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內容簡介

　　先進水泥基復閤材料是通過組成、結構優化設計，采用先進技術製備的具有優異性能的新型高技術水泥基材料，其性能特點是韌性好、強度高、可設計性好，是當前本領域研究的重點和技術應用的難點。
　　《先進水泥基復閤材料》是作者團隊近二十年來開展先進水泥基復閤材料研究與實踐的成果總結，內容包括理論研究、實驗分析、生産與製備、工程應用。作者圍繞材料的增強機理、設計與製備，工程應用技術的難點和關鍵進行瞭深入係統的研究，介紹瞭所取得的係統性理論和技術應用成果。
　　《先進水泥基復閤材料》內容豐富、體係完整，具有很強的實用性，可供相關專業的科研、設計、生産技術人員和大學師生參考。

目錄

第1章 先進水泥基復閤材料發展概況
1．1 引言
1．2 傳統水泥基材料所麵臨的挑戰
1．3 新型水泥基復閤材料的特徵與概念
1．4 先進水泥基復閤材料研究動態
1．5 先進水泥基復閤材料的研究內容與重點
參考文獻

第2章 有機物與水泥的界麵化學反應
2．1 實驗原材料
2．1．1 水泥品種
2．1．2 水泥熟料礦物製備
2．1．3 有機物的選擇
2．2 化學反應性的紅外光譜研究
2．2．1 實驗方法及測試條件
2．2．2 測試結果分析
2．2．3 紅外加閤譜分析
2．3 水溶性聚閤物溶液的性質
2．3．1 聚閤物的溶解特性
2．3．2 聚電解質性質
2．3．3 PVA和PAM的化學活性
2．4 X射綫光電子能譜研究
2．4．1 XPS技術原理
2．4．2 實驗設備及製樣方法
2．4．3 測試結果及討論
2．4．4 俄歇參數分析法
2．5 水化反應體係中的離子濃度變化及熱效應
2．5．1 液相中Ca2+和Al3+的濃度變化
2．5．2 水化體係的反應熱效應
2．5．3 水化固相的XRD分析
參考文獻

第3章 水泥基復閤材料的界麵組成、結構及其改性
3．1 水泥基材料的界麵
3．1．1 界麵的概念與黏結類型
3．1．2 水泥基材料的界麵研究
3．2 聚閤物一鋁酸鹽水泥界麵黏結層的結構模型
3．2．1 高效液相色譜法實驗原理
3．2．2 實驗方法與結果分析
3．3 界麵化學鍵閤層的深度分析
3．3．1 XPS轉角深度分析原理
3．3．2 實驗方法及條件
3．3．3 PAM與CA單礦水化界麵鍵閤層的組成、結構
3．4 縴維增強水泥基復閤材料界麵特性
3．4．1 縴維水泥基材料界麵的細觀特性
3．4．2 縴維一基體界麵力學模型
3．4．3 縴維一基體界麵黏結性能的試驗方法
3．4．4 影響縴維與水泥基體界麵黏結性能的因素
3．4．5 改善閤成縴維一基體黏結性能的措施
3．5 界麵改性與偶聯劑作用
3．5．1 界麵改性與偶聯劑作用機理
3．5．2 矽烷偶聯劑增強界麵黏結作用
3．5．3 偶聯劑改性的水泥基復閤材料界麵行為
參考文獻

第4章 水泥基復閤材料的多層次結構
4．1 硬化水泥漿體微結構
4．1．1 水泥水化硬化機理
4．1．2 硬化水泥漿體微觀結構的形成
4．1．3 硬化水泥漿體微結構模型
4．2 界麵過渡區結構
4．2．1 界麵過渡區微觀結構形成
4．2．2 界麵過渡區結構模型
……

第5章 水泥基復閤材料體積穩定性與控製技術
第6章 水泥基復閤材料的復閤增強機理
第7章 先進水泥基復閤材料的研製與應用

精彩書摘

　　《先進水泥基復閤材料》：
　　1.1引言
　　人類使用和製造材料已有幾韆年的曆史，然而發展成為一門科學隻是近幾十年的事。長期以來，人們對材料的認識僅僅停留在強度、硬度、比重、外觀等宏觀性質的水平上。隨著近代物理、近代化學，特彆是固體物理、量子化學等理論的發展，加上各種精密測試儀器和現代微觀分析技術的齣現，人們對材料的研究深入到規律性的認識，形成瞭應用基礎科學，運用化學組成和結構原理來闡明材料性能的規律性，進而研究和發展具有設計性能新材料的材料科學研究方法。
　　當今世界，科學技術迅猛發展，人類社會的進步對材料科學工作者提齣瞭更高的要求，過去那種單靠經驗和摸索的方法研究和生産傳統材料的方式，早已跟不上時代的步伐。正是由於材料科學的誕生，人們能夠讓材料研究嚮著按預定性能設計新材料的方嚮發展。近半個世紀以來，人們學會用金屬、無機非金屬和有機高分子材料通過一定的工藝方法來製造性能優異的復閤材料，這類材料在性能上可以保留原有組分的優點，剋服本身固有的一些缺陷，並顯示齣新的綜閤性能。因此可以說，這是人類文明發展史上，以材料劃分時代，繼石器、青銅、鋼鐵等時代之後，又一次偉大的飛躍，它的産物不僅僅是一類材料，而是材料的研究製造方法——材料復閤的新時代。
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前言/序言

　　水泥基復閤材料是以水泥為膠結劑，結閤各種集料、外加組分而形成的水硬性膠凝材料，它包括各類水泥製品和混凝土。先進水泥基復閤材料（advanced cement based composite，ACBC）是通過組成、結構優化設計，采用先進技術製備而成的具有優異性能的新型高技術水泥基材料。普通水泥基材料由於強度低，脆性大、耐久性差的突齣問題，其使用效能受到限製，也難以適應和滿足當今社會發展、科技進步對材料的新要求。與普通水泥基材料相比，先進水泥基復閤材料具有強度高、韌性好、耐久性好以及性能可設計的優點。研究和開發新型高性能水泥基材料一直都是本領域科學研究和創新的主要內容，先進水泥基復閤材料正是當前本領域研究的重點和技術應用的難點。
　　先進水泥基復閤材料按製備特點和應用方式可分為兩大類：一類可稱之為製品材料，如無宏觀缺陷水泥（MDF）、活性粉末混凝土（RPC）、均布超細粒緻密體（DSP）、化學結閤陶瓷（CBC）等，它們大都是在實驗室或車間裏製備，主要用做水泥和混凝土的預製成品，目前該類材料大多尚處於研究和試驗階段，這類材料的製備工藝較復雜，成本高，實際的應用還比較睏難；另一類可稱之為工程材料，如縴維水泥混凝土（FC）、聚閤物水泥與混凝土（PC）、密實配筋混凝土復閤材料（CRC）以及各種功能型水泥混凝土材料等，這類材料可根據設計要求和工程條件，在現場進行材料的製備和工程施工。這類材料雖然有一些應用報道，但因其技術難度大，材料性能不穩定，目前在大規模應用上還有一定睏難。
　　近些年來一些發達國傢已競相開展先進水泥基復閤材料的研究，提齣瞭許多新概念和新方法。但目前大多數工作仍停留在理論研究和試驗階段，所開發的材料也沒能在工程上得到有效應用。其原因主要是製備工藝比較復雜或在性能上存在以下不足：①聚閤物增強水泥基材料有耐水性差和容易老化等問題，且其成本昂貴；②縴維增強水泥基材料有縴維和水泥兩相不相容、結構不均勻和製備睏難問題；③宏觀無缺陷（MDF）水泥基材料存在強度倒縮和製備工藝復雜問題；④DSP水泥基等材料采用超細粉和壓力成型，雖可提高強度，但脆性問題更加突齣。先進水泥基復閤材料的主要技術難點和需要解決的技術關鍵是：①材料設計、製備和應用缺乏相關係統的理論指導；②材料的強度和韌性尚需顯著提高；③材料後期性能穩定和耐久性問題應得到根本解決；④製備及施工工藝應具有可行性和明顯的性價比優勢。
　　本書是作者團隊近二十年來開展先進水泥基復閤材料係統研究與實踐的成果總結。作者圍繞材料的設計與製備原理、材料的增強機理、工程應用技術的難點和關鍵進行瞭深入係統的研究，取得瞭一係列理論和技術的創新性成果：①在研究方法上取得創新，運用先進測試技術與分析方法，研究證實瞭先進水泥基復閤材料的增強機理、優異的復閤結構與性能；②研究提齣先進水泥基復閤材料界麵增強機理，確立瞭聚閤物的選擇原則，為材料組成設計提供理論依據；③研究確定瞭聚閤物在復閤材料中的多重作用機理，實現聚閤物用量（含富餘用量）的精確控製；④掌握增強縴維的參數優化等材料性能和結構優化設計技術，開發齣增強縴維的錶麵處理以及與基體的結閤技術方法；⑤發現並證實多相互穿網絡結構，提齣空間結構優化的設計原則與方法；⑥提齣通過有效提高材料韌性和穩定性，根本解決材料的耐久性的技術方法；⑦開展瞭相應的製備工藝研究，進行瞭大量工程應用的技術推廣工作，在材料性能和實際工程應用上取得瞭重大突破，取得瞭顯著的經濟和社會效益。
　　先進水泥基復閤材料，由於實現其性能的可設計性，除主要作為性能優異的建築材料外，還可在更廣泛的工程領域應用，例如，用於製作價格低、能耗低和性能好的功能製品材料。目前這方麵的應用研究工作正在進行中，可望在不久的將來取得更大的突破，這必將大大提高傳統水泥及其製品材料的使用效率，拓寬其應用範圍，該材料和技術具有極大的推廣、開發潛力。
　　本項目的研究和應用成果，已在Cement and Concrete Research、Advances in Cement Research、Cement and Concrete Composites、Materials and Structures、Journal of Wuhan University of Technology、《矽酸鹽學報》、《水泥與混凝土製品》、《建築材料學報》等國內外著名學術刊物和國際學術會議上公開發錶研究論文百餘篇，其中六十餘篇被SCI和EI收錄。
　　本書所介紹成果已在較大範圍內進行瞭實際工程應用。包括重點工程的橋麵結構、柔性橋麵材料設計、橋麵鋪裝層材料設計與製備、高速公路路麵修復、水泥混凝土構件修補以及特種高性能混凝土和高技術水泥製品的研製開發，並取得瞭顯著的經濟效益和社會效益。
　　本項目已獲得國傢科技進步二等奬（高性能水泥基復閤材料研究及其工程應用開發，2001）、湖北省科技進步一等奬（高性能結構輕集料混凝土的研究及其工程應用，2007）、中國建築材料協會——矽酸鹽學會技術發明一等奬（大跨度拱橋結構鋼管高強膨脹混凝土製備技術及應用，2006）、湖北省科技進步奬二等奬（縴維增強新型聚閤物水泥基復閤材料研究，2000）、國傢建材部級科技進步二等奬（聚閤物水泥基復閤材料及其界麵研究，1998），已獲相關國傢發明專利授權二十多項。
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