具体描述
本书以泵送混凝土技术和施工为主线，全面系统地介绍了目前国内外迅速发展的泵送混凝土的基本组成、配合比设计、基本特性、施工、质量控制以及泵送设备。全书融合了作者本人的研究成果与工程实践，详细地介绍了作者近年来的一些研究成果——高性能水泥与化学外加剂适应性的研究以及低成本、高性能泵送混凝土的研究。本书可作为材料科学与工程类专业、建筑学专业、土木工程专业、建筑工程管理等专业教材，也可作为建筑、建材等部门有关设计、科研、施工、管理、生产人员的参考用书。
结构工程与材料科学前沿探索 本书聚焦于二十一世纪结构工程领域正在经历的深刻变革，特别关注高性能结构材料的研发、新型结构体系的设计与优化，以及可持续性与韧性在现代工程实践中的应用。 第一章：先进结构材料的物理化学基础与应用 本章深入探讨了超越传统钢筋混凝土和普通钢材的新型结构材料。内容涵盖了超高性能混凝土（UHPC）的微观结构演化、纤维增强机制及其在极端荷载条件下的力学响应。我们将详细解析UHPC的配合比设计原理，重点讨论纳米添加剂（如纳米二氧化硅、碳纳米管）对材料早期强度发展和长期耐久性的影响。 此外，本章还专题研究了形状记忆合金（SMA）在结构自复位系统中的应用。通过热力学分析，阐述了SMA马氏体相变过程的本构关系，并对比了镍钛合金与铜基合金在工程实践中的优劣。读者将了解到如何通过预应力设计实现结构的能量耗散与自动恢复功能。 最后，对于纤维增强聚合物（FRP）复合材料，本书不仅分析了碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维的各项异性力学性能，更侧重于研究它们在不同基体树脂（环氧树脂、乙烯基酯树脂）中的界面粘结机理，以及在海洋环境和高温条件下的长期性能衰减模型。 第二章：智能结构健康监测与传感技术 本章探讨了如何将信息技术与土木工程结构相结合，实现从“被动响应”到“主动感知”的转变。我们首先回顾了分布式光纤传感技术（FBG、OFDR）在监测结构应变、温度和裂缝扩展中的原理与优势。通过大量的案例分析，展示了如何利用光纤网络构建高密度、高精度的监测系统。 接着，本书详细介绍了压电材料与电磁阻抗（EMI）传感技术。EMI技术的核心在于利用结构与嵌入式传感器的电抗谱变化来识别结构损伤的早期特征。我们提供了从阻抗谱采集到信号处理、损伤识别的完整流程，并对比了其在检测微小裂纹和界面脱粘方面的灵敏度。 本章的亮点在于嵌入式自供能传感器网络的设计与实现。探讨了如何利用结构振动或温差获取的能量为低功耗传感器供电，从而构建无需外部电源维护的长期监测系统。这涉及能量采集器的材料选择、转换效率优化及无线数据传输协议（如LoRaWAN在结构监测中的应用）。 第三章：极端荷载下的结构动力学与抗震设计 本章专注于结构在地震、风暴、爆炸等极端事件下的非线性动力响应分析。我们首先深入研究了多尺度地震波传播模型，从场地效应（一维、二维地震动模拟）到结构基础的动力相互作用（SSI）分析。 在结构抗震设计方面，本书超越了传统的等效静力法，重点阐述了基于性能的抗震设计（PBEE）方法。详细解析了如何定义结构的性能目标（如立即使用、人员安全、防止倒塌），以及如何通过非线性时程分析来量化结构元件在不同性能水平下的损伤概率。 对于高层建筑和重要基础设施，本章专题介绍了隔震与减振技术。隔震技术部分，对比了铅芯橡胶支座（LRB）、叠层橡胶支座（HDRB）与摩擦摆支座的耗能机制与适用范围。减振技术部分，则详尽分析了粘滞阻尼器（Viscous Damper）和调谐质量阻尼器（TMD）在抑制结构振动中的动态响应优化。 第四章：可持续性与循环经济在工程中的实践 本章将可持续性原则融入结构设计与建造的全生命周期管理。核心内容包括低碳混凝土（LC3）的设计与推广，重点关注煅烧粘土和石灰石替代熟料对碳足迹的显著削减作用，以及其在强度和耐久性方面的表现。 此外，本书探讨了既有结构的升级改造与材料回收。详细分析了钢结构和混凝土结构的疲劳损伤评估与寿命预测方法，并提出了高效的回收再利用策略，例如从废弃混凝土中提取骨料、利用工业副产品（如粉煤灰、矿渣）进行再生混凝土的配制。 最后，本章引入了“拆除而非拆毁”（Deconstruction over Demolition）的概念，介绍了模块化设计和预制装配技术如何促进建筑构件的未来再利用。通过生命周期评估（LCA）工具，读者可以量化不同设计选择对环境影响的差异。 第五章：复杂结构的三维数值模拟与优化 本章是结构分析方法的深度探讨，重点在于利用先进的数值工具解决传统解析方法无法处理的复杂问题。内容涵盖了有限元法（FEM）在非线性分析中的高级应用，包括材料塑性化、接触大变形以及材料失效的模拟。 我们重点讲解了内聚力模型（Cohesive Zone Model, CZM）在模拟混凝土裂缝萌生与扩展过程中的精确应用，以及如何利用扩展有限元方法（XFEM）避免网格重划分。 对于超大型结构或复杂荷载环境（如海洋工程），本书介绍了耦合分析技术。具体包括流固耦合（FSI）分析，用于评估风荷载或水波荷载下柔性结构（如索结构、海上平台）的动态响应，以及热固耦合分析，用于模拟火灾下结构构件的性能退化。 本书的最终目标是为结构工程师、材料科学家以及工程管理人员提供一套系统的、与国际前沿同步的知识体系，指导他们在新时代的工程挑战中做出更安全、更高效、更具环境责任感的决策。 （总计约1500字）
作者简介
目录信息
第一章 绪论第一节 泵送混凝土及其性能特点第二节 国外混凝土泵与泵送技术的发展第三节 国内混凝土泵送技术概况第四节 泵送混凝土技术及施工标准参考文献第二章 原材料第一节 概述一、泵送混凝土对原材料的要求二、泵送混凝土中原材料的选择第二节 水泥一、硅酸盐水泥水化二、工程常用硅酸盐水泥种类三、散装水泥在泵送混凝土中的应用第三节 集料一、细集料二、粗集料三、防止碱骨料反应四、泵送混凝土集料的选择第四节 矿物掺和料一、活性掺和料二、非活性掺和料三、泵送混凝土中矿物掺和料的选择第五节 混凝土外加剂一、外加剂的分类及应用二、泵送混凝土中外加剂的选择第六节 水泥与化学外加剂适应性一、适应性的概念二、适应性的主要影响因素三、改善适应性的主要措施四、高性能水泥与化学外加剂的适应性第七节 水一、我国天然水质特征二、泵送混凝土拌和用水参考文献第三章 泵送混凝土配合比设计及应用第一节 概述一、对泵送混凝土拌和物的要求二、影响混凝土泵送的因素三、管道和泵送压力的影响四、泵送混凝土的组成材料及要求第二节 配合比设计一、水泥用量的限制二、坍落度取值三、合理的水灰比四、泵送混凝土砂率问题第三节 粉煤灰泵送混凝土配合比设计一、普通粉煤灰泵送混凝土的特征二、高强粉煤灰泵送混凝土第四节 高强混凝土配合比设计一、概述二、实现混凝土高强化的技术途径三、高强混凝土强度方程四、配制强度五、水胶比六、单位用水量第五节 配合比设计实例一、C40后张法泵送混凝土配合比设计二、C50～C60级负温高强泵送混凝土配合比设计三、C50泵送高强混凝土用于广东番禺大桥工程四、C60高强大体积泵送混凝土用于青岛中银大厦工程五、C20泵送混凝土应用于大朝山水电站六、泵送钢管混凝土配合比的设计七、大体积抗渗泵送混凝土的配合比设计八、C60粉煤灰泵送高强混凝土参考文献第四章 可泵性第一节 概述一、国内外对混凝土工作性研究二、泵送混凝土工作性的定义三、泵送混凝土工作性的理论与实践经验四、混凝土可泵性的定义第二节 泵送混凝土流变学原理一、泵送混凝土流变学原理二、混凝土拌和物流变方程三、流变学原理在泵送混凝土中的应用第三节 混凝土可泵性的评价方法及可泵性区间一、可泵性评价方法的多样性二、坍落度试验三、受压泌水试验四、受压泌水试验的可泵性区间五、其他评价方法第四节 影响混凝土可泵性的因素一、原材料对可泵性的影响二、影响混凝土可泵性的两大因素第五节 坍落度损失一、混凝土坍落度损失机理二、影响混凝土坍落度损失的因素三、混凝土坍落度损失的控制参考文献第五章 泵送混凝土的高性能化和低成本化第一节 引言一、泵送混凝土存在的问题二、解决问题的方法第二节 原材料及实验方法一、原材料二、实验方法第三节 LC—HPPC设计理论与原则一、LC—HPPC设计理论基础二、LC—HPPC设计原则第四节 外加剂兼容优化一、高效减水剂兼容优化二、不同早强剂优化三、粉煤灰对强度发展的影响第五节 LC—HPPC的体积稳定性一、水化热二、收缩开裂第六节 LC—HPPC的耐久性一、氯离子侵蚀二、抗硫酸盐侵蚀三、碱集料反应四、抗冻融循环破坏第七节 LC—HPPC成本分析与调整一、原材料二、LC—HPPC配制技术路线三、LC—HPPC配合比调整四、经济成本分析第八节 本章小结一、LC-HPPC设计原则二、体积稳定性的增强三、耐侵蚀能力的改善四、大体积混凝土施工技术五、经济效益显著参考文献第六章 泵送设备及管道第一节 概述第二节 泵送设备一、活塞式混凝土泵二、活塞式混凝土泵主要组成三、其他形式的混凝土泵第三节 混凝土输送管道及配件一、输送管和配件二、输送管道设计三、配管与布管四、输送管中泵送压力变化第四节 混凝土布料装置及混凝土泵车一、布料杆二、混凝土泵车第五节 混凝土泵的使用与维修一、使用注意事项二、常见故障及其维修参考文献第七章 泵送施工第一节 概述第二节 泵送混凝土的运输一、泵送混凝土的运输二、泵送混凝土运输时的注意事项第三节 混凝土泵的选型与布置一、混凝土泵的选型二、混凝土泵的布置第四节 混凝土输送管道的配置一、输送管和配件二、输送管的选择三、输送管的水平换算长度计算四、输送管道的布置五、混凝土泵与输送管的连接方式第五节 泵送一、泵送前的准备工作二、混凝土的泵送第六节 浇筑及布料一、混凝土的浇筑二、混凝土的布料参考文献第八章 泵送混凝土质量控制第一节 泵送混凝土外观质量控制一、影响外观质量的因素二、外观质量问题的预防措施三、混凝土工程外观质量检测第二节 混凝土强度控制一、原材料质量控制二、施工配制强度的控制三、配合比设计与调整的控制四、拌和物质量控制五、生产工艺过程控制第三节 新拌混凝土质量快速检测与评估一、混凝土质量水平评估二、混凝土强度的快速检测三、混凝土水灰比的快速检测四、混凝土配合比的快速检测五、混凝土不同物料含量的快速检测第四节 施工过程的质量控制一、模板质量控制二、混凝土施工质量控制三、混凝土质量检查及评定参考文献附录附录I 国产部分混凝土泵和泵车附录Ⅱ 国产部分混凝土搅拌运输车附录Ⅲ 混凝土泵送剂(JC473—2001)
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