具体描述
本书主要介绍了混凝土材料的组成、结构、性能、参数之间的关系，以及它们的影响因素；混凝土材料的配合比设计、生产、施工及质量检测；混凝土生产质量管理的基础理论。具体内容包括：普通混凝土、混凝土外加剂、混凝土材料生产与质量控制、轻质混凝土、特种混凝土、混凝土试验。
本教材在介绍理论知识的同时，注重能力培养，重视理论联系实际，具有较强的实 本书可作为材料工程技术专业高职高专的教材，也可作为相关领域职工培训教材。
绿色建筑材料的创新与实践：面向可持续发展的结构工程新篇章 本书聚焦于建筑行业在追求环境友好与结构高效性之间寻求平衡的迫切需求，深入剖析了新一代高性能、低碳足迹建筑材料的研发、应用及全生命周期管理。本书并非关于传统混凝土材料配比或强度的教科书，而是致力于探索如何通过材料科学的革命性进步，推动建筑结构向更可持续、更具韧性的方向转型。 --- 第一部分：环境挑战与材料革新驱动力 当前全球气候变化与资源枯竭对传统高碳排放的建筑工业构成了严峻挑战。本书开篇即确立了材料科学在应对这些挑战中的核心地位，强调建筑业必须从“消耗型”模式转向“循环型”模式。 第一章：建筑生命周期评估与碳足迹解析 本章系统梳理了建筑从原材料开采、加工制造、运输、施工、运营维护到最终拆除回收的整个生命周期中所产生的环境负荷。重点分析了传统高能耗材料的“隐含能源”（Embodied Energy）和“隐含碳”（Embodied Carbon）的构成比例。讨论了生命周期评估（LCA）工具在材料选择和设计决策中的关键作用，并引入了ISO 14040系列标准在评估中的应用规范。我们关注的重点是如何量化和最小化材料选择对环境的影响，而非关注材料本身的强度指标。 第二章：低碳胶凝材料的突破性进展 传统水泥生产是全球主要的二氧化碳排放源之一。本章深入探讨了替代性胶凝材料（SCMs）的研究前沿，这些材料旨在大幅减少熟料（Clinker）的使用量。 地质聚合物（Geopolymers）的反应机理与工业化： 详细阐述了基于粉煤灰、矿渣或特定粘土活化剂的反应动力学，及其在预制构件和现场修复中的应用潜力。重点分析了活化剂配比对早期强度发展和长期耐久性的耦合关系。 煅烧粘土与石灰石（LC3）技术： 介绍了通过低温煅烧粘土替代部分熟料的技术路径，讨论了不同粘土矿物（如高岭土）的预处理工艺对反应活性的影响。 碳捕集与利用（CCU）在胶凝材料中的集成： 探讨了将捕获的二氧化碳矿化反应引入到材料生产或养护过程中的新技术，目标是将大气中的碳固化于结构体系内。 第二部分：高性能结构复合材料与智能响应体系 本书的第二部分超越了单一材料的性能范畴，聚焦于如何通过先进的复合技术和功能化设计，赋予结构体系新的性能维度，例如自修复能力、极端环境适应性等。 第三章：纤维增强复合材料（FRC）的结构优化 本章着眼于提高结构的延展性和抗裂性能，而非仅仅依赖于极限抗压强度。 超高性能混凝土（UHPC）的纤维设计： 详细分析了聚合物纤维（如聚乙烯醇PVA、聚丙烯PP）在提高UHPC的韧性、抗疲劳和抗冲击性能中的作用。研究了纤维的随机分布、取向控制对宏观力学行为的影响。 玄武岩纤维与碳纤维的长期性能评估： 探讨了这些新型无机纤维在碱性环境中和长期荷载作用下的稳定性，特别是它们在海洋环境或腐蚀性介质中的耐久性表现。 第四章：自修复与智能响应结构体系 本章是面向未来建筑韧性的核心内容，关注如何使结构具备“自我诊断”和“自我修复”的能力，从而延长使用寿命并减少维护需求。 微生物诱导的自修复机制： 深入剖析了利用特定细菌孢子和营养物质（如乳酸钙）封装在微胶囊或管道网络中，当裂缝产生时，水分激活细菌代谢产生碳酸钙，从而实现裂缝的自愈合过程。详细讨论了修复效率与裂缝宽度、环境湿度的关系。 形状记忆合金（SMA）在结构约束中的应用： 研究了SMA作为主动或被动约束元件，如何在地震或极端荷载下恢复初始形状，或提供预应力，以提高结构的能量耗散能力和快速恢复能力。 第三部分：可持续性建造与循环经济实践 本部分将理论研究与实际工程应用相结合，探讨了如何在实际项目中实现材料的可持续性目标，并构建符合循环经济原则的建造流程。 第五章：再生骨料的深度处理与应用技术 大规模使用再生骨料是实现建筑废弃物资源化的关键路径，但其性能稳定性是推广的主要障碍。 再生骨料的表面改性技术： 重点介绍通过碳化、酸洗或微波预处理等方法，去除再生骨料表面的界面过渡区（ITZ）残留物，提高其与新胶凝材料的粘结强度，使其能够用于更高等级的结构应用。 再生骨料对结构长期耐久性的影响： 评估了使用再生骨料对结构体系的渗透性、氯离子扩散阻力以及抗冻融性能的影响，并提出了相应的性能校准模型。 第六章：模块化、预制化与数字建造的材料协同 本章强调，先进材料只有与先进的建造技术相结合，才能充分发挥其效能。 干接缝与可拆卸结构设计： 探讨了如何设计连接节点和材料界面，以实现构件在结构寿命终止时能够被完整、无损地拆解，为材料的高价值回收创造条件。 增材制造（3D打印）对新型复合材料的需求： 分析了3D打印技术对流变性、快速固化和功能梯度材料配方的特殊要求，以及如何利用该技术实现复杂几何形状的材料优化布局，减少材料浪费。 --- 本书面向结构工程师、材料科学家、绿色建筑设计师以及致力于可持续发展的建筑行业决策者。它旨在提供一个超越传统力学参数的视角，引导读者深入理解如何通过前沿材料科学，构建一个更具韧性、更低碳排放的未来建筑环境。
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