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第1章 概述1

1.1 混凝土材料耐久性的概念1

1.2 混凝土材料耐久性不足的原因综述1

1.2.1 自然环境1

1.2.2 荷载环境2

1.2.3 组成材料2

第2章 水泥混凝土材料的自然环境4

2.1 一般大气环境4

2.1.1 干湿循环作用4

2.1.2 碳化作用6

2.2 冻融环境6

2.3 氯盐环境8

2.4 化学腐蚀环境9

2.5 环境因素组合9

2.5.1 多场耦合10

2.5.2 劣化叠加11

第3章 混凝土材料组成及微结构形成过程13

3.1 通用混凝土材料组成13

3.1.1 水泥13

3.1.2 集料14

3.1.3 水18

3.2 掺合材料19

3.2.1 活性掺合料及其对耐久性的影响19

3.2.2 惰性掺合料及其对耐久性的影响22

3.2.3 集料类掺合料及其对耐久性的影响22

3.2.4 增强材料及其对耐久性的影响28

3.3 外加剂种类与作用29

3.3.1 减水剂29

3.3.2 引气剂32

3.3.3 调凝剂34

3.3.4 膨胀剂36

3.3.5 防水剂36

3.3.6 阻锈剂37

3.3.7 养护剂38

3.3.8 发泡剂39

3.4 C-H-S凝胶形成42

3.5 孔结构的形成44

3.5.1 孔结构的形成机理44

3.5.2 孔结构的作用44

3.5.3 孔结构与耐久性的关系45

3.5.4 孔结构形成的影响因素45

第4章 配合比对耐久性的影响47

4.1 配合比设计参数对耐久性的影响47

4.1.1 水胶比对耐久性的影响47

4.1.2 水泥用量对耐久性的影响47

4.1.3 矿物掺合料掺量对耐久性的影响48

4.1.4 用水量对耐久性的影响48

4.1.5 砂率对耐久性的影响48

4.1.6 集料级配对耐久性的影响49

4.1.7 浆骨比对耐久性的影响50

4.1.8 矿物掺合料组成对耐久性的影响51

4.2 特殊混凝土对配合比设计中耐久性的要求51

4.2.1 抗渗混凝土51

4.2.2 抗冻混凝土52

4.2.3 高强混凝土52

4.2.4 泵送混凝土53

4.2.5 大体积混凝土53

第5章 养护方法及其对耐久性的影响56

5.1 普通混凝土养护56

5.1.1 薄膜养护56

5.1.2 养护剂养护56

5.1.3 洒水养护57

5.1.4 二次抹平57

5.1.5 覆盖养护57

5.2 大体积混凝土养护64

5.2.1 保湿法64

5.2.2 保温法65

5.2.3 建模分析技术65

5.3 高强混凝土的蒸养66

5.3.1 蒸养66

5.3.2 蒸养参数对高强混凝土微观结构的影响66

5.3.3 蒸养参数与高强混凝土耐久性能的关系67

5.4 运输过程中的养护措施67

5.5 影响混凝土养护的主要因素67

5.5.1 温度68

5.5.2 湿度68

5.5.3 养护时间69

5.6 内养护69

5.6.1 内养护技术机理70

5.6.2 内养护材料种类72

5.6.3 内养护技术的收缩调控作用72

5.6.4 内养护混凝土早期开裂风险74

5.6.5 内养护混凝土的长期耐久性75

第6章 混凝土材料耐久性劣化机理76

6.1 混凝土内流体的迁移76

6.1.1 孔结构的影响76

6.1.2 气体渗透80

6.1.3 水渗透81

6.2 有害粒子的侵蚀81

6.2.1 硫酸盐侵蚀82

6.2.2 氯盐侵蚀84

6.3 冻融85

6.3.1 水冻融破坏85

6.3.2 盐冻融破坏87

6.4 碳化88

6.4.1 碳化机理88

6.4.2 碳化中的微结构89

6.5 混凝土材料中的钢筋锈蚀机理89

6.5.1 钢筋锈蚀机理90

6.5.2 钢筋锈蚀对混凝土材料的劣化作用93

6.6 碱-集料反应93

6.6.1 碱-集料反应机理93

6.6.2 碱-集料反应对路用混凝土耐久性的影响95

第7章 裂缝96

7.1 裂缝发生机理96

7.1.1 混凝土凝结过程中的收缩96

7.1.2 硬化混凝土的收缩97

7.1.3 徐变103

7.2 微裂缝、宏观裂缝及其转化103

7.2.1 微裂缝与宏观裂缝的概念103

7.2.2 裂缝产生机理104

7.2.3 裂缝转化机理106

7.2.4 断裂力学研究微观裂缝的转化107

7.2.5 混凝土材料宏观裂缝表现形式107

7.3 裂缝对混凝土材料耐久性的影响108

7.3.1 裂缝对抗渗性的影响109

7.3.2 裂缝对抗冻性的影响109

7.3.3 裂缝对碳化的影响109

7.3.4 裂缝对钢筋锈蚀的影响110

第8章 水泥混凝土材料的耐久性评价111

8.1 环境因素作用及其叠加111

8.2 耐久性评价方法与指标111

8.2.1 单因素劣化评价方法与指标111

8.2.2 双因素劣化评价方法与指标113

8.2.3 多因素劣化评价方法与指标114

8.3 混凝土损伤叠加规律115

8.4 微观到宏观的灰色关联分析评价方法116

8.4.1 灰色关联分析原理116

8.4.2 灰色关联分析法在混凝土评价中的应用117

8.5 综合评价方法124

8.5.1 综合耐久性评价指标体系124

8.5.2 综合耐久性评价指标建模125

8.5.3 路面水泥混凝土材料损坏状况评价136

第9章 混凝土材料耐久性优化方法138

9.1 原材料优化138

9.1.1 胶凝材料的选择138

9.1.2 细集料的级配调整140

9.1.3 粗集料的级配调整141

9.1.4 减水剂的调整141

9.1.5 特殊掺合料141

9.2 配合比设计优化方法142

9.2.1 普通配合比设计优化142

9.2.2 超填充配合比143

9.3 养护方式优化148

9.3.1 普通养护方式升级148

9.3.2 内养护148

9.3.3 养护过程的自动化控制149

9.4 微观结构优化方法149

9.4.1 微观孔结构优化方法149

9.4.2 C-S-H凝胶的占比优化150

9.4.3 渗透通道阻断技术151

9.5 加筋优化152

9.5.1 加筋原理153

9.5.2 纤维种类与适用性154

9.5.3 纤维最佳掺量及混凝土配合比158

9.5.4 纤维材料自身优化162

9.5.5 柔性骨架技术162

第10章 混凝土材料优化在公路工程中的应用163

10.1 配合比设计优化在十白高速中的应用163

10.1.1 项目概况163

10.1.2 混凝土材料优化的意义168

10.1.3 基于山区桥梁耐久性要求的混凝土原材料控制及配合比设计169

10.1.4 原材料优选试验169

10.1.5 具体构件混凝土配合比的设计175

10.1.6 配合比复验179

10.1.7 混凝土材料优化使用效果评价180

10.2 加筋优化在三淅高速中的应用181

10.2.1 项目概况181

10.2.2 混凝土材料优化的意义181

10.2.3 基于增韧要求混凝土材料设计及性能验证182

10.2.4 高韧性纤维混凝土材料应用效果评价195

10.3 微观结构优化在蒙自绕城高速（鸡羊段）中的应用196

10.3.1 项目概况196

10.3.2 腐蚀性调查197

10.3.3 环境水质及土壤取样198

10.3.4 腐蚀性分析与评价200

10.3.5 混凝土材料优化的意义203

10.3.6 基于耐酸腐蚀的混凝土材料性能优化203

10.3.7 耐酸腐蚀混凝土材料使用效果评价208

10.4 集料级配优化在武易高速、普宣高速中的应用209

10.4.1 项目概况209

10.4.2 机制砂级配优化的意义209

10.4.3 武易、普宣机制砂级配分析210

10.4.4 机制砂级配调配效果评价218

第11章 混凝土材料耐久性及优化技术展望219

11.1 耐久性混凝土新材料开发展望219

11.2 耐久性混凝土评估展望220

11.3 混凝土材料性能测试方法与指标体系展望220

11.4 组成设计与制备技术221

11.5 混凝土内部结构形成机理的展望221

11.6 混凝土材料的全寿命大数据库的建立221

参考文献222