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出版者:冶金工业
作者:何培民
出品人:
页数:1208
译者:
出版时间:2007-1
价格:159.00
装帧:平装
isbn号码:9787502441937
丛书系列:
图书标签:
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具体描述

现代建筑材料工程导论 本书旨在为建筑、土木工程及材料科学领域的学生、工程师和研究人员提供一个全面且深入的现代建筑材料工程基础知识体系。 本书的视角超越了传统材料学的范畴,着重探讨当代建筑行业对高性能、可持续性和智能化材料的迫切需求,并深入剖析了从基础微观结构到宏观应用性能的转化过程。全书内容结构严谨,逻辑清晰,力求在理论深度与工程实用性之间找到最佳平衡点。 第一部分:材料科学基础与结构性能关系 本部分奠定了理解现代建筑材料的科学基础。我们首先回顾了晶体结构、缺陷理论以及材料的本征性质(如热力学、动力学特性)。重点内容在于材料的微观结构如何决定其宏观力学行为。 1. 粘性胶凝材料的微观机理: 详细探讨了硅酸盐化学在水泥水化过程中的核心作用,分析了C-S-H凝胶的形成、结构演变及其对早期强度和长期耐久性的影响。引入了新型胶凝材料(如地聚合物、硫铝酸盐水泥)的化学基础和环境友好性评估标准。 2. 骨料与界面过渡区(ITZ): 骨料不仅是填充物,更是决定混凝土整体性能的关键组分。本书细致研究了骨料的岩石学特性、颗粒级配对工作性能和长期性能的影响。尤其深入分析了骨料与水泥浆体之间的界面过渡区(ITZ)的微孔隙结构、化学键合状态,阐明了ITZ在抵抗冻融循环和化学侵蚀中的薄弱环节作用。 3. 钢材的冶金基础与疲劳断裂: 针对结构钢材,深入讲解了碳含量、合金元素对相变、晶粒尺寸的调控作用。重点剖析了钢材的疲劳机理,包括微裂纹的萌生、扩展和最终断裂的物理过程,并结合断裂力学原理,指导工程中疲劳寿命的预测与设计。 第二部分:高性能与功能化结构材料 随着工程挑战的升级,对材料性能的要求已达到前所未有的高度。本部分聚焦于当前和未来建筑中应用最广泛的高性能材料技术。 4. 混凝土的本构模型与性能优化: 传统混凝土设计范式已无法满足超高层建筑和特殊环境结构的需求。本书详细介绍了超高性能混凝土(UHPC)的设计哲学,包括如何通过极细颗粒和高性能纤维(如钢纤维)的协同作用,实现极高的抗压强度(超过150MPa)和优异的韧性。同时,探讨了基于时间-温度等效原理的时变性能分析,包括蠕变和收缩的精确预测模型。 5. 纤维增强复合材料(FRC)在结构中的应用: 纤维在提高材料韧性、控制裂缝扩展方面扮演了核心角色。本书对比了有机纤维、无机纤维(玻璃、碳纤维)的力学特性、界面粘结机制。特别关注了自修复混凝土中微胶囊技术和细菌诱导的钙化机制,为解决混凝土微裂纹问题提供了前沿视角。 6. 智能与响应性材料: 探讨了材料如何感知和响应外部环境变化。内容涵盖了形状记忆合金(SMA)在结构主动减隔震中的应用潜力,以及自感应混凝土中嵌入式传感器(如压电材料)如何实时监测结构的应力状态和损伤程度,实现结构健康监测(SHM)。 第三部分:可持续性与绿色建材 在全球气候变化背景下,建筑行业的减碳目标要求材料体系必须向低能耗、低排放方向转型。本部分系统性地介绍了可持续材料的工程化挑战与解决方案。 7. 循环经济与再生骨料: 详细分析了建筑垃圾(C&D Waste)的特性、分离技术以及再生骨料的生产工艺。重点讨论了再生骨料对新拌混凝土工作性、强度和耐久性的负面影响,并提出了表面处理技术(如碳化处理、活性浸渍)以恢复再生骨料的性能。 8. 低碳胶凝体系的研发与应用: 深入研究了如何替代传统波特兰水泥。内容涵盖了地聚合物混凝土(Geopolymer Concrete)的激活剂选择、反应动力学和长期性能验证。此外,还评估了高炉矿渣(GGBFS)和粉煤灰(Fly Ash)等工业废渣的潜力,分析了其在不同气候条件下的应用限制。 9. 生物基与可降解材料的探索: 介绍了竹材、木塑复合材料(WPC)等生物质材料的结构特性、防腐处理技术以及其在非承重结构中的应用前景。同时,对未来可能出现的可完全生物降解的结构替代品进行了初步的材料学探讨。 第四部分:材料的耐久性与长期性能评估 结构的使用寿命远超施工周期,材料的长期性能和耐久性是决定工程经济性和安全性的关键因素。 10. 侵蚀性环境下的材料退化机理: 详细分析了钢筋腐蚀的主要诱因——氯离子侵蚀和碳化过程。基于电化学理论,构建了腐蚀速率的预测模型,并介绍了提高保护层密实度、使用阻锈剂、阴极保护等主动/被动防护措施。 11. 冻融与干湿循环作用: 探讨了水在材料孔隙中的相变对材料结构造成的破坏。特别强调了吸附水、毛细水和孔隙水对材料力学性能的耦合影响,并介绍了加速冻融试验方法的有效性验证。 12. 材料的无损评估技术: 介绍了一系列用于评估既有结构材料性能和损伤状态的先进无损检测(NDT)技术,包括超声波透射法、回弹法、表面波传播速度测量以及电磁波雷达(GPR)在钢筋锈蚀检测中的应用规范和数据解释。 结语: 本书结构全面覆盖了从原子尺度到工程应用的各个层面,不仅教授“如何做”,更侧重于解释“为什么会这样”,为读者构建一个坚实的现代建筑材料工程思维框架。书中包含大量案例分析和最新的研究成果,旨在培养读者独立分析和解决复杂材料问题的能力。

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读后感

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用户评价

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