混凝土的配方。
新闻新加坡新闻稿,2024年12月16日,新加坡新加坡科学家开发了3D混凝土印刷方法,该方法捕获新加坡南南技术大学(NTU新加坡)的二氧化碳科学家(NTU Singapore)开发了一种捕获碳的3D混凝土印刷方法,该方法捕捉了碳,展示了一种减少建筑行业环境影响的新道路。在《科学杂志碳捕获科学与技术》中详细介绍的创新方法旨在显着减少水泥的碳足迹 - 一种负责16亿吨二氧化碳(CO 2)的材料(CO 2)或全球CO 2的八个中心1的含量1-通过较低的材料使用,减少的施工时间和劳动需求。新开发的3D混凝土打印过程涉及注入蒸汽和CO 2,被捕获为工业过程的副产品,将其直接掺入并将CO 2储存在混凝土结构中。结果表明,与常规的3D印刷混凝土相比,CO 2和蒸汽注入方法提高了混凝土的机械性能,从而提高了强度。该研究的首席研究员,NTU机械和航空航天工程学院的Tan Ming Jen教授(MAE)和NTU的3D印刷中心(SC3DP)的NTU新加坡中心说:“建筑物和建筑部门导致全球温室气体的重要部分。我们新开发的3D混凝土印刷系统不仅通过改善混凝土的机械性能,而且有助于减少该行业的环境影响,从而提供了减少碳的替代方案。它证明了使用发电厂或其他行业生产的CO 2进行3D混凝土印刷的可能性。由于传统水泥发出了大量碳,因此我们的方法提供了一种将CO 2至3D混凝土打印的方法。”研究小组认为,他们的创新代表了实现全球可持续发展目标并减少行业
15混凝土由于其16个耐用性,多功能性和可负担性而被称为全球最普遍的人为材料。但是,对全球17 CO 2排放有重大贡献。因此,努力加强了减少混凝土的具体碳,18具有新兴或常规的替代技术,旨在减轻排放和19种产量“可持续”和“低碳”混凝土;一组术语不一致地使用了20个术语,从而导致行业潜在的绿色和混乱。21同时,有迫切需要工具和政策来指导低22个碳混凝土结构和基础设施的设计。本文引入了一个具体的碳23分类系统,作为解决行业混乱的实用解决方案,并促进了混凝土建筑领域的24种可持续实践。它由一种普遍适用的25个工具组成,设计人员,制造商,资产所有者,承包商和政策26制造商可以对体现的碳混凝土进行强有力的评估,开发到27个混凝土脱碳的途径,设置与低碳混凝土28材料的中间定义和目标。
摘要。本文通过研究人工智能在混凝土设计中的应用来解决对可持续基础设施的迫切需求,特别强调预测单轴抗压强度 (UCS) 以减轻环境影响。混凝土是一种基本的建筑材料,由于其巨大的碳足迹,是环境恶化的主要原因。该研究的重点是利用人工神经网络 (ANN) 的潜力来预测传统建筑混凝土中的 UCS,这种混凝土在全球建筑实践中得到广泛应用。这一重点源于人们认识到这些混凝土类型对环境有重大影响,既影响碳足迹,又影响生态系统。研究方法包括分析一个数据集,该数据集包含 300 个立方体混凝土试件,尺寸为 15 厘米 × 15 厘米 × 15 厘米,按 70:30 的比例分为训练集和测试集。除了 ANN 模型外,还采用了各种机器学习分类器(包括支持向量机和决策树)进行比较。结果表明,基于 ANN 的预测模型优于替代分类器,具有高准确率和最小误差值,从而证实了其在估计 UCS 值方面的可靠性。这些发现凸显了整合人工智能技术以提高建筑实践的可持续性和减轻与混凝土使用相关的环境影响的潜力。通过采用 ANN 预测模型等创新方法,建筑行业可以为环境保护和可持续发展做出重大贡献。关键词:人工智能;混凝土;施工管理;环境影响;可持续结构 1. 简介
抽象的传统超高性能混凝土(UHPC)具有卓越的开发潜力。然而,在整个水泥制造过程中产生了大量的CO 2,这与当前在全球范围内降低排放和保存能量的趋势相反,从而限制了UHPC的进一步发展。考虑到气候变化和可持续性问题,无水泥,环保,碱活化的UHPC(AA-UHPC)材料最近受到了广泛关注。在旨在降低实验工具和人工成本的高级预测技术的出现之后,本研究提供了基于机器学习(ML)算法的不同方法的比较研究,以提出一种基于活跃的学习ML模型(AL-STAKED ML),以预测AA-UHPC的压缩强度。收集了包含284个实验数据集和18个输入参数的数据丰富的框架。对可能影响AA-UHPC抗压强度的输入特征的重要性进行了全面评估。结果证实,在本研究中已经测试过的不同一般实验标本的堆叠式ML-3可用于98.9%的AL-3。主动学习可以提高精度高达4.1%,并进一步增强堆叠的ML模型。此外,通过实验测试引入并验证了图形用户界面(GUI),以促进可比的前瞻性研究和预测。
机械和设备的安装或搬迁以及操作(包括但不限于实验室设备,电子硬件,制造机械,维护设备以及健康和安全设备),只要使用已安装或重新定位的物品与接收结构的一般任务一致。涵盖的动作包括对现有建筑物的修改,在设备安装和搬迁所必需的先前干扰或发达的区域内或连续。这种修改不会明显增加现有建筑物的占地面积或高度,或者有可能对环境影响的类型和幅度进行重大变化。b3.6小规模的研发,实验室操作和试点项目