Problems in Service Life Prediction of Building and Construction Materials pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Kluwer Academic Publishers

作者:Masters, L.W. 编

出品人:

页数:300

译者:

出版时间:1985-6

价格:$ 360.47

装帧:

isbn号码:9789024731817

丛书系列:

图书标签:

• Service life prediction
• Building materials
• Construction materials
• Durability
• Degradation
• Corrosion
• Concrete
• Steel
• Wood
• Modeling

建筑与建材耐久性：理解、评估与延长的科学 本书并非直接聚焦于“建筑与建材使用寿命预测中的问题”，而是旨在全面深入地探讨建筑材料在整个生命周期中的耐久性科学，以及如何通过科学的手段来理解、评估并最终延长其使用寿命。我们将从材料的本质出发，审视它们在复杂多变的环境中所经历的各种挑战，并在此基础上，勾勒出一条通往更持久、更可靠建筑未来的路径。 第一章：材料的内在生命：微观结构与性能的根基 本章将带领读者深入材料的微观世界。我们将详细解析不同建筑材料（如混凝土、钢材、木材、聚合物等）的基本组成、微观结构特征，以及这些结构如何决定了它们宏观的物理、化学和力学性能。例如，混凝土的骨料分布、水泥水化产物形态、孔隙率和渗透性，以及钢材的晶粒结构、合金元素和表面状态，都将是本章的重点。我们还将探讨不同材料之间相互作用的微观机制，例如钢筋与混凝土之间的粘结、木材与水分的吸附与解吸等。理解这些基础性的材料科学原理，是后续一切耐久性评估与预测工作的前提。本章强调，材料的“使用寿命”并非一个静态的概念，而是其内在属性与外在环境相互作用下的动态演化过程。 第二章：环境的无形之手：侵蚀性因素与作用机理 建筑材料的使用环境极其多样化，它们时刻面临着来自自然界和人为活动的侵蚀。本章将系统性地梳理这些关键的侵蚀性因素，并深入剖析其作用机理。我们将重点关注以下几个方面： 化学侵蚀： 包括氯离子侵蚀（钢筋锈蚀的主要诱因）、硫酸盐侵蚀（混凝土膨胀破坏）、酸雨侵蚀、海洋环境中的盐雾腐蚀等。详细阐述这些化学物质如何与材料发生反应，导致材料性能的劣化。 物理侵蚀： 包括冻融循环（混凝土和砖石的常见破坏）、温度变化（热胀冷缩引起的应力）、磨损（交通荷载、风沙等）、水击、振动等。分析这些物理作用如何引发材料内部裂缝、剥落等现象。 生物侵蚀： 介绍微生物（如细菌、真菌、藻类）和动植物（如植物根系、白蚁）对建筑材料的侵蚀作用，例如生物膜的形成、有机物质的降解、结构穿透等。 湿度与水的作用： 深入探讨水分在材料内部的传递、吸附、蒸发等过程，以及含水率变化对材料性能的影响，例如吸湿膨胀、干燥收缩、孔隙水的冻结膨胀等。 辐射与紫外线： 分析太阳辐射、紫外线对高分子材料（如涂料、塑料）的老化作用，导致材料颜色变化、脆化、力学性能下降。 本章将通过大量的实验数据和机理模型，阐明不同侵蚀因素对各种建筑材料产生影响的具体途径和程度。 第三章：耐久性评估的利器：检测技术与方法 在充分理解了材料的内在属性和外在环境的影响后，本章将聚焦于实际的耐久性评估技术。我们将介绍一系列能够反映材料当前状况和预测其未来性能的检测方法，涵盖无损检测和破坏性检测两大类。 无损检测技术： 包括超声波检测（评估混凝土密实度、检测内部裂缝）、回弹法/超声回弹综合法（估测混凝土抗压强度）、电阻率测试（评估混凝土抗氯离子侵蚀能力）、电磁感应法（检测钢筋位置和锈蚀）、红外热成像（检测结构缺陷和渗漏）、声发射技术（监测裂缝扩展）等。重点讲解这些技术的原理、适用范围、优缺点以及如何解读检测结果。 破坏性检测技术： 包括取芯法（直接测量混凝土强度、含水率、孔隙率等）、化学成分分析（如氯离子含量、碳化深度）、XRD/SEM分析（观察微观结构变化）、腐蚀速率测试（评估金属的腐蚀速度）等。介绍这些方法的标准化操作流程以及在材料劣化机理研究中的重要性。 现场检测与实验室模拟： 讨论如何结合现场实际检测数据和实验室模拟实验，全面评估材料的耐久性。例如，通过加速老化实验来模拟材料在真实环境中的长期劣化过程。 本章旨在为读者提供一套系统的耐久性评估工具箱，帮助他们准确判断现有建筑结构的健康状况。 第四章：生命周期设计：从源头提升材料耐久性 本书强调，耐久性并非只能被动评估，更重要的是主动设计。本章将探讨“生命周期设计”的理念，即从建筑设计阶段就将材料的耐久性纳入核心考量。 材料选择的智慧： 依据具体的使用环境和设计寿命，选择最适合的建筑材料。例如，在海洋环境中，需要选择耐氯离子侵蚀的混凝土配合比或防护措施；在寒冷地区，需考虑材料的抗冻融性能。 结构设计与细节优化： 探讨如何通过结构设计来减少材料暴露在侵蚀性环境中的机会，例如设置排水系统、采用封闭式结构、优化接缝处理等。合理的结构设计可以显著降低材料的劣化速率。 配合比设计与性能提升： 重点介绍如何通过优化混凝土、砂浆等复合材料的配合比，来提升其抗侵蚀能力。例如，使用高性能减水剂、掺加矿物掺合料（粉煤灰、矿渣）、优化水灰比等。 耐久性规范与标准的应用： 介绍国内外相关的耐久性设计规范和标准，以及如何在设计过程中遵循这些标准，确保设计出的建筑能够达到预期的使用寿命。 模块化与预制化： 探讨模块化和预制化建造技术如何通过工厂化的质量控制，提升构件材料的均匀性和耐久性。 本章旨在引导读者将耐久性思维贯穿于整个设计流程，实现“一次到位”的长期效益。 第五章：延年益寿的艺术：维护、修复与加固技术 即使是经过精心设计的建筑，在漫长的使用过程中也难免会发生一定程度的劣化。本章将聚焦于如何通过科学有效的维护、修复与加固技术，来延长建筑的使用寿命，避免过早的报废。 预防性维护策略： 强调定期检查、清洁、保养的重要性。介绍不同材料、不同部位的典型预防性维护措施，例如涂料的刷新、密封胶的更换、排水口的清理等。 早期修复技术： 针对轻微的材料劣化，介绍及时有效的修复方法。例如，混凝土裂缝的封堵、表面涂层的修复、钢筋锈蚀的除锈与防锈处理等。 结构性修复与加固： 详细阐述针对严重损伤的修复与加固技术。包括： 化学灌浆： 用于修补混凝土裂缝，恢复其整体性。 表面处理： 如喷砂除锈、混凝土表面修复砂浆等。 外加材料加固： 如粘贴碳纤维布/板、钢板加固、玻璃纤维增强聚合物(GFRP)等，用于提高构件的承载能力和抗裂性能。 结构整体加固： 如增加支撑、改变受力体系等。 材料更新与更换： 在极端情况下，当材料劣化严重且无法修复时，探讨材料的更新与更换策略，以及如何选择更具耐久性的替代材料。 智能监测与维护： 介绍应用传感器技术、物联网(IoT)和大数据分析，实现对建筑结构的实时健康监测，并根据监测数据进行预测性维护。 本章将展示一系列行之有效的实践案例，说明如何通过精湛的维护与修复技术，赋予老旧建筑新的生命。 第六章：前沿探索：新技术与新材料在耐久性领域的应用 随着科技的飞速发展，新的材料和技术不断涌现，为提升建筑耐久性带来了新的可能性。本章将展望未来，介绍一些在前沿领域的研究成果和潜在应用。 自愈合材料： 探讨具有自愈合能力的混凝土、聚合物材料等，它们能够在材料出现微裂缝时自行修复，从而大大延长使用寿命。 纳米技术在耐久性中的应用： 分析纳米材料（如纳米二氧化硅、氧化锌）如何改善混凝土的密实度、抗渗性、耐腐蚀性，以及纳米涂层在防护方面的潜力。 新型防护涂层与密封材料： 介绍高性能的防腐涂料、防水涂料、抗碳化涂层等，以及智能响应型涂层等概念。 耐久性模拟与预测的数字化模型： 介绍基于人工智能(AI)、机器学习(ML)和数字孪生(Digital Twin)技术的耐久性预测模型，它们能够更精确地模拟材料的长期行为。 可持续建筑材料与循环利用： 探讨如何选择和使用环境友好、可循环利用的建筑材料，并在保证耐久性的前提下，实现建筑的全生命周期可持续性。 本章旨在激发读者对未来建筑材料耐久性技术发展的思考，以及在新技术应用中的潜在机遇。 结论：迈向持久建筑的未来 本书的最终目标是构建一个关于建筑材料耐久性的完整认知体系。从材料的微观本质出发，到环境因素的影响，再到评估、设计、维护和未来展望，我们希望能够为工程师、设计师、建筑师、材料科学家以及所有关注建筑可持续发展的专业人士，提供一份全面、深入且实用的参考。我们相信，通过科学的理解、精细的设计和持续的维护，我们能够建造出更加持久、安全、可靠且环境友好的建筑，为人类社会的可持续发展贡献力量。这不仅是一门科学，更是一种对未来的责任与承诺。

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