现代混凝土的传输行为与耐久性PDF电子书下载

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第1章 概论 1

1.1 引言 1

1.2 国内外研究现状 3

1.2.1 混凝土的微结构 3

1.2.2 混凝土的传输行为 12

1.2.3 多尺度理论 16

1.2.4 混凝土的耐久性 23

主要参考文献 25

第2章 现代混凝土微结构形成过程的实验研究和数值模拟 32

2.1 超声法追踪固相的逾渗过程 32

2.1.1 简述 32

2.1.2 工作原理 33

2.1.3 新型超声仪装置 34

2.1.4 原材料及实验方法 36

2.1.5 实验结果和讨论 37

2.1.6 小结 52

2.2 电阻率法追踪孔结构的演变过程 52

2.2.1 简述 52

2.2.2 实验方法 53

2.2.3 实验结果与讨论 55

2.2.4 电阻率与孔结构的关系 60

2.2.5 小结 67

2.3 计算机X射线断层扫描法监测微结构形成过程 67

2.3.1 简述 67

2.3.2 工作原理 68

2.3.3 实验方法 69

2.3.4 结果和讨论 70

2.3.5 小结 72

2.4 数值模拟固相的逾渗和孔隙的阻断过程 73

2.4.1 模拟固相的逾渗 73

2.4.2 模拟孔隙的阻断 78

2.4.3 模拟微结构演变对电阻率的影响 80

2.4.4 小结 84

2.5 本章小结 85

主要参考文献 85

第3章 现代混凝土的传输通道Ⅰ：C－S－H凝胶 90

3.1 C－S－H凝胶的分子结构 90

3.1.1 简述 90

3.1.2 C－S－H的分子构型和结晶状态 91

3.1.3 C－S－H的溶液化学性质 98

3.1.4 C－S－H的纳米尺度结构 104

3.1.5 小结 108

3.2 混合球组合模型计算C－S－H凝胶扩散系数 108

3.2.1 混合球组合模型 108

3.2.2 预测C－S－H凝胶扩散系数 109

3.3 广义有效介质法（GEM）反演C－S－H凝胶扩散系数 110

3.3.1 GEM的理论背景 110

3.3.2 水泥浆体GEM模型 113

3.3.3 固相GEM模型 116

3.4 数值模拟C－S－H凝胶扩散系数 118

3.4.1 C－S－H的Macro和Micro堆积模型 118

3.4.2 电模拟方法 120

3.4.3 双电层的影响 121

3.4.4 两种密度C－S－H凝胶的堆积模型与扩散系数的数值模拟 124

3.5 本章小结 129

主要参考文献 130

第4章 现代混凝土的传输通道Ⅱ：水泥浆体 135

4.1 纯水泥浆体中各相体积分数 135

4.1.1 单矿相反应程度 135

4.1.2 纯水泥反应程度 143

4.1.3 纯水泥浆体中各相体积分数 145

4.1.4 纯水泥水泥浆体模型的验证 152

4.2 粉煤灰－水泥复合胶凝体系中各相体积分数 157

4.2.1 粉煤灰－水泥复合胶凝材料反应程度模型 158

4.2.2 粉煤灰－水泥复合胶凝体系各相体积分数计算模型 160

4.2.3 粉煤灰－水泥浆体复合体系模型的验证 163

4.3 磨细矿渣－水泥复合胶凝体系中各相体积分数 165

4.3.1 磨细矿渣－水泥复合胶凝体系反应程度模型 165

4.3.2 磨细矿渣－水泥复合胶凝体系各相体积分数计算模型 167

4.3.3 磨细矿渣－水泥浆体复合体系模型的验证 182

4.4 水泥水化过程与浆体微结构演变的计算机模拟 186

4.4.1 构建水泥浆体的初始三维微结构 186

4.4.2 模拟水泥浆体的水化过程 192

4.4.3 模拟复合胶凝体系的水化过程 194

4.4.4 模拟结果的敏感性分析与实验验证 199

4.5 水泥浆体扩散系数的预测 211

4.5.1 夹杂的Mori－Tanaka预测方法 211

4.5.2 广义自洽法预测水泥浆体的扩散系数 219

4.5.3 计算机模拟水泥浆体的相对扩散系数 225

4.6 本章小结 226

主要参考文献 227

第5章 现代混凝土的传输通道Ⅲ：界面过渡区 232

5.1 ITZ结构特点 232

5.2 ITZ中各物相分布 233

5.2.1 孔隙率 233

5.2.2 其他非扩散相 239

5.3 ITZ体积分数的数学模型 242

5.3.1 ITZ体积分数 242

5.3.2 ITZ的重叠度 246

5.4 ITZ的微结构的计算机模拟及实验验证 248

5.4.1 单个集料的ITZ微结构 248

5.4.2 集料表面孔隙率的分布 249

5.4.3 集料表面固相的分布 250

5.4.4 背散射技术对界面过渡区孔隙率的测试 252

5.5 ITZ扩散系数的预测 254

5.5.1 ITZ扩散系数的数学模型 254

5.5.2 ITZ相对扩散系数的计算机模拟 258

5.6 本章小结 260

主要参考文献 261

第6章 基于多尺度方法预测现代混凝土的扩散系数 262

6.1 数学模型 262

6.1.1 混凝土/砂浆扩散系数的预测模型 262

6.1.2 多尺度代表单元的划分 263

6.1.3 扩散系数实验及其变化规律 265

6.1.4 扩散系数的多尺度预测数学模型的实验验证 282

6.2 计算机数值模拟 289

6.2.1 模拟混凝土/砂浆的微结构 289

6.2.2 模拟混凝土/砂浆的扩散系数 290

6.2.3 数值模拟结果的分析与验证 291

6.3 氯离子扩散系数的敏感性分析 296

6.3.1 界面过渡区扩散系数的影响 297

6.3.2 界面过渡区厚度的影响 298

6.3.3 最大集料粒径的影响 298

6.3.4 集料级配的影响 299

6.4 本章小结 300

主要参考文献 300

第7章 饱和状态下现代混凝土的氯离子传输过程和规律 303

7.1 引言 303

7.2 原材料与试验方法 303

7.2.1 原材料 303

7.2.2 配合比 303

7.2.3 试验方法 305

7.3 单一因素作用下氯离子扩散规律 308

7.3.1 混凝土氯离子结合能力 308

7.3.2 氯离子扩散系数 313

7.3.3 表面氯离子浓度 319

7.4 双重和多重因素作用下氯离子的扩散规律 320

7.4.1 荷载作用下氯离子的扩散规律 320

7.4.2 干湿交替作用下氯离子的扩散规律 323

7.5 本章小结 325

主要参考文献 325

第8章 非饱和状态下现代混凝土的水分迁移与传输模型 326

8.1 引言 326

8.2 非饱和混凝土的水分传输行为 326

8.2.1 非饱和状态下混凝土毛细吸水与水分分布 326

8.2.2 X－CT原位监测非饱和水泥基材料水分传输 335

8.2.3 X－CT原位监测带裂缝水泥基材料水分传输 341

8.3 非饱和混凝土氯离子传输试验研究 344

8.3.1 混凝土配合比 344

8.3.2 试验方法 344

8.3.3 结果与分析 345

8.4 开裂混凝土氯离子传输行为模拟研究 348

8.4.1 氯离子在裂缝中的扩散系数 348

8.4.2 开裂混凝土氯离子传输控制方程 350

8.4.3 裂缝特征参数对混凝土传输行为的影响 350

8.5 干湿循环作用下混凝土中氯离子的传输模型 355

8.5.1 干湿循环作用下氯离子的传输机制 356

8.5.2 干湿循环作用下氯离子传输过程 356

8.5.3 考虑干湿循环作用的氯离子传输模型 362

8.5.4 案例分析 363

8.6 本章小结 366

主要参考文献 366

第9章 氯盐环境下混凝土寿命预测的确定性模型 368

9.1 引言 368

9.2 诱导期预测模型 369

9.2.1 基于氯离子扩散的混凝土多因素寿命预测新方程 369

9.2.2 基于氯离子扩散的多因素寿命预测新方程的求解 375

9.2.3 模型参数的测定方法 380

9.2.4 模型参数取值规律 382

9.2.5 模型参数的影响规律及模型简化 396

9.3 发展期和失效期预测模型 408

9.3.1 锈胀开裂计算模型 408

9.3.2 锈胀开裂计算模型 415

9.3.3 DuraCrete裂缝宽度计算模型 417

9.3.4 案例分析 422

9.4 本章小结 427

主要参考文献 427

第10章 基于可靠度的混凝土耐久性分析与寿命预测 431

10.1 引言 431

10.2 氯离子扩散的概率计算模型 431

10.3 模型参数 433

10.3.1 简述 433

10.3.2 环境参数 434

10.3.3 混凝土材料参数 435

10.3.4 构造参数 436

10.4 案例分析 437

10.4.1 输入参数和耐久性分析 437

10.4.2 耐久性评价与讨论 438

主要参考文献 439

第11章 耐久性提升技术与措施 440

11.1 耐久性提升的基本措施 440

11.1.1 混凝土原材料选择原则 441

11.1.2 混凝土耐久性控制参数 442

11.1.3 高耐久混凝土配合比的设计方法 449

11.2 防腐蚀附加措施 457

11.2.1 涂层钢筋和耐蚀钢筋 457

11.2.2 钢筋阻锈剂 459

11.2.3 混凝土表面处理 459

11.2.4 透水模板 460

11.2.5 电化学保护 460

11.3 本章小结 461

主要参考文献 461

第12章 基于全生命周期成本的耐久性设计 462

12.1 基于全生命周期成本的计算方法 462

12.2 案例分析 463

12.3 耐久性设计方案评价 465

主要参考文献 466

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