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出版者:化学工业出版社

作者:郑领英

出品人:

页数:438 页

译者:

出版时间:2004-1

价格:58.0

装帧:平装

isbn号码:9787502547905

丛书系列:

图书标签:

• 膜分离技术
• 分离膜
• 膜过程
• 化工分离
• 水处理
• 环境工程
• 材料科学
• 工业应用
• 膜材料
• 分离工程

现代土木工程材料：高性能混凝土配合比设计与性能优化 图书简介 本书聚焦于现代土木工程领域至关重要的基础材料——高性能混凝土（HPC）的配合比设计、原材料选择、性能调控及其在实际工程中的应用。随着基础设施建设对结构耐久性、工作性能和环境友好性要求的日益提高，传统混凝土已难以满足需求。本书旨在系统梳理和深入探讨高性能混凝土从理论基础到工程实践的全流程技术，为土木工程师、材料科学家以及相关领域的研究人员提供一本全面且实用的参考手册。 第一部分：高性能混凝土的基础理论与原材料 本部分首先回顾了混凝土的基本胶凝体系和水化反应机理，在此基础上，引入了高性能混凝土的概念、发展历程及其相比于普通混凝土在强度、耐久性、工作性等方面的显著优势。 第一章：高性能混凝土的内涵与发展 详细阐述了高性能混凝土（HPC）和超高性能混凝土（UHPC）的定义标准、关键性能指标及其在不同工程结构中的适用性。探讨了全球范围内高性能混凝土技术的研究前沿与工程应用趋势，强调了其在可持续发展和延长结构使用寿命中的核心作用。 第二章：胶凝材料的选择与特性 重点分析了波特兰水泥（OPC）的矿物组成、细度对其水化动力学的影响。深入讨论了活性矿物掺合料（Supplementary Cementitious Materials, SCMs）在高性能混凝土中的作用，包括粉煤灰（Class F/C）、粒化高炉矿渣（GGBS）和硅灰（Silica Fume）。阐述了这些掺合料如何通过改善微观孔隙结构、抑制碱骨料反应、提高后期强度及降低水化热来提升混凝土的整体性能。特别关注了近年来兴起的地质聚合物胶凝体系的潜力。 第三章：骨料的精选与处理 高性能混凝土的性能高度依赖于骨料的质量。本章详细论述了粗骨料和细骨料的选择标准，包括粒度分布、形状、级配优化、洁净度和强度要求。探讨了如何通过精确控制骨料的级配曲线，以实现填充效应最大化，从而降低浆体用量并提高密实度。同时，介绍了特种骨料（如轻集料、高强度骨料）在特定应用中的应用。 第四章：高性能减水剂与外加剂技术 减水剂是实现高性能混凝土低水胶比和优异工作性的关键。本章系统介绍了聚羧酸醚（PCE）类高性能减水剂的作用机理、分子结构与性能的相关性。深入分析了缓凝剂、引气剂、抗冻剂等其他常用外加剂对混凝土工作性能和早期强度的影响。重点讨论了如何根据水泥矿物组成和温度条件，精确复配和优化外加剂的添加量。 第二部分：高性能混凝土的配合比设计与性能调控 本部分是全书的核心，侧重于将材料科学理论转化为可操作的配合比设计方法，并对关键性能指标进行精确控制。 第五章：高性能混凝土配合比设计的系统方法 介绍了当前主流的配合比设计流程，包括目标性能设定、初步配比计算、原材料用量确定。重点剖析了基于体积法、质量法以及基于目标孔隙结构控制的先进设计思路。详细阐述了如何计算所需的胶凝材料总量、水胶比（W/B）以及如何确定外加剂的最佳添加点。 第六章：工作性能（和易性）的精确控制 工作性能是高性能混凝土工程应用的首要指标。本章深入探讨了影响坍落度、扩展度、粘聚性和抗泌水性的因素。详细介绍了标准坍落度测试、V形漏斗试验、流化试验以及双轴流变仪（如X-Flow）在评估高流动性混凝土性能中的应用。探讨了如何通过调整细骨料比例、使用粘度调节剂（Viscosity Modifying Agents, VMA）来优化混凝土的抗离析能力，确保泵送和浇筑的顺畅性。 第七章：力学性能与早期强度发展 阐述了高性能混凝土的抗压强度、抗拉强度、抗折强度和弹性模量的测试方法与评估标准。重点分析了早期强度（28天内）快速增长的机理，这对于抢修工程和模板周转至关重要。讨论了如何通过高温养护、使用早强剂或调整硅酸钙水合物（C-S-H）的微结构来加速早期强度积累。 第八章：耐久性性能的提升与评估 耐久性是衡量结构长期服役性能的关键。本章系统梳理了影响混凝土耐久性的主要因素，包括碳化、氯离子渗透、硫酸盐侵蚀、冻融循环和碱骨料反应（AAR）。详细介绍了评估耐久性的实验方法，如电化学法（RCM/RCPT）、加速氯离子渗透试验和体积膨胀测试。论述了如何通过降低渗透性和提高密实度来显著提高混凝土的抗渗透性能。 第三部分：特种高性能混凝土与工程应用 本部分将理论和设计方法应用于具体的工程场景，介绍了几种具有特殊功能的高性能混凝土类型及其应用案例。 第九章：自密实混凝土（SCC）的设计与施工 自密实混凝土因其无需振捣即可填充复杂模具的能力，在复杂钢筋密集结构中得到广泛应用。本章详细介绍了SCC的“软-硬”特性分离设计原则，重点讲解了粉煤灰、硅灰与VMA的协同作用，以及在现场控制其粘度和流动稳定性的技术要点。 第十章：超高性能混凝土（UHPC）的材料体系 超高性能混凝土具有极高的抗压强度（>150 MPa）和优异的韧性。本章解析了UHPC通常采用的“微观结构设计”思路，包括极低的W/B比、高比例的纤维增强（钢纤维、聚合物纤维）以及采用超细粉末体系。探讨了UHPC的断裂韧性、抗疲劳性能及其在预制构件、极端环境结构中的应用潜力。 第十一章：高性能混凝土的施工控制与养护 优质的配合比必须辅以严格的现场控制和科学的养护措施才能保证最终性能。本章涵盖了原材料验收、搅拌工艺（批次均匀性）、运输、浇筑、振捣（或自流平控制）的关键工艺参数。重点分析了不同类型高性能混凝土的养护制度，如标准湿养护、薄膜养护和蒸汽养护，以确保水化反应的充分进行和性能的完全发挥。 第十二章：典型工程应用案例分析 通过分析大型桥梁、高层建筑、海洋工程结构及核电站等实际工程项目，展示高性能混凝土在不同荷载、环境和寿命要求下的成功应用策略。案例分析涵盖了从设计优化到施工质量控制的全过程，总结了工程实践中常见的技术挑战与解决方案。 总结与展望 本书最后对高性能混凝土领域未来的发展方向进行了展望，包括智能化配合比优化、寿命周期成本分析（LCCA）以及绿色低碳高性能混凝土材料体系的研究方向。 本书内容详实，图表丰富，理论与工程实践紧密结合，是从事土木工程、材料科学、结构工程领域工作者及高校师生的重要参考书。

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我花了大量时间研究了关于膜材料的合成与改性这一章节，这部分内容充分展现了作者深厚的材料科学功底。书中对聚合物的相分离过程、无机膜的溶胶-凝胶法制备，以及如何通过表面接枝技术来调控膜的亲疏水性，进行了详尽的描述。我注意到作者对“自修复”和“智能响应”膜材料的最新进展也有所涉猎，这说明本书紧跟科技前沿，而非停留在传统技术上。例如，它深入分析了如何通过引入纳米填料（如石墨烯、金属有机框架）来提高膜的选择性和通量，并探讨了这些纳米材料对膜长期稳定性的潜在影响。这种对材料“从无到有”的构建过程的细致描摹，极大地激发了我对新型功能化膜材料研究的兴趣，让我看到了未来技术发展的无限可能。

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这本书的封面设计得非常直观，蓝色的主色调让人联想到水，这很符合“液体分离”的主题。我本来对高分子材料和膜分离技术了解不多，但这本著作的引言部分写得非常接地气，像是老师在给我们做入门讲解，一下子就把我带入了情境。它没有直接深入到复杂的化学方程式，而是先从宏观上介绍了不同类型的膜，比如反渗透、纳滤、超滤，以及它们在工业生产中的重要性。我尤其喜欢它对不同膜结构和孔径的描述，那种详细到可以想象出分子如何在膜表面被“筛选”出来的感觉，非常有助于初学者建立起一个清晰的认知框架。读完前几章，我感觉自己像是完成了一次系统的“膜世界”导览，对后续更深入的章节充满了期待，因为它成功地把一个看似枯燥的工程技术，描绘成了一场精妙的分子级别的“抓捕游戏”。

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总体来看，这本书的知识体系构建得极其宏大且逻辑缜密，它成功地将一个跨学科领域的所有关键要素串联了起来。从最基础的膜的微观结构到复杂的系统集成设计，再到最终的环境和经济效益评估，构成了一个完整的知识链条。书中还穿插了一些历史回顾，简要介绍了液体分离膜技术从诞生到成熟的几个关键节点，这让读者能更好地理解现有技术的合理性与局限性。我特别欣赏它在收尾部分对“未来挑战”的展望，作者预见到在极端污染物处理和微塑料分离等新兴领域，现有膜材料仍有巨大的提升空间。读完后，我感觉自己的知识结构得到了极大的拓宽，不再是零散的知识点，而是一个能够指导我进行系统性研究和工程实践的知识网络。

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这本书在技术细节的剖析上达到了一个令人惊叹的深度。我特别关注了关于膜污染与清洗策略那一部分，这简直就是操作工程师的救命稻草。作者没有停留在理论层面，而是列举了大量实际案例，比如在海水淡化过程中遇到的无机盐沉积和生物污堵问题，并详细对比了不同清洗剂（酸洗、碱洗、酶洗）的作用机理和适用范围。最让我受益的是它对清洗周期优化模型的探讨，这部分内容涉及到了流体力学和化学动力学的交叉知识，但作者的论述逻辑非常严谨，图表和公式的排版也十分清晰，即便是非纯化工背景的读者，也能通过清晰的步骤推导出最佳的维护方案。这不仅仅是一本书，更像是一本结合了前沿研究和一线经验的“操作手册”，为解决实际工程难题提供了扎实的理论支撑和可操作的工具箱。

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这本书的叙述风格带着一种严谨的学院派气息，但又不失对实际应用的关注。在讨论到分离过程的能耗与经济性评估时，作者采取了一种非常量化的分析方法。他们不仅展示了理论上的最高效分离路径，还引入了“单位体积产水能耗”等关键绩效指标（KPI），并将其与传统的蒸馏法进行了细致的对比。这种对比非常客观，没有一味地夸大膜技术的优势，而是诚实地指出了在某些极端工况下，膜技术面临的挑战。我印象特别深刻的是其中关于“膜生物反应器”（MBR）在废水处理中应用的案例分析，它将膜分离技术与生物降解过程完美结合，展示了如何在一个紧凑的系统中实现高水质产出。这种务实的研究态度，使得这本书的参考价值远超一般教科书。

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