本書(shū)基于國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“高性能水泥基建筑材料的性能及失效機(jī)理研究”的成果，系統(tǒng)介紹了現(xiàn)代混凝土各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)性能及在多場(chǎng)因素耦合作用下不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土損傷劣化時(shí)變特征，初步建立了服役壽命預(yù)測(cè)模型，揭示了混凝土耐久性評(píng)價(jià)和服役壽命預(yù)測(cè)的科學(xué)性、可靠性與安全性。采用現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)與方法，描述了高性能混凝土與超高性能纖維增強(qiáng)水泥基材料結(jié)構(gòu)形成與損傷劣化過(guò)程中微結(jié)構(gòu)演變的時(shí)變特征及其與宏觀行為的本構(gòu)關(guān)系。通過(guò)理論和試驗(yàn)研究、制備技術(shù)、結(jié)構(gòu)形成與損傷劣化機(jī)理分析及工程應(yīng)用，建立了相應(yīng)的理論模型和模擬方法，為工程應(yīng)用提供了新理論、新方法與新技術(shù)，便于科學(xué)高效應(yīng)用礦物摻合料和化學(xué)外加劑，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)工業(yè)廢渣資源化和節(jié)能減排的實(shí)施。

目錄
前言
第1章 概述 1
1.1 現(xiàn)代混凝土材料的定義 1
1.2 混凝土材料的發(fā)展簡(jiǎn)史 1
1.3 現(xiàn)代混凝土材料的高性能化 2
參考文獻(xiàn) 4
第2章 現(xiàn)代混凝土材料的制備 5
2.1 大摻量礦物摻合料現(xiàn)代高性能混凝土材料的制備技術(shù)與性能 5
2.1.1 高性能膠凝材料組分的優(yōu)選與優(yōu)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(fù)合礦物摻合料水泥基材料硬化漿體顯微結(jié)構(gòu)與增強(qiáng)機(jī)理 28
2.1.4 礦物摻合料對(duì)水泥基材料微觀力學(xué)性能的影響 35
2.2 生態(tài)型活性粉末混凝土 58
2.2.1 生態(tài)型活性粉末混凝土材料組成的優(yōu)選與優(yōu)化 60
2.2.2 生態(tài)型活性粉末混凝土的靜載力學(xué)行為 63
2.2.3 ECO-RPC的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能 85
2.2.4 ECO-RPC的耐久性能 100
2.2.5 RPC200與ECO-RPC200性能對(duì)比 107
2.3 超高性能纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的微結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)分析及超高性能形成機(jī)理 109
參考文獻(xiàn) 127
第3章 高性能現(xiàn)代混凝土材料的防火性能 130
3.1 高性能混凝土高溫后宏觀力學(xué)性能的劣化 130
3.1.1 高溫后混凝土的現(xiàn)象觀察 131
3.1.2 高溫后主要力學(xué)性能劣化規(guī)律 131
3.1.3 高溫下高性能混凝土爆裂機(jī)理的研究 133
3.1.4 高溫后高性能混凝土的潛在危險(xiǎn) 135
3.2 高性能混凝土高溫后微觀、細(xì)觀組成和結(jié)構(gòu)的變化 137
3.2.1 高溫下混凝土基本的物理、化學(xué)性能變化 137
3.2.2 高溫下混凝土的熱效應(yīng) 138
3.2.3 高溫后高性能混凝土內(nèi)部微、細(xì)觀形貌與組成分析 139
3.2.4 高溫后高性能混凝土孔結(jié)構(gòu)的變化 141
3.2.j高性能混凝土微、細(xì)觀組成結(jié)構(gòu)的變化與宏觀性能變化 147
3.3 高溫下混凝土內(nèi)部傳熱、傳質(zhì)過(guò)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(nèi)的傳質(zhì)與傳熱 152
參考文獻(xiàn) 155
第4章 高性能現(xiàn)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(cè)量方法 161
4.1.1 水泥基材料的收縮變形分類(lèi)及術(shù)語(yǔ) 161
4.1.2 收縮的測(cè)量 163
4.2 礦物外摻料對(duì)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(xì)礦渣 176
4.2.2 粉煤灰 177
4.2.3 外加劑對(duì)收縮的影響 178
4.2.4 摻合料品種及摻量對(duì)水泥凈漿1d以前自收縮的影響 179
4.2.5 摻合料品種及摻量對(duì)水泥凈漿1d以后自收縮的影響 180
4.2.6 礦物摻合料種類(lèi)及摻量對(duì)凈漿干燥收縮的影響 181
4.2.7 二次干燥對(duì)凈漿干燥收縮的影響 182
4.2.8 混凝土的物理性能 183
4.2.9 1d以前混凝土自收縮發(fā)展規(guī)律 185
4.2.10 硬化混凝土收縮發(fā)展規(guī)律 188
4.2.11 硬化混凝土收縮表達(dá)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 基于水泥水化過(guò)程和熱力學(xué)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(guān)系——基于模型的討淪 220
4.4 高性能混凝土各種收縮產(chǎn)生的細(xì)觀與微觀機(jī)理及礦物摻合料類(lèi)型和摻量對(duì)各種收縮的正負(fù)效應(yīng) 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(xì)管孔隙結(jié)構(gòu)的演變 229
4.4.3 水化程度與化學(xué)減縮 232
4.4.4 摻合料品種及摻量對(duì)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(duì)收縮的影響 236
4.5.2 養(yǎng)護(hù)對(duì)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(jī)理 251
4.6.1 磨細(xì)礦渣摻量對(duì)混凝土徐變的影響規(guī)律 253
4.6.2 粉煤灰摻量對(duì)高性能混凝土徐變規(guī)律的影響 253
4.6.3 磨細(xì)礦渣與粉煤灰雙摻對(duì)高性能混凝土徐變的影響規(guī)律 254
4.6.4 活性摻合料對(duì)高性能混凝土徐變的影響機(jī)理 255
參考文獻(xiàn) 264
第5章 現(xiàn)代混凝土材料的耐久性與服役壽命 268
5.1 多場(chǎng)因素耦合作用下現(xiàn)代混凝土損傷劣化試驗(yàn)體系的建立 268
5.1.1 考慮多場(chǎng)因素耦合作用下混凝土損傷失效過(guò)程的試驗(yàn)方案設(shè)計(jì) 269
5.1.2 混凝土在多重破壞因素作用下?lián)p傷失效過(guò)程的試驗(yàn)加載系統(tǒng) 269
5.1.3 混凝土在多重破壞因素作用下?lián)p傷失效過(guò)程的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 271
5.2 高性能水泥基材料在單一破壞因素作用下?lián)p傷失效過(guò)程的規(guī)律和特點(diǎn) 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(guò)程、特點(diǎn)與規(guī)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(guò)程、特點(diǎn)與規(guī)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(guò)程、特點(diǎn)與規(guī)律 283
5.3 高性能水泥基材料在雙重破壞因素作用下?lián)p傷失效過(guò)程的規(guī)律和特點(diǎn) 285
5.3.1 高性能混凝土在凍融循環(huán)與應(yīng)力雙重因素作用下的損傷失效過(guò)程、特點(diǎn)與規(guī)律 285
5.3.2 高性能混凝土在凍融循環(huán)與除冰鹽雙重因素作用下的損傷失效過(guò)程、特點(diǎn)與規(guī)律 295
5.3.3 高性能混凝土在凍融循環(huán)與硫酸鹽雙重因素作用下的損傷失效過(guò)程、特點(diǎn)與規(guī)律 303
5.4 高性能水泥基材料在多重破壞因素作用下?lián)p傷失效過(guò)程的規(guī)律和特點(diǎn) 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(qiáng)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(qiáng)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(yù)測(cè) 319
5.5.1 基于損傷理論和韋布爾分布的混凝土壽命預(yù)測(cè)理論和模型 320
5.5.2 考慮多種因素作用下的氯離子擴(kuò)散理論和壽命預(yù)測(cè)模型 341
5.5.3 基于損傷演化方程的混凝土壽命預(yù)測(cè)理論和方法 390
5.5.4 基于水分遷移重分布的混凝土凍融循環(huán)劣化理論、凍融壽命定量分析與評(píng)估模型 416
參考文獻(xiàn) 441
第6章 高性能水泥基材料結(jié)構(gòu)形成全過(guò)程與損傷失效全過(guò)程 448
6.1 高性能水泥基材料早期結(jié)構(gòu)形成的特點(diǎn)與機(jī)理 448
6.1.1 高性能水泥基材料早期結(jié)構(gòu)形成的連續(xù)觀察與分析 448
6.1.2 Ca(OH)2晶體在水泥水化早期形成的影響因素及其對(duì)硬化漿體性能的影響 475
6.1.3 粉煤灰對(duì)高性能水泥基材料增強(qiáng)效應(yīng)的機(jī)理分析 186
6.1.4 粉煤灰火山灰反應(yīng)殘?jiān)男蚊埠统煞痔卣?495
6.2 水泥基復(fù)合村料界面過(guò)渡區(qū)微結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬及其形成機(jī)理 504
6.2.1 截面分析法對(duì)任意凸形集料粒子周?chē)缑孢^(guò)渡區(qū)厚度放大倍數(shù)的通解 505
6.2.2 水泥基復(fù)合材料鄰近集料表面最近間距分布的通解 509
6.2.3 水化前集料與漿體界面過(guò)渡區(qū)微觀結(jié)構(gòu)的模擬. 519
6.2.4 硬化混凝土中界面過(guò)渡區(qū)微觀結(jié)構(gòu)的模擬 521
6.2.5 混凝土中界面過(guò)渡區(qū)的體積- 537
6.3 活性摻合料對(duì)水泥基材料產(chǎn)生高性能的細(xì)觀與微觀機(jī)理 540
6.3.1 試驗(yàn)材料及試驗(yàn)漿體組成 540
6.3.2 礦渣對(duì)水泥基材料結(jié)構(gòu)形成的貢獻(xiàn)及影響 541
6.3.3 粉煤灰對(duì)水泥基材料結(jié)構(gòu)形成的貢獻(xiàn)及影響 569
6.4 普通混凝土、引氣混凝土和高強(qiáng)混凝土在鹽湖環(huán)境單一、雙重和多重因素作用下的損傷失效機(jī)理 579
6.4.1 普通混凝土、引氣混凝土和高強(qiáng)混凝土在單一凍融因素作用下的凍融破壞機(jī)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(jī)理 582
6.4.3 普通混凝土、引氣混凝土和高強(qiáng)混凝土在干濕循環(huán)十鹽湖鹵水腐蝕雙重因素作用下的腐蝕產(chǎn)物、微觀結(jié)構(gòu)和腐蝕破壞機(jī)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(jī)理 610
6.5 高性能混凝土在鹽湖環(huán)境單一、雙重和多重因素耦合作用下?lián)p傷劣化機(jī)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(jī)理 611
6.5.2 高性能混凝土在干濕循環(huán)+鹽湖鹵水腐蝕雙重因素作用下的抗鹵水腐蝕機(jī)理——結(jié)構(gòu)的腐蝕優(yōu)化機(jī)理 613
6.5.3 高強(qiáng)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(jī)理 623
參考文獻(xiàn) 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(shè)計(jì)原則的建市 637
7.1.3 合成工藝與養(yǎng)護(hù) 640
7.2 地聚合物混凝土的力學(xué)性能 641
7.2.1 抗壓強(qiáng)度 641
7.2.2 劈拉強(qiáng)度 641
7.2.3 雙面直接剪切強(qiáng)度 642
7.2.4 彎曲強(qiáng)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(kāi)裂 649
7.3.5 抗化學(xué)侵蝕 652
7.3.6 抗碳化性能 657
7.3.7 堿集料反應(yīng) 659
7.4 地聚合物材料形成過(guò)程的分子模擬、反應(yīng)機(jī)理及其結(jié)構(gòu)本質(zhì) 660
7.4.1 地聚合物材料形成過(guò)程的分子模擬、反應(yīng)機(jī)理 660
7.4.2 地聚合物材料的分子結(jié)構(gòu)本質(zhì) 672
7.4.3 地聚合物形成過(guò)程原位定量追蹤 694
參考文獻(xiàn) 701
結(jié)語(yǔ) 708