●前言
第1章概述1
1.1現代混凝土材料的定義1
1.2混凝土材料的發展簡史1
1.3現代混凝土材料的高性能化2
參考文獻4
第2章現代混凝土材料的制備5
2.1大摻量礦物摻合料現代高性能混凝土材料的制備技術與性能5
2.1.1高性能膠凝材料組分的優選與優配5
2.1.2高性能混凝土的配制及其性能14
2.1.3大摻量復合礦物摻合料水泥基材料硬化漿體顯微結構與增強機理28
2.1.4礦物摻合料對水泥基材料微觀力學性能的影響35
2.2生態型活性粉末混凝土58
2.2.1生態型活性粉末混凝土材料組成的優選與優化60
2.2.2生態型活性粉末混凝土的靜載力學行為63
2.2.3ECO-RPC的動態力學性能85
2.2.4ECO-RPC的耐久性能100
2.2.5RPC200與ECO-RPC200性能對比107
2.3超高性能纖維增強水泥基復合材料的微結構分析108
2.3.1微觀試樣的配合比及制備方法108
2.3.2微結構分析及超高性能形成機理109
參考文獻127
第3章高性能現代混凝土材料的防火性能130
3.1高性能混凝土高溫後宏觀力學性能的劣化130
3.1.1高溫後混凝土的現像觀察131
3.1.2高溫後主要力學性能劣化規律131
3.1.3高溫下高性能混凝土爆裂機理的研究133
3.1.4高溫後高性能混凝土的潛在危險135
3.2高性能混凝土高溫後微觀、細觀組成和結構的變化137
3.2.1高溫下混凝土基本的物理、化學性能變化137
3.2.2高溫下混凝土的熱效應138
3.2.3高溫後高性能混凝土內部微、細觀形貌與組成分析139
3.2.4高溫後高性能混凝土孔結構的變化141
3.2.j高性能混凝土微、細觀組成結構的變化與宏觀性能變化147
3.3高溫下混凝土內部傳熱、傳質過程及其耦合作用149
3.3.1高溫下混凝土的熱爆裂性能150
3.3.2高溫下混凝土內的傳質與傳熱152
參考文獻155
第4章高性能現代混凝土材料收縮的變形、徐變161
4.1水泥基材料幾種收縮變形的定義及測量方法161
4.1.1水泥基材料的收縮變形分類及術語161
4.1.2收縮的測量163
4.2礦物外摻料對高性能水泥基材料收縮變形行為的影響研究176
4.2.1磨細礦渣176
4.2.2粉煤灰177
4.2.3外加劑對收縮的影響178
4.2.4摻合料品種及摻量對水泥淨漿1d以前自收縮的影響179
4.2.5摻合料品種及摻量對水泥淨漿1d以後自收縮的影響180
4.2.6礦物摻合料種類及摻量對淨漿干燥收縮的影響181
4.2.7二次干燥對淨漿干燥收縮的影響182
4.2.8混凝土的物理性能183
4.2.91d以前混凝土自收縮發展規律185
4.2.10硬化混凝土收縮發展規律188
4.2.11硬化混凝土收縮表達式193
4.3大摻量礦物摻合料高性能水泥基材料收縮模型的建立196
4.3.1基於水泥水化過程和熱力學摹本理論自收縮模型的建立196
4.3.2干燥收縮206
4.3.3從水泥石到混凝土收縮模型的建立220
4.3.4自干燥收縮和干燥收縮的影響因素及關繫——基於模型的討淪220
4.4高性能混凝土各種收縮產生的細觀與微觀機理及礦物摻合料類型和摻量對各種收縮的正負效應222
4.4.1在密封條件及干燥條件下水泥漿水分的消耗、遷移222
4.4.2硬化水泥漿毛細管孔隙結構的演變229
4.4.3水化程度與化學減縮232
4.4.4摻合料品種及摻量對彈性模量的影響235
4.5大摻量礦物摻合料高性能水泥基材料收縮的抑制236
4.5.1膨脹劑與減縮劑對收縮的影響236
4.5.2養護對收縮的影響241
4.6大摻量活性摻合料高性能混凝土徐變特性及機理251
4.6.1磨細礦渣摻量對混凝土徐變的影響規律253
4.6.2粉煤灰摻量對高性能混凝土徐變規律的影響253
4.6.3磨細礦渣與粉煤灰雙摻對高性能混凝土徐變的影響規律254
4.6.4活性摻合料對高性能混凝土徐變的影響機理255
參考文獻264
第5章現代混凝土材料的耐久性與服役壽命268
5.1多場因素耦合作用下現代混凝土損傷劣化試驗體繫的建立268
5.1.1考慮多場因素耦合作用下混凝土損傷失效過程的試驗方案設計269
5.1.2混凝土在多重破壞因素作用下損傷失效過程的試驗加載繫統269
5.1.3混凝土在多重破壞因素作用下損傷失效過程的數據采集繫統271
5.2高性能水泥基材料在單一破壞因素作用下損傷失效過程的規律和特點272
5.2.1高性能混凝土在單一凍融因素作用下的損傷失效過程、特點與規律272
5.2.2商性能混凝土在單一硫酸鹽腐蝕因素作用下的損傷失效過程、特點與規律281
5.2.3高性能混凝土在單-鹽湖鹵水腐蝕因素作用下的損傷失效過程、特點與規律283
5.3高性能水泥基材料在雙重破壞因素作用下損傷失效過程的規律和特點285
5.3.1高性能混凝土在凍融循環與應力雙重因素作用下的損傷失效過程、特點與規律285
5.3.2高性能混凝土在凍融循環與除冰鹽雙重因素作用下的損傷失效過程、特點與規律295
5.3.3高性能混凝土在凍融循環與硫酸鹽雙重因素作用下的損傷失效過程、特點與規律303
5.4高性能水泥基材料在多重破壞因素作用下損傷失效過程的規律和特點309
5.4.1高性能混凝土在彎曲荷載-凍融-除冰-鹽腐蝕三因素作用下的損傷310
5.4.2引氣高性能混凝土在彎曲荷載-凍融-除冰鹽腐蝕三因素作用下的損傷313
5.4.3鋼纖維增強高性能混凝土在彎曲荷載-凍融-除冰鹽腐蝕三因素作用下的損傷315
5.4.4鋼纖維增強引氣高性能混凝土在彎曲荷載-凍融-除冰鹽腐蝕三因素作用下的損傷318
5.5單一、雙重和多重破壞因素作用下混凝土壽命預測319
5.5.1基於損傷理論和韋布爾分布的混凝土壽命預測理論和模型320
5.5.2考慮多種因素作用下的氯離子擴散理論和壽命預測模型341
5.5.3基於損傷演化方程的混凝土壽命預測理論和方法390
5.5.4基於水分遷移重分布的混凝土凍融循環劣化理論、凍融壽命定量分析與評估模型416
參考文獻441
第6章高性能水泥基材料結構形成全過程與損傷失效全過程448
6.1高性能水泥基材料早期結構形成的特點與機理448
6.1.1高性能水泥基材料早期結構形成的連續觀察與分析448
6.1.2Ca(OH)2晶體在水泥水化早期形成的影響因素及其對硬化漿體性能的影響475
6.1.3粉煤灰對高性能水泥基材料增強效應的機理分析186
6.1.4粉煤灰火山灰反應殘渣的形貌和成分特征495
6.2水泥基復合村料界面過渡區微結構的數值模擬及其形成機理504
6.2.1截面分析法對任意凸形集料粒子周圍界面過渡區厚度放大倍數的通解505
6.2.2水泥基復合材料鄰近集料表面近間距分布的通解509
6.2.3水化前集料與漿體界面過渡區微觀結構的模擬.519
6.2.4硬化混凝土中界面過渡區微觀結構的模擬521
6.2.5混凝土中界面過渡區的體積-537
6.3活性摻合料對水泥基材料產生高性能的細觀與微觀機理540
6.3.1試驗材料及試驗漿體組成540
6.3.2礦渣對水泥基材料結構形成的貢獻及影響541
6.3.3粉煤灰對水泥基材料結構形成的貢獻及影響569
6.4普通混凝土、引氣混凝土和高強混凝土在鹽湖環境單一、雙重和多重因素作用下的損傷失效機理579
6.4.1普通混凝土、引氣混凝土和高強混凝土在單一凍融因素作用下的凍融破壞機理579
6.4.2普通混凝土和引氣混凝土在凍融十鹽湖鹵水腐蝕雙重因素作用下的凍蝕破壞機理582
6.4.3普通混凝土、引氣混凝土和高強混凝土在干濕循環十鹽湖鹵水腐蝕雙重因素作用下的腐蝕產物、微觀結構和腐蝕破壞機理596
6.4.4普通混凝土在彎曲荷載+凍融+鹽湖鹵水腐蝕三重因素作用下的失效機理610
6.5高性能混凝土在鹽湖環境單一、雙重和多重因素耦合作用下損傷劣化機理分析611
6.5.1高性能混凝土在新疆鹽湖的單一腐蝕因素作用下的腐蝕破壞機理611
6.5.2高性能混凝土在干濕循環+鹽湖鹵水腐蝕雙重因素作用下的抗鹵水腐蝕機理——結構的腐蝕優化機理613
6.5.3高強混凝土和高性能混凝土在凍融+鹽湖鹵水腐蝕雙重因素作用下的高抗凍融機理623
參考文獻631
第7章高性能地聚合物材料635
7.1高性能地聚合物材料的制備和性能635
7.1.1原材料636
7.1.2地聚合物配合比設計原則的建市637
7.1.3合成工藝與養護640
7.2地聚合物混凝土的力學性能641
7.2.1抗壓強度641
7.2.2劈拉強度641
7.2.3雙面直接剪切強度642
7.2.4彎曲強度642
7.3地聚合物混凝土的耐久性643
7.3.1抗氯離子滲透性能643
7.3.2抗凍融性能644
7.3.3地聚合物的收縮648
7.3.4地聚合物漿體的早期開裂649
7.3.5抗化學侵蝕652
7.3.6抗碳化性能657
7.3.7堿集料反應659
7.4地聚合物材料形成過程的分子模擬、反應機理及其結構本質660
7.4.1地聚合物材料形成過程的分子模擬、反應機理660
7.4.2地聚合物材料的分子結構本質672
7.4.3地聚合物形成過程原位定量追蹤694
參考文獻701
結語708

本書基於國家自然科學基金重點項目“高性能水泥基建築材料的性能及失效機理研究”的成果，繫統介紹了現代混凝土各項關鍵技術性能及在多場因素耦合作用下不同強度等級混凝土損傷劣化時變特征，初步建立了服役壽命預測模型，揭示了混凝土耐久性評價和服役壽命預測的科學性、可靠性與安全性。采用現代測試技術與方法，描述了高性能混凝土與超高性能纖維增強水泥基材料結構形成與損傷劣化過程中微結構演變的時變特征及其與宏觀行為的本構關繫。通過理論和試驗研究、制備技術、結構形成與損傷劣化機理分析及工程應用，建立了相應的理論模型和模擬方法，為工程應用提供了新理論、新方法與新技術，便於科學高效應用礦物摻合料和化學外加劑，充分發揮其優勢，促進工業廢渣資源化和節能減排的實施。本書內容豐富，重點問題突出,具有很好的指導應用價值，並體現了材料與結構必須耦合的互動力，可供混凝土及相關專業的技術人員和大學師生參考。