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讀者對象:本書可供工民建、鐵路、公路、橋梁、水利等土建工程設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)理部門工程技術(shù)人員以及混凝土及相關(guān)專業(yè)科研、教學(xué)人員使用參考。
《現(xiàn)代混凝土早期變形與收縮裂縫控制》針對現(xiàn)代混凝土材料組成和土木工程結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，采用水化-溫度-濕度-約束多場耦合作用的理論模型和分析方法，從混凝土原材料分析、配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)控制，以及施工的環(huán)境、工藝、現(xiàn)場質(zhì)量控制和驗(yàn)收的各個(gè)環(huán)節(jié)，闡釋施工期裂縫產(chǎn)生的機(jī)理和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型，介紹施工期裂縫控制的新材料、新技術(shù)；結(jié)合數(shù)值計(jì)算和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，論述了相關(guān)研究領(lǐng)域的最新進(jìn)展；提出了集材料-設(shè)計(jì)-施工-檢測于一體的現(xiàn)代混凝土結(jié)構(gòu)早期變形與收縮裂縫控制方法，并結(jié)合我國軌道交通、橋梁、水利等重大工程的具體應(yīng)用案例，驗(yàn)證了理論和方法的適用效果。
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目錄 第1章 緒論 1
1.1 現(xiàn)代混凝土收縮裂縫的主要形式和特征 2 1.1.1
塑性收縮裂縫 2 1.1.2 硬化混凝土收縮裂縫 3 1.2 現(xiàn)代混凝土早期開裂加劇的主要因素 5 1.2.1 材料因素 5 1.2.2 結(jié)構(gòu)因素 12 1.2.3 施工環(huán)境因素 17 1.3 早期收縮裂縫對結(jié)構(gòu)耐久性的影響 17 第2章 混凝土塑性階段的收縮與開裂 23 2.1 塑性階段收縮的主要類型 23 2.2 塑性階段收縮開裂的測試方法 24 2.2.1 塑性階段收縮的測試方法 24 2.2.2 塑性開裂的測試方法 25 2.2.3 塑性階段收縮驅(qū)動(dòng)力及其表征方法 26 2.2.4 塑性階段力學(xué)性能表征方法 29 2.3 塑性階段收縮的機(jī)理及模型 31 2.3.1 水泥基材料塑性階段體系演變 31 2.3.2 塑性收縮模型 35 2.4 塑性開裂的機(jī)理及模型 40 2.4.1 塑性干燥條件下結(jié)構(gòu)抗力增長機(jī)制 40 2.4.2 塑性抗拉強(qiáng)度測試結(jié)果 47 2.4.3 基于應(yīng)力準(zhǔn)則的塑性開裂模型 52 第3章 混凝土硬化階段的收縮變形 63 3.1 硬化階段收縮變形的主要類型 63 3.1.1 化學(xué)收縮 63 3.1.2 自干燥收縮 63 3.1.3 干燥收縮 64 3.1.4 溫度變形 65 3.2 硬化階段收縮變形的測試方法 65 3.2.1 初始結(jié)構(gòu)形成的判定方法——收縮零點(diǎn) 65 3.2.2 自干燥收縮的測試方法 70 3.2.3 干燥收縮測試方法 76 3.2.4 溫度變形測試方法 76 3.3 自收縮的機(jī)理及模型 77 3.3.1 化學(xué)收縮的機(jī)理及模型 77 3.3.2 自干燥收縮的機(jī)理及模型 79 3.3.3 基于水泥水化和熱力學(xué)基本理論的自收縮模型 86 3.3.4 影響自干燥收縮的關(guān)鍵因素 93 3.4 干燥收縮的機(jī)理及模型 93 3.4.1 干燥收縮的機(jī)理 93 3.4.2 干燥收縮的數(shù)值模型 94 3.4.3 影響干燥收縮的關(guān)鍵因素 105 3.5 溫度變形的機(jī)理及模型 105 3.5.1 水泥水化及放熱歷程 106 3.5.2 混凝土中的熱傳遞過程 107 3.5.3 熱學(xué)性能的測試方法 108 3.5.4 早期熱膨脹系數(shù)的演變 109 3.5.5 導(dǎo)熱性能及其演變 111 3.5.6 影響溫度收縮的關(guān)鍵因素 112 第4章 混凝土硬化階段的收縮開裂 113 4.1 收縮開裂測試方法 113 4.1.1 圓環(huán)法 113 4.1.2 開裂試驗(yàn)架 117 4.1.3 溫度應(yīng)力試驗(yàn)機(jī) 118 4.2 多場耦合收縮開裂機(jī)制及模型 122 4.2.1 水化、濕、熱耦合現(xiàn)象 122 4.2.2 水化、溫度、濕度、約束多場耦合機(jī)制 123 4.2.3 水化、溫度、濕度、約束多場耦合收縮開裂評估模型 124 4.2.4 開裂風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)閾值選取 141 第5章 基于多場耦合機(jī)制的混凝土結(jié)構(gòu)早期收縮開裂的數(shù)值模擬軟件 143 5.1 現(xiàn)有的數(shù)值模擬方法與軟件 143 5.1.1 數(shù)值模擬方法 143 5.1.2 有限元分析軟件 144 5.2 基于多場耦合模型的數(shù)值模擬元軟件 145 5.2.1 軟件概述 145 5.2.2 軟件主要模塊使用步驟 146 5.3 軟件的工程應(yīng)用案例 173 5.3.1 計(jì)算工況 173 5.3.2 材料因素影響 174 5.3.3 施工因素影響 176 5.3.4 設(shè)計(jì)因素影響 180 5.3.5 影響因素小結(jié) 181 第6章 分階段全過程的混凝土收縮開裂控制技術(shù) 183 6.1 水分蒸發(fā)抑制技術(shù) 183 6.1.1 分階段、全過程的早期養(yǎng)護(hù)機(jī)制 183 6.1.2 塑性階段單分子膜水分蒸發(fā)抑制劑 189 6.1.3 硬化階段聚合物成膜養(yǎng)護(hù)劑 195 6.1.4 基于孔隙負(fù)壓閉環(huán)控制的噴霧養(yǎng)護(hù)技術(shù) 200 6.2 化學(xué)減縮技術(shù) 204 6.2.1 減水劑對收縮開裂的影響 204 6.2.2 減縮劑 210 6.2.3 減縮型聚羧酸 215 6.3 水化熱調(diào)控技術(shù) 224 6.3.1 原材料優(yōu)選 224 6.3.2 配合比優(yōu)化 226 6.3.3 水化溫升抑制的化學(xué)外加劑 227 6.4 歷程可控膨脹材料及其補(bǔ)償收縮技術(shù) 234 6.4.1 氧化鈣膨脹劑 236 6.4.2 氧化鎂膨脹劑 245 6.4.3 鈣鎂復(fù)合膨脹劑 258 6.5 自養(yǎng)護(hù)技術(shù) 262 6.5.1 內(nèi)養(yǎng)護(hù)的機(jī)理 263 6.5.2 預(yù)吸水輕集料 264 6.5.3 高吸水樹脂 265 第7章 結(jié)構(gòu)混凝土收縮開裂的現(xiàn)場監(jiān)測 272 7.1 混凝土凝結(jié)時(shí)間的現(xiàn)場監(jiān)測 272 7.1.1 基于孔隙負(fù)壓判定混凝土凝結(jié)過程的試驗(yàn)研究 273 7.1.2 面向工程基于孔隙負(fù)壓的混凝土凝結(jié)時(shí)間的判定方法 279 7.2 溫度的現(xiàn)場監(jiān)測 280 7.2.1 熱電偶式溫度計(jì) 280 7.2.2 熱電阻式溫度計(jì) 281 7.2.3 光纖溫度傳感器 281 7.3 濕度的現(xiàn)場監(jiān)測 283 7.3.1 硬化以后的濕度測試 283 7.3.2 硬化以前的濕度測試 284 7.4 應(yīng)變的現(xiàn)場監(jiān)測 286 7.4.1 差動(dòng)電阻式應(yīng)變計(jì) 287 7.4.2 振弦式應(yīng)變計(jì) 288 7.4.3 光纖應(yīng)變傳感器 289 7.5 混凝土抗裂性無線監(jiān)測系統(tǒng) 290 7.5.1 系統(tǒng)簡介 290 7.5.2 系統(tǒng)組成及功能 291 第8章 工程應(yīng)用 298 8.1 大暴露面結(jié)構(gòu) 298 8.1.1 蘭新鐵路第二雙線 298 8.1.2 高性能土木工程材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室屋面板 300 8.1.3 烏東德水電站 303 8.2 城市軌道交通工程地下車站主體結(jié)構(gòu) 305 8.2.1 常州軌道交通 305 8.2.2 徐州軌道交通 310 8.2.3 上海軌道交通 311 8.3 超長現(xiàn)澆隧道主體結(jié)構(gòu) 315 8.3.1 蘇錫常南部高速太湖隧道 315 8.3.2 渭武高速甘江頭隧道 319 8.4 大型橋梁大體積混凝土 320 8.4.1 滬通長江大橋 320 8.4.2 平塘特大橋 323 8.5 無收縮充填混凝土 325 8.5.1 瀑布溝、向家壩水電站 325 8.5.2 馬灘紅水河特大橋、六景郁江特大橋 334 8.5.3 南京青奧雙塔樓 338 8.5.4 高速鐵路CRTSⅢ型板式無砟軌道 340 參考文獻(xiàn) 342
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