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出版者:上海科学技术出版社

作者:张誉 编

出品人:

页数:356

译者:

出版时间:2003-12

价格:49.00元

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isbn号码:9787532373062

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现代土木工程材料的绿色转型与挑战：低碳水泥基材料的创新应用 作者： [此处可根据需要填写作者信息，例如：李明、张华 等] 出版社： [此处可根据需要填写出版社信息] ISBN： [此处可根据需要填写ISBN信息] 定价： [此处可根据需要填写定价信息] --- 图书简介 在全球气候变化和资源日益枯竭的背景下，土木工程行业正面临着前所未有的转型压力。传统高能耗、高碳排放的混凝土材料体系已成为制约可持续发展的主要瓶颈之一。本书《现代土木工程材料的绿色转型与挑战：低碳水泥基材料的创新应用》，并非聚焦于传统混凝土的耐久性机理或规范解读，而是将目光投向未来，深入探讨如何通过材料科学的革新，实现土木工程材料的低碳化、高性能化与循环化。 本书旨在为结构工程师、材料科学家、基础设施管理者以及相关政策制定者提供一个全面、深入且具有前瞻性的视角，解析当前低碳水泥基材料研发与工程应用领域的前沿动态、核心挑战与未来方向。全书内容紧密围绕“绿色转型”和“创新应用”两大主题展开，力求在理论深度与工程实践之间搭建坚实的桥梁。 第一部分：低碳化转型的驱动力与基础理论 本部分首先系统梳理了全球范围内对水泥生产碳足迹的严格管控趋势，并剖析了传统波特兰水泥（OPC）的化学缺陷与环境影响。随后，本书着重介绍了支撑材料绿色转型的关键基础理论： 1. 胶凝材料的替代与协同作用： 深入探讨了地质聚合物（Geopolymers）、硫铝酸盐水泥（CSA）及高反应活性粉煤灰（HFA）等新型胶凝体系的反应动力学和微观结构演变。重点解析了活性矿物掺合料（如纳米二氧化硅、碳化钙）如何调控早期强度和后期耐久性，以及如何优化不同胶凝体系的协同效应。 2. 二氧化碳的资源化利用（CCU）： 详细阐述了CO2在混凝土材料中的固化机制，包括CO2养护技术对提高材料早期强度和降低碳排放的耦合效应。内容涵盖了CO2注入方式、反应机理模型以及其在预制构件和现场浇筑中的应用潜力与限制。 3. 固废的规模化回收与再利用： 探讨了工业副产品，如冶炼矿渣、脱硫石膏、粉煤灰等在低碳混凝土中的掺入技术，强调了如何通过预处理（如活化、研磨）来确保固废替代品在长期性能上不逊于传统水泥。 第二部分：高性能化与功能化创新 绿色材料的研发绝不能以牺牲结构性能为代价。本部分侧重于介绍如何利用先进的材料设计策略，使低碳基材同时具备卓越的力学性能、韧性和特殊功能性： 1. 超高性能与自修复机制： 详细介绍了纤维增强水泥基复合材料（FRPCC/UHPC）中，如何用低碳胶凝体系替代部分OPC，同时引入多尺度纤维（如微纳纤维、玄武岩纤维）以实现高韧性。此外，本书深入讲解了诱导型和本征型自修复技术，如微胶囊技术、细菌诱导方解石沉淀（MICP）在延长结构使用寿命中的应用。 2. 极端环境下的适用性： 针对海洋、寒冷及高腐蚀性环境，本书分析了低碳胶凝材料体系（如地聚合物）在抗氯离子渗透性、抗硫酸盐侵蚀和抗冻融循环方面的表现。内容涵盖了先进的孔隙结构表征技术（如NMR、X射线CT）如何指导材料配方的优化。 3. 智能与多功能化材料： 探讨了将导电填料（如碳纳米管、石墨烯）引入低碳基材中，以实现结构健康监测（SHM）功能的集成。同时，介绍了光催化、热电耦合等前沿功能材料在土木工程中的潜在应用场景。 第三部分：工程应用、标准体系与生命周期评估（LCA） 本书的第三部分聚焦于理论成果向实际工程的转化，以及评估绿色材料可持续性的科学工具： 1. 规模化生产与施工工艺： 针对地聚合物等新型胶凝材料，本书详细分析了其在预制构件生产线上的优化流程、现场浇筑的配合比设计、温拌与常温养护的工艺控制。同时，探讨了针对低碳材料的施工标准和质量控制要点。 2. 规范体系的演进与挑战： 对比分析了国际上（如欧洲、北美）针对低碳水泥和地聚合物材料的最新标准进展，指出现有规范体系在适应新型胶凝材料方面存在的滞后性与技术鸿沟。 3. 全生命周期环境经济评估： 运用系统化的生命周期评估（LCA）方法，对不同替代方案（如部分替代、完全替代、材料置换）的环境效益（能源消耗、碳排放）和经济成本进行量化比较。本书强调了将外部环境成本内部化的重要性，为工程决策提供科学依据。 4. 基础设施的绿色升级： 提供了低碳材料在桥梁、隧道、既有结构加固等典型基础设施工程中的案例研究与技术路线图，重点分析了如何在新旧结构连接处实现材料的兼容性与长期性能的匹配。 --- 本书特点： 前瞻性与实践性并重： 紧密结合当前全球科研热点，如碳捕集与利用、新型胶凝化学，并提供详实的工程应用数据和案例。 跨学科整合： 融合了化学工程、材料物理、结构力学和环境科学的最新研究成果。 深度技术分析： 采用高阶的微观表征手段和计算模拟方法来解析材料性能的根源，而非停留在宏观现象的描述。 本书是土木工程领域致力于实现“零碳”乃至“负碳”建设目标的专业人士的必备参考书。

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这本厚重的《混凝土结构耐久性概论》拿到手里，首先感受到的是它沉甸甸的质感，仿佛凝结了无数工程实践中的智慧与血泪。我原本以为这会是一本枯燥的教科书，充斥着晦涩的化学公式和标准条文，但翻开后才发现，作者显然是下了苦功夫的。开篇关于混凝土微观结构与渗透性的论述，深入浅出，即便是我们这些非纯理论出身的工程师也能迅速把握核心概念。尤其让我印象深刻的是，书中对海水侵蚀、碳化和冻融循环这三大“杀手”的剖析，不仅仅停留在现象描述，更是结合了大量的案例分析。那些因设计缺陷或施工不当导致的结构早期破坏的图片，触目惊心，让人不得不对“耐久性设计”的重要性产生由衷的敬畏。书中对新型外加剂和表面保护技术的研究进展梳理得也非常到位，感觉这本书与其说是在“概论”，不如说是在为我们提供一套系统化的“防病手册”。阅读过程中，我时不时地会停下来，对照我们手头正在进行的项目，思考如何将书中的理论知识转化为实际的、能够经受时间考验的工程措施。对于想在混凝土领域深耕的同行来说，这本书绝对是案头必备的工具书，它提供的视角是多维度的，既有宏观的结构反应，也有微观的材料学解释，构建了一个相当完整的知识体系。

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我对这本《混凝土结构耐久性概论》的评价，很大程度上源于它在“材料科学”与“结构工程”之间的巧妙架桥。以往很多书籍要么是偏重于水泥水化反应的微观世界，要么是纯粹的结构受力分析。但作者成功地将钢筋与混凝土界面间的粘结性能退化，与整个结构的承载力下降曲线联系了起来。书中对于不同类型骨料在酸性环境下的反应差异进行了详细的对比研究，这在传统结构教材中是鲜少涉及的细节。我特别留意了书中关于“自修复混凝土”的最新进展综述部分，它不仅介绍了微生物修复和囊泡修复的原理，还审慎地评估了其在实际大型结构中的工程可行性和成本效益。这种严谨的批判性思维贯穿全书，作者从不盲目推崇新技术，而是用耐久性标准来衡量一切。这种求真务实的态度，让这本书的内容极具说服力，它不是在鼓吹“未来”，而是在指导我们如何用现有最可靠的技术，去构筑能够穿越时间的建筑。

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这本书的阅读体验，与其说是学习，不如说是一场思维的“再训练”。我过去对耐久性的理解相对零散，大多来自规范的条款和施工时的经验教训。但这本书，它像一位严谨的导师，强迫你跳出传统的“强度至上”的思维定势。特别是关于氯离子迁移速率和钢筋锈胀应力传播路径的模拟分析部分，作者采用了大量的图示和简化模型，让复杂的物理化学过程变得可直观感知。我记得其中一章专门讨论了环境因素的耦合作用，比如高湿度环境下的碳化速率与温度的非线性关系，这远比教科书上的单一因素分析要复杂且真实。坦白地说，前半部分的基础理论需要一定的耐心去啃读，因为它确实没有刻意去迎合快餐式的学习习惯，每一个概念的提出都有严密的逻辑支撑。但一旦你跨过了这个门槛，你会发现后面的应用章节，例如高性能混凝土的配合比设计对耐久性的影响，都会豁然开朗。这本书的深度，决定了它的受众群体不会是刚毕业的实习生，而是那些已经积累了一定工程经验，渴望将“知道”提升到“理解”层面的中坚力量。

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这本书的排版和图表制作水平，堪称业界典范。在阅读涉及大量数据的专业书籍时，清晰的图表是理解复杂信息的关键。《混凝土结构耐久性概论》在这方面做得非常出色，所有的曲线图、流程图和破坏模式示意图都标注得一丝不苟，色彩的运用也恰到好处，有效地区分了不同的损伤机制。我花了很长时间研究其中关于海洋环境下钢筋保护层的电化学腐蚀监测方法部分，书中不仅详细介绍了传统的电位测量法，还引入了基于阻抗谱分析（EIS）的新型无损检测技术，并配有清晰的等效电路模型图解。这表明作者的知识更新速度非常快，这本书绝对不是几年前的老旧资料简单翻印。对于项目管理和质量控制人员而言，书中关于耐久性验收标准与现场取样的规范性建议，提供了可以直接落地的操作指南。总而言之，这是一本集理论深度、工程应用广度以及前沿技术追踪于一体的精品著作，它超越了“概论”的字面意思，更像是一本指导工程师如何建造“百年工程”的行动纲领。

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说实话，我期待的是一本能手把手教我如何“修补”旧混凝土的书，毕竟现在很多工程的重点都在于老旧基础设施的延寿上。然而，这本《混凝土结构耐久性概论》的重心似乎更偏向于“预防”和“设计阶段的优化”。当然，书中关于材料退化机理的讲解确实扎实，理解了病根，自然也就知道如何下药。我比较欣赏的是它对“全寿命周期成本分析”的引入，这让耐久性不再是单纯的技术指标，而被提升到了经济效益的高度。书中详尽对比了不同保护措施在三十年、五十年周期内的投入产出比，这对于甲方决策者极具参考价值。只是，对于那些急需具体修补方案的现场人员来说，可能需要从其他更侧重于“修复技术”的参考资料中去寻找立竿见影的操作指南。这本书更像是为总工程师和设计院人员准备的“战略蓝图”，指导他们从源头保证质量。它强调的理念是：好的耐久性设计，本身就是最经济的维护策略。因此，如果你想提升自己对工程质量的掌控力，并能从更高的维度去审视项目，这本书的价值是无可替代的。

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