科创中国

行业领域

高端装备制造产业,智能制造装备产业

需求背景

随着宁夏地区基础设施建设的快速发展，对建筑材料性能的要求日益提高，特别是在极端气候和复杂地质条件下，传统混凝土材料难以满足现代工程结构对强度、耐久性及经济性的综合要求。宁夏地区拥有丰富的沙漠砂资源及工业废料如粉煤灰、矿渣和硅灰等，为新型混凝土材料的研发提供了得天独厚的条件。因此，开发一种基于本地资源的高强高韧性混凝土，不仅能够提升建筑结构的整体性能，还能有效促进资源循环利用，减少环境污染，对推动宁夏乃至全国建筑行业的可持续发展具有重要意义。

需解决的主要技术难题

1. 配合比设计优化：如何科学合理地利用宁夏地区特有的沙漠砂和工业废料，结合国产聚乙烯纤维等增强材料，设计出既满足高强度、高韧性要求，又具备良好工作性能和成本效益的混凝土配合比。

2. 性能评估与模型建立：在高强高韧混凝土的单轴受拉/压、受弯等复杂受力状态下，如何准确评估其力学性能、损伤演化规律及破坏机理，并建立相应的应力-应变全曲线方程和强度、弹性模量等关键参数的计算方法。

3. 耐久性研究：在多种盐类侵蚀环境下，如何揭示高强高韧混凝土的耐久性能演变规律，明确盐类侵蚀对其损伤破坏的机理，并建立相应的损伤本构关系，以确保其在复杂环境下的长期安全使用。

成本控制与工业化应用：在保证混凝土性能的前提下，如何有效控制生产成本，实现高强高韧混凝土的规模化生产和工业化应用。

期望实现的主要技术目标

1. 创新配合比设计：开发出适用于宁夏地区的高强高韧性混凝土配合比设计方案，实现原材料的高效利用和成本优化。

2. 构建性能评估体系：建立全面、准确的高强高韧混凝土力学性能评估体系，包括应力-应变关系、强度、韧性等关键参数的计算方法和预测模型。

3. 揭示耐久机理：深入研究高强高韧混凝土在盐类侵蚀环境下的耐久性能，揭示其损伤破坏机理，为工程应用提供科学依据。

推动工业化应用：通过技术优化和成本控制，推动高强高韧混凝土的工业化生产和广泛应用，提升宁夏地区乃至全国建筑行业的整体水平。

需求解析

解析单位：“科创中国”高端装备制造业智能转型产业科技服务团（中国空间科学学会） 解析时间：2024-10-08

王诗文

桂林信息科技学院

服务团专家

综合评价

1. 此需求描述足够清晰，专家能够依据所提供的技术难题和目标开展研究工作。 2.对产业发展具有重大意义。高强高韧性混凝土的研发有助于提升建筑结构性能，推动资源循环利用，减少环境污染，对建筑行业的可持续发展具有积极影响。由于涉及多学科知识和本地特殊资源，需要跨行业专家共同解决。 3.技术对接方案框架：组建包含混凝土材料专家、力学专家、化学专家等的联合研发团队。材料专家主导配合比设计优化；力学专家负责性能评估与模型建立；化学专家参与耐久性研究；团队共同协作实现成本控制与工业化应用的目标。

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