土木工程材料

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出版者:中国农业大学出版社
作者:宓永宁
出品人:
页数:272
译者:
出版时间:2005-3
价格:21.00元
装帧:
isbn号码:9787810668521
丛书系列:
图书标签:
  • 土木工程
  • 工程材料
  • 建筑材料
  • 材料科学
  • 混凝土
  • 钢材
  • 木材
  • 沥青
  • 水泥
  • 土力学
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具体描述

《土木工程材料》主要是为高等学校土木工程、水利工程等专业学生编写的教材。书中重点介绍有关土木建筑工程材料的基础理论和基本知识。全书共12章,分别介绍土木建筑工程中常用的水泥、石灰、混凝土、砂浆、防水材料、钢材、木材、砌筑材料以及装饰材料、合成高分子材料、建筑功能材料,此外也介绍了土木工程中常见的材料试验方法和质量评定方法。

《土木工程材料》全部按现行国家标准、部及行业标准和最新规范编写。

《土木工程材料》适用于普通高等学校、成人高校土木工程专业的教学,也适于作为其他土建类专业继续教育的教材,并可供从事土建工程的技术人员和管理人员参考。

建筑材料的艺术与科学:现代工程实践的基石 本书聚焦于探索和理解当代建筑工程中至关重要的结构与功能材料,旨在为读者提供一套全面、深入且具有实践指导意义的知识体系。 我们将目光投向那些支撑起摩天大楼、横跨江河的桥梁以及保护我们生活的各类基础设施的核心要素,深入剖析它们的内在构成、性能表现以及在实际工程应用中的优化策略。 本书并非对传统土木工程材料(如您提及的某一特定领域)的简单罗列,而是将其视野扩展至更广阔的先进工程材料学范畴。我们的核心主题在于:如何通过精确的材料选择、科学的配合比设计以及严格的质量控制,实现结构的高耐久性、高安全性与可持续性发展。 第一部分:基础无机胶凝材料的深度解析 本部分将重点剖析现代建筑的“骨架”——胶凝材料。我们将超越基础的水泥化学理论,着重于高性能水泥基材料的创新与应用。 1. 硅酸盐水泥的精细化控制: 深入探讨熟料矿物组成对早期强度和长期耐久性的影响。我们将详细分析不同煅烧条件、冷却速率如何调控C3S、C3A、C4AF等组分的晶体结构,并结合现代煅烧炉技术,阐述如何通过原料配比实现特定性能的水泥生产。 2. 活性混合材(Supplementary Cementitious Materials, SCMs)的革命: 重点介绍粉煤灰、矿渣微粉、硅灰等活性掺合料在提升混凝土抗侵蚀性、降低水化热方面的关键作用。我们将利用微观分析手段(如扫描电镜SEM和X射线衍射XRD)来揭示这些材料在形成致密化微观结构中的机理,特别是其对氯离子渗透和碳化抗性的影响机制。 3. 新型胶凝体系的探索: 探讨地聚合物(Geopolymer)混凝土的化学激发机理,分析其以工业废弃物为原料的潜力,以及在耐火性和酸碱环境中的优越性。同时,简要介绍硫铝酸盐水泥等特种水泥在快速修补和特殊环境工程中的应用。 第二部分:骨料的品质与级配的艺术 骨料占据了混凝土体积的绝大部分,其质量直接决定了最终材料的力学性能和工作性。本章将超越传统的筛分试验,探讨骨料的物理化学特性与界面作用。 1. 骨料的岩石学与矿物学基础: 分析不同岩性的骨料(如花岗岩、玄武岩、石灰岩等)在抗压强度、磨耗度和吸水率上的差异,并强调火山岩骨料在轻质混凝土中的应用潜力。 2. 骨料的粒形与表面特性: 详细论述骨料的棱角度、表面粗糙度如何影响拌合物的和易性及骨料与水泥浆体之间的界面过渡区(ITZ)。通过对骨料表面能的研究,解释如何通过表面处理技术优化界面粘结强度。 3. 机制骨料与特种骨料: 深入研究人工合成骨料(如陶粒、膨胀页岩)在超轻质结构中的应用,以及纤维增强材料(如玄武岩纤维、玻璃纤维)作为“机制骨料”对材料韧性和抗裂性能的贡献。 第三部分:外加剂的精准调控与功能化 外加剂是现代工程材料实现特定功能和提高施工效率的“魔术师”。本部分将聚焦于外加剂的分子结构与宏观性能的关联。 1. 高效减水剂(Superplasticizers)的分子工程: 详尽分析聚羧酸系减水剂(PCE)的侧链长度、电荷密度如何影响水泥颗粒的分散机制(空间位阻效应与静电排斥力的平衡),从而实现极高的减水率而不牺牲流动性。 2. 性能化添加剂的深度应用: 研究引气剂在提高混凝土抗冻融循环性能中的微观机理,重点分析气泡的大小、分布和连通性如何影响材料的力学性能。同时,探讨缓凝剂、早强剂在极端温度施工中的应用策略。 3. 智能化与自修复功能材料的引入: 介绍封装型自修复剂(如环氧树脂或矿物膨胀剂)的载体技术,以及温度响应性或pH敏感型外加剂在实现结构健康监测与早期损伤修复方面的最新研究进展。 第四部分:结构与功能复合材料的前沿发展 本书的重点之一在于探讨如何将多种材料科学的成果整合,创造出具有卓越综合性能的新型复合材料。 1. 高性能混凝土(HPC)与超高性能混凝土(UHPC)的制造: 深入剖析UHPC实现150MPa以上抗压强度的关键技术,包括极低的粉灰比、精细的级配设计以及纤维增强机制(特别是钢纤维的随机取向与网络效应)。分析UHPC在薄壁结构和预制构件中的优势。 2. 纤维增强复合材料(FRC)的力学特性: 重点研究不同类型纤维(碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维)对混凝土韧性、抗疲劳性能和抗冲击性能的提升。分析纤维的锚固长度、断裂模式以及纤维的复合效率。 3. 结构与环境友好材料的融合: 探讨生物活性材料(如利用细菌诱导碳酸钙沉淀)在结构自修复中的潜力。同时,研究再生骨料和工业副产品在保持结构性能的前提下,实现建筑材料的循环经济价值。 第五部分:材料的先进检测与性能评估 掌握先进的无损检测(NDT)技术是确保工程质量和评估结构健康的关键。 1. 现场与室内强度评估: 对比分析回弹法、钻芯取样法、超声波回弹综合法(UPV-SR)的适用范围与精度限制。重点介绍基于声发射技术(Acoustic Emission, AE)的结构损伤早期预警系统。 2. 耐久性加速试验与寿命预测模型: 详细介绍电化学加速试验(如RCMT)在评估钢筋锈蚀速率方面的应用。结合环境载荷数据,建立材料服役寿命的概率预测模型,指导结构维护策略的制定。 3. 微观结构表征技术的综合应用: 阐述如何利用同步辐射X射线衍射(SR-XRD)、冷冻断层扫描(Cryo-SEM)等高端技术,实现对材料内部孔隙结构、微裂纹萌生与扩展的实时、三维监测。 本书的编写风格强调严谨的科学基础与前沿的工程应用相结合,力求为工程师、研究人员及高级学生提供一本既可作为案头工具书,又可激发创新思维的权威参考读物。 涵盖内容从基础化学反应到复杂的宏观力学行为,贯穿材料的生命周期管理。

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读后感

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用户评价

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这本《土木工程材料》真是让人眼前一亮,从我翻开第一页开始,就被那种严谨又实用的气息牢牢抓住了。我本来以为这会是一本枯燥的教科书,充斥着晦涩难懂的公式和理论,没想到作者的叙述方式如此生动。比如在讲解混凝土配合比设计那块,作者没有直接丢给我们一堆计算步骤,而是先用一个生动的案例,描绘了早期建筑师们如何在资源有限的情况下,通过经验和试错来达到理想的强度和耐久性,然后再引出现代科学的方法。这种“以史为鉴”的讲解方式,让我瞬间理解了为什么某些参数会是固定的,背后的逻辑清晰可见。而且,书中对各种新型材料的介绍也非常到位,比如那些高韧性纤维增强混凝土(UHPC)和自修复材料,作者不仅详细分析了它们的微观结构和力学性能,还配有大量的实物图片和试验剖面图,让人感觉自己就像是站在实验室里亲手观察一样。特别是关于钢材的疲劳和断裂机理那几章,简直是教科书级别的详尽,那些应力-应变曲线的解读,放在其他书中可能需要看很多遍才能明白,但在这里,作者似乎总能用最精炼的语言点出关键。总而言之,这本书不光是知识的堆砌,更像是经验的传承,读起来让人觉得非常踏实,对于我们这些一线工程师来说,绝对是案头必备的工具书,随时可以翻阅查找最可靠的参考依据。

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我购买这本书的初衷是想系统了解沥青混合料的改性技术,尤其是在高寒地区的路面应用。《土木工程材料》在这方面的内容简直是超乎预期。它并没有简单地罗列改性剂的种类,而是将不同的聚合物改性沥青(PMA)和填充改性沥青的性能差异,通过热重分析(TGA)和动态剪切流变仪(DSR)的测试结果进行了量化对比,这一点极其宝贵。作者用清晰的图表展示了不同改性剂如何改变沥青的粘弹性区域,从而影响其在不同温度下的抗车辙和抗低温开裂能力。对我来说,最震撼的是关于“无机胶凝材料的微观结构演化”的章节,它用到了先进的扫描电镜(SEM)图像来解释早期C-S-H凝胶的形成过程,那图片质量高到能看清纳米尺度的晶体排列。这种将宏观力学性能与微观结构直接关联起来的分析框架,彻底颠覆了我过去对材料性能理解的碎片化认知。这本书的逻辑链条非常强悍,从原材料的化学成分到最终工程构件的长期服役性能,每一步的衔接都紧密无隙,读完后感觉自己的知识体系一下子被搭建起来了,不再是零散的知识点,而是一个结构完整的知识大厦。

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我是一名刚毕业不久的结构设计新人,面对复杂的项目需求,最怕的就是基础知识不扎实。《土木工程材料》这本书恰好填补了我的知识空白。与其他偏重理论推导的书籍不同,这本书的侧重点似乎更偏向于“现场可控性”。作者在介绍水泥水化过程时,没有止步于化学方程式,而是详细说明了温度控制和养护周期对最终强度的敏感度,这对于我们做现场质量控制来说,简直是黄金法则。我特别喜欢其中关于“骨料选择对和易性的影响”这一章节的论述,作者用了一个非常直观的比喻,将骨料级配想象成一堆形状各异的石块如何高效地填充空间,从而优化了拌合物的流动性,这比单纯的百分比计算要容易理解得多。再者,这本书对“试验方法”的介绍也非常到位,它不仅仅告诉你试验的标准步骤,还解释了为什么要采用这些步骤,背后的科学原理是什么。例如,在进行坍落度试验时,为什么需要特定的振实次数,这涉及到密实度的均匀性,而不是随意的操作。这本书的行文风格非常沉稳且带有权威性,读起来让人感觉信息源头是经过反复验证的,对于我们这些需要对设计结果负责的人来说,这种可靠性至关关重要。它就像一位经验丰富的老工程师在旁边手把手地教导,令人受益匪浅。

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这本书的装帧和排版设计也值得称赞,它显然是经过精心打磨的,阅读体验极佳。纸张的选择厚实适中,即便是长期翻阅也不会轻易磨损,这对于一本工具书而言非常重要。更值得称赞的是其图表的清晰度。在描述粘土砖的烧制曲线时,那种细微的温度变化和对应产生的物相转变,被清晰地映射在多坐标轴图表中,即便是分辨率不高的打印版本,线条和数据点依然锐利可见。我是一个偏爱对比阅读的读者,这本书恰好满足了我的需求——它在介绍传统材料如木材和石材的自然特性时,使用了非常古典和文学化的语言,勾勒出材料的天然纹理和历史沉淀感;而一转到现代高分子材料和复合材料时,语言风格立刻切换为精准的科技术语和数据报告风格。这种跨越时代的叙事切换,使得整本书读起来一点也不单调乏味,反而充满了张力。书中对于“绿色建材”这一前沿主题的探讨也十分深入,它平衡了性能需求与环境影响,提出了许多富有建设性的替代方案和评估指标,显示出作者对行业未来发展的深刻关切,而不是仅仅停留在对既有技术的描述上。

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说实话,刚拿到这本《土木工程材料》时,我有点犹豫,因为市面上关于这个主题的书籍实在太多了,我担心它不过是老生常谈的翻版。但深入阅读后,我发现它的独特之处在于其对“性能与应用”之间关系的深刻剖析。这本书的结构安排非常巧妙,它没有将材料分类后机械地介绍其性质,而是围绕“工程需求”来组织内容。比如,在讨论防水材料时,作者不仅详细介绍了沥青、高分子防水卷材的物理化学性能,更着重对比了它们在不同气候条件和结构变形下的实际表现差异,甚至提到了不同粘结剂对基层处理要求的细微差别。我特别欣赏作者在论述“耐久性”时所采取的辩证角度——它不仅仅关注材料本身抵抗侵蚀的能力,更强调了环境因素(如盐渍、冻融循环)对材料寿命的累积效应和协同作用。读到这里,我不得不赞叹作者对工程实践的洞察力,他没有停留在“是什么”的层面,而是深入到“为什么会失败”和“如何避免失败”的层面。这本书的配图质量极高,那些显微镜下的晶体结构图、腐蚀机理示意图,都是清晰明了的视觉辅助,极大地提升了抽象概念的具象化程度。如果说有什么可以改进的,或许是希望在某些高技术含量的材料部分,能增加一些国际标准化的测试流程介绍,这样对准备考取国际执业资格的读者会更有帮助。

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