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公路工程施工与计量，ISBN：9787114079313，作者：李柏林，李冠平 著
《现代土木工程材料学》 ——基础理论、性能评估与创新应用 内容简介 本书旨在系统、深入地阐述现代土木工程领域所依赖的关键材料的基础理论、性能特征、测试方法以及未来发展趋势。本书的编写立足于前沿科学研究成果与工程实践的紧密结合，力求为土木工程专业学生、科研人员及一线工程师提供一部兼具理论深度和实用指导价值的参考著作。 第一部分：结构材料的微观与宏观基础 第一章 结构材料的本征属性与结构-性能关系 本章首先从原子和分子层面探讨了固体材料的基本结构，包括晶体结构、非晶态结构以及介孔结构对材料宏观性能的影响机制。详细解析了材料的力学行为，如弹性、塑性、粘弹性与粘塑性，并引入了损伤力学和断裂力学的基本概念，为理解材料在复杂应力状态下的失效过程奠定理论基础。重点讨论了温度、湿度、化学环境等外部因素对材料内部微观结构演变及宏观性能衰减的影响规律。 第二章 传统结构材料的性能优化与改进 本章聚焦于混凝土、钢材以及木材等传统结构材料的性能提升策略。 高性能混凝土： 深入剖析了超高强混凝土（UHPC）、自密实混凝土（SCC）的配合比设计原理、级配优化技术以及新型胶凝材料（如地聚合物、活性粉末）的应用。详细介绍了高性能混凝土的耐久性设计，包括抗渗透性、抗氯离子侵蚀、抗碳化深度及抗冻融循环性能的评估与提升方法。 现代钢结构材料： 探讨了高强度钢、耐候钢在提升结构承载力与使用寿命方面的优势。重点阐述了钢材的焊接性能、疲劳性能分析，以及在海洋环境和极端温度下的服役行为预测模型。 工程木材的革新： 介绍了交错层积木材（CLT）、胶合木等新型工程木材的制造工艺、力学性能测试标准，以及其在结构工程中的承载力计算方法。 第二部分：功能性与智能材料的开发与应用 第三章 现代土木工程中的功能性材料 本部分着眼于赋予结构材料额外功能的新型材料体系。 功能性涂层与防护材料： 详细介绍了用于结构表面防护的纳米涂层技术，包括自修复涂层、防腐蚀涂层和热反射涂层。探讨了这些涂层如何通过改变材料表面与环境的相互作用，显著延长构件使用寿命。 导电与电磁屏蔽材料： 阐述了在结构中嵌入碳纳米管、石墨烯或导电纤维以实现结构健康监测（SHM）的基础原理，并分析了其在电磁屏蔽结构中的应用潜力。 吸声与隔振材料： 介绍了多孔材料、复合阻尼材料在控制结构振动和噪声污染方面的应用，包括其声学阻抗匹配理论与工程实例。 第四章 智能与响应性结构材料 本章集中探讨能够感知外部环境变化并作出响应的先进材料。 形状记忆合金（SMA）与压电材料： 详细分析了SMA在结构减震、自复位系统中的本构关系和应用机理。介绍了压电陶瓷和聚合物在结构应变传感、能量收集方面的技术进展。 自修复材料体系： 全面梳理了微胶囊自修复、细菌诱导钙化自修复（MICP）等主流自修复技术的设计理念、修复效率评估标准，及其在混凝土和沥青材料中的应用前景。 温敏与光敏材料： 探讨了相变材料（PCM）在建筑热能储存与调控中的应用，以及光敏聚合物在光触发结构释放或变色中的潜力。 第三部分：材料的性能评估、测试与标准 第五章 材料的先进无损检测技术 本章侧重于如何精确、高效地评估材料的性能和状态，而不破坏其完整性。 声学与超声波技术： 深入讲解了超声波波速法、频散成像技术（EWI）在检测材料内部缺陷、孔隙率及早期损伤方面的应用。 电磁与电学测试： 阐述了电磁波散射（GPR）、电导率测试在评估钢筋锈蚀程度、混凝土含水率和碳化深度方面的原理与数据解析。 热成像与光谱分析： 介绍了红外热像技术在检测结构内部空洞、分层缺陷中的应用，以及拉曼光谱、红外光谱在分析材料化学成分变化和水化程度中的作用。 第六章 材料的长期耐久性与环境响应 本章关注材料在真实工程环境中的长期行为预测。 加速老化与寿命预测模型： 介绍基于阿伦尼乌斯方程的加速测试方法，以及非线性寿命预测模型在预测钢筋锈蚀速率、混凝土劣化趋势中的应用。 再生与可持续材料的应用： 详细分析了粉煤灰、矿渣、废弃玻璃、再生骨料等在工程材料中替代原生材料的技术规范、性能对比及其全生命周期环境影响评估（LCA）。 第七章 材料标准的演进与国际接轨 本章讨论了国内外土木工程材料测试标准的发展脉络，重点对比了ASTM、ISO、Eurocode及中国国家标准在关键性能指标（如抗压强度、抗折强度、抗渗等级）上的差异与统一趋势。强调了材料数据管理与可追溯性在现代工程项目中的重要性。 总结与展望 本书最后总结了工程材料领域当前面临的挑战，特别是极端气候变化、基础设施老化、以及数字化制造技术对材料设计提出的新要求，并对未来材料科学在绿色化、智能化和功能化方向上的发展进行了前瞻性展望。 适用对象： 土木工程、材料科学与工程、结构工程专业本科高年级及研究生；交通、建筑、市政等领域的设计、施工及质量控制工程师。
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