Stone Decay in the Architectural Environment pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Geological Society of Amer

作者:Turkington, Alice V. (EDT)

出品人:

页数:62

译者:

出版时间:

价格:45

装帧:Pap

isbn号码:9780813723907

丛书系列:

图书标签:

• Stone decay
• Architectural conservation
• Building materials
• Stone weathering
• Environmental factors
• Pollution effects
• Material degradation
• Historic preservation
• Stone pathology
• Conservation science

城市肌理的呼吸与沉思：一部关于现代建筑材料性能与可持续性的综合研究 书籍名称：《现代建筑材料的性能演化与可持续性路径探究》 内容提要： 本书聚焦于二十世纪中叶至今，在快速城市化进程中被广泛采用的现代建筑材料，如高性能混凝土、新型复合材料、以及先进的玻璃幕墙系统。它并非仅仅关注材料的结构强度，而是深入剖析了这些材料在真实、动态的城市环境中所经历的性能衰减机制、长期环境交互作用以及对建筑全生命周期可持续性的深远影响。 本书的核心论点在于，现代建筑的“寿命”和“韧性”不再仅仅取决于最初的设计规范，而越来越依赖于材料与其复杂环境（包括气候变化、空气污染、微生物活动和人为荷载）之间的持续、微妙的化学与物理平衡。 第一部分：现代材料的化学谱系与微观退化 本部分首先对当代建筑学中最常被引用的几类关键材料进行了系统的化学结构梳理。我们摒弃了对传统石材的关注，转而将焦点置于水泥基材料在替代传统黏合剂后的演变。 1.1 高性能混凝土（HPC）的内在缺陷与外在挑战： 我们详细考察了超高强混凝土（UHPC）中高比例掺合料（如硅灰、高炉矿渣和粉煤灰）对孔隙结构的影响。书中通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）分析，揭示了早期水化产物在长期碳化和氯离子侵蚀作用下的微观重构。特别关注了在高湿度、高盐雾环境下，未完全反应的游离钙（Free Lime）如何加速内部微裂纹的扩展，而非仅仅依赖外部环境的侵蚀。 1.2 聚合物基复合材料的紫外线敏感性与热氧化降解： 针对现代建筑立面中广泛使用的玻璃纤维增强塑料（GFRP）和聚四氟乙烯（PTFE）涂层，本书利用加速老化试验数据，构建了预测其色变速率和机械性能下降的动力学模型。研究发现，城市热岛效应导致的夜间高温循环，比单纯的日照强度更能驱动聚合物链的断裂。此外，我们探讨了低挥发性有机化合物（VOC）涂层在酸雨环境下的表面成膜稳定性问题。 1.3 结构金属的疲劳累积与界面连接点的脆弱性： 对于钢结构，本书侧重于焊接点和螺栓连接处的应力集中现象。我们引入了“环境疲劳累积系数”（EFAC）的概念，该系数整合了风致振动、温度梯度变化对材料内部位错运动的影响，阐明了即使在未达到屈服极限的情况下，连接节点的长期稳定性也可能因微观疲劳的积累而下降。 第二部分：城市气候环境的复合侵蚀模型 本章将研究重点从材料的本征特性转移到其所处的动态环境。我们认为，将气候因子（温度、湿度、降水）视为独立变量的传统方法已不足以解释现代材料的实际衰退速度。 2.1 城市空气污染物与水膜的协同腐蚀： 书中详细分析了城市环境中，二氧化硫（$ ext{SO}_2$）、氮氧化物（$ ext{NO}_x$）溶解于建筑表面水膜后形成的低pH值环境，如何与混凝土中的碱性成分进行反应。不同于描述性的描述，我们建立了“酸碱中和反应速率”与“材料孔隙率”之间的非线性关系模型，用于评估材料的抗酸性储备。 2.2 极端天气事件频率增加对建筑外壳的冲击： 鉴于全球气候模式的转变，本书量化了极端降雨（暴雨）和极端风速对建筑表面水动力负荷的增加。我们利用计算流体力学（CFD）模拟了强风携带着工业粉尘撞击幕墙系统时产生的局部磨损效应，特别是对涂层和密封胶的侵蚀深度。 2.3 微生物附着与生物膜的化学作用： 一个常被忽视的因素是生物活性。本书考察了在潮湿、阴影区域，真菌和藻类形成的生物膜如何通过分泌有机酸（如草酸、醋酸）来侵蚀硅酸盐基材料表层，加速了材料的“生物风化”。这部分研究尤其强调了城市垂直绿化设计对建筑外立面化学平衡的潜在影响。 第三部分：面向生命周期的可持续性设计策略 在深入理解材料的退化机制后，本书提出了下一代建筑材料应用与维护的实践框架，旨在延长建筑的使用寿命、减少维护需求，并优化资源利用效率。 3.1 “可逆性设计”与材料的二次生命： 我们探讨了如何通过设计连接节点和装配方法，使高性能材料在建筑退役时能被更经济、更少能量地回收。重点分析了新型干法连接技术（如预应力张拉件）在实现结构组件快速拆解方面的优势，并将其与传统的湿法连接进行全生命周期能源消耗对比。 3.2 基于性能的维护预测与数字化孪生： 本书倡导从“定期维护”转向“状态依赖性维护”。我们介绍了如何利用非侵入式传感器（如光纤传感器和阻抗谱分析仪）实时监测材料的内部状态（如含水率和微裂纹扩展速度），并将这些数据集成到建筑的数字化孪生模型中，从而精准预测材料失效的临界点，指导主动干预。 3.3 替代性胶凝材料的性能验证： 鉴于水泥生产过程中的高碳排放问题，本章对新一代地质聚合物（Geopolymers）和低碳水化体系进行了严谨的长期性能验证。研究不仅关注了它们的早期强度，更着重评估了它们在模拟城市大气环境下的长期耐久性，为实现净零碳建筑提供了材料科学基础。 结论： 《现代建筑材料的性能演化与可持续性路径探究》旨在为结构工程师、材料科学家和城市规划者提供一个跨学科的视角。它强调了理解材料在复杂城市“生态系统”中的行为是实现真正可持续建筑实践的先决条件，引导行业超越对初始强度的盲目追求，转向对长期适应性和环境韧性的深思。本书的分析工具和案例研究，为应对未来气候变化背景下的建筑挑战提供了坚实的理论支撑和可操作的路线图。

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