混凝土與混凝土結構的耐久性

《混凝土與混凝土結構的耐久性》作者根據數十年來對此問題的關注、研究和實踐，同時借鑑國內、國際在耐久性問題上的最新和最前沿的研究成果，傾數年之心血完成了《混凝土與混凝土結構的耐久性》的撰寫，可謂當今國內關於耐久性的扛鼎之作。

混凝土與混凝土結構的耐久性是當今世界，尤其是進行大規模建設的中國土木工程界的重大課題。對這一課題的研究不僅關係到當前的國計民生，更會對社會的可持續發展產生不可估量的影響。

《混凝土與混凝土結構的耐久性》立足於科學性、實用性和先進性，全書共分16章，全方位、多角度地闡述了混凝土與混凝土結構耐久性的核心問題，在實踐和探討中給讀者提供了關於耐久性的新認識、新思維和新方法。

《混凝土與混凝土結構的耐久性》適合於土木工程界中的施工、設計及科研人員，同時對於相關專業高校的師生亦多有借鑑參考之處。 ^[1] 

人類在營建生活、生產家園的建築過程中，發現可利用的幾種主要工程材料，一是土、岩石、木材等天然建築材料；二是在古羅馬建築時期創造發明的一種水泥混凝土人造石材。混凝土利用之勢，從此席捲全球、裝點江山，為之一新，成無可替代之勢。

公元72年至公元80年，由羅馬皇帝韋斯巴西亞諾父子建造的古羅馬建築羣，歷史上曾輝煌一時。如鬥獸場（Colosseo，其復原圖，見插圖所示），規模宏大，可以説前無古人。若論後有來者，當數今日中國承建的本屆奧運競技場館。再論Colosseo的建築技藝，那是巧奪天工，人間至上。究羅馬人的成功，是古羅馬人巧用羅馬盛產的火山灰、煅燒石灰和取之不盡的當地大理石巖碎屑；與水混合，成為火山灰混合物，即混凝土，能自動水化硬化成為人造石材。這種火山灰混凝土，依模板設計形式，自動硬固塑造成任何形式，澆築建造成古羅馬建築羣，豪邁、繁華一時。公元1084年日耳曼人入侵羅馬，羅馬被洗劫一空，像Colosseo等古建築，遂毀於兵燹，僅剩殘跡，供後人懷古興嘆。後人驚歎道，火山灰混凝土的力量竟然會如此的強大。

人類的文明史，經歷着石器時代、青銅器時代、鐵器時代等四個文明特徵時代。但人類文明並不僅因鋼鐵工業發展而止步。人類文明的發展藉助古羅馬建築文明的餘輝，創造發明出水泥混凝土。二次世界大戰後，用水泥混凝土修復戰爭的創傷，不僅老建築物得以修復、新的宏偉建築羣像雨後春筍般聳立起來，這預示水泥混凝土文明時代的到來。這是第五個人類文明時代，即混凝土文明時代。可能有許多人對人類的“水泥混凝土文明時代”持有爭議，尤其是歷史學家更難接受這個命名。但人們只要信步於這個地球表層空間，從原野到鄉村，從江海到城鎮，那裏的居民、學校、商埠、娛樂城、政府大廈、道路、機場、摩天大樓、江湖的河工建築，等等，無不是由水泥混凝土塑造的藝術。水泥混凝土改變了這個世界，塑造出一個新世界，這就是水泥混凝土文明時代的功能。勿謂言之不實。

馮乃謙，男，1934年出生於廣東。1958年畢業於清華大學。清華大學教授、博導。出版著作有《建築工程材料》、《流態混凝土》、《高強混凝土技術》、《高性能混凝土》、《天然沸石混凝土技術》、《高性能混凝土技術》、《實用混凝土大全》、《混凝土結構裂縫與對策》；合著有《混凝土力學》、《中國建築工程材料指南》、《Mineral Admixtures in Cement and Concrete》（ABI Books，1993）及《Testing and Quality Control in Cement Industry》（ABI Books 1997）：譯著有《鋼骨鋼筋混凝土結構計算標準及解説》等6種；主編制訂行業技術標準2個、專利5項。以中、日、英發表論文260篇。在國內外獲獎20多項。19本大學、明治大學客座教授研究員；美國AAAS成員；紐約科學院外籍成員；英國劍橋名人協會會員；北京市政府技術顧問。

序

2第1章混凝土的進化——萬年混凝土給人們的啓示1.1　壽命萬年的混凝土（EIEN，永遠）1.2　能夠彎曲的混凝土（ECC）1.3　超高強高性能混凝土（HS/HPC）的開發與應用1.4　與環境共生的混凝土（自然對應型的混凝土）1.5　結束語

第2章

混凝土的體積變化

2.1　早期的體積變化

2.2　硬化過程中的體積變化

2.3　硬化混凝土（長齡期）的體積變化

2.4　小結

第3章

混凝土結構的開裂、剝離與剝落

3.1　裂縫的類型

3.2　開裂與耐久性

3.3　國內外技術標準中裂縫的允許寬度

第4章

混凝土與混凝土結構中性化的劣化破壞.

4.1　中性化的劣化與混凝土的pH值

4.2　由於中性化混凝土結構的早期劣化

4.3　鋼筋混凝土結構物的中性化和鋼筋腐蝕及其耐用年數

4.4　影響中性化的因素

4.5　混凝土碳化深度的決定

4.6　混凝土結構中性化的對策

第5章

氯鹽對混凝土結構的劣化破壞

5.1　引言

5.2　混凝土結構內部的氯鹽

5.3　外部侵入的氯鹽

5.4　Cl-擴散滲透進入混凝土的機理

5.5　混凝土中Cl-遷移過程的主要影響因素

5.6　外部Cl-對混凝土結構物的劣化過程

5.7　Cl-擴散係數

5.8　混凝土中鋼筋鏽蝕機理

5.9　混凝土中鋼筋發生腐蝕的Cl-含量

5.10　鋼筋腐蝕與結構劣化破壞

5.11　混凝土中Cl-擴散係數的試驗方法

5.12　Cl-含量的定量分析

5.13　Cl-在砂漿和混凝土中的擴散

5.14　砂漿與混凝土Cl-擴散性的關係

5.15　荷載作用下混凝土中Cl-的擴散

5.16　荷載作用下鋼筋混凝土中Cl-的擴散

5.17　小結

第6章

鹽害環境中混凝土結構的耐久性設計

6.1　外部Cl-向混凝土結構內部擴散滲透的有關參數

6.2　對混凝土結構鹽害性能的檢驗和查證的方法

6.3　跨海大橋百年供用期的耐久性設計和施工應用

6.4　鋼筋混凝土碼頭狀況審核及海事環境混凝土設計研究

6.5　西班牙馬德里建築水泥研究所的研究

6.6　小結

第7章

混凝土結構的化學腐蝕與對策

7.1　引言

7.2　硫酸鹽對混凝土腐蝕研究工作的進展

7.3　硫酸鹽侵蝕混凝土的劣化機理

7.4　硫酸鹽侵蝕的影響因素

7.5　混凝土在荷載作用下的硫酸鹽腐蝕

7.6　檢驗和評價硫酸鹽腐蝕的有關標準

第8章

凍融對混凝土結構的劣化破壞

8.1　引言

8.2　水泥石中孔隙溶液的凍結

8.3　受凍破壞機理

8.4　混凝土凍融過程中宏觀特性的變化

8.5　高強度高性能混凝土的抗凍融性能

8.6　混凝土早期抗凍害性能

8.7　融雪劑（除冰鹽）對混凝土凍害時表層剝離的影響

8.8　混凝土在凍融與硫酸鹽溶液同時作用下的複合劣化

8.9　凍融循環作用下混凝土表面顏色的變化

8.10　混凝土抗凍融/除冰鹽凍融的影響因素

8.11　抗凍融/除冰鹽凍融的試驗方法

8.12　在工程建設上要注意的問題

8.13　具有高抗凍性或高抗除冰鹽性能混凝土的技術前提

8.14　凍害――原因與對策

第9章

混凝土的耐熱性與耐火性

9.1 水泥石受熱的行為

9.2 集料受熱的行為

9.3 混凝土受熱的行為

9.4 普通混凝土與高強混凝土的高温力學性能

9.5 現有耐火試驗方法綜述

9.6 混凝土火災劣化與對策

第10章

混凝土表面劣化與污染

10.1 引言

10.2 混凝土內部排出物的污染

10.3 混凝土的“冰溜子”

10.4 鹼一集料反應排出物(鹼硅凝膠)的污染

10.5 混凝土中鐵鏽滲漏的污染

10.6 混凝土表面粘着物的污染

10.7 微生物粘附造成的污染與腐蝕

20.8 表面磨蝕

第11章

電流對鋼筋混凝土的腐蝕

11.1 電流腐蝕機理

11.2 電蝕使混凝土變質及鋼筋發生腐蝕

11.3 電蝕的防止

第12章

鹼一集料反應

12.1 歷史背景

12.2 鹼—集料反應的種類與機理

12.3 鹼—集料反應的檢測與評價方法

12.4 鹼—硅反應及其抑制

12.5 天然沸石及其他礦物質摻和料對鹼—硅反應(ASR)抑制的研究

12.6 鋼筋混凝土中ASR膨脹的研究

12.7 鹼—碳酸鹽反應的研究與對策

12.8 鹼—集料反應的工程檢測

12.9 鹼—集料反應造成工程劣化與修補

12.10 預防鹼一集料反應的對策

第13章

混凝土強度劣化與耐久性

13.1 普通強度混凝土、高強混凝上與高性能混凝土

13.2 混凝土的強度與抗滲性

13.3 混凝土的強度與抗硫酸鹽腐蝕性能

13.4 混凝土的強度與抗中性化

13.5 混凝土的強度與抗凍性

13.6 混凝土的強度劣化

13.7 日本港灣空港技術研究所長期暴露試驗

13.8 混凝土強度劣化的試驗研究

13.9 各種水泥混凝土的長期抗雎強度與抗彎強度

13.10 小結

第14章

混凝土耐久性病害綜合症與對策

14.1 引言

14.2 耐久性病害綜合症

14.3 碳化、鹽害與硫酸鹽侵蝕的綜合作用

14.4 混凝土耐久性病害綜合症對策的實際應用

14.5 抵抗耐久性病害綜合症的新思路

14.6 小結

第15章

我國新建大型工程項目中混凝土結構的耐久性

15.1 青藏鐵路混凝土結構的耐久性

15.2 目前世界上最長的跨海大橋——杭州灣跨海大橋

15.3 首鋼搬遷、曹妃甸鋼鐵項目建設混凝土結構耐久性設計

15.4 廣州珠江新城西塔項目高性能混凝土工程的特點

第16章

混凝土結構修補的特殊工法

16.1 鋼筋腐蝕程度對鋼筋性能和結構物性能的影響

16.2 電化學法檢驗鋼筋腐蝕狀況

16.3 特殊工法

16.4 鹽腐蝕混凝土結構物的修補實例(電化!學防腐蝕工法的應用)

16.5 Cl-吸附劑抑制氯鹽腐蝕的研究