混凝土工程应用新技术丛书混凝土渗裂性能与改善技术_李悦李战国_9787519819927

本书总结了作者近年来对混凝土基体开裂与渗透、钢筋锈蚀、混凝土防护与修补及高性能混凝土工程实践等方面的研究内容，共包括三篇：*篇介绍了混凝土开裂原理及改善方法；第二篇介绍了混凝土渗透原理及改善方法；第三篇介绍了混凝土防护修补材料与高性能混凝土工程实践。本书可供混凝土结构设计单位、混凝土施工单位、混凝土原材料供应企业、混凝土搅拌站、监理单位、政府建设管理部门的科研、技术与管理人员，以及高等院校的师生参考使用。

前言现代混凝土已经成为应用最为广泛的土木工程材料，中国土木工程高速建设对混凝土的各项性能提出了更多、更高、更新的要求。现代混凝土的三大关键技术包括：混凝土材料裂缝控制技术，混凝土材料耐久性提升技术，混凝土材料多功能化和高性能化。开裂问题仍然是混凝土的通病，从混凝土的全寿命周期来看，为实现混凝土结构材料的高性能与长寿命，下面系列关键性能具有显著因果关系与连续性：容易开裂加速渗透传输造成钢筋锈蚀需要修补加固。因此，为实现混凝土的高抗裂、强韧性、长寿命，非常有必要对上述混凝土损伤过程及性能提升方法进行系统研究。为此，本书介绍了作者在上述领域的研究成果，主要内容包括三篇。第一篇介绍了混凝土开裂原理及改善方法。首先简述了混凝土开裂机理与常用的分析测试方法，然后采用现代微观测试技术研究了水泥基材料水化硬化过程及对开裂有重要影响的孔结构变化规律，建立了微观孔结构与强度等物理力学性能的关系，研究了不同材料组成、温度、湿度、荷载作用及工程结构类型条件下水泥基材料的开裂机理，最后提出了相应的改善措施。第二篇介绍了混凝土渗透原理及改善方法。首先简述了硫酸盐和氯盐环境下混凝土的渗透性原理与测试方法，然后分别研究了混凝土组成、微结构与氯盐和硫酸盐渗透性的相互关系，探明了在荷载与侵蚀环境耦合作用下，钢筋混凝土中钢筋锈蚀变化规律，提出了锈蚀钢筋混凝土构件承载力评估模型及地下工程钢筋混凝土结构寿命预测模型。第三篇介绍了混凝土防护修补材料与高性能混凝土工程实践。为了降低混凝土渗裂危害，介绍了项目组研发的混凝土防护修补材料，包括环氧灌浆材料、聚合物修补砂浆、水泥基渗透结晶材料等，比较分析上述材料的修补加固效果，并以受损钢筋混凝土为例，综合比较了多种修补方法及其可行性。最后介绍了在多个重点工程中采用的抗渗裂高性能混凝土的工程实践情况。本书内容是作者在混凝土抗渗裂领域多年的研究成果，希望能够对混凝土长寿命和高耐久起到积极的推动作用。此外，武汉理工大学丁庆军教授在抗渗裂高性能混凝土设计与工程实践方面给予了大力指导和帮助，在此表示感谢。本书得到了十三五国家重点研发计划高抗裂预拌混凝土关键材料及制备技术（2017YFB0310100）资助。由于编著者水平有限，书中疏漏之处在所难免。如蒙指正，不胜感谢。作者2018 年 8 月

目录序前言第一篇混凝土开裂原理及改善方法第 1 章混凝土开裂原理及改善方法概述 31.1 研究意义 31.2 国内外研究现状 4第 2 章水泥基材料水化硬化过程及微观结构研究 172.1 水泥浆体水化硬化过程的交流阻抗研究 182.2 水泥浆体微观孔结构的研究 212.3 X 射线衍射定量物相分析研究 27第 3 章水泥基材料抗裂性能研究 283.1 试验材料 283.2 水泥砂浆物理力学性能研究 283.3 水泥基材料受限浆体开裂敏感性研究 313.4 水泥基材料轴向拉伸性能研究 343.5 水泥基材料抗拉强度和断裂面三维总面积关系 38第 4 章材料组成对水泥混凝土开裂的影响 444.1 材料组成对水泥净浆受限收缩开裂的影响 444.2 材料组成因素对混凝土抗裂性能的影响 524.3 常用外加剂对混凝土抗裂性能影响的试验研究 59第 5 章温度变化导致混凝土开裂的温度应力理论模拟研究 705.1 理论依据 705.2 不同因素对混凝土温度效应影响的数值算例 735.3 结果分析 75第 6 章湿度变化导致的水泥基材料收缩开裂研究 816.1 不同养护条件下水泥基材料收缩性能的试验研究 816.2 不同养护条件下水泥基材料内部相对湿度的研究 846.3 内部环境湿度变化对水泥基材料微观收缩及开裂的影响 89第 7 章荷载作用下水泥基材料开裂过程的新型检测方法 957.1 水泥基材料的开裂过程的交流阻抗研究 957.2 水泥基材料开裂过程的超声波脉冲法研究 98第 8 章荷载作用下二次衬砌混凝土结构的开裂研究 1018.1 二次衬砌模型的制作 1018.2 二次衬砌结构模型的有限元分析 115参考文献 123第二篇混凝土渗透原理及改善方法第 9 章混凝土渗透原理及改善方法概述 1319.1 硫酸盐作用下混凝土的渗透性研究现状 1329.2 混凝土中氯离子的传输与破坏 1349.3 氯盐环境下混凝土中钢筋锈蚀原理、检测方法与研究现状 1399.4 现状与不足 146第 10 章氯离子在混凝土中的渗透性研究 14710.1 氯离子渗透性试验 14710.2 混凝土渗透性与孔结构关系的研究 152第 11 章硫酸盐在混凝土中的渗透性研究 15711.1 试验方案设计 15711.2 试验结果及分析 159第 12 章多因素耦合作用下混凝土中钢筋锈蚀的试验研究 16412.1 试验材料及试验配合比 16412.2 试验方案 16512.3 氯盐和荷载耦合作用下混凝土中钢筋锈蚀研究 16812.4 硫酸盐和荷载耦合作用下混凝土中钢筋锈蚀研究 17412.5 不同浸泡状态下混凝土中钢筋锈蚀的研究 18412.6 疲劳荷载作用下混凝土中钢筋锈蚀的研究 18712.7 钢筋锈蚀膨胀时的应力应变 191第 13 章锈蚀钢筋混凝土构件承载力评估 19913.1 锈蚀钢筋混凝土构件的破坏模式 19913.2 锈蚀开裂前钢筋混凝土构件承载力评估 20013.3 锈蚀开裂后钢筋混凝土构件承载力评估 202第 14 章地下工程钢筋混凝土结构寿命预测模型 20814.1 多因素作用下钢筋混凝土中氯离子扩散模型的建立 20814.2 不同裂缝控制等级时构件的寿命预测 217参考文献 226第三篇混凝土防护修补材料与高性能混凝土工程实践第 15 章修补防护材料与方法简介 23115.1 混凝土裂缝修补技术 23115.2 混凝土裂缝修补材料 23315.3 环氧树脂灌浆材料 23415.4 聚合物改性水泥砂浆 235第 16 章环氧灌浆材料的制备与性能研究 24016.1 试验原材料 24016.2 环氧灌浆材料的制备 24116.3 环氧树脂灌浆材料性能测试方法 24116.4 裂缝修补灌浆材料的性能研究 242第 17 章裂缝修补材料灌注带缝混凝土的强度试验研究 24817.1 带缝混凝土试件制备 24817.2 模拟灌浆 24817.3 试验测试方法 25017.4 结果分析 250第 18 章裂缝修补材料灌注带缝混凝土的灌注饱和度检测 25418.1 灌浆修补效果的渗水试验检测 25418.2 灌浆修补效果的超声波检测 25518.3 渗水试验结果及分析 258第 19 章聚合物修补砂浆的制备与性能研究 26119.1 修补砂浆制备 26119.2 修补砂浆的工作性 26719.3 修补砂浆的抗压强度和抗折强度 26819.4 修补砂浆的劈裂抗拉强度 26919.5 修补砂浆的轴向拉伸性能 27019.6 修补砂浆的黏结性能 27119.7 修补砂浆的收缩性能 272第 20 章修补砂浆在混凝土构件中的应用研究 27420.1 试验原材料及配比 27420.2 修补厚度对修补效果的影响 27420.3 修补界面方位对黏结强度的影响 28020.4 错台结构修补试验 282第 21 章水泥基渗透结晶材料的研制 28521.1 CCCW 防水机理简介 28521.2 试验方法 28621.3 活性物质的优化试验研究 28721.4 CCCW 配方优化试验 29021.5 CCCW 性能测试 29421.6 自修复性能试验 298第 22 章受损钢筋混凝土的修补及其耐久性 29922.1 试验过程 29922.2 试验结果及分析 30222.3 修补方法的改进建议 306第 23 章抗渗裂高性能混凝土工程实践 30723.1 混凝土关键性能对材料组成的要求 30723.2 低温升抗裂大体积混凝土 30923.3 外包钢管的 C30 抗裂混凝土 31623.4 C80 高抛自密实微膨胀钢管混凝土 320参考文献 325

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