混凝土工程應(yīng)用新技術(shù)叢書(shū)混凝土礦物摻合料內(nèi)容簡(jiǎn)介

《混凝土工程應(yīng)用新技術(shù)叢書(shū) 混凝土礦物摻合料》本書(shū)在總結(jié)大量國(guó)內(nèi)外科研成果、生產(chǎn)與工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，全面、系統(tǒng)地論述粉煤灰、磨細(xì)礦渣粉、硅灰、天然沸石粉、偏高嶺土、石粉及其他品種礦物摻合料的來(lái)源、制備、組成（化學(xué)組成、礦物組成、顆粒組成）、性能特點(diǎn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、在混凝土中的作用功效和作用機(jī)理、在不同類型混凝土中的應(yīng)用技術(shù)及工程應(yīng)用實(shí)例等；深入分析它們?cè)诨炷翍?yīng)用中存在的突出問(wèn)題及其原因，從制備到應(yīng)用提出相應(yīng)的預(yù)防措施。最后，從組成、結(jié)構(gòu)、作用功效、性能指標(biāo)、應(yīng)用范圍等多個(gè)層面比較各種礦物摻合料的差異，為合理選用礦物摻合料提供理論依據(jù)。

本書(shū)可供混凝土設(shè)計(jì)單位、混凝土原材料供應(yīng)企業(yè)、混凝土攪拌站、施工單位、監(jiān)理單位、檢測(cè)與建筑質(zhì)量管理機(jī)構(gòu)、政府建設(shè)管理部門(mén)的科研、技術(shù)與管理人員，以及高等院校的教師、本科生、研究生參考，也可作為高等院校研究生、本科生課程教材使用。

前言

第1章　概論 1

1.1　混凝土礦物摻合料的定義及分類 2

1.1.1　定義 2

1.1.2　分類 2

1.2　礦物摻合料在混凝土中的作用機(jī)理與功效 3

1.2.1　礦物摻合料在混凝土中的作用機(jī)理 3

1.2.2　礦物摻合料在混凝土中的功效 5

1.3　礦物摻合料在混凝土中的應(yīng)用歷史 6

1.4　礦物摻合料在混凝土中的應(yīng)用現(xiàn)狀 8

1.5　混凝土礦物摻合料應(yīng)用技術(shù)存在的問(wèn)題與發(fā)展趨勢(shì) 8

1.5.1　存在的問(wèn)題 8

1.5.2　發(fā)展趨勢(shì) 11

1.6　混凝土礦物摻合料的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程 13

參考文獻(xiàn) 14

第2章　粉煤灰 15

2.1　概述 15

2.2　粉煤灰的形成與分類 16

2.2.1　粉煤灰的形成 16

2.2.2　粉煤灰的分類 16

2.3　粉煤灰的組成及其對(duì)性質(zhì)的影響 18

2.3.1　粉煤灰的化學(xué)組成及其對(duì)性質(zhì)的影響 18

2.3.2　粉煤灰的礦物組成及其對(duì)性質(zhì)的影響 21

2.3.3　粉煤灰的顆粒組成與顆粒形貌及其對(duì)性質(zhì)的影響 24

2.4　粉煤灰的理化性質(zhì) 28

2.4.1　外觀和顏色 28

2.4.2　近似密度與堆積密度 28

2.4.3　細(xì)度 28

2.4.4　需水量比 30

2.4.5　燒失量 31

2.4.6　活性指數(shù) 32

2.4.7　體積安定性 33

2.4.8　干縮變形 33

2.4.9　含水率 34

2.4.10　均勻性 34

2.4.11　其他性質(zhì) 34

2.5　用于混凝土的粉煤灰有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 35

2.6　粉煤灰對(duì)混凝土性能的影響 36

2.6.1　顯著改善新拌混凝土的工作性能 36

2.6.2　延緩混凝土的凝結(jié)時(shí)間 37

2.6.3　顯著降低混凝土的水化熱 37

2.6.4　有利于后期強(qiáng)度增長(zhǎng) 38

2.6.5　對(duì)混凝土體積穩(wěn)定性有較好的益化作用 38

2.6.6　對(duì)混凝土的耐久性多有正面影響 38

2.7　粉煤灰在混凝土中的作用機(jī)理 42

2.7.1　形態(tài)效應(yīng) 42

2.7.2　活性效應(yīng) 42

2.7.3　微集料效應(yīng) 43

2.8　提高粉煤灰品質(zhì)的技術(shù)途徑 43

2.9　粉煤灰在混凝土中的應(yīng)用技術(shù) 44

2.9.1　不同等級(jí)粉煤灰在混凝土中的應(yīng)用范圍 44

2.9.2　粉煤灰在混凝土中的摻用方法與摻量 44

2.9.3　粉煤灰混凝土工程應(yīng)用實(shí)例 46

2.9.4　常見(jiàn)問(wèn)題解析 50

參考文獻(xiàn) 52

第3章　磨細(xì)礦渣粉 54

3.1　磨細(xì)礦渣粉的來(lái)源與加工制備 54

3.1.1　磨細(xì)礦渣粉的來(lái)源 54

3.1.2　磨細(xì)礦渣粉的制備工藝 55

3.1.3　磨細(xì)礦渣粉的儲(chǔ)存、包裝和運(yùn)輸 55

3.2　磨細(xì)礦渣粉的組成及其對(duì)性質(zhì)的影響 55

3.2.1　磨細(xì)礦渣粉的化學(xué)組成及其對(duì)性質(zhì)的影響 55

3.2.2　磨細(xì)礦渣粉的礦物組成及其對(duì)性質(zhì)的影響 57

3.2.3　磨細(xì)礦渣粉的顆粒組成與顆粒形貌 59

3.3　磨細(xì)礦渣粉的理化特性 60

3.3.1　外觀與顏色 60

3.3.2　密度 60

3.3.3　比表面積 60

3.3.4　需水量 61

3.3.5　活性指數(shù) 62

3.3.6　含水量 62

3.3.7　燒失量 62

3.3.8　放射性 62

3.4　磨細(xì)礦渣粉在混凝土中的作用機(jī)理及其對(duì)混凝土性能的影響 63

3.4.1　磨細(xì)礦渣粉在混凝土中的作用機(jī)理 63

3.4.2　磨細(xì)礦渣粉對(duì)混凝土性能的影響 64

3.5　混凝土用磨細(xì)礦渣粉的質(zhì)量等級(jí)與技術(shù)要求 68

3.5.1　混凝土用磨細(xì)礦渣粉的質(zhì)量等級(jí)和有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 68

3.5.2　提高磨細(xì)礦渣粉品質(zhì)的技術(shù)途徑 69

3.6　磨細(xì)礦渣粉在混凝土中的應(yīng)用與常見(jiàn)問(wèn)題解析 72

3.6.1　磨細(xì)礦渣粉在混凝土中的應(yīng)用 72

3.6.2　常見(jiàn)問(wèn)題解析 72

3.6.3　磨細(xì)礦渣粉混凝土的工程應(yīng)用實(shí)例 73

參考文獻(xiàn) 78

第4章　硅灰 80

4.1　硅灰的生成與加工制備 81

4.1.1　硅灰的生成 81

4.1.2　硅灰的加工、儲(chǔ)存與運(yùn)輸 82

4.2　硅灰的組成及其對(duì)性質(zhì)的影響 83

4.2.1　硅灰的化學(xué)組成 83

4.2.2　硅灰的礦物組成 84

4.2.3　硅灰的顆粒組成與顆粒形貌 84

4.3　硅灰的理化特性 85

4.4　硅灰在混凝土中的作用機(jī)理及其對(duì)混凝土性能的影響 89

4.4.1　硅灰在混凝土中的作用機(jī)理 89

4.4.2　硅灰對(duì)混凝土性能的影響 90

4.5　混凝土用硅灰的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 95

4.6　硅灰在混凝土中的應(yīng)用與常見(jiàn)問(wèn)題解析 96

4.6.1　硅灰在混凝土中的應(yīng)用范圍 96

4.6.2　硅灰在混凝土中的適宜摻量與摻加方法 96

4.6.3　硅灰在混凝土中應(yīng)用時(shí)常見(jiàn)問(wèn)題解析 97

4.6.4　硅灰混凝土工程應(yīng)用實(shí)例 98

參考文獻(xiàn) 101

第5章　天然沸石粉 103

5.1　天然沸石粉的來(lái)源與加工制備 103

5.1.1　天然沸石粉的來(lái)源 103

5.1.2　天然沸石粉的加工制備 104

5.1.3　混凝土用天然沸石粉的質(zhì)量等級(jí)及其技術(shù)要求 104

5.1.4　天然沸石粉的儲(chǔ)存、包裝和運(yùn)輸 105

5.2　天然沸石粉的組成及其對(duì)性質(zhì)的影響 105

5.2.1　天然沸石粉的化學(xué)組成及其對(duì)性質(zhì)的影響 105

5.2.2　天然沸石粉的礦物組成及其對(duì)性質(zhì)的影響 106

5.2.3　天然沸石粉的顆粒組成與顆粒形貌及其對(duì)性質(zhì)的影響 107

5.3　天然沸石粉的理化特性 108

5.3.1　外觀與顏色 108

5.3.2　密度和堆積密度 108

5.3.3　細(xì)度 109

5.3.4　需水量比 109

5.3.5　活性指數(shù) 109

5.3.6　吸銨值 110

5.4　天然沸石粉在混凝土中的作用機(jī)理 110

5.5　天然沸石粉對(duì)混凝土性能的影響 111

5.6　天然沸石粉在混凝土中的應(yīng)用與常見(jiàn)問(wèn)題解析 115

5.6.1　天然沸石粉在混凝土中的應(yīng)用范圍與摻量 115

5.6.2　天然沸石粉在混凝土中的摻用方法以及施工技術(shù) 116

5.6.3　天然沸石粉的經(jīng)濟(jì)效益 117

5.6.4　天然沸石粉混凝土的工程應(yīng)用實(shí)例 117

5.6.5　天然沸石粉應(yīng)用時(shí)常見(jiàn)問(wèn)題解析 118

參考文獻(xiàn) 119

第6章　偏高嶺土 121

6.1　概述 121

6.2　偏高嶺土的來(lái)源與加工制備 122

6.2.1　偏高嶺土的來(lái)源 122

6.2.2　偏高嶺土的加工制備 123

6.2.3　偏高嶺土粉的儲(chǔ)存、包裝和運(yùn)輸 125

6.3　偏高嶺土的組成及其結(jié)構(gòu)特征 125

6.4　偏高嶺土的理化特性 127

6.5　偏高嶺土在混凝土中的作用機(jī)理 129

6.6　偏高嶺土對(duì)混凝土性能的影響 130

6.7　偏高嶺土在混凝土中的應(yīng)用與常見(jiàn)問(wèn)題解析 136

6.7.1　偏高嶺土相較于其他火山灰材料所具備的優(yōu)點(diǎn) 136

6.7.2　偏高嶺土在混凝土中的應(yīng)用范圍與摻量 136

6.7.3　偏高嶺土粉在混凝土中的摻用方法和施工技術(shù) 138

6.7.4　偏高嶺土混凝土的工程應(yīng)用實(shí)例與常見(jiàn)問(wèn)題解析 138

參考文獻(xiàn) 141

第7章　石粉 143

7.1　石灰石粉 144

7.1.1　石灰石粉的組成及其對(duì)性質(zhì)的影響 145

7.1.2　石灰石粉的理化特性 146

7.1.3　石灰石粉在混凝土中的作用機(jī)理以及對(duì)混凝土性能的影響 147

7.1.4　石灰石粉在混凝土中的應(yīng)用與常見(jiàn)問(wèn)題解析 152

7.2　其他石粉 154

7.2.1　大理石粉、花崗石粉的化學(xué)組成 155

7.2.2　大理石粉、花崗石粉的礦物組成 155

7.2.3　大理石粉、花崗石粉的物理性質(zhì) 155

7.2.4　大理石粉、花崗石粉對(duì)混凝土性能的影響 156

7.2.5　大理石粉、花崗石粉在混凝土中的應(yīng)用與常見(jiàn)問(wèn)題解析 160

參考文獻(xiàn) 160

第8章　其他品種礦物摻合料 163

8.1　鋼渣粉 163

8.1.1　鋼渣的來(lái)源、類型與加工制備 164

8.1.2　鋼渣粉的組成及其對(duì)性質(zhì)的影響 166

8.1.3　鋼渣粉的理化特性 169

8.1.4　鋼渣粉在混凝土中的作用機(jī)理以及對(duì)混凝土性能的影響 171

8.1.5　鋼渣粉在混凝土中的應(yīng)用與常見(jiàn)問(wèn)題解析 174

8.2　磷渣粉 178

8.2.1　磷渣粉的來(lái)源與加工制備 180

8.2.2　磷渣粉的組成及其對(duì)性質(zhì)的影響 180

8.2.3　磷渣粉的理化特性 182

8.2.4　用于混凝土的磷渣粉的品質(zhì)要求與質(zhì)量等級(jí) 183

8.2.5　磷渣粉在混凝土中的作用機(jī)理 184

8.2.6　磷渣粉對(duì)混凝土性能的影響 185

8.2.7　磷渣粉在混凝土中的應(yīng)用與常見(jiàn)問(wèn)題解析 188

參考文獻(xiàn) 189

第9章　不同礦物摻合料的特性與差異 192

9.1　不同礦物摻合料的化學(xué)組成比較 192

9.1.1　化學(xué)成分對(duì)礦物摻合料活性的影響 193

9.1.2　礦物摻合料的來(lái)源對(duì)其活性的影響 195

9.2　不同礦物摻合料的礦物組成及其結(jié)構(gòu)特征比較 195

9.3　不同礦物摻合料的顆粒組成與顆粒形貌比較 196

9.4　不同礦物摻合料在混凝土中的作用功效比較 198

9.5　不同礦物摻合料在混凝土中的作用機(jī)理比較 199

9.6　不同礦物摻合料的性能指標(biāo)比較 199

9.7　不同礦物摻合料的應(yīng)用范圍比較 201

參考文獻(xiàn) 2022100433B

本書(shū)總結(jié)了作者近年來(lái)對(duì)混凝土基體開(kāi)裂與滲透、鋼筋銹蝕、混凝土防護(hù)與修補(bǔ)及高性能混凝土工程實(shí)踐等方面的研 究?jī)?nèi)容，共包括三篇：篇介紹了混凝土開(kāi)裂原理及改善方法；第二篇介紹了混凝土滲透原理及改善方法；第三篇介紹 了混凝土防護(hù)修補(bǔ)材料與高性能混凝土工程實(shí)踐。

本書(shū)可供混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位、混凝土施工單位、混凝土原材料供應(yīng)企業(yè)、混凝土攪拌站、監(jiān)理單位、政府建設(shè)管理 部門(mén)的科研、技術(shù)與管理人員，以及高等院校的師生參考使用。

目 錄

序

前言

第一篇 混凝土開(kāi)裂原理及改善方法

第 1 章 混凝土開(kāi)裂原理及改善方法概述 3

1.1 研究意義 3

1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 4

第 2 章 水泥基材料水化硬化過(guò)程及微觀結(jié)構(gòu)研究 17

2.1 水泥漿體水化硬化過(guò)程的交流阻抗研究 18

2.2 水泥漿體微觀孔結(jié)構(gòu)的研究 21

2.3 X 射線衍射定量物相分析研究 27

第 3 章 水泥基材料抗裂性能研究 28

3.1 試驗(yàn)材料 28

3.2 水泥砂漿物理力學(xué)性能研究 28

3.3 水泥基材料受限漿體開(kāi)裂敏感性研究 31

3.4 水泥基材料軸向拉伸性能研究 34

3.5 水泥基材料抗拉強(qiáng)度和斷裂面三維總面積關(guān)系 38

第 4 章 材料組成對(duì)水泥混凝土開(kāi)裂的影響 44

4.1 材料組成對(duì)水泥凈漿受限收縮開(kāi)裂的影響 44

4.2 材料組成因素對(duì)混凝土抗裂性能的影響 52

4.3 常用外加劑對(duì)混凝土抗裂性能影響的試驗(yàn)研究 59

第 5 章 溫度變化導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂的溫度應(yīng)力理論模擬研究 70

5.1 理論依據(jù) 70

5.2 不同因素對(duì)混凝土溫度效應(yīng)影響的數(shù)值算例 73

5.3 結(jié)果分析 75

第 6 章 濕度變化導(dǎo)致的水泥基材料收縮開(kāi)裂研究 81

6.1 不同養(yǎng)護(hù)條件下水泥基材料收縮性能的試驗(yàn)研究 81

6.2 不同養(yǎng)護(hù)條件下水泥基材料內(nèi)部相對(duì)濕度的研究 84

6.3 內(nèi)部環(huán)境濕度變化對(duì)水泥基材料微觀收縮及開(kāi)裂的影響 89

第 7 章 荷載作用下水泥基材料開(kāi)裂過(guò)程的新型檢測(cè)方法 95

7.1 水泥基材料的開(kāi)裂過(guò)程的交流阻抗研究 95

7.2 水泥基材料開(kāi)裂過(guò)程的超聲波脈沖法研究 98

第 8 章 荷載作用下二次襯砌混凝土結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂研究 101

8.1 二次襯砌模型的制作 101

8.2 二次襯砌結(jié)構(gòu)模型的有限元分析 115

參考文獻(xiàn) 123

第二篇 混凝土滲透原理及改善方法

第 9 章 混凝土滲透原理及改善方法概述 131

9.1 硫酸鹽作用下混凝土的滲透性研究現(xiàn)狀 132

9.2 混凝土中氯離子的傳輸與破壞 134

9.3 氯鹽環(huán)境下混凝土中鋼筋銹蝕原理、檢測(cè)方法與研究現(xiàn)狀 139

9.4 現(xiàn)狀與不足 146

第 10 章 氯離子在混凝土中的滲透性研究 147

10.1 氯離子滲透性試驗(yàn) 147

10.2 混凝土滲透性與孔結(jié)構(gòu)關(guān)系的研究 152

第 11 章 硫酸鹽在混凝土中的滲透性研究 157

11.1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì) 157

11.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析 159

第 12 章 多因素耦合作用下混凝土中鋼筋銹蝕的試驗(yàn)研究 164

12.1 試驗(yàn)材料及試驗(yàn)配合比 164

12.2 試驗(yàn)方案 165

12.3 氯鹽和荷載耦合作用下混凝土中鋼筋銹蝕研究 168

12.4 硫酸鹽和荷載耦合作用下混凝土中鋼筋銹蝕研究 174

12.5 不同浸泡狀態(tài)下混凝土中鋼筋銹蝕的研究 184

12.6 疲勞荷載作用下混凝土中鋼筋銹蝕的研究 187

12.7 鋼筋銹蝕膨脹時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變 191

第 13 章 銹蝕鋼筋混凝土構(gòu)件承載力評(píng)估 199

13.1 銹蝕鋼筋混凝土構(gòu)件的破壞模式 199

13.2 銹蝕開(kāi)裂前鋼筋混凝土構(gòu)件承載力評(píng)估 200

13.3 銹蝕開(kāi)裂后鋼筋混凝土構(gòu)件承載力評(píng)估 202

第 14 章 地下工程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)壽命預(yù)測(cè)模型 208

14.1 多因素作用下鋼筋混凝土中氯離子擴(kuò)散模型的建立 208

14.2 不同裂縫控制等級(jí)時(shí)構(gòu)件的壽命預(yù)測(cè) 217

參考文獻(xiàn) 226

第三篇 混凝土防護(hù)修補(bǔ)材料與高性能混凝土工程實(shí)踐

第 15 章 修補(bǔ)防護(hù)材料與方法簡(jiǎn)介 231

15.1 混凝土裂縫修補(bǔ)技術(shù) 231

15.2 混凝土裂縫修補(bǔ)材料 233

15.3 環(huán)氧樹(shù)脂灌漿材料 234

15.4 聚合物改性水泥砂漿 235

第 16 章 環(huán)氧灌漿材料的制備與性能研究 240

16.1 試驗(yàn)原材料 240

16.2 環(huán)氧灌漿材料的制備 241

16.3 環(huán)氧樹(shù)脂灌漿材料性能測(cè)試方法 241

16.4 裂縫修補(bǔ)灌漿材料的性能研究 242

第 17 章 裂縫修補(bǔ)材料灌注帶縫混凝土的強(qiáng)度試驗(yàn)研究 248

17.1 帶縫混凝土試件制備 248

17.2 模擬灌漿 248

17.3 試驗(yàn)測(cè)試方法 250

17.4 結(jié)果分析 250

第 18 章 裂縫修補(bǔ)材料灌注帶縫混凝土的灌注飽和度檢測(cè) 254

18.1 灌漿修補(bǔ)效果的滲水試驗(yàn)檢測(cè) 254

18.2 灌漿修補(bǔ)效果的超聲波檢測(cè) 255

18.3 滲水試驗(yàn)結(jié)果及分析 258

第 19 章 聚合物修補(bǔ)砂漿的制備與性能研究 261

19.1 修補(bǔ)砂漿制備 261

19.2 修補(bǔ)砂漿的工作性 267

19.3 修補(bǔ)砂漿的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度 268

19.4 修補(bǔ)砂漿的劈裂抗拉強(qiáng)度 269

19.5 修補(bǔ)砂漿的軸向拉伸性能 270

19.6 修補(bǔ)砂漿的黏結(jié)性能 271

19.7 修補(bǔ)砂漿的收縮性能 272

第 20 章 修補(bǔ)砂漿在混凝土構(gòu)件中的應(yīng)用研究 274

20.1 試驗(yàn)原材料及配比 274

20.2 修補(bǔ)厚度對(duì)修補(bǔ)效果的影響 274

20.3 修補(bǔ)界面方位對(duì)黏結(jié)強(qiáng)度的影響 280

20.4 錯(cuò)臺(tái)結(jié)構(gòu)修補(bǔ)試驗(yàn) 282

第 21 章 水泥基滲透結(jié)晶材料的研制 285

21.1 CCCW 防水機(jī)理簡(jiǎn)介 285

21.2 試驗(yàn)方法 286

21.3 活性物質(zhì)的優(yōu)化試驗(yàn)研究 287

21.4 CCCW 配方優(yōu)化試驗(yàn) 290

21.5 CCCW 性能測(cè)試 294

21.6 自修復(fù)性能試驗(yàn) 298

第 22 章 受損鋼筋混凝土的修補(bǔ)及其耐久性 299

22.1 試驗(yàn)過(guò)程 299

22.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析 302

22.3 修補(bǔ)方法的改進(jìn)建議 306

第 23 章 抗?jié)B裂高性能混凝土工程實(shí)踐 307

23.1 混凝土關(guān)鍵性能對(duì)材料組成的要求 307

23.2 低溫升抗裂大體積混凝土 309

23.3 外包鋼管的 C30 抗裂混凝土 316

23.4 C80 高拋?zhàn)悦軐?shí)微膨脹鋼管混凝土 320

參考文獻(xiàn) 325

李悅，北京工業(yè)大學(xué)，教授，1999年博士畢業(yè)于武漢理工大學(xué)材料學(xué)院2001年博士后畢業(yè)于同濟(jì)大學(xué)材料學(xué)院2001年至今北京工業(yè)大學(xué)建工學(xué)院工作