该成果用于考虑材料--结构--工艺--性能的多因素和多层次相互影响的材料和整体结构多功能化设计建模、材料、机械产品和建筑结构创新设计开发, 以及提供复杂载荷工况下增材制造材料和整体结构多功能化创新设计技术与软件系统。该成果在增材制造产品和建筑结构创新设计方面具有高效和高性能及低成本优势。 该成果在国家”863”和多项国家自然科学基金的支持下取得一系列创新性研究成果: (1) 发明了一种基于材料破损约束的连续体结构拓扑设计建模及优化设计方法; (2)发展了多载荷工况下多相材料结构的拓扑优化设计方法;(3) 研制了涉及静、动力学要求的柔性机构创新设计技术;(4) 提出了解决应力集中和奇异问题、最大应力波动问题、分析和计算量大问题和病态载荷工况问题等的关键技术; (5)打通了技术工艺, 开发了长度尺寸控制和多个制造工艺要求的约束表征及模型化技术;(6)发展了复杂载荷环境下结构静、动力学性能要求的拓扑优化的灰度单元抑制方法和考虑边界光滑化的结构优化模型化方法；(7)在国内, 率先研发了考虑智能制造约束的功能特征空间布局和支撑结构构型的复杂集成结构优化技术和与软件系统;(8)率先研发了多功能化材料的创新设计技术;(9) 研制了整体结构多功能化创新设计技术平台和工业应用技术。

航天科恩实验室设计、装修、安装、施工一站式服务，本着“安全、环保、智能、实用、耐久、美观、经济、”的施工理念，我们在设计过程中始终坚持“以人为本”，实验室装修中，美观实用的家具，是高标准实验室装修成功的前提。面对不同客户、不同实验室，把顾客的信息准确传递到设计部门，设计部门进行合理设计，装修竣工给客户一个“经济舒适、实用耐用、安全智能”的全新实验室。 安全：在进行实验作业时，必须确保安全性，尤其是在进行化学试验时，必须有效地排出有毒有害、有味的废气，以保障实验人员的身心健康。 高效：提高实验效率，才能加快实验进程，必须根据不同的实验课题，以及其工艺性配置适的实验设备。 舒适：明快亲切的色彩：符合人体工程学的外形尺寸;方便、实用的功能以及符合环保要求的选材，从而确保科研人员的舒适工作。

成果简介本技术对现有的陶粒泡沫轻混凝土进行了改进， 获得成本低廉， 环保效果好，保温、 高强、 抗震的轻混凝土及轻混凝土墙板产品。上述轻混凝土加工成本同普通混凝土， 且加工和施工灵活， 可以直接浇注为建筑的轻混凝土构件， 也可以在工厂加工为轻质墙材的墙板和砌块， 配以专门高性能保温砂浆去建造自保温和抗震建筑， 大幅度减轻地基的荷载。该轻混凝土采用我校首先提出的轻质材料改性技术， 具有很大的技术优势，在结构材料的自保温、 抗震、 防火、 防水、 隔音， 以及大幅度降低住宅产业化的建造成本方面极具竞争力， 可使住宅产业化建筑的 PC 装配件的搬运成本降低 1/3以上。 该技术可以直接发展为高强轻混凝土制品， 如现浇轻混凝土、 轻混凝土砌块、 围护和分户隔墙用的系列轻质混凝土墙板， 用于建筑行业， 实现建筑节能70%以上的目标。 另外该技术中的 ECC 技术还可以用于高性能干混砂浆， 污泥陶粒还可以作为污水处理用的生物膜滤料和人工湿地的填充床骨料。成熟程度和所需建设条件污泥陶粒的加工已经完成竖炉和回转窑烧成的中试生产， 六安和镇江某陶粒加工企业已经开始用回转窑加工污泥烧胀陶粒。 用污泥陶粒原位发泡混凝土加工出的轻质墙板已经采用在住宅产业化的示范建筑上， 取得明显的建筑节能降耗的效果。所需建设条件： 1） 附近有污水处理厂和电厂， 分别提供水处理剩余污泥（湿泥） 和粉煤灰粗渣作为加工污泥陶粒的主要原料； 2） 轻混凝土的加工手段同普通混凝土加工手段， 墙板的生产可以采用立模生产工艺和平模浇注生产工艺， 其中平模浇注生产工艺可以自动化连续生产， 上述两个生产工艺设备目前已属成熟生产工艺设备， 安工大提出的平模浇注生产工艺已经申请发明专利。完整生产工艺的主要投资设备有： 1） 搅泥设备； 2） 成球机； 3） 烧成设备（回转窑或竖炉）； 4） 混凝土搅拌设备； 5） 墙板机（平模或立模）； 6） 养护设备。技术指标污泥陶粒的技术指标如下： 粒度 5-10mm； 筒压强度 3-8MPa； 吸水率≤10%，重金属溶出无害。墙 板 的 技 术 指 标 ： 导 热 系 数 ≤0.1W/m· K ； 抗 压 强 度 ≥5MPa ； 容 重≤800kg/cm3， 其余指标满足相关国标要求。市场分析和应用前景目前从建筑节能和节约土地的需要角度出发， 需要使用大量的轻质建筑材料使建筑能满足保温指标合格和使楼层加高需求， 同时多地区处于地震带更需要轻质、 高强、 整体性好的混凝土基建筑材料， 因此对作为轻质建材的主要基础材料轻骨料的依赖性越来越强。正在我国兴起的住宅产业化和目前普遍采用的框架结构建筑需要墙体在构造时结合点少、 整体性好、 建造速度快， 因此围护墙体、 分户墙体、 各类隔墙开始大规模需要低成本高性能的组装式轻质墙板， 因此上述产品的市场需要是越来越大。本项目开发的轻质骨料和轻质墙板都是建立在用水处理污泥和粉煤灰粗渣两种废弃物作为主原料的基础之上， 因此加工成本低廉、 加工过程具有显著的环保效果， 因此污泥陶粒和污泥陶粒基轻质墙板为具有很好市场前景的绿色建材产品， 尤其是在陶粒生产中直接采用湿污泥作为原料进行陶粒坯体加工， 解决了目前污泥干化难的问题， 使整个污泥陶粒及轻质墙板的加工成本比其他陶粒产品降低了 30%以上， 因此具有较好的市场前景。另外污泥陶粒还可以作为水处理用的滤料和各种人造湿地的填料。社会经济效益分析建设一条年产 3 万立方米污泥陶粒的生产线可以基本消纳一个中等城市污水处理厂的水处理湿态剩余污泥的合理处置问题， 彻底根治了水处理污泥的二次污染， 具有极高的环保价值。 后续产品轻质墙板使用后可以使墙体达到建筑节能70%以上的目标， 且可以减轻地基的承载， 使建筑整体性好， 因此具有很强的抗震作用。 污泥陶粒及轻质墙板可以同时解决污泥、 粉煤灰固废的资源化问题、 消除其二次污染问题， 且后端产品的节能降耗和减少二氧化碳排放效果显著， 抗震性能好， 因此社会效益极为显著。知识产权及成果获奖情况（1） “水处理污泥陶粒的低能耗加工” 项目， 2011 年通过了省科技厅组织专家验收鉴定， 评定成绩为优秀。（2）“水处理污泥资源化之陶粒产品的关键技术研究” 项目， 2013 年通过了省教育厅组织专家验收鉴定， 评定成绩为优秀。（3）“水处理污泥陶粒的低能耗加工” 获得了 2012 安徽省科技成果证书。（ 4） “ 一种用废纸造纸污泥制备陶粒的方法”， 发明专利， 专利号：ZL200810155372.6合作方式合作开发、 受托开发联系方式材料科学与工程学院 樊传刚电话： 0555-2311570； 手机： 13855578005； E-mail/ chgfan@ahut.edu.cn。

尽管混凝土材料的使用寿命较长，但混凝土构筑物和建筑物在经过一段时间使用后， 终将由于各种原因而必须拆除，从而产生大量废弃混凝土块。另一方面，随着社会经济 的发展、混凝土用量的增大，混凝土的可持续发展与骨料供需矛盾日益突出。因此，若 能将废弃混凝土就地回收再利用，则不仅能降低成本，节约天然骨料资源，缓解供需矛 盾，还能减轻城市环境污染。 本发明就是一种利用废弃混凝土，通过机械加工制成的具有较高强度的再生骨料。 它以废弃混凝土为原料，包括破碎、干拌，筛分和冲洗等工艺步骤，由此制得的混凝土 再生骨料具有与天然石子接近的物理和力学性能，是一种比较理想的配制低、中等强度 再生混凝土材料。 

本技术对现有的陶粒泡沫轻混凝土进行了改进，获得成本低廉，环保效果好，保温、高强、抗震的轻混凝土及轻混凝土墙板产品。上述轻混凝土加工成本同普通混凝土，且加工和施工灵活，可以直接浇注为建筑的轻混凝土构件，也可以在工厂加工为轻质墙材的墙板和砌块，配以专门高性能保温砂浆去建造自保温和抗震建筑，大幅度减轻地基的荷载。该轻混凝土采用我校首先提出的轻质材料改性技术，具有很大的技术优势，在结构材料的自保温、抗震、防火、防水、隔音，以及大幅度降低住宅产业化的建造成本方面极具竞争力，可使住宅产业化建筑的 PC 装配件的搬运成本降低 1/3以上。该技术可以直接发展为高强轻混凝土制品，如现浇轻混凝土、轻混凝土砌块、围护和分户隔墙用的系列轻质混凝土墙板，用于建筑行业，实现建筑节能70%以上的目标。另外该技术中的 ECC 技术还可以用于高性能干混砂浆，污泥陶粒还可以作为污水处理用的生物膜滤料和人工湿地的填充床骨料。

WHDF混凝土增强密实（抗裂）剂（以下简称WHDF）是为解决“十五”计划国家级一等（1）大型水电工程——清江水布垭枢纽面板混凝土抗裂及耐久性能而研制的一种新型混凝土外加剂。与现有混凝土外加剂的作用机理不同，WHDF通过促进水泥水化程度、优化水化产物和协同激发砼中活性混合材料与Ca(OH)2进行二次水化等作用，提高砼中凝胶量，降低孔隙率改善水泥石及其骨料界面的结构，增强凝胶的粘结力，使砼具有良好的抗裂性、耐久性及绝热温升等性能，并可根据工程的具体要求，降低单位体积中的胶材用量。经长江科学院、南京水利科学研究院等多家具有量证资质的研究单位近30次砼性能试验结果统计：单掺2%WHDF的常态R90250的混凝土，比同等条件下掺其它外加剂的混凝土，力学强度和极限拉值均提高20%以上；单掺（1～2）%WHDF的混凝土在保证和易性和性能指标满足设计要求的前提下，可相应节省胶材用量（10～20）kg/m3。 该项目已于1999年12月由湖北省科技厅组织专家进行技术鉴定，其技术和产品性能达到国家先进水平。该项目2001年被评审为湖北省科技进步一等奖，2002年被国家经贸委审定为国家级重点新产品。2003年被评定为湖北省建设厅科技成果推广转化指南项目。

1 成果简介混凝土泵是利用压力将混凝土沿管道连续输送的机械，由泵体和输送管组成，按结构形式分为活塞式、挤压式、水压隔膜式。混凝土泵主要应用于民用建筑、水利水电工程、立交桥等工程施工中混凝土的输送，具有可连续浇筑、施工效率高、浇筑质量好等优点，是当今建筑施工现代化的重要标志之一。 我国目前水泥年产量 2 亿多吨，约为 6 亿立方米混凝土，需混凝土泵 1 万多台。发达国家混凝土泵普及率已超过 90%，而我国大部分混凝土泵依赖进口，普及率不及 20%，在我国混凝土泵的市场很有潜力。 清华大学有 20 年磨料输送泵的研发历史，设计技术先进，产品结构合理、高效节能。DCP 型拖式混凝土泵为典型的磨料输送泵产品之一。2 应用说明DCP 型拖式混凝土泵的混凝土排量为 55~60m3/h，垂直输送距离为 90~110m，水平输送距离为 400~500m。3 效益分析DCP 型拖式混凝土泵的生产成本为 27 万元/台，产品售价为 47 万元/台，如企业每年生产 50 台，则毛利润为 1000 万元/年。4 合作方式成果转让。

陶粒混凝土是以轻质陶粒代替普通混凝土中骨料石子而形成的混凝土，具 有自重轻（容重约为 16~19kN/m3）、导热系数小、力学性能好等优点。将其代 替普通混凝土应用于复合墙板，则自重减轻约 1/3，而节能效果更为显著。 基于竹子生长周期短、再生性强、成材快、力学和热工性能好的特点，开 发利用竹材资源，将其作为建筑结构用材，有利于提升竹资源的利用率。竹基 纤维复合材料（以下简称“竹筋”）是以竹材（慈竹）纤维化单板为构成单元， 酚醛树脂为黏合剂，通过热压或冷压方式制备的新型竹材人造板。竹筋制备过 程中节省了传统竹材人造板制备中的剖篾和去除竹青、竹黄工序，使原竹的利 用率高达 90％以上；竹筋充分利用了竹纤维的固有特性，其抗拉强度能达到 200 MPa 以上，抗压强度达到 100MPa 以上，弹性模量达到 34GPa，其强重比 超过玻璃钢纤维复合材料，而其成本与钢材的基本持平或略低。 179 用竹筋代替钢筋作为陶粒混凝土的加筋材料，形成上下两层竹筋陶粒混凝 土面板，中间夹以高效保温材料，通过竹筋桁架连接键连接上下面板组成竹筋 陶粒混凝土复合墙板，则具有轻质、高强、保温、隔音、耐久、低碳节能的优 点。把竹筋陶粒混凝土复合墙板通过螺栓外挂或内嵌于钢结构和装配整体式混 凝土结构上，形成新型绿色建筑，符合国家的绿色建材和建筑产业现代化发展 方向，预示了竹筋陶粒混凝土复合墙板在装配式建筑中的应用会越来越广泛。 与普通砌块加外保温墙体相比，采用竹筋陶粒混凝土复合墙板可以提高舒适度 60％、节能效果达到 75％、缩短工期 90%、减少污染 90%、减少质量通病 90％、减低造价 20%左右。

一种钢管混凝土腹杆组合箱梁。其包括预应力混凝土顶板、预应力混凝土底板、多根钢管混凝土腹杆、多个连接件和多个剪力键；预应力混凝土顶板和底板沿水平方向上下设置；钢管混凝土腹杆由钢管和混凝土芯组成，多根钢管混凝土腹杆呈人字形通过设置在其端部的剪力键连接在预应力混凝土顶板和预应力混凝土底板之间，由此构成箱梁主体；而连接件则连接在相邻两根钢管混凝土腹杆之间。本发明的钢管混凝土腹杆组合箱梁是采用钢管混凝土作为腹杆，因此可以提高受压腹杆的抗压能力，也可以根据需要对受拉腹杆施加预应力，以降低其拉应力水平，甚至可使之