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出版者:中国建材工业

作者:刘数华，冷发光　著

出品人:

页数:194

译者:

出版时间:2007-1

价格:26.00元

装帧:

isbn号码:9787802272118

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建筑材料的未来：高性能水泥基材料的设计、制备与应用 本书聚焦于传统水泥基材料的局限性，深入探讨了新一代高性能水泥基材料在结构工程、环境保护及可持续发展领域的广阔前景与关键技术。本书旨在为土木工程师、材料科学家、结构设计师以及相关领域的研究人员提供一个全面、深入且具有实践指导意义的参考手册。 --- 第一部分：高性能水泥基材料的基础理论与前沿进展 本部分将系统的梳理和阐述高性能水泥基材料（High-Performance Cementitious Materials, HPCMs）的内在机理、设计原则及其与传统混凝土的本质区别。我们将从微观尺度入手，解析材料性能的决定因素。 第一章：水泥水化动力学与微观结构演变 本章深入研究硅酸盐水泥的水化过程，重点关注早期水化速率、钙矾石（AFt）和单硫铝酸钙（AFm）等水化产物的形成机制。我们将探讨引入超细粉末、活性掺合料（如偏硅酸盐、活性粉煤灰）对水化反应动力学的影响，以及如何通过精确控制水胶比和外加剂用量，调控水化产物的形貌、尺寸和堆积密度。 1.1 现代水泥水化反应的动力学模型： 比较经典Poole模型与更精细的扩散控制模型，分析掺合料对活化能的影响。 1.2 凝胶孔隙结构的形成与演化： 讨论C-S-H凝胶的分子结构，重点分析纳米尺度孔隙率对材料力学性能和耐久性的制约。 1.3 界面过渡区（ITZ）的优化策略： 阐述ITZ的薄弱环节性质，介绍如何利用纳米二氧化硅、高剪切搅拌技术，实现骨料/浆体界面的致密化和化学键合增强。 第二章：高性能混凝土的组分设计与流变学控制 高性能混凝土（HPC）的设计不再是简单的配比调整，而是一个涉及多尺度、多因素耦合的复杂优化过程。本章侧重于组分选择和施工性能的精确调控。 2.1 高性能骨料的选择与预处理： 论述骨料的粒径分布对密实度的影响，探讨对玄武岩、花岗岩等特定骨料进行表面改性以提高粘结强度的技术。 2.2 超塑化剂的作用机理与优化选择： 详细分析聚羧酸醚（PCE）超塑化剂的分子结构设计，阐述其空间位阻效应与静电斥力的协同作用，并提供不同PCE类型在不同水泥体系中的适用性指南。 2.3 关键性能指标的量化与测试方法： 介绍高流动性、高早期强度、低收缩率等指标的国际标准与测试规程，重点介绍振动台法、流变仪（如Vicat锥、坍落度流度仪）的精确操作。 --- 第二部分：结构性能与长期耐久性提升 高性能水泥基材料的核心价值在于其卓越的力学性能和超长的服役寿命。本部分深入剖析其内在的强度提升机制和抵抗环境侵蚀的机理。 第三章：超高抗压强度与韧性增强机制 本章探讨如何将混凝土的抗压强度推向150MPa以上，并解决高强材料固有的脆性问题。 3.1 纤维增强水泥基复合材料（FRP-CMCs）： 重点分析不同类型纤维（钢纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维）在提高抗拉强度、抗弯韧性及限制微裂缝扩展方面的差异化作用。 3.2 纳米材料在应力分散中的应用： 考察碳纳米管（CNTs）和纳米纤维素（CNFs）如何作为微观“桥梁”，有效阻碍裂纹萌生和扩展，实现材料的自修复潜能。 3.3 组合胶凝材料对强度的协同效应： 研究矿渣、硅灰与高活性火山灰质材料复合体系中，各组分对早期和后期强度的贡献率，设计最优的强度增长曲线。 第四章：极端环境下的抗侵蚀性设计 高性能材料必须具备抵御化学侵蚀、物理冻融和电化学腐蚀的能力。本章关注材料的渗透性控制。 4.1 氯离子渗透与钢筋锈蚀防护： 分析Fick扩散定律在预测氯离子迁移中的应用，介绍表面封闭技术（如有机硅烷）和掺合料（如高掺量粉煤灰）对降低有效扩散系数的贡献。 4.2 抗碳化与酸性介质侵蚀： 阐述碳化反应机理，并评估高密度结构对酸性水溶液（如硫酸盐、稀酸）侵蚀的抵抗能力，特别关注火山灰效应的保护作用。 4.3 冻融循环下的微观损伤评估： 介绍饱和度和孔隙结构对材料抗冻性的影响，讨论引入引气剂（Air-entraining agents）在保证高强度的同时优化气孔结构的工程实践。 --- 第三部分：可持续性、智能传感与创新应用 面向未来，水泥基材料需要实现绿色化和功能化。本部分探讨如何利用现代技术赋能传统结构材料。 第五章：低碳化与资源化路径探索 减少水泥用量是建筑业实现碳中和的关键。本章聚焦于替代性胶凝材料的开发与应用。 5.1 碱激发胶凝材料（Geopolymers）的系统研究： 深入分析粉煤灰、矿渣、粉煤灰等工业废渣通过碱激发体系形成地聚合物的化学键合过程、力学性能和热稳定性。 5.2 工业废弃物与城市固废的循环利用： 探讨玻璃粉、建筑垃圾骨料替代天然骨料的可行性，以及预处理技术对这些替代材料性能的影响。 5.3 低能耗制备工艺与生命周期评估（LCA）： 比较传统水泥煅烧与低温固化技术（如地聚合物）在能源消耗和CO2排放上的差异，提供科学的材料选择评估框架。 第六章：智能传感与结构健康监测（SHM） 将传感元件集成到高性能水泥基材料内部，实现结构服役状态的实时、原位监测，是保障基础设施安全的重要方向。 6.1 导电和压阻式传感器的嵌入技术： 介绍如何将碳纳米管或石墨烯等导电填料均匀分散于浆体中，利用其电阻率变化来实时监测应变、裂缝的萌生和扩展。 6.2 嵌入式光纤传感器与腐蚀监测： 探讨光纤布拉格光栅（FBG）传感器在复杂温湿度环境下对结构形变和钢筋腐蚀电化学参数的长期监测能力。 6.3 数据采集、处理与寿命预测模型： 建立基于分布式传感网络的实时损伤识别算法，结合材料的本构模型，实现对结构剩余使用寿命的概率性评估。 --- 结语：展望与挑战 本书的最终目标是推动高性能水泥基材料从实验室研究走向大规模工程应用。未来的挑战在于如何在高品质、高性能、低成本、低碳化之间找到最佳平衡点，尤其是在复杂结构、极端环境和长期可靠性验证方面的技术突破，将是下一阶段研究的重点。 本书包含大量的图表、实例分析和工程案例，为读者理解和应用先进技术提供了坚实的基础。

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这本书的包装设计很吸引我，封面上那种粗糙又带点工业风的质感，加上“再生”二字，让我立刻联想到环保和创新。我是一个对城市建设和可持续发展很关注的人，平时也会浏览一些建筑行业的网站和论坛，了解最新的技术动态。读过一些关于绿色建筑和环保材料的书籍，它们通常会从宏观的角度探讨生态建筑的理念、低碳材料的应用，以及如何减少建筑垃圾对环境的影响。印象比较深刻的有几本，一本详细介绍了不同类型的新型环保建材，比如竹材、木塑复合材料，以及它们在实际工程中的应用案例，图文并茂，很有说服力。另一本书则侧重于能源效率，讲解了被动式节能建筑的设计原则、高性能保温隔热材料的选择，还有太阳能、地热能等可再生能源在建筑中的集成利用。这本书的封面给我一种类似的感觉，虽然我还没翻开它，但光是封面就勾起了我对“再生”这个概念的兴趣，让我好奇它是否会像我读过的那些书籍一样，在环保和技术结合的道路上提供新的视角和解决方案。我期待它能带来一些惊喜，也许是关于某种新型复合材料的突破，或者是关于建筑生命周期评估的新方法。

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作为一名对城市规划和基础设施建设充满热情的研究者，我一直在关注与改善城市环境和提升建筑寿命相关的技术。我曾深入阅读过关于城市更新和老旧建筑改造的书籍，这些书籍会详细分析不同年代建筑的结构特点、材料老化机理，以及如何通过科学的方法进行加固和修复。另一类我经常接触的是关于建筑材料耐久性和长寿命设计的书籍，它们会探讨材料在不同气候、化学腐蚀等环境下的性能衰减规律，以及如何通过材料选择和设计来延长建筑的使用寿命。这本书的标题《再生混凝土技术》给我一种强烈的预感，它可能不仅仅是关于“回收利用”，而是更进一步，探讨如何让“再生”的材料焕发新生，并可能在某些方面超越原有材料的性能。我非常好奇书中是否会涉及到一些关于再生混凝土在抗渗性、抗冻融性、以及长期稳定性方面的提升技术，亦或是如何通过先进的检测手段来评估再生混凝土的实际性能，并给出具体的应用指导。这对于提升城市基础设施的整体质量和延长其使用寿命，具有不可估量的价值。

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这本《再生混凝土技术》的标题，瞬间激起了我作为一名建筑工程领域资深从业者的好奇心。我参与过不少大型工程项目，从桥梁到高层建筑，深知传统混凝土的优缺点，也一直在关注行业内的技术革新。过去几年，我读过一些关于高性能混凝土（HPC）和超高性能混凝土（UHPC）的书籍，它们深入剖析了混凝土组分优化、外加剂的应用、以及掺合料（如粉煤灰、硅灰）对混凝土性能的提升作用，还详细介绍了它们在极端环境下的耐久性表现和结构设计上的创新。另一类我常阅读的是关于建筑材料检测与评估的书籍，里面会详细讲解各种材料的力学性能测试方法、耐久性试验规程，以及如何通过检测结果来评价材料的质量和适用性。这本书的标题“再生混凝土”让我联想到，它或许会涉及到如何处理旧混凝土，将废弃的混凝土骨料重新利用，并结合现代技术，使其性能能够满足新的工程需求。这对于解决建筑垃圾问题、降低资源消耗有着极其重要的意义。我猜测书中可能会包含关于再生骨料的制备工艺、再生混凝土的性能指标、以及在实际工程中的应用规范等内容，这对我来说将是非常有价值的信息。

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我一直对工程的“可持续性”概念非常着迷，尤其是在资源日益枯竭的当下。我平时喜欢阅读一些关于环境科学和绿色工程的书籍，它们往往会从更广阔的视角来探讨人类活动对地球的影响，以及如何通过技术手段来缓解这些问题。例如，我读过一本关于工业生态学的书籍，它介绍了如何像自然生态系统一样，让工业生产中的废弃物成为其他产业的资源，形成循环经济。另一类我感兴趣的是关于水资源循环利用的书籍，里面详细讲解了城市污水处理、雨水收集利用、以及工业废水再生的技术原理和实践案例。这本书的标题《再生混凝土技术》立刻吸引了我，因为混凝土是建筑业消耗量最大的材料之一，如果能够有效实现“再生”，其环境效益将是巨大的。我猜测书中可能会涉及一些关于废弃混凝土回收、处理，以及如何将再生材料融入到新混凝土配方中的技术细节。我希望它能提供一些切实可行的方案，也许是关于某种先进的再生工艺，或者是关于如何确保再生混凝土在性能上能够达到甚至超越传统混凝土的标准。

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我一直对新材料的研发和应用领域保持着高度关注，特别是那些能够解决实际工程难题并推动行业进步的新兴技术。我曾读过一些关于新型复合材料的书籍，它们深入介绍了如纤维增强聚合物（FRP）、金属基复合材料等在航空航天、汽车制造等领域的应用，以及它们在轻质高强方面的优势。我也对纳米材料在建筑领域的应用潜力非常感兴趣，比如纳米二氧化硅、纳米碳管等如何能够改善水泥基材料的微观结构和宏观性能。这本书的标题《再生混凝土技术》让我想到，它很可能是在传统混凝土的基础上，通过引入一些创新的技术手段，来提升其环保性、经济性，甚至是某些性能指标。我猜测书中可能会介绍一些关于再生骨料的预处理方法、新型胶凝材料的配比设计，或者是一些能够显著改善再生混凝土性能的添加剂或改性技术。我希望它能够像我读过的那些关于新材料的书籍一样，带来一些令人振奋的发现，并且在学术研究和工程实践之间架起一座坚实的桥梁。

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