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| 內容簡介： |
混凝土结构的耐久性问题已经成为世界性问题。本书以纳米混凝土为研究对象，介绍普通混凝土和纳米混凝土在各种环境因素作用下耐久性的相关研究现状，着重探讨纳米混凝土在双因素耦合作用下的耐久性，并与普通混凝土在相同条件下的耐久性进行对比，分析纳米材料的种类和掺量对混凝土耐久性的影响规律，揭示纳米材料改善混凝土耐久性的机理，为纳米混凝土在实际工程中的应用提供建议和理论依据。
本书适合从事土木工程材料研究的科研人员、工程技术人员阅读，也可供高等院校相关专业的教师与研究生参考使用。
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| 目錄：
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第1章 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 混凝土的耐久性研究现状及影响因素 5
1.2.1 干湿循环对混凝土耐久性的影响 5
1.2.2 冻融循环对混凝土耐久性的影响 7
1.2.3 硫酸盐侵蚀对混凝土耐久性的影响 9
1.2.4 CO2侵蚀对混凝土耐久性的影响 13
1.2.5 Cl?侵蚀对混凝土耐久性的影响 16
1.2.6 碱集料反应对混凝土耐久性的影响 18
1.2.7 双因素共同作用对混凝土耐久性的影响 21
1.3 纳米材料的性能及应用 24
1.3.1 纳米材料的性能及应用领域 25
1.3.2 纳米材料在混凝土中的应用 26
1.4 本书主要研究内容 33
第2章 纳米混凝土的配合比与抗压强度 36
2.1 试验原材料 36
2.1.1 纳米材料 36
2.1.2 水泥 38
2.1.3 集料 39
2.1.4 外加剂 41
2.2 纳米混凝土的配合比设计 42
2.2.1 基础混凝土Ⅰ 42
2.2.2 基础混凝土Ⅱ 43
2.2.3 地铁混凝土 43
2.2.4 海工混凝土 44
2.3 纳米混凝土的和易性 45
2.3.1 混凝土的和易性试验方法 45
2.3.2 纳米混凝土的和易性试验结果及分析 46
2.4 纳米混凝土的抗压强度试验结果及分析 48
2.4.1 混凝土的抗压强度试验方法 48
2.4.2 纳米混凝土的抗压强度试验结果 48
2.4.3 纳米混凝土的抗压强度改善机理 54
2.5 本章小结 58
第3章 干湿环境下纳米基础混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能 60
3.1 混凝土的硬化机理和硫酸盐侵蚀破坏机理 60
3.1.1 混凝土的硬化机理 60
3.1.2 混凝土的硫酸盐侵蚀破坏机理 62
3.2 混凝土的硫酸盐侵蚀模型 64
3.3 干湿循环作用下混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能试验方法 66
3.4 纳米混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能试验结果及分析 68
3.4.1 纳米混凝土抗硫酸盐侵蚀性能试验结果 68
3.4.2 干湿环境下纳米混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能改善机理 72
3.5 纳米混凝土的抗硫酸盐侵蚀寿命预测模型 75
3.5.1 混凝土强度衰变的基本方程 75
3.5.2 影响函数的确定 76
3.5.3 纳米混凝土的抗硫酸盐侵蚀寿命预测模型的确定 78
3.6 本章小结 78
第4章 冻融环境下纳米基础混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能 80
4.1 混凝土的冻融破坏机理 80
4.2 混凝土的抗硫酸盐冻性能试验方法 82
4.3 纳米混凝土的抗硫酸盐冻性能试验结果及分析 85
4.3.1 纳米混凝土的相对动弹性模量 85
4.3.2 纳米混凝土的抗压强度剩余比 88
4.3.3 纳米混凝土的抗硫酸盐冻性能改善机理 90
4.4 混凝土的相对动弹性模量和抗压强度剩余比的关系 94
4.5 硫酸盐冻环境下纳米混凝土的抗压强度衰减模型 96
4.6 本章小结 99
第5章 碳酸性侵蚀与碱集料反应作用下纳米地铁混凝土的耐久性 101
5.1 混凝土的碳酸性侵蚀和碱集料反应机理 101
5.1.1 混凝土的碳酸性侵蚀机理 101
5.1.2 混凝土的碱集料反应机理 102
5.2 碳酸性侵蚀和碱集料反应作用下混凝土的耐久性试验方法 104
5.2.1 试验设备 104
5.2.2 试验方法 106
5.2.3 测试指标 107
5.3 纳米混凝土的碳酸性侵蚀试验结果及分析 108
5.4 纳米混凝土的碱集料反应试验结果及分析 110
5.4.1 不同纳米混凝土的碱集料反应试验结果及分析 110
5.4.2 纳米SiO2混凝土与液态纳米SiO2混凝土的对比分析 113
5.5 碳酸性侵蚀与碱集料反应作用下纳米混凝土的耐久性改善机理 115
5.6 本章小结 117
第6章 碳化与碱集料反应作用下纳米地铁混凝土的耐久性 119
6.1 混凝土的碳化机理与碳酸性侵蚀机理的对比分析 119
6.1.1 混凝土碳化机理 119
6.1.2 混凝土的碳酸性侵蚀和碳化的对比分析 120
6.2 碳化和碱集料反应作用下混凝土的耐久性试验方法 121
6.2.1 试验设备 121
6.2.2 试验方法 122
6.2.3 测试指标 122
6.3 纳米混凝土的碳化试验结果及分析 123
6.4 纳米混凝土的碱集料反应试验结果及分析 124
6.4.1 纳米混凝土的膨胀率 124
6.4.2 纳米混凝土的声速 126
6.5 碳化和碱集料反应作用下纳米混凝土的耐久性改善机理 128
6.6 本章小结 130
第7章 Cl?渗透与碱集料反应作用下纳米海工混凝土的耐久性 132
7.1 Cl?渗透机理 132
7.1.1 混凝土中Cl?的存在形式及相互关系 132
7.1.2 Cl?渗透理论 133
7.1.3 Cl?吸附/结合机理 133
7.2 Cl?渗透和碱集料反应作用下混凝土的耐久性试验方法 134
7.2.1 碱集料反应试验 134
7.2.2 Cl?渗透试验 134
7.2.3 Cl?渗透与碱集料反应共同作用试验 136
7.3 Cl?渗透与碱集料反应相互作用验证试验结果及分析 137
7.3.1 Cl?渗透与碱集料反应共同作用对混凝土Cl?渗透行为的影响 137
7.3.2 Cl?渗透与碱集料反应共同作用对混凝土膨胀行为的影响 141
7.4 双因素共同作用下纳米混凝土的耐久性试验结果及分析 143
7.4.1 双因素共同作用下纳米混凝土的Cl?渗透试验结果及分析 143
7.4.2 双因素共同作用下纳米混凝土的碱集料反应试验结果及分析 156
7.5 双因素共同作用下纳米混凝土的耐久性改善机理 161
7.6 本章小结 165
参考文献 168
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| 內容試閱：
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混凝土结构的服役寿命不但与混凝土的强度有关，还与其耐久性有关。很多混凝土结构的失效或破坏，不是混凝土的强度不够，而是其耐久性不足。自从发现混凝土的耐久性问题以来，世界各国陆续报道混凝土结构因耐久性问题存在巨大的安全隐患或造成巨大的经济损失。因此，混凝土结构的耐久性问题已经成为世界性问题。混凝土耐久性的劣化过程可以是物理作用，也可以是化学作用，而影响混凝土耐久性的因素有很多。有些混凝土结构的服役环境非常恶劣，混凝土的耐久性更多地是遭受两种甚至多种因素的影响，因此研究双因素共同作用下混凝土的耐久性具有重要意义。
1959年，美国物理学家费曼提出了纳米的基本概念。20世纪90年代，纳米技术作为一门新兴技术被世界许多国家列为21世纪的关键技术。纳米材料是指尺寸在纳米量级（1～100nm）的超细材料，其具有许多常规材料所不具备的特殊性质，在很多领域有着广泛的应用前景，已经成为当今材料科学领域研究的热点。水泥硬化浆体实际上是由C-S-H凝胶为主要成分凝聚而成的初级纳米材料，因此利用纳米材料对混凝土进行改性具有良好的基础。纳米材料赋予了传统混凝土新的内涵，是21世纪混凝土技术发展的重要方向。然而，对于双因素共同作用下纳米混凝土耐久性的研究，国内外还少见报道。
本书是作者近5年研究工作与成果的总结。本书以纳米混凝土为研究对象，即在普通混凝土［包括基础混凝土、地铁混凝土和海洋工程混凝土（简称海工混凝土）］中掺入适量的纳米材料（包括纳米SiO2、液态纳米SiO2、纳米CaCO3、纳米高岭土、纳米Fe2O3和纳米Al2O3）来配制纳米混凝土，着重探讨纳米混凝土在双因素（干湿循环和硫酸盐侵蚀、冻融循环和硫酸盐侵蚀、碳酸性侵蚀和碱集料反应、碳化和碱集料反应、Cl-侵蚀和碱集料反应等）共同作用下的耐久性，并与普通混凝土在相同条件下的耐久性进行对比，分析纳米材料的种类和掺量对混凝土耐久性的影响规律，揭示纳米材料改善混凝土耐久性的机理，为纳米混凝土在实际工程中的应用提供建议和理论依据。
全书共分7章：第1章介绍相关的研究背景及意义、混凝土在各种环境因素作用下耐久性的研究现状及影响因素、纳米材料的性能及应用（尤其是在混凝土中的应用）。第2章在普通混凝土配合比的基础上确定纳米混凝土的配合比，并对纳米混凝土的抗压强度进行试验研究。第3章介绍混凝土的硫酸盐侵蚀机理和模型，对干湿环境下纳米基础混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能进行试验研究。第4章介绍混凝土的冻融破坏机理，对冻融环境下纳米基础混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能进行试验研究。第5章介绍混凝土的碳酸性侵蚀机理和碱集料反应机理，对碳酸性侵蚀与碱集料反应作用下纳米地铁混凝土的耐久性进行试验研究。第6章介绍混凝土的碳化机理，分析混凝土的碳化机理和碳酸性侵蚀机理的异同点，对碳化与碱集料反应作用下纳米地铁混凝土的耐久性进行试验研究。第7章介绍混凝土的Cl-渗透机理，对Cl-渗透与碱集料反应作用下纳米海工混凝土的耐久性进行试验研究。
本书是国家自然科学基金青年科学基金项目“纳米路面混凝土的力学性能和耐久性能研究”（编号：50908067）、中国博士后科学基金项目（一等）“纳米路面混凝土的耐久性能研究”（编号：20080440133）和黑龙江省博士后科研启动金资助项目（一等）“纳米混凝土的路用性能研究”（编号：LBH-Q13001）的扩展研究内容。作者对上述项目的资助表示衷心的感谢！
尽管本书对双因素共同作用下纳米混凝土的耐久性进行了探索性研究，但随着混凝土结构耐久性问题的复杂化，还有许多问题需要进行深入研究和完善，如多因素耦合作用下纳米混凝土的耐久性研究。另外，鉴于纳米材料在路面混凝土、基础混凝土、地铁混凝土和海工混凝土中的良好耐久性能，可以考虑将其推广应用于其他土木工程混凝土中，从而对这些土木工程混凝土进行改性。
由于作者水平有限，书中难免存在不妥之处，恳请读者批评指正。
作 者
2019年8月
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