本书针对现代混凝土材料组成和土木工程结构的特点，采用水化-温度-湿度-约束多场耦合作用的理论模型和分析方法，从混凝土原材料分析、配合比设计、生产控制，以及施工的环境、工艺、现场质量控制和验收的各个环节，阐释施工期裂缝产生的机理和风险预测模型，介绍施工期裂缝控制的新材料、新技术；结合数值计算和计算机技术的发展，论述了相关研究领域的最新进展；提出了集材料-设计-施工-检测于一体的现代混凝土结构早期变形与收缩裂缝控制方法，并结合我国轨道交通、桥梁、水利等重大工程的具体应用案例，验证了理论和方法的适用效果。
样章试读
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第1章 绪论 1
1.1 现代混凝土收缩裂缝的主要形式和特征 2
1.1.1 塑性收缩裂缝 2
1.1.2 硬化混凝土收缩裂缝 3
1.2 现代混凝土早期开裂加剧的主要因素 5
1.2.1 材料因素 5
1.2.2 结构因素 12
1.2.3 施工环境因素 17
1.3 早期收缩裂缝对结构耐久性的影响 17
第2章 混凝土塑性阶段的收缩与开裂 23
2.1 塑性阶段收缩的主要类型 23
2.2 塑性阶段收缩开裂的测试方法 24
2.2.1 塑性阶段收缩的测试方法 24
2.2.2 塑性开裂的测试方法 25
2.2.3 塑性阶段收缩驱动力及其表征方法 26
2.2.4 塑性阶段力学性能表征方法 29
2.3 塑性阶段收缩的机理及模型 31
2.3.1 水泥基材料塑性阶段体系演变 31
2.3.2 塑性收缩模型 35
2.4 塑性开裂的机理及模型 40
2.4.1 塑性干燥条件下结构抗力增长机制 40
2.4.2 塑性抗拉强度测试结果 47
2.4.3 基于应力准则的塑性开裂模型 52
第3章 混凝土硬化阶段的收缩变形 63
3.1 硬化阶段收缩变形的主要类型 63
3.1.1 化学收缩 63
3.1.2 自干燥收缩 63
3.1.3 干燥收缩 64
3.1.4 温度变形 65
3.2 硬化阶段收缩变形的测试方法 65
3.2.1 初始结构形成的判定方法——收缩零点 65
3.2.2 自干燥收缩的测试方法 70
3.2.3 干燥收缩测试方法 76
3.2.4 温度变形测试方法 76
3.3 自收缩的机理及模型 77
3.3.1 化学收缩的机理及模型 77
3.3.2 自干燥收缩的机理及模型 79
3.3.3 基于水泥水化和热力学基本理论的自收缩模型 86
3.3.4 影响自干燥收缩的关键因素 93
3.4 干燥收缩的机理及模型 93
3.4.1 干燥收缩的机理 93
3.4.2 干燥收缩的数值模型 94
3.4.3 影响干燥收缩的关键因素 105
3.5 温度变形的机理及模型 105
3.5.1 水泥水化及放热历程 106
3.5.2 混凝土中的热传递过程 107
3.5.3 热学性能的测试方法 108
3.5.4 早期热膨胀系数的演变 109
3.5.5 导热性能及其演变 111
3.5.6 影响温度收缩的关键因素 112
第4章 混凝土硬化阶段的收缩开裂 113
4.1 收缩开裂测试方法 113
4.1.1 圆环法 113
4.1.2 开裂试验架 117
4.1.3 温度应力试验机 118
4.2 多场耦合收缩开裂机制及模型 122
4.2.1 水化、湿、热耦合现象 122
4.2.2 水化、温度、湿度、约束多场耦合机制 123
4.2.3 水化、温度、湿度、约束多场耦合收缩开裂评估模型 124
4.2.4 开裂风险系数阈值选取 141
第5章 基于多场耦合机制的混凝土结构早期收缩开裂的数值模拟软件 143
5.1 现有的数值模拟方法与软件 143
5.1.1 数值模拟方法 143
5.1.2 有限元分析软件 144
5.2 基于多场耦合模型的数值模拟元软件 145
5.2.1 软件概述 145
5.2.2 软件主要模块使用步骤 146
5.3 软件的工程应用案例 173
5.3.1 计算工况 173
5.3.2 材料因素影响 174
5.3.3 施工因素影响 176
5.3.4 设计因素影响 180
5.3.5 影响因素小结 181
第6章 分阶段全过程的混凝土收缩开裂控制技术 183
6.1 水分蒸发抑制技术 183
6.1.1 分阶段、全过程的早期养护机制 183
6.1.2 塑性阶段单分子膜水分蒸发抑制剂 189
6.1.3 硬化阶段聚合物成膜养护剂 195
6.1.4 基于孔隙负压闭环控制的喷雾养护技术 200
6.2 化学减缩技术 204
6.2.1 减水剂对收缩开裂的影响 204
6.2.2 减缩剂 210
6.2.3 减缩型聚羧酸 215
6.3 水化热调控技术 224
6.3.1 原材料优选 224
6.3.2 配合比优化 226
6.3.3 水化温升抑制的化学外加剂 227
6.4 历程可控膨胀材料及其补偿收缩技术 234
6.4.1 氧化钙膨胀剂 236
6.4.2 氧化镁膨胀剂 245
6.4.3 钙镁复合膨胀剂 258
6.5 自养护技术 262
6.5.1 内养护的机理 263
6.5.2 预吸水轻集料 264
6.5.3 高吸水树脂 265
第7章 结构混凝土收缩开裂的现场监测 272
7.1 混凝土凝结时间的现场监测 272
7.1.1 基于孔隙负压判定混凝土凝结过程的试验研究 273
7.1.2 面向工程基于孔隙负压的混凝土凝结时间的判定方法 279
7.2 温度的现场监测 280
7.2.1 热电偶式温度计 280
7.2.2 热电阻式温度计 281
7.2.3 光纤温度传感器 281
7.3 湿度的现场监测 283
7.3.1 硬化以后的湿度测试 283
7.3.2 硬化以前的湿度测试 284
7.4 应变的现场监测 286
7.4.1 差动电阻式应变计 287
7.4.2 振弦式应变计 288
7.4.3 光纤应变传感器 289
7.5 混凝土抗裂性无线监测系统 290
7.5.1 系统简介 290
7.5.2 系统组成及功能 291
第8章 工程应用 298
8.1 大暴露面结构 298
8.1.1 兰新铁路第二双线 298
8.1.2 高性能土木工程材料国家重点实验室屋面板 300
8.1.3 乌东德水电站 303
8.2 城市轨道交通工程地下车站主体结构 305
8.2.1 常州轨道交通 305
8.2.2 徐州轨道交通 310
8.2.3 上海轨道交通 311
8.3 超长现浇隧道主体结构 315
8.3.1 苏锡常南部高速太湖隧道 315
8.3.2 渭武高速甘江头隧道 319
8.4 大型桥梁大体积混凝土 320
8.4.1 沪通长江大桥 320
8.4.2 平塘特大桥 323
8.5 无收缩充填混凝土 325
8.5.1 瀑布沟、向家坝水电站 325
8.5.2 马滩红水河特大桥、六景郁江特大桥 334
8.5.3 南京青奥双塔楼 338
8.5.4 高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道 340
参考文献 342
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