水泥混凝土的微觀性能 [Micro-properties of cement concrete] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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於蕾 著

圖書標籤:

• 水泥混凝土
• 微觀性能
• 混凝土材料
• 水泥化學
• 材料科學
• 工程材料
• 微結構
• 力學性能
• 耐久性
• 建築材料

齣版社： 中國建築工業齣版社

ISBN：9787112205318

版次：1

商品編碼：12274167

包裝：平裝

外文名稱：Micro-properties of cement concrete

開本：16開

齣版時間：2017-07-01

用紙：膠版紙

頁數：226

正文語種：中文

內容簡介

　　《水泥混凝土的微觀性能》的特色之一在於將混凝土分為拌閤物狀態和硬化後狀態分彆進行論述，這兩種狀態的混凝土微觀性能觀測手段不同，所錶現的性能也完全不同。對於拌閤物狀態的混凝土，主要闡述瞭其水化過程、産物快速變化的微觀形貌以及凝結過程中不可避免的四種收縮作用；對於硬化後的混凝土，主要闡述瞭硬化後凝膠的形貌、界麵區結構、孔結構以及三種硬化後的收縮作用。

目錄

第1章 緒論
1．1 定義
1．2 意義
1．3 復雜性

第2章 水泥混凝土微觀性能采集方法
2．1 超聲波法
2．2 熱分析法
2．3 水化動力法
2．4 壓力法
2．5 顯微鏡法
2．6 壓汞法
2．7 氣體吸附法
2．8 電阻率法
2．9 X射綫小角衍射（SAXS）
2．10 核磁共振技術
2．11 CT成像

第3章 水泥混凝土原材料的微觀結構
3．1 水泥的微觀結構
3．2 集料的微觀結構
3．3 摻閤料的微觀結構
3．4 外加劑的微觀結構
3．5 縴維

第4章 水泥混凝土拌閤物的微觀性能
4．1 水化過程、産物及形貌特徵
4．2 凝結過程中的收縮

第5章 硬化水泥混凝土的微觀性能
5．1 C-S-H凝膠的微觀分析
5．2 界麵過渡區
5．3 孔結構
5．4 硬化水泥混凝土的收縮

第6章 水泥混凝土的宏微觀關係
6．1 概述
6．2 抗凍
6．3 抗水滲透
6．4 抗氯離子滲透
6．5 收縮
6．6 裂縫
6．7 碳化
6．8 鋼筋銹蝕
6．9 抗硫酸鹽侵蝕
6．10 堿-集料反應

第7章 由微觀到宏觀的評價模型
7．1 混凝土細觀數值模型
7．2 孔徑尺寸影響使用壽命的數學模型
7．3 強度與孔結構關係模型的建立
7．4 混凝土抗氯離子滲透數學模型
7．5 混凝土抗凍性的數學模型
7．6 混凝土碳化程度評價方法
7．7 基於孔結構特徵參數的混凝土綜閤耐久性評估模型

第8章 混凝土微觀性能的改善
8．1 超細粉填充技術
8．2 滲透路徑阻斷技術
8．3 內養護減縮技術
8．4 攪拌方式對孔結構的改善作用
參考文獻

《微觀世界下的堅實力量：探索水泥混凝土的奧秘》 在人類文明的長河中，有一些材料以其默默無聞的貢獻，支撐起瞭我們賴以生存和發展的宏偉基業。水泥混凝土，無疑是其中最為重要的代錶之一。從巍峨的摩天大樓到橫跨江海的宏偉橋梁，從深邃的地底隧道到廣袤的交通網絡，水泥混凝土以其卓越的力學性能、耐久性和經濟性，遍布我們生活的每一個角落，成為現代社會不可或缺的物質基石。然而，當我們驚嘆於一座座宏偉建築的壯麗時，是否曾駐足思考，支撐起這份偉力的，究竟是怎樣的微觀結構？隱藏在這平凡而堅韌的材料之下，又蘊藏著怎樣深邃的科學原理？ 本書並非一本詳述水泥混凝土宏觀性能參數或工程應用案例的尋常讀物。我們在此將目光聚焦於一個更為基礎，卻也更為核心的層麵——水泥混凝土的微觀世界。本書緻力於深入剖析構成水泥混凝土的各級微觀組分，解析它們之間的相互作用機製，並闡釋這些微觀層麵的特性如何最終塑造齣我們所熟知的宏觀性能。我們將帶領讀者一同踏上一場彆開生麵的科學探索之旅，撥開水泥混凝土材料的“麵紗”，揭示其內在的精妙與復雜。 第一章：材料的基石——水泥的水化與微觀結構演化 水泥，作為混凝土的“粘閤劑”，其水化過程是混凝土性能産生的源頭。本章將從水泥顆粒的化學組成齣發，詳細闡述其與水發生復雜化學反應的整個過程。我們將深入探究水泥熟料礦物（如矽酸三鈣、矽酸二鈣、鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣等）在水化過程中發生的係列反應，以及這些反應如何生成水化矽酸鈣凝膠（C-S-H凝膠）、氫氧化鈣等水化産物。 重點在於，本章將不僅僅停留在化學反應式的羅列，而是著力於描述這些水化産物的微觀形態和結構。我們將討論C-S-H凝膠的納米尺度結構，其鏈狀、片狀或網狀的形貌，以及這種無定形或半晶體結構的特點。同時，也將探討氫氧化鈣晶體（CH）的形成過程、晶體形態以及在微觀結構中的分布規律。此外，我們還會分析水泥顆粒內部孔隙在水化過程中的演變，以及它們如何影響後續結構的緻密性。通過對水泥水化微觀機理的細緻描繪，讀者將深刻理解為何看似簡單的水泥粉末，在與水接觸後能夠轉化為堅固的石化産物。 第二章：混凝土的骨架——骨料的微觀形貌與界麵交互 骨料，包括砂和石子，是混凝土中體量最大的組成部分，它們構成瞭混凝土的骨架，承擔著主要的應力。本章將聚焦於骨料的微觀層麵。我們將首先考察不同類型骨料（如天然骨料、碎石、礦渣骨料等）的微觀錶麵特徵，包括其粗糙度、孔隙率、微裂紋的存在以及礦物成分。這些微觀特徵直接影響著骨料與水泥漿體之間的粘結性能。 本書將重點闡述骨料與水泥漿體界麵過渡區（ITZ）的形成與演化。ITZ是混凝土中一個至關重要的區域，其微觀結構和性能與整體混凝土的性能密切相關。我們將詳細分析ITZ的形成機理，通常錶現為水泥漿體在骨料錶麵富集，形成比水泥石主體更粗大的CH晶體，以及更疏鬆的孔隙結構。我們將通過先進的顯微成像技術（如掃描電子顯微鏡SEM、透射電子顯微鏡TEM）和物相分析方法，揭示ITZ的微觀形貌、孔隙分布以及其中可能存在的微裂紋。此外，本章還將探討骨料的形狀、尺寸級配以及錶麵處理方式對ITZ微觀結構的影響，以及如何通過優化骨料的選擇和處理來改善混凝土的整體性能。 第三章：連接與填充——水泥石基體的微觀結構特徵 水泥石是水泥水化後形成的緻密膠結體，它填充於骨料之間，並將骨料牢固地連接在一起。本章將深入探討水泥石基體的微觀結構。我們將重點解析C-S-H凝膠在水泥石中的微觀分布和堆積方式，以及它如何形成一個連續的、相互連接的網絡。我們將討論C-S-H凝膠的微孔結構，包括其納米孔、微孔和過渡孔的尺寸、形態和連通性，以及這些孔隙對材料的滲透性、抗凍性以及化學侵蝕抵抗能力的影響。 除瞭C-S-H凝膠，本章還將詳細分析水泥石中其他重要微觀組分的結構特徵，例如殘留的未水化水泥顆粒、氫氧化鈣晶體（CH）的晶體學特徵、以及在水化過程中可能形成的AFm相、AFt相（鈣礬石）等。我們將探討這些組分在水泥石中的形態、尺寸、分布以及它們對水泥石力學性能和耐久性的影響。例如，CH晶體雖然提供瞭強度，但其脆性和低抗拉強度也可能成為裂紋萌生的薄弱環節。本書將提供關於水泥石微觀結構均勻性、緻密性及其與宏觀強度、剛度和耐久性之間關係的深入分析。 第四章：挑戰與響應——微裂紋的萌生、擴展與微觀損傷機製 任何材料在受力或環境作用下，都不可避免地會産生損傷。對於混凝土而言，微裂紋的形成和擴展是其性能退化和失效的關鍵。本章將聚焦於混凝土的微觀損傷機製，特彆是微裂紋的萌生與發展。我們將從微觀層麵探討應力集中在何處發生，例如在骨料與水泥石界麵（ITZ）、C-S-H凝膠薄弱區域、或CH晶體與C-S-H凝膠的結閤處。 我們將分析不同類型的微裂紋，包括界麵裂紋、基體裂紋以及骨料裂紋，並探討它們在加載過程中的演化路徑。本書將運用力學理論和數值模擬方法，結閤顯微觀察，來揭示微裂紋的萌生條件、擴展機製以及對混凝土整體強度和變形的影響。此外，本章還將探討外部因素（如凍融循環、化學侵蝕、收縮開裂等）如何作用於混凝土的微觀結構，導緻微裂紋的産生和發展，並最終影響混凝土的耐久性。通過理解這些微觀損傷機製，我們可以為混凝土的抗裂設計和耐久性提升提供科學依據。 第五章：精妙的調控——外加劑與摻閤料的微觀作用機製 現代混凝土技術的發展離不開各種外加劑和摻閤料的應用，它們能夠顯著改善混凝土的性能。本章將深入研究這些添加劑在微觀層麵的作用機製。例如，減水劑如何通過吸附在水泥顆粒錶麵，減少顆粒間的靜電斥力和範德華力，從而降低用水量，改善和易性，並在後期形成更緻密的微觀結構。 我們將詳細分析高性能減水劑（如聚羧酸鹽類）與水泥水化産物（特彆是C-S-H凝膠）的相互作用，以及它們如何影響C-S-H凝膠的形貌、尺寸分布和堆積方式，進而提高水泥石的緻密性和強度。對於礦物摻閤料（如粉煤灰、礦渣、矽灰等），本書將探討它們在混凝土中的微觀作用。一方麵，它們可以作為火山灰活性材料，與水泥水化産生的氫氧化鈣反應，生成更多的C-S-H凝膠，細化微觀結構，提高後期強度和耐久性。另一方麵，它們還可以作為微填充材料，填充於水泥石的孔隙中，減少宏觀孔隙，提高緻密性。本書將通過微觀錶徵手段，揭示這些添加劑如何改變水泥水化過程、微觀結構形貌以及界麵特性，從而實現對混凝土宏觀性能的精妙調控。 第六章：洞察未來的方法——微觀性能錶徵與評價技術 要深入理解水泥混凝土的微觀性能，離不開先進的錶徵與評價技術。本章將對當前主流的微觀分析技術進行梳理和介紹。我們將涵蓋諸如掃描電子顯微鏡（SEM）及其能譜儀（EDS）用於觀察材料的形貌、成分和相分布；透射電子顯微鏡（TEM）用於觀察納米尺度的微觀結構和晶體結構；X射綫衍射（XRD）用於分析材料的物相組成；以及原子力顯微鏡（AFM）用於測量材料錶麵的形貌和力學性質。 此外，本章還將介紹其他重要的微觀錶徵方法，例如氣體吸附法（BET）用於測定C-S-H凝膠的比錶麵積和孔隙結構；壓汞法用於分析水泥石的孔徑分布；以及微計算機斷層掃描（micro-CT）技術，能夠無損地獲取三維的微觀結構信息。本書將結閤具體的案例，展示這些技術如何幫助研究人員揭示水泥混凝土微觀結構與性能之間的關聯，從而為混凝土材料的設計、優化和性能預測提供強有力的支撐。 結語：微觀之見，宏觀之力 《微觀世界下的堅實力量：探索水泥混凝土的奧秘》一書，旨在為讀者提供一個全麵而深入的視角，去理解水泥混凝土這一古老而又常新的材料。通過對水泥水化、骨料界麵、水泥石基體、微觀損傷以及添加劑作用等各方麵的微觀解析，我們希望能夠揭示隱藏在宏觀堅實力量背後的科學原理。 本書的價值在於，它不僅僅提供知識，更在於激發思考。通過對微觀世界的探索，讀者將能夠更深刻地理解混凝土為何如此堅固，為何能夠承受巨大的載荷，為何能夠經受時間的考驗。同時，對微觀機製的掌握，也將為未來的高性能混凝土材料設計、更具針對性的性能提升以及更可靠的結構耐久性評估，奠定堅實的理論基礎。我們相信，對微觀細節的精妙洞察，終將轉化為宏觀工程的卓越錶現，繼續書寫水泥混凝土在人類文明發展史上的輝煌篇章。

評分☆☆☆☆☆

讀完《水泥混凝土的微觀性能》這本書，我的腦海裏久久迴蕩著那些關於材料科學的奇妙景象。我一直以為混凝土就是堅固、冰冷的代名詞，是我們身邊隨處可見的建築基石，但這本書徹底顛覆瞭我的認知。它就像一把鑰匙，為我打開瞭通往一個全新的世界——一個由納米顆粒、孔隙結構、晶體生長以及各種化學反應交織而成的微觀宇宙。我從未想過，我們腳下的道路，我們仰望的摩天大樓，其背後竟然隱藏著如此復雜而精妙的科學原理。 書中關於水化反應的細緻描述，讓我驚嘆不已。我原以為水泥和水混閤後隻是簡單地發生物理變化，然後凝固，但作者通過大量的微觀圖像和詳實的解釋，展示瞭一個動態而充滿活力的過程。C-S-H凝膠的形成，氫氧化鈣的析齣，以及它們如何相互作用，構建起混凝土的宏觀強度，這一切都顯得如此震撼。特彆是書中關於不同養護條件對水化産物形態和分布影響的論述，讓我深刻理解瞭為何有時候同樣的水泥，在不同的環境下會錶現齣截然不同的性能。我甚至開始好奇，如果我們能夠精確控製這些微觀結構，是不是就能“定製”齣具有特定性能的混凝土？這種想法讓我對未來建築材料的發展充滿瞭期待，也對書中的研究成果感到由衷的敬佩。

評分☆☆☆☆☆

這本書對於我這樣非專業讀者來說，雖然有些地方的專業術語需要查閱資料，但整體的可讀性卻齣乎意料地高。作者在講解每一個微觀現象時，都會循序漸進，從宏觀的現象引入到微觀的機製，再用具體的實驗數據和圖像來支撐。我特彆欣賞書中大量的高質量微觀圖像，它們就像一幅幅生動的“科學畫作”，直接展示瞭水泥混凝土內部的奇妙結構。 例如，在介紹碳化反應時，書中展示瞭碳酸鈣晶體在水泥石內部的生長過程，以及這些晶體如何堵塞孔隙，影響混凝土的滲透性。這些圖像的直觀性，遠勝於任何文字描述。通過這些圖像，我能夠“看見”材料的“變化”，感受材料的“生命”。這本書讓我對科研工作者的嚴謹態度和精湛技藝有瞭更深的理解，也讓我更加珍惜這些來之不易的科學成果。

評分☆☆☆☆☆

《水泥混凝土的微觀性能》這本書，對我最大的啓發在於，它讓我認識到，看似簡單的材料，其背後往往蘊含著極其復雜而精妙的科學原理。我們習以為常的混凝土，其強度、耐久性、甚至“壽命”，都取決於其內部微觀結構的細微變化。這本書就像一座橋梁，連接瞭我對宏觀世界和微觀世界的認知。 它讓我不再將混凝土視為一個“死物”，而是理解它是一個在微觀層麵充滿動態變化、與環境發生相互作用的“生命體”。這種視角上的轉變，讓我對日常生活中所接觸到的各種材料，都産生瞭新的好奇和思考。我開始關注它們的微觀結構，關注它們是如何承受外界的挑戰。這本書不僅僅是關於水泥混凝土，更是關於如何通過深入瞭解物質的微觀本質，來創造更美好、更持久的世界。

評分☆☆☆☆☆

讀完《水泥混凝土的微觀性能》，我感覺自己好像擁有瞭一雙“透視眼”，能夠看到混凝土內部的秘密。書中關於“界麵過渡區”（ITZ）的章節，更是讓我大開眼界。我之前從未意識到，在粗骨料和水泥砂漿之間，存在著一個如此重要的“薄弱環節”。作者通過大量的顯微圖像和力學分析，揭示瞭這個區域的特殊微觀結構和力學性能，以及它對混凝土整體強度的影響。 書中詳細闡述瞭界麵過渡區的形成原因，比如骨料的堆積方式、水化産物的分布不均等等，並進一步探討瞭如何通過優化配閤比、使用新型摻閤料來改善界麵過渡區的性能。這讓我明白，想要提升混凝土的整體性能，必須關注每一個“細節”，每一個“連接處”。這種對局部微觀結構深入分析，並將其與宏觀性能聯係起來的研究方法，讓我對材料科學的嚴謹性有瞭更深刻的體會。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常獨特，它既有嚴謹的科學術語，又不乏形象的比喻，使得復雜的微觀世界變得生動有趣。例如，作者在描述C-S-H凝膠時，將其比作“微觀的網狀結構”或“納米尺度的粘閤劑”，讓我很容易就能在腦海中構建齣其形態。這種將抽象概念具象化的能力，是作者的過人之處。 我尤其喜歡書中穿插的一些“小故事”或“曆史迴顧”。例如，在介紹早期混凝土材料的發展時，作者會提及古羅馬人在使用火山灰作為摻閤料方麵的智慧，這讓我感受到瞭人類在材料科學探索中的悠久曆史和不懈努力。這些細節的加入，讓原本可能枯燥的技術性閱讀，變得更加引人入勝，也讓我對這本書的內容産生瞭更深的情感連接。它不僅僅是一本技術手冊，更像是一次與材料科學先驅們跨越時空的對話。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，在閱讀《水泥混凝土的微觀性能》之前，我對“孔隙結構”這個概念是模糊的。我隻知道材料有孔，但具體孔隙的大小、形狀、連通性如何影響材料的性能，我知之甚少。這本書則用令人信服的證據和詳實的解釋，將孔隙結構的奧秘一一揭示。作者不僅介紹瞭不同的孔隙類型（如凝膠孔、毛細孔、大孔），還深入探討瞭它們與混凝土力學性能、滲透性、抗凍性等關鍵指標之間的密切關係。 我尤其關注書中關於“微裂縫”的討論。原來，在混凝土內部，即使在沒有外力作用的情況下，也可能存在微小的裂縫，而這些微裂縫的産生和發展，與水化過程中的收縮、凍融循環等因素息息相關。書中的微觀圖像清晰地展示瞭這些微裂縫是如何在材料內部蔓延，並最終導緻宏觀裂縫的形成。這讓我對混凝土的“脆弱”有瞭更直觀的認識，也更加理解瞭為何一些看似完好的混凝土結構，卻會因為內部的微觀損傷而逐漸失效。這本書讓我意識到，對孔隙結構的深入理解，是實現混凝土性能優化和耐久性提升的關鍵。

評分☆☆☆☆☆

對於我來說，這是一本充滿“驚喜”的書。我一直以為混凝土的性能就是固定的，或者隻能通過改變配比來微調，但《水泥混凝土的微觀性能》徹底打破瞭我的這一陳舊觀念。書中關於“高性能混凝土”的章節，讓我看到瞭混凝土設計的無限可能。作者詳細介紹瞭如何通過引入高性能減水劑、摻閤各種微細粉末，以及優化骨料級配等手段，來改善混凝土的流動性、密實度、抗壓強度乃至耐久性。 我特彆感興趣的是關於早期強度和後期強度發展的不同機製。書中解釋瞭，通過調整水化速度和水化産物的形態，可以在混凝土硬化初期就獲得驚人的強度，這對於搶工期、應對復雜施工環境具有極其重要的意義。同時，作者也指齣瞭，過度追求早期強度可能帶來的潛在問題，比如後期強度增長緩慢，甚至會影響耐久性。這種權衡和取捨，以及背後精妙的科學原理，讓我對混凝土的設計有瞭更深的理解。這本書讓我明白，高性能混凝土的誕生，並非偶然，而是無數次科學實驗和理論創新的結晶。

評分☆☆☆☆☆

我一直對材料的耐久性問題感到憂慮，尤其是在經曆瞭幾次極端天氣後，城市中的一些建築齣現瞭明顯的損壞，這讓我不禁思考，是什麼導緻瞭這種“衰老”？《水泥混凝土的微觀性能》這本書，以其嚴謹的態度和深刻的洞察力，為我解答瞭這一疑惑。它不僅僅停留在宏觀層麵的描述，而是深入到微觀結構層麵，探討瞭氯離子侵蝕、碳化反應、凍融破壞等一係列影響混凝土耐久性的關鍵因素。我特彆被書中關於孔隙結構與滲透性的關係所吸引，原來那些看似微不足道的細小孔隙，竟然是“入侵者”——水分、有害離子——侵入混凝土內部的“高速公路”。 書中對這些微觀損傷機製的分析，邏輯清晰，條理分明，仿佛一位經驗豐富的醫生在診斷病癥。作者通過掃描電子顯微鏡（SEM）和X射綫衍射（XRD）等先進的分析手段，將那些肉眼無法看見的裂縫、孔洞以及相變過程展現在我們麵前，讓我們直觀地感受到材料的“傷痕”。我甚至能想象到，在微觀世界裏，每一個侵蝕過程都可能是一場微小的“戰爭”，而混凝土的抵抗力，就取決於其內在的微觀結構是否足夠堅固，是否能有效抵禦這些“侵略”。這種對材料“生命周期”的深入探討，讓我對混凝土的應用和維護有瞭全新的認識，也讓我更加珍視那些能夠延緩材料衰老的研究成果。

評分☆☆☆☆☆

在閱讀《水泥混凝土的微觀性能》的過程中，我最大的感受就是科學研究的嚴謹與細膩。書中對於各種實驗方法的介紹，雖然我不是這方麵的專業人士，但也能感受到其背後付齣的巨大努力和精準的控製。例如，作者在介紹掃描電子顯微鏡（SEM）時，不僅展示瞭高分辨率的微觀圖像，還詳細解釋瞭如何通過調整加速電壓、放大倍數以及采集不同襯度的圖像來獲取關鍵信息。這讓我意識到，要“看見”水泥混凝土的微觀世界，並非易事，需要精密的儀器和嫻熟的操作。 更讓我印象深刻的是，書中對數據分析的處理方式。並不是簡單地羅列數據，而是通過圖錶、麯綫等形式，清晰地展現瞭變量之間的關係。比如，在探討摻閤料對水泥顆粒分散性的影響時，作者會展示粒徑分布麯綫的變化，以及由此推斷齣的性能改善。這種將抽象的理論與具體的實驗數據緊密結閤的方式，極大地增強瞭說服力，也讓我對書中結論的可靠性深信不疑。我甚至能聯想到，每一次實驗的成功，背後都可能經曆瞭無數次的失敗和調整，而正是這種不懈的探索精神，纔推動瞭科學的進步。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對建築行業有一定關注的讀者，我常常會思考，如何纔能建造齣更綠色、更可持續的建築？《水泥混凝土的微觀性能》這本書，雖然聚焦於材料本身，但其研究成果卻對綠色建築的發展有著深遠的意義。書中關於摻閤料（如粉煤灰、礦渣）的研究，讓我看到瞭用工業廢棄物來替代部分水泥的可能性，這不僅能夠減少碳排放，還能改善混凝土的性能。 我特彆欣賞書中對於這些摻閤料如何影響水泥水化過程的細緻分析。它們並非簡單的“填充物”，而是能夠參與到水化反應中，形成新的水化産物，優化孔隙結構，從而提高混凝土的後期強度和耐久性。這種“變廢為寶”的設計思路，讓我對未來建築材料的發展方嚮充滿瞭信心。這本書讓我看到瞭科學技術在解決環境問題中的巨大潛力，也讓我意識到，每一項微觀性能的研究，都可能為宏觀的可持續發展貢獻力量。