包邮超高延性水泥基符合材料(ECC)

第1章 绪论 1 1.1 混凝土技术的发展 1 1.2 什么是ECC？ 3 1.3 基于基础设施和环境性能的材料结构一体化设计 5 1.4 本书内容 7 参考文献 7 第2章 ECC的微观力学及设计原理 10 2.1 ECC和FRC 10 2.2 ECC的微结构特征 12 2.3 ECC的微观力学模型 14 2.3.1 复合材料应变强化行为准则 14 2.3.2 应力与裂缝张开宽度关系?(?)的理论模型 21 2.3.3 应力与裂缝张开宽度关系?(?)的试验测定 26 2.3.4 单纤维拉拔模型P(?) 29 2.3.5 纤维-基体间相互作用的其他机理 32 2.3.6 P(?)与?(?)的联系以及微观力学参数 35 2.4 微观力学参数的试验测定 36 2.4.1 通过测定P(?)关系来确定纤维-基体界面参数 36 2.4.2 基体参数的测定 39 2.5 材料的优化 43 2.5.1 纤维的优化 43 2.5.2 纤维表面覆膜以优化界面性能 44 2.5.3 基体的优化 52 2.6 稳态裂缝扩展和隧道裂缝扩展的断裂力学 56 2.6.1 稳态裂缝扩展模式中式(2.3)的推导 56 2.6.2 单纤维脱黏过程荷载P(u)的推导 58 2.7 本章小结 60 参考文献 61 第3章 ECC的制备工艺 65 3.1 引言 65 3.2 自密实ECC 66 3.2.1 化学外加剂法 66 3.2.2 液化法 70 3.2.3 规模化现场搅拌和浇注 72 3.3 纤维分散性调控及表征 73 3.3.1 纤维分散性提升——浆体黏度调控法 74 3.3.2 纤维分散性提升——拌和流程调控法 78 3.4 喷射ECC 79 3.5 挤出成型ECC 84 3.6 本章小结 86 参考文献 86 第4章 ECC的力学性能 88 4.1 引言 88 4.2 单轴拉伸性能 89 4.2.1 试件几何形状 89 4.2.2 测试装置 91 4.2.3 应力-应变行为 93 4.2.4 裂缝宽度测量 96 4.2.5 应变率敏感性 99 4.3 抗弯性能 101 4.3.1 ECC梁的弯曲应力-挠度特性 101 4.3.2 基于梁式试验的质量控制 103 4.4 抗剪性能 104 4.5 抗压性能 108 4.6 疲劳性能 110 4.7 徐变性能 113 4.8 本章小结 115 参考文献 117 第5章 ECC的本构模型 121 5.1 引言 121 5.2 基于唯象法的模型 123 5.2.1 ECC梁的受力行为模拟 123 5.2.2 二维应力状态下的本构模型：单调加载 128 5.2.3 二维应力状态下的本构模型：循环荷载 131 5.2.4 三维应力状态下的本构模型：动态荷载 138 5.3 多尺度模型 144 5.3.1 尺度和跨尺度连接方法 144 5.3.2 微观模型 147 5.3.3 微观到细观I尺度的连接 148 5.3.4 细观I尺度和细观II尺度的连接 149 5.3.5 细观尺度II和宏观尺度的连接 150 5.3.6 多尺度模型的应用 150 5.4 本章小结 152 参考文献 152 第6章 ECC结构构件的强韧性 155 6.1 引言 155 6.2 R/ECC的损伤容限和拉伸强化性能 156 6.3 低周反复荷载作用下R/ECC构件的性能 160 6.3.1 R/ECC梁的弯曲性能 160 6.3.2 R/ECC梁的抗剪性能 165 6.3.3 R/ECC柱的性能 167 6.3.4 R/ECC梁柱节点的力学性能 169 6.3.5 R/ECC框架的力学性能 172 6.3.6 R/ECC增强墙体的性能 175 6.4 ECC构件的抗冲击强韧性 181 6.4.1 ECC的率敏感性 182 6.4.2 ECC构件的冲击响应 183 6.5 本章小结 191 参考文献 191 第7章 ECC和R/ECC构件的耐久性能 194 7.1 引言 194 7.1.1 概述 194 7.1.2 材料耐久性与结构耐久性 195 7.1.3 ECC的开裂形式 196 7.2 R/ECC的耐久性：氯离子扩散性、钢筋锈蚀和保护层剥落 200 7.2.1 ECC的氯离子扩散性 200 7.2.2 ECC中钢筋的初始腐蚀 201 7.2.3 ECC保护层抗剥落性能 203 7.2.4 R/ECC抵抗腐蚀损伤的协同作用 205 7.3 ECC的渗透性 205 7.4 ECC的吸水性 207 7.5 ECC在约束条件下的干燥收缩开裂 208 7.6 长期极限应变 212 7.7 ECC在不同环境下的耐久性能 213 7.7.1 冻融环境 213 7.7.2 除冰盐条件下ECC的抗冻性 214 7.7.3 加速耐候试验 215 7.7.4 高温影响 216 7.7.5 高碱性环境影响 217 7.8 ECC的耐磨性 219 7.9 本章小结 220 参考文献 221 第8章 ECC基础设施的可持续性 226 8.1 引言 226 8.2 可持续基础设施材料-结构-系统设计方法 229 8.3 基础设施可持续性生命周期分析 231 8.3.1 生命周期分析框架 231 8.3.2 R/ECC构件在腐蚀环境中的使用寿命估算 232 8.3.3 带有ECC连接板的桥面板LCA模型 234 8.3.4 路面铺装LCA模型 239 8.3.5 R/ECC桥面板的使用寿命和生命周期成本(LCC)分析 240 8.4 ECC的绿色化 246 8.4.1 ECC绿色化的途径 246 8.4.2 采用再生胶凝材料或填料制备的ECC 250 8.4.3 含再生骨料的ECC 257 8.4.4 掺入再生纤维的ECC 262 8.5 本章小结 264 参考文献 266 第9章 ECC的工程应用 270 9.1 引言 270 9.2 ECC在建筑结构中的应用 271 9.2.1 高层建筑连梁 271 9.2.2 外保温墙体 275 9.2.3 建筑结构中的其他应用 276 9.3 ECC在交通基础设施中的应用 281 9.3.1 桥面板和路面连接板 281 9.3.2 组合桥面板 286 9.3.3 隧道衬砌 287 9.3.4 Seisho高架桥阻尼器改造工程 290 9.3.5 东海道新干线高速铁路改造工程 292 9.3.6 桥面板和高架桥的局部修复 293 9.3.7 刚构铁路桥 296 9.3.8 空心板铰缝灌浆材料 297 9.4 ECC在水利基础设施中的应用 298 9.4.1 日本广岛县三鹰大坝的维修和改造工程 299 9.4.2 德国图林根Hohenwarte II水力发电厂大坝改造 299 9.4.3 灌溉水渠的修复 301 9.4.4 水处理设施隧道衬砌 301 9.5 ECC的其他工程应用 304 9.5.1 挡土墙修复 304 9.5.2 钢-混凝土相互作用区 307 9.6 本章小结 311 参考文献 314 第10章 多功能ECC 318 10.1 引言 318 10.2 热适应ECC 319 10.3 自愈合ECC 323 10.3.1 水泥基材料的自愈合研究 323 10.3.2 ECC自愈合的本质 325 10.3.3 ECC自愈合的鲁棒性 329 10.4 光催化ECC 336 10.5 自感知ECC 341 10.5.1 ECC的压阻性能 341 10.5.2 电阻率变化的细观-宏观联系 343 10.5.3 多缝开裂ECC的电阻抗断层成像 347 10.6 本章小结 349 参考文献 351 索引 355