水泥混凝土的微观性能 [Micro-properties of cement concrete] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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于蕾 著

图书标签:

• 水泥混凝土
• 微观性能
• 混凝土材料
• 水泥化学
• 材料科学
• 工程材料
• 微结构
• 力学性能
• 耐久性
• 建筑材料

出版社： 中国建筑工业出版社

ISBN：9787112205318

版次：1

商品编码：12274167

包装：平装

外文名称：Micro-properties of cement concrete

开本：16开

出版时间：2017-07-01

用纸：胶版纸

页数：226

正文语种：中文

内容简介

　　《水泥混凝土的微观性能》的特色之一在于将混凝土分为拌合物状态和硬化后状态分别进行论述，这两种状态的混凝土微观性能观测手段不同，所表现的性能也完全不同。对于拌合物状态的混凝土，主要阐述了其水化过程、产物快速变化的微观形貌以及凝结过程中不可避免的四种收缩作用；对于硬化后的混凝土，主要阐述了硬化后凝胶的形貌、界面区结构、孔结构以及三种硬化后的收缩作用。

目录

第1章 绪论
1．1 定义
1．2 意义
1．3 复杂性

第2章 水泥混凝土微观性能采集方法
2．1 超声波法
2．2 热分析法
2．3 水化动力法
2．4 压力法
2．5 显微镜法
2．6 压汞法
2．7 气体吸附法
2．8 电阻率法
2．9 X射线小角衍射（SAXS）
2．10 核磁共振技术
2．11 CT成像

第3章 水泥混凝土原材料的微观结构
3．1 水泥的微观结构
3．2 集料的微观结构
3．3 掺合料的微观结构
3．4 外加剂的微观结构
3．5 纤维

第4章 水泥混凝土拌合物的微观性能
4．1 水化过程、产物及形貌特征
4．2 凝结过程中的收缩

第5章 硬化水泥混凝土的微观性能
5．1 C-S-H凝胶的微观分析
5．2 界面过渡区
5．3 孔结构
5．4 硬化水泥混凝土的收缩

第6章 水泥混凝土的宏微观关系
6．1 概述
6．2 抗冻
6．3 抗水渗透
6．4 抗氯离子渗透
6．5 收缩
6．6 裂缝
6．7 碳化
6．8 钢筋锈蚀
6．9 抗硫酸盐侵蚀
6．10 碱-集料反应

第7章 由微观到宏观的评价模型
7．1 混凝土细观数值模型
7．2 孔径尺寸影响使用寿命的数学模型
7．3 强度与孔结构关系模型的建立
7．4 混凝土抗氯离子渗透数学模型
7．5 混凝土抗冻性的数学模型
7．6 混凝土碳化程度评价方法
7．7 基于孔结构特征参数的混凝土综合耐久性评估模型

第8章 混凝土微观性能的改善
8．1 超细粉填充技术
8．2 渗透路径阻断技术
8．3 内养护减缩技术
8．4 搅拌方式对孔结构的改善作用
参考文献

《微观世界下的坚实力量：探索水泥混凝土的奥秘》 在人类文明的长河中，有一些材料以其默默无闻的贡献，支撑起了我们赖以生存和发展的宏伟基业。水泥混凝土，无疑是其中最为重要的代表之一。从巍峨的摩天大楼到横跨江海的宏伟桥梁，从深邃的地底隧道到广袤的交通网络，水泥混凝土以其卓越的力学性能、耐久性和经济性，遍布我们生活的每一个角落，成为现代社会不可或缺的物质基石。然而，当我们惊叹于一座座宏伟建筑的壮丽时，是否曾驻足思考，支撑起这份伟力的，究竟是怎样的微观结构？隐藏在这平凡而坚韧的材料之下，又蕴藏着怎样深邃的科学原理？ 本书并非一本详述水泥混凝土宏观性能参数或工程应用案例的寻常读物。我们在此将目光聚焦于一个更为基础，却也更为核心的层面——水泥混凝土的微观世界。本书致力于深入剖析构成水泥混凝土的各级微观组分，解析它们之间的相互作用机制，并阐释这些微观层面的特性如何最终塑造出我们所熟知的宏观性能。我们将带领读者一同踏上一场别开生面的科学探索之旅，拨开水泥混凝土材料的“面纱”，揭示其内在的精妙与复杂。 第一章：材料的基石——水泥的水化与微观结构演化 水泥，作为混凝土的“粘合剂”，其水化过程是混凝土性能产生的源头。本章将从水泥颗粒的化学组成出发，详细阐述其与水发生复杂化学反应的整个过程。我们将深入探究水泥熟料矿物（如硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙等）在水化过程中发生的系列反应，以及这些反应如何生成水化硅酸钙凝胶（C-S-H凝胶）、氢氧化钙等水化产物。 重点在于，本章将不仅仅停留在化学反应式的罗列，而是着力于描述这些水化产物的微观形态和结构。我们将讨论C-S-H凝胶的纳米尺度结构，其链状、片状或网状的形貌，以及这种无定形或半晶体结构的特点。同时，也将探讨氢氧化钙晶体（CH）的形成过程、晶体形态以及在微观结构中的分布规律。此外，我们还会分析水泥颗粒内部孔隙在水化过程中的演变，以及它们如何影响后续结构的緻密性。通过对水泥水化微观机理的细致描绘，读者将深刻理解为何看似简单的水泥粉末，在与水接触后能够转化为坚固的石化产物。 第二章：混凝土的骨架——骨料的微观形貌与界面交互 骨料，包括砂和石子，是混凝土中体量最大的组成部分，它们构成了混凝土的骨架，承担着主要的应力。本章将聚焦于骨料的微观层面。我们将首先考察不同类型骨料（如天然骨料、碎石、矿渣骨料等）的微观表面特征，包括其粗糙度、孔隙率、微裂纹的存在以及矿物成分。这些微观特征直接影响着骨料与水泥浆体之间的粘结性能。 本书将重点阐述骨料与水泥浆体界面过渡区（ITZ）的形成与演化。ITZ是混凝土中一个至关重要的区域，其微观结构和性能与整体混凝土的性能密切相关。我们将详细分析ITZ的形成机理，通常表现为水泥浆体在骨料表面富集，形成比水泥石主体更粗大的CH晶体，以及更疏松的孔隙结构。我们将通过先进的显微成像技术（如扫描电子显微镜SEM、透射电子显微镜TEM）和物相分析方法，揭示ITZ的微观形貌、孔隙分布以及其中可能存在的微裂纹。此外，本章还将探讨骨料的形状、尺寸级配以及表面处理方式对ITZ微观结构的影响，以及如何通过优化骨料的选择和处理来改善混凝土的整体性能。 第三章：连接与填充——水泥石基体的微观结构特征 水泥石是水泥水化后形成的致密胶结体，它填充于骨料之间，并将骨料牢固地连接在一起。本章将深入探讨水泥石基体的微观结构。我们将重点解析C-S-H凝胶在水泥石中的微观分布和堆积方式，以及它如何形成一个连续的、相互连接的网络。我们将讨论C-S-H凝胶的微孔结构，包括其纳米孔、微孔和过渡孔的尺寸、形态和连通性，以及这些孔隙对材料的渗透性、抗冻性以及化学侵蚀抵抗能力的影响。 除了C-S-H凝胶，本章还将详细分析水泥石中其他重要微观组分的结构特征，例如残留的未水化水泥颗粒、氢氧化钙晶体（CH）的晶体学特征、以及在水化过程中可能形成的AFm相、AFt相（钙矾石）等。我们将探讨这些组分在水泥石中的形态、尺寸、分布以及它们对水泥石力学性能和耐久性的影响。例如，CH晶体虽然提供了强度，但其脆性和低抗拉强度也可能成为裂纹萌生的薄弱环节。本书将提供关于水泥石微观结构均匀性、緻密性及其与宏观强度、刚度和耐久性之间关系的深入分析。 第四章：挑战与响应——微裂纹的萌生、扩展与微观损伤机制 任何材料在受力或环境作用下，都不可避免地会产生损伤。对于混凝土而言，微裂纹的形成和扩展是其性能退化和失效的关键。本章将聚焦于混凝土的微观损伤机制，特别是微裂纹的萌生与发展。我们将从微观层面探讨应力集中在何处发生，例如在骨料与水泥石界面（ITZ）、C-S-H凝胶薄弱区域、或CH晶体与C-S-H凝胶的结合处。 我们将分析不同类型的微裂纹，包括界面裂纹、基体裂纹以及骨料裂纹，并探讨它们在加载过程中的演化路径。本书将运用力学理论和数值模拟方法，结合显微观察，来揭示微裂纹的萌生条件、扩展机制以及对混凝土整体强度和变形的影响。此外，本章还将探讨外部因素（如冻融循环、化学侵蚀、收缩开裂等）如何作用于混凝土的微观结构，导致微裂纹的产生和发展，并最终影响混凝土的耐久性。通过理解这些微观损伤机制，我们可以为混凝土的抗裂设计和耐久性提升提供科学依据。 第五章：精妙的调控——外加剂与掺合料的微观作用机制 现代混凝土技术的发展离不开各种外加剂和掺合料的应用，它们能够显著改善混凝土的性能。本章将深入研究这些添加剂在微观层面的作用机制。例如，减水剂如何通过吸附在水泥颗粒表面，减少颗粒间的静电斥力和范德华力，从而降低用水量，改善和易性，并在后期形成更緻密的微观结构。 我们将详细分析高性能减水剂（如聚羧酸盐类）与水泥水化产物（特别是C-S-H凝胶）的相互作用，以及它们如何影响C-S-H凝胶的形貌、尺寸分布和堆积方式，进而提高水泥石的緻密性和强度。对于矿物掺合料（如粉煤灰、矿渣、硅灰等），本书将探讨它们在混凝土中的微观作用。一方面，它们可以作为火山灰活性材料，与水泥水化产生的氢氧化钙反应，生成更多的C-S-H凝胶，细化微观结构，提高后期强度和耐久性。另一方面，它们还可以作为微填充材料，填充于水泥石的孔隙中，减少宏观孔隙，提高緻密性。本书将通过微观表征手段，揭示这些添加剂如何改变水泥水化过程、微观结构形貌以及界面特性，从而实现对混凝土宏观性能的精妙调控。 第六章：洞察未来的方法——微观性能表征与评价技术 要深入理解水泥混凝土的微观性能，离不开先进的表征与评价技术。本章将对当前主流的微观分析技术进行梳理和介绍。我们将涵盖诸如扫描电子显微镜（SEM）及其能谱仪（EDS）用于观察材料的形貌、成分和相分布；透射电子显微镜（TEM）用于观察纳米尺度的微观结构和晶体结构；X射线衍射（XRD）用于分析材料的物相组成；以及原子力显微镜（AFM）用于测量材料表面的形貌和力学性质。 此外，本章还将介绍其他重要的微观表征方法，例如气体吸附法（BET）用于测定C-S-H凝胶的比表面积和孔隙结构；压汞法用于分析水泥石的孔径分布；以及微计算机断层扫描（micro-CT）技术，能够无损地获取三维的微观结构信息。本书将结合具体的案例，展示这些技术如何帮助研究人员揭示水泥混凝土微观结构与性能之间的关联，从而为混凝土材料的设计、优化和性能预测提供强有力的支撑。 结语：微观之见，宏观之力 《微观世界下的坚实力量：探索水泥混凝土的奥秘》一书，旨在为读者提供一个全面而深入的视角，去理解水泥混凝土这一古老而又常新的材料。通过对水泥水化、骨料界面、水泥石基体、微观损伤以及添加剂作用等各方面的微观解析，我们希望能够揭示隐藏在宏观坚实力量背后的科学原理。 本书的价值在于，它不仅仅提供知识，更在于激发思考。通过对微观世界的探索，读者将能够更深刻地理解混凝土为何如此坚固，为何能够承受巨大的载荷，为何能够经受时间的考验。同时，对微观机制的掌握，也将为未来的高性能混凝土材料设计、更具针对性的性能提升以及更可靠的结构耐久性评估，奠定坚实的理论基础。我们相信，对微观细节的精妙洞察，终将转化为宏观工程的卓越表现，继续书写水泥混凝土在人类文明发展史上的辉煌篇章。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，在阅读《水泥混凝土的微观性能》之前，我对“孔隙结构”这个概念是模糊的。我只知道材料有孔，但具体孔隙的大小、形状、连通性如何影响材料的性能，我知之甚少。这本书则用令人信服的证据和详实的解释，将孔隙结构的奥秘一一揭示。作者不仅介绍了不同的孔隙类型（如凝胶孔、毛细孔、大孔），还深入探讨了它们与混凝土力学性能、渗透性、抗冻性等关键指标之间的密切关系。 我尤其关注书中关于“微裂缝”的讨论。原来，在混凝土内部，即使在没有外力作用的情况下，也可能存在微小的裂缝，而这些微裂缝的产生和发展，与水化过程中的收缩、冻融循环等因素息息相关。书中的微观图像清晰地展示了这些微裂缝是如何在材料内部蔓延，并最终导致宏观裂缝的形成。这让我对混凝土的“脆弱”有了更直观的认识，也更加理解了为何一些看似完好的混凝土结构，却会因为内部的微观损伤而逐渐失效。这本书让我意识到，对孔隙结构的深入理解，是实现混凝土性能优化和耐久性提升的关键。

评分☆☆☆☆☆

读完《水泥混凝土的微观性能》，我感觉自己好像拥有了一双“透视眼”，能够看到混凝土内部的秘密。书中关于“界面过渡区”（ITZ）的章节，更是让我大开眼界。我之前从未意识到，在粗骨料和水泥砂浆之间，存在着一个如此重要的“薄弱环节”。作者通过大量的显微图像和力学分析，揭示了这个区域的特殊微观结构和力学性能，以及它对混凝土整体强度的影响。 书中详细阐述了界面过渡区的形成原因，比如骨料的堆积方式、水化产物的分布不均等等，并进一步探讨了如何通过优化配合比、使用新型掺合料来改善界面过渡区的性能。这让我明白，想要提升混凝土的整体性能，必须关注每一个“细节”，每一个“连接处”。这种对局部微观结构深入分析，并将其与宏观性能联系起来的研究方法，让我对材料科学的严谨性有了更深刻的体会。

评分☆☆☆☆☆

我一直对材料的耐久性问题感到忧虑，尤其是在经历了几次极端天气后，城市中的一些建筑出现了明显的损坏，这让我不禁思考，是什么导致了这种“衰老”？《水泥混凝土的微观性能》这本书，以其严谨的态度和深刻的洞察力，为我解答了这一疑惑。它不仅仅停留在宏观层面的描述，而是深入到微观结构层面，探讨了氯离子侵蚀、碳化反应、冻融破坏等一系列影响混凝土耐久性的关键因素。我特别被书中关于孔隙结构与渗透性的关系所吸引，原来那些看似微不足道的细小孔隙，竟然是“入侵者”——水分、有害离子——侵入混凝土内部的“高速公路”。 书中对这些微观损伤机制的分析，逻辑清晰，条理分明，仿佛一位经验丰富的医生在诊断病症。作者通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）等先进的分析手段，将那些肉眼无法看见的裂缝、孔洞以及相变过程展现在我们面前，让我们直观地感受到材料的“伤痕”。我甚至能想象到，在微观世界里，每一个侵蚀过程都可能是一场微小的“战争”，而混凝土的抵抗力，就取决于其内在的微观结构是否足够坚固，是否能有效抵御这些“侵略”。这种对材料“生命周期”的深入探讨，让我对混凝土的应用和维护有了全新的认识，也让我更加珍视那些能够延缓材料衰老的研究成果。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常独特，它既有严谨的科学术语，又不乏形象的比喻，使得复杂的微观世界变得生动有趣。例如，作者在描述C-S-H凝胶时，将其比作“微观的网状结构”或“纳米尺度的粘合剂”，让我很容易就能在脑海中构建出其形态。这种将抽象概念具象化的能力，是作者的过人之处。 我尤其喜欢书中穿插的一些“小故事”或“历史回顾”。例如，在介绍早期混凝土材料的发展时，作者会提及古罗马人在使用火山灰作为掺合料方面的智慧，这让我感受到了人类在材料科学探索中的悠久历史和不懈努力。这些细节的加入，让原本可能枯燥的技术性阅读，变得更加引人入胜，也让我对这本书的内容产生了更深的情感连接。它不仅仅是一本技术手册，更像是一次与材料科学先驱们跨越时空的对话。

评分☆☆☆☆☆

对于我来说，这是一本充满“惊喜”的书。我一直以为混凝土的性能就是固定的，或者只能通过改变配比来微调，但《水泥混凝土的微观性能》彻底打破了我的这一陈旧观念。书中关于“高性能混凝土”的章节，让我看到了混凝土设计的无限可能。作者详细介绍了如何通过引入高性能减水剂、掺合各种微细粉末，以及优化骨料级配等手段，来改善混凝土的流动性、密实度、抗压强度乃至耐久性。 我特别感兴趣的是关于早期强度和后期强度发展的不同机制。书中解释了，通过调整水化速度和水化产物的形态，可以在混凝土硬化初期就获得惊人的强度，这对于抢工期、应对复杂施工环境具有极其重要的意义。同时，作者也指出了，过度追求早期强度可能带来的潜在问题，比如后期强度增长缓慢，甚至会影响耐久性。这种权衡和取舍，以及背后精妙的科学原理，让我对混凝土的设计有了更深的理解。这本书让我明白，高性能混凝土的诞生，并非偶然，而是无数次科学实验和理论创新的结晶。

评分☆☆☆☆☆

读完《水泥混凝土的微观性能》这本书，我的脑海里久久回荡着那些关于材料科学的奇妙景象。我一直以为混凝土就是坚固、冰冷的代名词，是我们身边随处可见的建筑基石，但这本书彻底颠覆了我的认知。它就像一把钥匙，为我打开了通往一个全新的世界——一个由纳米颗粒、孔隙结构、晶体生长以及各种化学反应交织而成的微观宇宙。我从未想过，我们脚下的道路，我们仰望的摩天大楼，其背后竟然隐藏着如此复杂而精妙的科学原理。 书中关于水化反应的细致描述，让我惊叹不已。我原以为水泥和水混合后只是简单地发生物理变化，然后凝固，但作者通过大量的微观图像和详实的解释，展示了一个动态而充满活力的过程。C-S-H凝胶的形成，氢氧化钙的析出，以及它们如何相互作用，构建起混凝土的宏观强度，这一切都显得如此震撼。特别是书中关于不同养护条件对水化产物形态和分布影响的论述，让我深刻理解了为何有时候同样的水泥，在不同的环境下会表现出截然不同的性能。我甚至开始好奇，如果我们能够精确控制这些微观结构，是不是就能“定制”出具有特定性能的混凝土？这种想法让我对未来建筑材料的发展充满了期待，也对书中的研究成果感到由衷的敬佩。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对建筑行业有一定关注的读者，我常常会思考，如何才能建造出更绿色、更可持续的建筑？《水泥混凝土的微观性能》这本书，虽然聚焦于材料本身，但其研究成果却对绿色建筑的发展有着深远的意义。书中关于掺合料（如粉煤灰、矿渣）的研究，让我看到了用工业废弃物来替代部分水泥的可能性，这不仅能够减少碳排放，还能改善混凝土的性能。 我特别欣赏书中对于这些掺合料如何影响水泥水化过程的细致分析。它们并非简单的“填充物”，而是能够参与到水化反应中，形成新的水化产物，优化孔隙结构，从而提高混凝土的后期强度和耐久性。这种“变废为宝”的设计思路，让我对未来建筑材料的发展方向充满了信心。这本书让我看到了科学技术在解决环境问题中的巨大潜力，也让我意识到，每一项微观性能的研究，都可能为宏观的可持续发展贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

在阅读《水泥混凝土的微观性能》的过程中，我最大的感受就是科学研究的严谨与细腻。书中对于各种实验方法的介绍，虽然我不是这方面的专业人士，但也能感受到其背后付出的巨大努力和精准的控制。例如，作者在介绍扫描电子显微镜（SEM）时，不仅展示了高分辨率的微观图像，还详细解释了如何通过调整加速电压、放大倍数以及采集不同衬度的图像来获取关键信息。这让我意识到，要“看见”水泥混凝土的微观世界，并非易事，需要精密的仪器和娴熟的操作。 更让我印象深刻的是，书中对数据分析的处理方式。并不是简单地罗列数据，而是通过图表、曲线等形式，清晰地展现了变量之间的关系。比如，在探讨掺合料对水泥颗粒分散性的影响时，作者会展示粒径分布曲线的变化，以及由此推断出的性能改善。这种将抽象的理论与具体的实验数据紧密结合的方式，极大地增强了说服力，也让我对书中结论的可靠性深信不疑。我甚至能联想到，每一次实验的成功，背后都可能经历了无数次的失败和调整，而正是这种不懈的探索精神，才推动了科学的进步。

评分☆☆☆☆☆

《水泥混凝土的微观性能》这本书，对我最大的启发在于，它让我认识到，看似简单的材料，其背后往往蕴含着极其复杂而精妙的科学原理。我们习以为常的混凝土，其强度、耐久性、甚至“寿命”，都取决于其内部微观结构的细微变化。这本书就像一座桥梁，连接了我对宏观世界和微观世界的认知。 它让我不再将混凝土视为一个“死物”，而是理解它是一个在微观层面充满动态变化、与环境发生相互作用的“生命体”。这种视角上的转变，让我对日常生活中所接触到的各种材料，都产生了新的好奇和思考。我开始关注它们的微观结构，关注它们是如何承受外界的挑战。这本书不仅仅是关于水泥混凝土，更是关于如何通过深入了解物质的微观本质，来创造更美好、更持久的世界。

评分☆☆☆☆☆

这本书对于我这样非专业读者来说，虽然有些地方的专业术语需要查阅资料，但整体的可读性却出乎意料地高。作者在讲解每一个微观现象时，都会循序渐进，从宏观的现象引入到微观的机制，再用具体的实验数据和图像来支撑。我特别欣赏书中大量的高质量微观图像，它们就像一幅幅生动的“科学画作”，直接展示了水泥混凝土内部的奇妙结构。 例如，在介绍碳化反应时，书中展示了碳酸钙晶体在水泥石内部的生长过程，以及这些晶体如何堵塞孔隙，影响混凝土的渗透性。这些图像的直观性，远胜于任何文字描述。通过这些图像，我能够“看见”材料的“变化”，感受材料的“生命”。这本书让我对科研工作者的严谨态度和精湛技艺有了更深的理解，也让我更加珍惜这些来之不易的科学成果。