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Hundreds of clear illustrations show users how to analyze, repair, clean and maintain concrete structures for optimal performance and cost-effectiveness.From parking garages to roads and bridges, to structural concrete, this comprehensive book describes the causes, effects and remedies for concrete wear and failure.Invaluable for planning jobs, selecting materials and training employees. Information is organized in all-inclusive units for easy reference or for photocopying for use in client presentations.For concrete specialists, general contractors, facility managers, civil and structural engineers, and architects.
结构修复与维护实践指南：材料、技术与案例精选 本书将带您深入了解现代结构工程领域中，关于混凝土结构修复、加固与长期维护的关键知识与实践方法。本书旨在为结构工程师、施工管理人员、建筑设计师以及相关技术人员提供一本全面且实用的参考手册，涵盖从基础材料科学到复杂现场施工决策的全过程。 第一部分：混凝土材料科学基础与劣化机理 第一章：混凝土材料性能与标准规范回顾 本章首先回顾高性能混凝土的基础组成，包括骨料的选择与级配、胶凝材料（波特兰水泥、矿物掺合料如粉煤灰、硅灰、粒化高炉矿渣）对工作性、早期强度及长期耐久性的影响。重点探讨水灰比的控制、外加剂（减水剂、引气剂、缓凝剂）的应用策略，以确保在修复工程中使用的材料能够与现有结构实现最佳的界面粘结和性能匹配。同时，详细阐述国内外主要的结构设计与修复用材料标准（如ASTM、EN、ACI等），强调合规性在修复项目中的重要性。 第二章：混凝土结构常见劣化机制深度剖析 结构劣化是任何混凝土构件生命周期中不可避免的阶段。本章系统性地分析导致混凝土结构性能下降的主要化学和物理机制。 碳化作用： 详细阐述二氧化碳渗透导致混凝土孔隙液pH值下降的过程，以及由此引发的钢筋锈蚀机理，包括锈胀应力的产生和对保护层的破坏。 氯离子侵蚀： 重点分析海洋环境、除冰盐腐蚀对钢筋钝化膜的破坏作用，以及氯离子扩散的速率模型和临界氯离子含量判定。 碱骨料反应（AAR）： 分为碱硅酸盐反应（ASR）和碱碳酸盐反应（ACR）。解析反应机理、膨胀应力的产生，并介绍如何通过控制骨料敏感性、使用低碱水泥或特定掺合料来预防或延缓反应的发生。 冻融循环损伤： 探讨水在混凝土孔隙中结冰体积膨胀产生的微观破坏，以及通过有效引气技术提高抗冻融性能的必要性。 硫酸盐侵蚀与酸雨腐蚀： 分析外部侵蚀性介质的渗透路径和在混凝土内部的化学反应，如何导致钙矾石的生成或水泥石的溶解。 第三部分：无损评估与诊断技术 在进行任何修复工作之前，准确评估结构的健康状况和劣化程度至关重要。本部分聚焦于现代无损检测（NDT）技术在结构评估中的应用。 第三章：结构健康状态的现场勘测 外观检查与记录： 规范化的裂缝识别、宽度测量、剥落与空鼓区域的绘制方法。 物理力学性能测试： 侧重于回弹法（Schmidt Hammer）的局限性与校准，以及钻芯取样后的抗压强度测试与微观结构分析。 电化学检测技术： 详细介绍电位法（CP）用于评估钢筋腐蚀活性的应用，包括电位图的解读和对腐蚀严重程度的划分。 第四章：先进无损检测技术应用 探地雷达（GPR）： 阐述GPR在探测钢筋位置、保护层厚度、空隙检测以及识别内部损伤（如裂缝、内部腐蚀产物堆积）方面的原理与数据解释。 超声波透射法（UPV）： 用于评估混凝土的均匀性和内部缺陷（如蜂窝、密实度），并结合声波速度与动态模量的关系进行分析。 红外热成像（IRT）： 讲解利用热流异常来识别结构内部的空鼓、脱层或材料含水率差异，尤其适用于大面积结构检查。 第三部分：修复设计原则与材料选择 有效的修复设计必须基于对劣化机理的准确理解和对现有结构承载能力的评估。 第五章：修复设计的基本原则与规范要求 本章明确了修复工程的先决条件：首先必须消除或控制导致损伤的根本原因（如水分渗透、荷载超限）。详细阐述“修旧如旧”的原则，以及在设计中如何平衡修复材料的强度、模量、收缩性能与原有混凝土的匹配性。讨论不同使用场景下的设计标准和安全裕度要求。 第六章：专用修复材料的性能与应用 深入比较和选择用于不同修复场景的专用材料体系： 修补砂浆与混凝土： 区分非收缩灌浆料、快硬型修补砂浆和聚合物改性水泥基砂浆（PCMS）。重点分析收缩控制技术，如纤维增强和精确的水灰比控制。 防腐蚀涂层与钢筋保护： 介绍环氧涂层、富锌底漆、渗透型缓蚀剂（如胺类、羧酸盐类）的应用场景，以及如何通过牺牲阳极或阴极保护系统来主动控制钢筋腐蚀。 粘结增强技术： 探讨界面处理剂、环氧树脂粘结剂的类型、适用范围及其对新旧混凝土界面强度的贡献。 第四部分：关键修复技术与施工工艺 本部分是全书的技术核心，详细分解了各种修复和加固技术的标准操作流程和质量控制要点。 第七章：表面修复与结构性修补技术 表面处理工艺： 重点介绍为确保修复材料有效结合而必须实施的表面准备工作，包括喷砂、喷射混凝土（干法与湿法）、凿毛、酸洗等方法的选择与操作规程。 空鼓与脱层修复： 针对局部剥落的修复，阐述低粘度环氧树脂灌注技术，以及聚合物砂浆的压注填充方法，强调对内部空隙的彻底填充。 结构性孔洞与裂缝修复： 系统介绍压力灌浆技术（针对深层裂缝和空洞），包括灌浆材料的选择（低粘度环氧树脂、丙烯酸树脂、水泥基浆体），以及压力控制参数对修复效果的影响。 第八章：钢筋锈蚀控制与修复 本章专注于处理钢筋锈蚀问题，这是结构修复中最具挑战性的环节之一。 局部腐蚀修复流程（Patch Repair）： 详细说明凿除受损混凝土的深度与范围、钢筋除锈（机械除锈、喷砂除锈）的标准、钢筋涂层处理（环氧涂层或新型阻锈涂层）以及新旧混凝土界面的粘结处理。 电化学修复技术： 深入探讨“阴极保护”（CCPs）和“表面屏障技术”（SBTs）的现场实施方案。解释如何精确安装参比电极、阳极系统以及电解质层，以长期有效地抑制腐蚀的发生。 第九章：结构承载力恢复与加固技术 当结构承载力不足或损伤严重需要提升结构性能时，需采用专门的加固技术。 外包钢筋/混凝土加固法： 介绍增加构件截面面积以提高抗弯和抗剪能力的设计原理，重点讨论原有构件表面处理、钢筋绑扎、模板支设和高强度混凝土浇筑的质量控制要点。 外贴纤维增强聚合物（FRP）加固： 详细介绍碳纤维（CFRP）、玻璃纤维（GFRP）的应用。包括粘结剂的选择、布材的铺设方向与层数确定、表面预处理，以及其在提高梁、柱抗剪、抗弯和抗震性能中的作用。特别关注FRP的防火、抗剪加固细节。 体外预应力系统： 探讨在不大幅增加构件自重的前提下，通过外部钢绞线或碳纤维束施加预应力来恢复结构刚度和提高承载力的技术。 第五部分：质量控制、耐久性提升与案例研究 第十章：修复工程的质量保证与控制 本章强调从材料进场到最终验收的全面质量管理体系。内容涵盖： 施工前准备： 确保环境条件满足材料要求，模板体系的稳定性和防水性。 施工过程控制： 监测关键参数，如环境温度、材料混合均匀性、灌浆压力曲线、混凝土养护条件等。 验收标准： 结合无损检测结果，确定修复区域的强度、密实度、粘结强度是否达到设计要求。 第十一章：长期维护策略与预防性措施 修复的目的是延长结构的使用寿命。本章提供结构长期维护的策略： 定期检查与监测： 建立基于风险的检查周期，重点关注修复接缝、防水层和暴露在严苛环境下的区域。 表面防护与密封： 介绍渗透型憎水剂（Silanes/Siloxanes）的应用，用于降低吸水率，从而延缓氯离子侵蚀和冻融破坏。 结构健康监测（SHM）系统： 简要介绍基于光纤光栅（FBG）或应变计的实时监测技术，用于早期发现潜在的二次损伤。 第十二章：经典结构修复案例分析 通过对数个具有代表性的国内外工程案例的深入剖析，展示理论知识在复杂现实环境中的转化过程。案例将覆盖不同类型的结构（桥梁、高层建筑、水工结构）和不同的劣化类型，详细说明诊断过程、修复方案的选择、施工过程中的技术难点克服以及最终的长期性能表现。 附录：常用计算公式与规范速查表 提供结构加固设计中常用的应力/应变计算公式、材料性能对照表以及关键施工容许偏差值，便于现场快速查阅和核算。
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