海洋工程材料丛书--海洋工程水泥与混凝土材料 epub pdf mobi txt 电子书 下载 2024

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编辑推荐

适读人群 ：本书可作为从事海洋工程用水泥与混凝土材料制造、设计、施工与维护的相关技术人员用参考书，也可作为高等院校相关专业本科生和研究生课程用参考书。
《海洋工程材料丛书》是我国近30位院士，百余位海洋工程及材料领域的技术专家、学者共同完成的大型出版工程项目,共10卷。 是国家 出版基金项目。
本书是其中的一个分册，较为全面地反映了国内外海洋工程用水泥与混凝土材料的现状及发展趋势，并就我国海洋工程用水泥与混凝土材料研究及产业存在的问题，围绕我国海洋经济建设的重大需求及缩小与国外先进国家的差距提出了思考和建议，具有较强的前瞻性、实用性。全书共分为十章，涵盖了海洋工程用水泥与混凝土材料的应用现状、制造、材料性质、腐蚀与防护、耐久性设计与监测等方面。反映了我国在该领域研究及应用的全貌。
本书作者阵容强大，来自我国从事水泥和混凝土研究的南京工业大学、香港科技大学、同济大学、东南大学、中国建筑材料研究总院等单位的专家组成编写团队，由“973"项目首席专家沈晓冬教授担任主编。

内容简介

《海洋工程水泥与混凝土材料》是国家出版基金项目“海洋工程材料丛书”的分册之一。
本书全面地介绍了国内外海洋工程用水泥与混凝土材料的现状及发展趋势，并就我国海洋工程用水泥与混凝土材料研究及产业存在的问题，围绕我国海洋经济建设的重大需求及缩小与国外先进国家的差距提出了思考和建议，涵盖了海洋工程用水泥与混凝土材料的应用现状、制造、材料性质、腐蚀与防护、耐久性设计与监测等方面，具有较强的前瞻性、实用性。
本书可作为从事海洋工程用水泥与混凝土材料制造、设计、施工与维护的相关技术人员用参考书，也可作为高等院校相关专业本科生和研究生课程用参考书。

作者简介

沈晓冬，南京工业大学，材料学院院长 教授 博导，国家“973”项目首席科学家，南京工业大学材料科学与工程学院院长。1994年毕业于南京化工学院材料科学学院，获博士学位。兼任南京硅酸盐学会理事长、中国建筑材料科学研究总院兼职教授、济南大学客座教授、中国资源综合利用协会粉煤灰专业委员会副主任委员、江苏省非金属基功能复合材料工程研究中心副主任等职。主要研究方向：水泥混凝土材料和纳米复合材料等。
近年来作为首席科学家承担了国家“973”项目“水泥低能耗制备与高效应用的基础研究”等国家、省部级项目10余项。2012年获国家科技进步奖二等奖1项和中国资源综合利用协会科学技术奖二等奖1项；2006年和2007年分获江苏省科技进步二等奖和一等奖1项；2005年和2006年分获中国石油和化学工业协会科技进步二等奖和技术发明奖二等奖各1项。获PCT国际授权发明专利2项（美国授权），在欧洲和日本公开2项，国家授权发明专利8项、公开8项，获教育部“长江学者和创新团队发展计划”创新团队带头人，江苏省第二届十大杰出专利发明人称号。

目录

第1章概论
1.1海洋工程混凝土1
1.1.1定义及基本要求1
1.1.2混凝土在海洋工程领域的应用前景及优势1
1.1.3我国海洋环境的特点和对海工混凝土性能的影响2
1.2水泥与混凝土材料在海工领域的应用现状7
1.2.1海岸混凝土工程应用现状7
1.2.2离岸混凝土工程应用现状9
1.3相关标准技术规范及认证机构20
1.4存在的主要问题与研究方向21
1.4.1水泥与混凝土材料在海洋工程领域应用中存在的主要问题21
1.4.2重点发展方向与展望23
参考文献24
第2章海工混凝土用水泥
2.1海工混凝土对水泥材料的基本要求27
2.2硅酸盐类水泥27
2.2.1通用硅酸盐水泥27
2.2.2海洋工程专用硅酸盐水泥32
2.2.3抗硫酸盐硅酸盐水泥36
2.2.4中低热硅酸盐水泥38
2.3非硅酸盐类水泥38
2.3.1硫铝酸盐水泥38
2.3.2铁铝酸盐水泥39
2.3.3硫铝酸盐水泥和铁铝酸盐水泥在工程中的应用39
2.4其他类别的胶凝性材料40
2.4.1碱激发胶凝材料40
2.4.2磷酸镁水泥44
2.5辅助性胶凝材料——掺合料44
2.5.1常用掺合料45
2.5.2常用掺合料的性能特点48
2.5.3复合掺合料的叠加效应49
2.5.4掺合料在海工混凝土中的应用50
参考文献52
第3章海工混凝土用集料和拌合水
3.1海工混凝土用集料57
3.1.1集料分类57
3.1.2集料的主要性能指标58
3.1.3集料对混凝土性能的影响60
3.1.4集料对混凝土耐久性的影响62
3.1.5海工混凝土集料的选择67
3.1.6机制砂67
3.1.7海砂72
3.1.8轻集料73
3.1.9珊瑚礁77
3.2海工混凝土拌合水79
3.2.1拌合水的类型79
3.2.2拌合水水质要求79
3.2.3海水拌合应用80
参考文献81
第4章海工混凝土外加剂
4.1外加剂84
4.1.1减水剂84
4.1.2钢筋混凝土阻锈剂93
4.1.3混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂96
4.1.4引气剂100
4.1.5其他外加剂107
4.2外加剂与胶凝材料的相容性112
4.2.1相容性的研究现状112
4.2.2相容性机理分析113
4.2.3水泥相容性对混凝土性能的影响114
4.2.4矿物掺合料相容性对混凝土性能的影响116
参考文献119
第5章海工混凝土的种类、基本性能与微观结构
5.1海工混凝土的种类121
5.1.1概述121
5.1.2水下浇筑混凝土122
5.1.3抗海水混凝土124
5.1.4大体积混凝土125
5.1.5聚合物混凝土复合材料128
5.1.6纤维混凝土129
5.1.7轻质混凝土130
5.1.8活性粉末混凝土134
5.1.9其他混凝土135
5.2海工混凝土的基本性能142
5.2.1工作性能142
5.2.2强度143
5.2.3体积稳定性147
5.2.4渗透性148
5.2.5抗冻性148
5.3海工混凝土的微观结构149
5.3.1硬化混凝土中水泥浆体的固体物相及其形状149
5.3.2硬化混凝土的界面结构150
5.3.3硬化混凝土的孔结构150
5.4海工混凝土的性质与微观结构的关系举例153
5.4.1混凝土的微观结构对渗透性的影响153
5.4.2外界介质渗透后混凝土的微观结构演变对耐久性的影响154
5.4.3辅助胶凝材料改善混凝土微观结构和降低渗透的作用157
参考文献159
第6章海工混凝土耐久性
6.1护筋性162
6.1.1分类163
6.1.2破坏特征166
6.1.3锈蚀机理170
6.1.4预防措施180
6.2抗硫酸盐侵蚀性186
6.2.1分类186
6.2.2破坏特征187
6.2.3侵蚀机理189
6.2.4预防措施194
6.3抗冻性198
6.3.1概述198
6.3.2破坏特征198
6.3.3破坏机理199
6.3.4预防措施201
6.4碱集料反应202
6.4.1概述202
6.4.2破坏特征203
6.4.3反应机理204
6.4.4预防措施207
6.5其他侵蚀209
6.5.1波浪力作用210
6.5.2微生物腐蚀212
6.5.3镁盐腐蚀213
6.5.4盐结晶215
6.5.5溶蚀216
6.5.6弱酸腐蚀218
参考文献220
第7章海工混凝土耐久性设计
7.1耐久性设计方法概述227
7.1.1混凝土耐久性设计国内外研究总体概况227
7.1.2海工混凝土耐久性设计方法229
7.2国内相关规范的耐久性设计方法230
7.2.1《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T 50476—2008）的有关规定230
7.2.2《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTG/T B07��01—2006）的有关规定235
7.2.3《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》铁建设［2005］157号的有关规定239
7.2.4《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTJ 275—2000）的有关规定242
7.3国外相关指南、规范的耐久性设计方法244
7.3.1日本JSCE方法245
7.3.2DuraCrete耐久性设计指南245
7.3.3美国Life��365混凝土耐久性计算程序耐久性设计方法249
7.3.4Fib 2006和Fib 2010耐久性设计方法251
7.4港珠澳大桥混凝土结构耐久性设计252
7.4.1腐蚀环境类别与环境作用分析253
7.4.2基于可靠度的港珠澳大桥耐久性设计255
参考文献265
第8章海工混凝土结构检测与监测技术
8.1海工混凝土结构检测与监测简介268
8.1.1海工混凝土结构检测与监测目的与范围268
8.1.2海工混凝土结构检测与监测技术原理及分类269
8.1.3海工混凝土结构监测技术发展历程及趋势270
8.2海工混凝土结构超声检测技术271
8.2.1超声波技术271
8.2.2超声波技术的应用272
8.3海工混凝土结构冲击回波检测技术274
8.3.1冲击回波技术原理274
8.3.2冲击回波法测混凝土动弹模274
8.3.3冲击回波法测试表面裂缝276
8.4海工混凝土结构透视雷达检测技术277
8.4.1透视雷达检测的发展与应用现状277
8.4.2透视雷达检测方法原理277
8.4.3透视雷达法探测结构物钢筋状况278
8.5海工混凝土结构红外热成像检测技术279
8.5.1红外热成像技术原理279
8.5.2红外热成像技术工程应用281
8.6海工混凝土结构电学监测技术283
8.6.1电学监测技术原理283
8.6.2半电池法监测钢筋锈蚀283
8.6.3阳极梯系统监测技术284
8.6.4ECI系统监测技术287
8.6.5压电薄膜传感器监测裂纹288
8.6.6环形电极监测技术288
8.6.7传感器监测系统的工程应用289
8.7海工混凝土结构光纤监测技术289
8.7.1光纤监测技术的发展与应用现状290
8.7.2光纤监测技术工作原理290
8.7.3光纤传感器的应用291
8.8海工智能混凝土结构监测技术292
8.8.1碳纤维智能混凝土292
8.8.2光纤传感智能混凝土293
8.8.3形状记忆合金机敏混凝土293
8.8.4纳米混凝土294
8.9海工混凝土结构监测实例294
8.9.1青岛胶州湾海底隧道耐久性监测方案294
8.9.2埃及塞得东港集装箱码头耐久性监测工程295
8.9.3港珠澳大桥主体混凝土结构耐久性专项监测工程303
参考文献308
第9章海工钢筋混凝土腐蚀防护
9.1钢筋防腐蚀313
9.1.1钢筋防腐蚀的主要措施313
9.1.2特种钢筋防腐蚀研究315
9.1.3钢筋涂层防腐蚀的分类及其作用机理322
9.1.4钢筋阻锈剂328
9.2混凝土表面防护涂层336
9.2.1无机防护涂层337
9.2.2有机防护涂层338
9.2.3混合类涂层340
9.2.4新型混凝土防护涂层340
9.3电化学防护341
9.3.1混凝土结构的电化学腐蚀过程342
9.3.2阴极保护342
9.3.3电化学脱盐346
9.3.4再碱化处理350
参考文献354
第10章海工混凝土应用案例
10.1跨海桥梁工程358
10.1.1工程概况358
10.1.2跨海桥梁混凝土原材料359
10.1.3跨海桥梁混凝土配合比设计359
10.1.4跨海桥梁混凝土性能361
10.1.5跨海桥梁混凝土耐久性控制364
10.2海底隧道工程366
10.2.1工程概况367
10.2.2海底隧道衬砌混凝土原材料368
10.2.3海底隧道衬砌混凝土配合比设计369
10.2.4海底隧道衬砌混凝土性能370
10.2.5海底隧道衬砌结构耐久性控制373
10.3海洋钢筋混凝土防腐工程382
10.3.1海港泊位高桩码头防腐工程382
10.3.2跨海桥梁防腐工程388
参考文献393
索引395

前言/序言

“十二五”以来，为满足我国经济转型升级的迫切需求，加快海洋资源的开发利用已成为重要的发展战略方向之一。为确切把握我国海洋工程材料的研发现状、关键技术以及今后的发展方向，中国工程院启动了重点咨询项目“中国海洋工程中关键材料发展战略研究”，由周廉院士、薛群基院士和翁宇庆院士任项目总负责人，成立了包括无机材料组在内的十多个专业组。无机材料组由南京工业大学沈晓冬教授和香港科技大学李宗津教授领衔，组织清华大学、同济大学、南京工业大学、东南大学、济南大学、南京水利科学研究院、河海大学等二十多家单位的六十多位专家教授，针对无机材料，主要是水泥混凝土材料在海洋工程领域的应用现状、存在问题等进行了深入调研。
本书是在前期调研工作的基础上，结合多位专家在其学术领域及前期工作的基础上编写而成的。本书较为全面地反映了国内外海洋工程用水泥与混凝土材料的现状及发展趋势，并就我国海洋工程用水泥与混凝土材料研究及产业存在的问题，围绕我国海洋经济建设的重大需求及缩小与国外先进国家的差距提出了思考和建议，具有较强的前瞻性、实用性。全书共分为十章，涵盖了海洋工程用水泥与混凝土材料的应用现状、制造、材料性质、腐蚀与防护、耐久性设计与监测等方面，具体内容安排如下。
第1章由南京工业大学沈晓冬和李伟峰编写，概述了海洋工程用水泥及混凝土材料，以及水泥混凝土材料在海洋工程中的发展、应用现状、所存在的问题和未来的发展趋势。第2章由南京工业大学沈晓冬和潘志华、济南大学芦令、同济大学朱洪波及湖南大学史才军共同编写，详细介绍了海工混凝土用水泥以及目前一些常用于海洋工程的水泥基胶凝材料，如海工专用水泥、硫铝酸盐水泥、碱激发胶凝材料及常用掺合料，并介绍了国内外海工用水泥的技术指标。第3章由南京工业大学许仲梓和卢都友编写，着重介绍了海工混凝土对集料和拌合水的要求，同时对海工混凝土用集料的性能及其对混凝土性能的影响作了详细阐述，并对海工混凝土用拌合水的使用要求进行了探讨。第4章由东南大学刘加平、江苏省建筑科学研究院穆松和石亮、同济大学朱洪波共同编写，该章对不同种类的海工混凝土外加剂进行了详细深入的介绍，如海工专用减水剂、钢筋阻锈剂及引气剂等。第5章由同济大学王培铭和朱洪波编写，着重介绍了不同种类海洋工程用混凝土及其基本性能与微观结构，分析了微观结构对耐久性的重要影响。第6章由南京工业大学邓敏和黄蓓、河海大学蒋林华和徐金霞共同编写，钢筋锈蚀及硫酸盐侵蚀为海工混凝土结构耐久性的重要指标，本章从破坏特征、破坏机理以及预防措施等方面着重介绍了这两种破坏形式，同时对其他破坏形式，如混凝土冻融破坏、碱集料反应、波浪力与海洋生物等对混凝土的影响也做了介绍。第7章由东南大学蒋金洋和王鹏刚编写，主要介绍了国内外耐久性设计的方法及规范，并以港珠澳大桥项目为例着重介绍了混凝土耐久性设计方法。第8章由香港科技大学李宗津、宁波大学贺智敏共同编写，介绍了不同混凝土结构检测与监测技术，如声检测技术、冲击回波检测技术、透视雷达检测技术等，列举了一些混凝土工程结构的监测实例，并着重介绍了港珠澳大桥主体混凝土结构耐久性的专项监测工程。第9章由中科院青岛海洋所李伟华编写，重点介绍了海工钢筋混凝土腐蚀防护。第10章由南京水利科学研究院陆采荣和戈雪良，中交航务工程局有限公司天津港湾工程研究院有限公司马化雄、秦铁男和张文锋，中交第二航务工程局有限公司叶跃平共同编写。本章给出了大量有价值的典型工程案例，对跨海桥梁工程和海底隧道工程的用料、混凝土配合比设计、混凝土性能以及耐久性控制等做了详细阐述，并对海洋钢筋混凝土防腐工程的设计实例及防护措施进行了总结。
本书可作为从事海洋工程用水泥与混凝土材料制造、设计、施工与维护的相关技术人员用参考书，也可作为高等院校相关专业本科生和研究生课程用参考书。本书的完成汇集了课题组集体智慧，化学工业出版社为本书的出版付出了辛勤的劳动。感谢唐明述院士和缪昌文院士对课题调研和书稿编写工作的指导。感谢姚燕教授组织中国建筑材料科学研究总院专家进行审稿并提出许多宝贵意见，感谢审稿专家（按姓名汉语拼音排序）邓敏、方永浩、卢都友、钱春香、王玲、王培铭和阎培渝等的审稿工作。感谢南京工业大学李伟峰和于竹青的统稿工作、博士生张宇的文字编辑工作。感谢马兵博士提供部分工程应用实例与资料。尽管本书编写组投入大量的资源和精力，付出了艰苦的努力，但由于本书涉及内容广泛、编者众多，加之学科发展不断涌现的新成果，书中难免存在不足之处，恳请专家和读者指教。

沈晓冬
2016年1月于南京

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