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出版者:第1版 (2008年1月1日)

作者:王培铭

出品人:

页数:388

译者:

出版时间:2008-1

价格:39.00元

装帧:平装

isbn号码:9787111225591

丛书系列:

图书标签:

• 商品砂浆
• 砂浆性能
• 砂浆材料
• 建筑材料
• 水泥砂浆
• 砌筑砂浆
• 抹灰砂浆
• 砂浆改性
• 砂浆技术
• 新型砂浆

建筑材料科学前沿：新型高性能混凝土的研发与应用 （一）绪论：混凝土材料的时代挑战与发展方向 混凝土，作为人类历史上应用最广泛的人造材料，其性能的每一次突破都深刻影响着土木工程的面貌。然而，随着现代基础设施建设对耐久性、高强度、轻量化以及环境友好性要求的日益提高，传统波特兰水泥基混凝土的局限性愈发凸显。本著作《建筑材料科学前沿：新型高性能混凝土的研发与应用》旨在系统梳理和深入探讨当前全球混凝土材料科学领域最尖端的研究进展，重点聚焦于突破传统性能瓶颈、实现可持续发展的新型混凝土体系。 本书的撰写基于对过去十年间国际顶级学术期刊、专利技术及重大工程实践的全面调研与分析，力求提供一个既具理论深度又具工程指导意义的知识框架。我们深知，未来建筑业的竞争核心将是材料的创新能力，因此，本书将前沿理论与实际应用紧密结合，为科研人员、工程师以及材料制造商提供一份不可或缺的参考指南。 （二）新型胶凝材料体系的革命 传统混凝土的性能主要受硅酸盐水泥水化产物的约束。要实现性能的跨越式发展，必须从根本上改变胶凝系统的化学组分与微观结构。本书将详细阐述以下几个关键领域的研究进展： 2.1 活性矿物掺合料的深度活化与协同效应研究 本书不仅涵盖了粉煤灰（FA）、高炉矿渣（GGBFS）等传统掺合料的大量替代应用，更深入探讨了如何通过精细研磨、超细化处理以及碱激发体系（如地聚合物混凝土）来最大化其潜在活性。特别是对于惰性火山灰（如某些特定来源的硅灰石粉），研究了在不同激活剂（如硅酸钠、氢氧化物）配比下，其反应动力学、产物相组成（C-A-S-H凝胶、晶体相的形成）及其对长期力学性能和抗侵蚀性的影响。我们详细分析了多掺量矿渣体系中氯离子迁移速率的动态变化模型，并提出了优化微观孔隙结构的策略。 2.2 碳酸盐基胶凝材料与低碳水化体系 为应对水泥生产带来的巨大碳排放压力，本书将大量篇幅用于介绍以碳酸钙、碳酸镁等为基础的非硅酸盐胶凝体系。这包括低温或常温下碳化反应制备的混凝土，以及利用CO2养护技术固化预制构件的机制。通过热力学模拟和同步辐射技术对碳化过程中的相变进行实时监测，揭示了碳化深度、孔隙率与最终强度之间的非线性关系。此外，对于利用工业废弃物中钙质组分制备的低能耗胶凝材料，我们也进行了系统的性能评估和耐久性分析。 （三）骨料的革命与轻质化解决方案 骨料占据了混凝土体积的60%以上，其性质对整体性能具有决定性影响。本书突破了对天然骨料的依赖，聚焦于骨料的功能化和资源化利用。 3.1 人工骨料与骨料的表面改性技术 本书深入研究了利用工业废渣（如粉煤灰烧结陶粒、冶炼渣）制备的高性能人工骨料。重点探讨了如何通过控制烧结温度和添加成孔剂，调控骨料的孔隙率、密度和吸水性，以满足超高性能混凝土（UHPC）对骨料形状和表面粗糙度的严苛要求。同时，针对骨料与水泥基体之间的界面过渡区（ITZ）问题，我们详细介绍了采用硅烷偶联剂、纳米二氧化硅溶液或低温等离子体对骨料表面进行化学改性，以增强界面粘结强度、降低渗透性的实验方法和机理分析。 3.2 超轻质与功能性骨料的集成应用 针对结构轻量化需求，本书系统介绍了膨胀珍珠岩、发泡玻璃等超轻骨料在全轻质混凝土中的应用。关键研究点在于如何克服轻骨料高吸水性导致的早期强度损失和收缩开裂问题，提出了一套基于真空预湿和高粘度外加剂调控的配合比设计方法。此外，还探讨了将相变材料（PCM）或磁性材料封装于骨料内部，实现保温隔热或电磁屏蔽等功能性混凝土的构筑技术。 （四）纤维增强机制的深化与多尺度复合 纤维是提高混凝土韧性、抗裂性和抗冲击能力的关键。本书超越了传统钢筋和聚丙烯纤维的应用范畴，聚焦于纳米尺度和宏观尺度的协同增强。 4.1 纳米纤维与碳纳米管的增韧机理 书中详细分析了碳纳米管（CNT）、氧化石墨烯（GO）以及短切碳纤维等在水泥水化早期介入过程中的作用。通过原子力显微镜（AFM）和透射电镜（TEM）图像，揭示了纳米纤维在抑制钙矾石晶体过度生长、细化微观孔结构方面的微观机制。我们提出了计算模型来预测纳米纤维在界面过渡区的桥接效应和应力传递效率，这对于设计超高韧性纤维增强水泥基复合材料（UHT-SCC）至关重要。 4.2 纤维几何参数与宏观力学性能的耦合 本书通过大量三维数值模拟（如离散元法DEM）来研究纤维长度、长径比、体积含量以及在混凝土内部的随机取向分布对拉伸应变硬化曲线的影响。我们对比了钢纤维、玄武岩纤维和聚乙烯纤维在不同荷载路径下的断裂模式和能量吸收能力，并给出了一套适用于工程实践的纤维优化配比设计图谱。 （五）智能化与自修复混凝土的未来展望 面向未来基础设施的维护挑战，本书将先进的传感和生物技术融入到混凝土材料的研究中。 5.1 内嵌式传感与结构健康监测（SHM） 我们探讨了如何将导电填料（如碳纤维、导电炭黑）均匀分散于混凝土内部，构建自感知结构。详细介绍了基于电阻抗谱（EIS）和压电效应的传感技术，用于实时监测混凝土的应变、开裂萌生及氯离子侵蚀程度。同时，本书还对新型光纤传感器在复杂环境下的长期稳定性进行了评估。 5.2 生物诱导的自修复技术 生物修复技术被视为实现混凝土永久耐久性的终极途径之一。本书重点阐述了利用微生物（如芽孢杆菌属）的代谢产物（碳酸钙）来填充微裂缝的机理。我们比较了胶囊包裹法、干粉接种法等不同载体技术的优劣，并着重分析了微生物在干燥、高碱性、高压力的混凝土内部环境下的存活率和修复效率的优化方案。 （六）结论与展望 《建筑材料科学前沿：新型高性能混凝土的研发与应用》不仅是对现有研究成果的总结，更是对未来十年混凝土材料发展方向的深度预测。本书强调，下一代混凝土将是多功能、低碳化、可自愈合的复杂材料体系，需要跨学科的深度融合才能实现从实验室走向工程应用的飞跃。本书为致力于推动建筑工业可持续发展的学者和工程师提供了坚实的理论基础和创新的实践指导。

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这本《商品砂浆的研究进展》听起来像是本专业性极强的学术著作，但作为一名建筑行业的新人，我在翻阅过程中却有了许多意想不到的收获。首先，该书在绪论部分对“商品砂浆”的定义、发展历史以及其在现代建筑工业化中的地位进行了相当详尽的梳理。我原以为这不过是一个简单的材料分类，但深入阅读后才明白，其背后蕴含着复杂的供应链管理、质量控制标准和环保法规的演变。书中用大量的图表和案例分析，生动地展示了从传统现场拌合到工厂预拌砂浆的转型过程中，技术创新是如何驱动整个行业的效率提升和可持续发展的。尤其让我印象深刻的是，作者在探讨不同气候带和特定工程需求下（如高层建筑、地下工程）对砂浆配比的优化策略时，所展现出的严谨性和实用性。这本书绝非枯燥的理论堆砌，而是真正将前沿研究成果转化为了可操作的工程指导，对于希望全面了解现代建筑材料体系的工程技术人员来说，无疑是一份极具价值的参考手册。它成功地搭建了一座连接基础材料科学与实际工程应用的桥梁，让原本抽象的“商品砂浆”概念变得鲜活而立体。

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坦率地说，这本书的语言风格非常“硬核”，对于非专业人士来说，可能在阅读初期会感到一定的门槛。但一旦适应了其严谨的术语体系和密集的专业数据流后，便会发现其文字的精准性和表达的效率是无与伦比的。书中对新型外加剂作用机理的描述，几乎是直接从分子层面对其界面行为进行剖析，这需要读者具备扎实的化学基础。我花了相当一部分时间去消化那些关于流变性、早期强度发展和耐久性指标相互影响的复杂模型。然而，这种深度的投入是值得的，因为它揭示了那些看似微小的配比调整背后，是如何通过精确的化学动力学控制，最终实现工程性能的巨大飞跃。这本书的价值在于它敢于深入那些常被工程实践者忽略的、位于材料科学最深处的细节，并成功地将其与最终的性能表现建立了清晰的因果链条，这是一种对知识的敬畏和对细节的极致追求的体现。

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这本书的结构安排和论述逻辑，给人一种久经沙场的专家的沉稳感，丝毫没有新晋研究者那种浮躁的堆砌感。我特别欣赏作者在处理争议性技术路线时的平衡态度。例如，在介绍超高性能混凝土（UHPC）技术对传统砂浆配比的潜在冲击时，作者并没有急于断言谁将取代谁，而是详尽地分析了各自的技术局限性、成本效益以及应用场景的互补性。这种审慎的学术态度，让读者在吸收新知的同时，也能保持批判性思维。此外，书中对试验方法论的阐述也极为精炼到位，它清晰地区分了实验室标准测试与现场实际性能评估之间的差异，并提出了多项弥合这一鸿沟的建议。对于研究生或初级科研人员来说，这本书提供的不仅仅是知识点，更是一套严谨的科研范式。读完相关章节，我感觉自己对如何设计一项有效的材料验证试验有了更清晰的蓝图，不再局限于教科书上的标准流程，而是学会了如何根据实际工程环境去“量身定制”试验方案。

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拿到这本书时，我原本的预期是它会聚焦于最新的化学添加剂和新型胶凝材料的应用，毕竟“研究进展”这几个字暗示着对技术前沿的捕捉。然而，该书的深度远超出了我的想象，它并未将重点局限于材料本身的微观结构，而是将视角拉高到了宏观的经济效益和法规遵从层面。书中对不同国家和地区在推广预拌砂浆时所遇到的政策壁垒、市场接受度差异以及相应的应对策略进行了深入的比较研究。这种跨学科的分析角度，让我对一个看似简单的建筑材料产生了全新的认识——它不再仅仅是水泥、沙子和水的混合物，而是一个涉及物流、仓储、环保审批、劳动力培训等多个环节的复杂系统工程。尤其是在讨论数字化管理和物联网技术如何应用于砂浆的实时质量监控和配送调度时，书中提供的解决方案具有很强的启发性，它展示了传统制造业如何通过信息技术实现迭代升级。这本书的价值在于它提供了不止一种看问题的角度，让人能从产业链的全局去审视材料技术的每一次进步。

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我发现这本书在总结当前研究热点时，展现出一种面向未来的前瞻性视角。它不仅仅是对过去十年成果的复盘，更像是为未来五到十年的研究方向设定了路线图。书中对“智能砂浆”——即具备自修复、自传感功能的材料——的探讨，虽然目前仍处于实验室阶段，但作者描绘的应用前景和面临的核心技术挑战分析得极为透彻。这种对新兴领域的探索精神，使得这本书的阅读体验充满了激动人心的感觉，它让你意识到，建筑材料科学远非一成不变的古老学科，而是在不断地吸收尖端科技成果，向更智慧、更具适应性的方向发展。它没有回避当前技术在环境友好性（如低碳水化产物开发）上面临的严峻考验，并提供了几个极具创新性的替代路径。总而言之，这本书为我们这些关注行业发展的人士提供了一份高质量的“战略地图”，指引着未来研发的重点和突破口，让人在技术迭代的浪潮中，不会迷失方向。

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