水性漆在涂料市场的份额逐年快速攀升，但采用传统漆雾凝聚剂处理水性漆废水存在水性漆去除率不高、二次污染等问题。本文开发了二维剥片型蒙脱石漆雾凝聚剂，显著提升了蒙脱石漆雾凝聚剂的分散稳定性和对水性漆废水中水性漆的去除率，并用原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜-X射线能谱(SEM-EDS)分析、Zeta电位分析仪、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、紫外分光光度计探究了二维剥片对蒙脱石漆雾凝聚剂的影响及蒙脱石漆雾凝聚剂的作用机理。结果表明：蒙脱石漆雾凝聚剂处理水性漆废水的机理主要是蒙脱石中的羟基和Si—O中的O与水性漆的羧基之间形成了氢键，使水性漆被吸附在蒙脱石表面；剥离程度较高的蒙脱石电负性更强，能保持更好的分散稳定性；剥离程度的增加使蒙脱石漆雾凝聚剂的分散稳定性和对水性漆的去除率显著提升，当二维剥片型蒙脱石用量为水性漆废水的1.125%(体积分数)、阳离子型聚丙烯酰胺用量为水性漆废水的1.000%(体积分数)时，水性漆去除率可达98.770%；与市售蒙脱石漆雾凝聚剂相比，本产品处理水性漆废水后水性漆去除率更高。

使用国产原材料, 制备轻质高延性水泥基复合材料作为防火涂料(FR-ECC), 论证了FR-ECC作为防火涂料的可行性。通过轴拉试验和轴压试验研究不同配合比FR-ECC的力学性能, 并利用四点弯曲梁试验研究FR-ECC与钢构件协同工作性能。结果表明: 3种配方的FR-ECC均具有多裂缝开裂和应变强化的特征, 平均抗拉强度1.30 MPa, 平均极限应变1.93%。轴压试验显示: 材料具有良好的受压变形能力, 平均抗压强度3.99 MPa; 适当增加纤维掺量可以提升其拉、压力学性能。四点弯曲梁试验表明: 涂层越薄越能适应较大的弯曲变形; 在涂层厚度不大于10 mm时, FR-ECC随钢梁变形会产生细小裂缝, 而不会起层或剥落。FR-ECC在复杂应力下具备与钢构件协同变形的能力。

钢管混凝土结构在超高层建筑中的应用日益广泛, 由于施工质量控制不到位及混凝土材料收缩等原因, 其内部可能出现核心混凝土空洞缺陷及混凝土与钢管壁间的界面剥离缺陷, 进而对其力学性能带来负面影响。该文针对矩形钢管混凝土截面的缺陷检测, 在表面粘贴压电陶瓷片进行测量, 对这两种内部缺陷在不同测试路径上压电陶瓷片响应的影响进行试验和数值模拟分析。通过对健康、存在核心混凝土空洞和界面剥离缺陷的不同试件不同检测路径上压电传感器输出信号的比较, 研究了缺陷对应力波传播的影响, 并得到采用对测方式检测的敏感范围。结果表明采用对测方法可有效检测钢管混凝土缺陷, 其敏感范围的确定具有工程意义。

结合面质量直接影响钛钢复合板的整体强度。为有效评估粘接性能，提出了脱粘缺陷的激光-电磁超声非接触式检测方案。基于激光超声激励原理，纵波声场指向性以及电磁超声接收理论，搭建了钛钢复合板脱粘缺陷检测系统。在基材侧或复材侧，使用长度10 mm、宽度0.2 mm的脉冲激光线状光斑辐照于材料表面激励超声波，利用中心频率1 MHz的电磁超声纵波换能器在异侧对心处接收信号。探讨了主声束和换能器相对脱粘缺陷移动过程中信号幅值的变化规律，根据试验数据可知，随着换能器被缺陷遮挡长度的增加，信号幅值逐渐降低。当主声束和换能器被遮挡一半时，信号幅值降为粘接良好状态下的0.5倍。因此，可依据信号幅值的变化特征来判定脱粘缺陷，同时也说明了激光-电磁超声技术适用于钛钢复合板结合面的非接触式检测。

为研究网格尺寸对玄武岩纤维编织网增强混凝土(BTRC)拉伸性能的影响, 进行了不同网格尺寸的4组48个试件的BTRC薄板单轴拉伸试验, 分别从宏观和细观尺度分析BTRC薄板的破坏模式。在分析过程中采用ACK模型验证BTRC薄板拉伸的本构关系方程, 并通过有限元模拟对结果进行对比验证。结果表明: BTRC薄板在拉伸荷载下呈明显的应变硬化特点; BTRC薄板的破坏模式为典型的脱黏破坏, 且网格尺寸越小, 纤维编织网与混凝土之间的黏结性能越好, 单裂缝开展的细小裂纹越多; 玄武岩纤维编织网不会改变混凝土的开裂强度, 却能明显地提高其极限抗拉强度; 编织网的网格尺寸越小, 有效受力纤维束越多, 抗拉强度越高。

为了实现对粘钢加固混凝土脱粘缺陷的红外相位检测,依据传热学原理建立了相应的检测模型,利用有限体积法得到了检测表面温度,然后通过快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)获得了相位分布数据,并研究了检测表面相位差与钢材厚度、缺陷宽度、缺陷厚度以及热流强度的关系。结果表明,在一定的缺陷大小下,当钢材厚度增大时,检测表面相位差的最大值将减小；在一定的钢材和缺陷厚度下,当缺陷宽度增加时,检测表面相位差的最大值将增大；在一定的钢材厚度和缺陷宽度下,当缺陷高度增大时,检测表面相位差的最大值会有一定程度的增大,但是增加量较小；在一定的钢材厚度和缺陷大小下,当热流强度增大时,检测表面的相位差基本无变化。研究结果为粘钢加固混凝土脱粘缺陷的红外相位检测提供了理论依据。

针对当前蜂窝夹芯结构超声无损检测效率低及耦合剂污染等问题, 该文提出了使用空气耦合超声透射法进行检测并成像。首先利用COMSOL建立了二维蜂窝夹芯结构空气耦合超声检测模型, 通过置入不同大小空气层以模拟实际脱粘缺陷。仿真结果表明, 与无缺陷相比, 脱粘后超声信号幅值变小, 且缺陷越大, 超声信号幅值越小。其次制定空气耦合超声透射实验方案, 使用频率为200 kHz空气耦合超声换能器对不同脱粘面积进行实验研究, 实验结果与仿真结果趋势相同, 验证了该方法的有效性。最后搭建了空气耦合超声C扫描系统, 对不同大小脱粘缺陷进行超声C扫描成像。成像结果表明, 该方法最小可显示9 mm的脱粘缺陷轮廓, 解决了蜂窝夹芯结构的脱粘无损检测。

以不锈钢薄板、三元乙丙橡胶和硅胶层建立的固体火箭发动机（SRM）壳体为对象, 研究了由压电陶瓷片(PZT)激励和接收的兰姆(Lamb)波在壳体中的传播问题。首先通过设置多组压电传感器检测路径, 对不同脱粘尺寸下椭圆定位法和结合椭圆法的基于概率成像（PDI）法（即改进PDI法）定位结果进行对比; 其次对不同位置, 不同概率取值下的改进PDI法成像进行对比;最后通过试验验证了成像情况。研究结果表明, 与椭圆定位法相比, 基于PZT的改进PDI法具有更高的精度和灵敏度, 且该方法可以实现对SRM钢壳体和绝热层不同脱粘位置的检测。

大型飞机上的纤维金属层板因工艺、环境等原因易在黏接界面处产生脱黏，成为影响飞机飞行的安全隐患，因此对纤维金属层板黏接层的早期微脱黏进行有效检测与评价具有重要意义。本文提出了一种基于局部缺陷共振（LDR）的黏接界面微脱黏程度的评价方法。在接触声学非线性机制下，将缺陷作为非线性弹簧振子，推导其LDR频率，并通过数值仿真分析了不同激励条件下的共振。以预置不同尺寸脱黏缺陷的玻璃纤维-铝合金黏接板为实验对象，利用粘贴在表面的压电传动/传感单元，根据LDR频率有选择性地采用不同频率的激励信号作用在黏接板上，并对接收的响应信号进行频谱分析。仿真与实验结果表明，基于LDR效应可以增强微脱黏界面间的非线性，并可以通过LDR频率对微脱黏损伤面积进行估算。