第1章水泥基材科學(xué)基礎(chǔ)
1.1引言 1
1.2水泥的主要品種 2
1.3混凝土的原材料 4
1.3.1硅酸鹽水泥 5
1.3.2骨料 7
1.3.3外加劑 8
1.3.4礦物摻和料 10
1.4新拌水泥基材料 12
1.4.1水泥的水化 12
1.4.2新拌水泥基材料的流變 14
1.4.3新拌水泥基材料的收縮 16
1.5硬化水泥基材料 16
1.5.1微觀結(jié)構(gòu) 16
1.5.2力學(xué)性能 19
1.5.3耐久性 20
1.6小結(jié) 23
參考文獻(xiàn) 23

第2章顆粒材料顆粒尺寸測(cè)試分析
2.1引言 25
2.2顆粒尺寸測(cè)試方法 28
2.2.1顆粒粒徑測(cè)試方法 28
2.2.2比表面積測(cè)試方法 31
2.3測(cè)試原理 31
2.3.1激光粒度分析法 31
2.3.2動(dòng)態(tài)光散射法 32
2.3.3小角度X射線散射法 32
2.3.4透氣法 33
2.3.5BET比表面積測(cè)試法 33
2.4取樣 樣品制備 33
2.4.1取樣 33
2.4.2激光粒度分析法的分析樣品制備 34
2.4.3動(dòng)態(tài)光散射法的分析樣品制備 34
2.4.4小角度X射線散射法的分析樣品制備 34
2.4.5透氣法的分析樣品制備 34
2.4.6BET比表面積測(cè)試法的分析樣品制備 35
2.5測(cè)試過(guò)程及注意事項(xiàng) 35
2.5.1激光粒度分析法 35
2.5.2動(dòng)態(tài)光散射法 35
2.5.3小角度X射線散射法 36
2.5.4透氣法 36
2.5.5BET比表面積測(cè)試法 38
2.6數(shù)據(jù)采集和結(jié)果處理 39
2.6.1激光粒度分析法 39
2.6.2動(dòng)態(tài)光散射法 39
2.6.3小角度X射線散射法 40
2.6.4透氣法 41
2.6.5BET比表面積測(cè)試法 42
2.7結(jié)果的解釋和應(yīng)用 43
2.8與其他測(cè)試方法的比較 43
2.9小結(jié) 45
參考文獻(xiàn) 46

第3章水泥的水化測(cè)試技術(shù)
3.1引言 48
3.2測(cè)試方法及原理 48
3.2.1等溫量熱法 48
3.2.2（半）絕熱水化溫升法 49
3.2.3溶解熱法 50
3.2.4水化熱測(cè)試方法的比較 50
3.3取樣 樣品制備 51
3.3.1等溫量熱法 51
3.3.2（半）絕熱水化溫升法 52
3.4測(cè)試過(guò)程及注意事項(xiàng) 52
3.4.1測(cè)試過(guò)程 52
3.4.2注意事項(xiàng) 53
3.5數(shù)據(jù)采集和結(jié)果處理 54
3.5.1等溫量熱法 54
3.5.2（半）絕熱水化溫升法 55
3.6結(jié)果的解釋和應(yīng)用 55
3.6.1水化程度 55
3.6.2溫度對(duì)水化的影響 57
3.6.3水灰比對(duì)水化的影響 57
3.6.4水化熱和凝結(jié)時(shí)間及強(qiáng)度間的關(guān)系 58
3.6.5石膏對(duì)硅酸鹽水泥的影響及石膏摻量的優(yōu)化 59
3.6.6輔助性膠凝材料的活性 60
3.6.7表征晶核效應(yīng) 60
3.6.8表征稀釋效應(yīng) 61
3.6.9外加劑對(duì)水泥水化的影響 62
3.6.10干混砂漿 63
3.6.11監(jiān)測(cè)水泥的長(zhǎng)期水化 64
3.6.12堿激發(fā)材料的水化 65
3.6.13磷酸鎂水泥水化 68
3.7小結(jié) 71
參考文獻(xiàn) 71

第4章水泥基材料核磁共振氫譜測(cè)試分析
4.1引言 76
4.2測(cè)試方法及原理 76
4.2.1核磁共振基本原理 76
4.2.2弛豫現(xiàn)象 77
4.2.3弛豫時(shí)間的測(cè)量 78
4.2.4多孔介質(zhì)中流體的弛豫 79
4.2.5弛豫理論與機(jī)理 80
4.2.6多孔道的弛豫與反演 82
4.2.7實(shí)驗(yàn)儀器 83
4.3取樣 樣品制備 84
4.4測(cè)試過(guò)程及注意事項(xiàng) 84
4.5數(shù)據(jù)采集和結(jié)果處理 84
4.6結(jié)果的解釋和應(yīng)用 85
4.6.1氫質(zhì)子弛豫譜與新拌漿體中水的狀態(tài)與分布 85
4.6.2氫質(zhì)子弛豫時(shí)間與水化過(guò)程的關(guān)系 87
4.6.3氫質(zhì)子弛豫信號(hào)量與水化過(guò)程中物理結(jié)合水的演變關(guān)系 91
4.7與其它測(cè)試方法的比較 92
4.8小結(jié) 92
參考文獻(xiàn) 93

第5章水泥基材料自收縮測(cè)試
5.1引言 94
5.2測(cè)試方法及原理 95
5.2.1體積測(cè)試法 95
5.2.2長(zhǎng)度測(cè)試法 96
5.2.3間接測(cè)試法 99
5.3取樣 樣品制備 100
5.3.1體積測(cè)試法 100
5.3.2長(zhǎng)度測(cè)試法 100
5.4測(cè)試過(guò)程及注意事項(xiàng) 101
5.4.1體積測(cè)試法 101
5.4.2長(zhǎng)度測(cè)試法 101
5.5數(shù)據(jù)采集和結(jié)果處理 102
5.5.1自收縮零點(diǎn)的測(cè)試和確定 102
5.5.2結(jié)果處理 103
5.6結(jié)果的解釋和應(yīng)用 104
5.6.1水泥礦物組成對(duì)自收縮的影響 104
5.6.2水灰比對(duì)自收縮的影響 105
5.6.3輔助膠凝材料對(duì)自收縮的影響 105
5.6.4其它因素對(duì)自收縮的影響 105
5.7與其它測(cè)試方法的比較 106
5.8小結(jié) 107
參考文獻(xiàn) 107

第6章水泥基材料流變性能測(cè)試
6.1引言 112
6.2測(cè)試方法及原理 115
6.2.1ICAR流變儀工作原理 116
6.2.2ConTec Visco 5流變儀工作原理 120
6.3樣品制備 120
6.4測(cè)試過(guò)程及注意事項(xiàng) 120
6.4.1ICAR流變儀 121
6.4.2ConTec Visco 5流變儀 122
6.5數(shù)據(jù)采集與結(jié)果處理 124
6.6結(jié)果的解釋和應(yīng)用 126
6.7與其它測(cè)試方法的比較 128
6.8小結(jié) 131
參考文獻(xiàn) 131

第7章水泥基材料壓汞測(cè)孔分析
7.1引言 133
7.2壓汞法測(cè)孔的基本理論 133
7.3壓汞測(cè)孔方法 135
7.3.1電容法 135
7.3.2高度法 135
7.3.3電阻法 135
7.4壓汞法測(cè)孔對(duì)樣品要求和處理 136
7.4.1樣品制備 136
7.4.2試樣處理 136
7.5測(cè)試過(guò)程及注意事項(xiàng) 137
7.5.1操作方法 137
7.5.2注意事項(xiàng) 138
7.6壓汞法測(cè)孔的誤差問(wèn)題 138
7.6.1孔形的誤差 138
7.6.2接觸角的誤差 139
7.6.3汞的表面張力 139
7.7壓汞法分析水泥基材料常用的表征參數(shù) 140
7.7.1孔隙率 140
7.7.2孔徑分布 140
7.7.3比表面積 140
7.7.4孔隙體積分形維數(shù) 141
7.8MIP在建筑材料中的應(yīng)用 142
7.8.1MIP獲得孔結(jié)構(gòu)信息在水泥基材料中的應(yīng)用 142
7.8.2MIP研究水泥基材料的有效孔隙 143
7.9與其它測(cè)孔方法的比較 145
7.9.1顯微觀察法 146
7.9.2等溫吸附法 146
7.9.3小角度X射線散射法 148
7.10小結(jié) 149
參考文獻(xiàn) 149

第8章水泥基材料微觀形貌分析
8.1引言 151
8.2測(cè)試方法及原理 151
8.2.1掃描電子顯微鏡 151
8.2.2環(huán)境掃描電鏡 154
8.3取樣 樣品制備 155
8.3.1取樣 155
8.3.2SEM的樣品制備 155
8.3.3BSE的樣品制備 156
8.3.4噴涂處理 159
8.3.5試樣儲(chǔ)存 159
8.4測(cè)試過(guò)程及注意事項(xiàng) 159
8.4.1試驗(yàn)參數(shù) 159
8.4.2圖像采集 160
8.4.3物相識(shí)別 161
8.4.4微區(qū)成分分析 164
8.4.5圖像分析 166
8.5小結(jié) 172
參考文獻(xiàn) 172

第9章水泥基材料X射線計(jì)算機(jī)斷層成像分析
9.1引言 175
9.2基本理論 175
9.2.1基本工作原理 175
9.2.2與X射線CT有關(guān)的物理問(wèn)題 177
9.3X射線CT設(shè)備的分類 179
9.4X射線CT技術(shù)指標(biāo)與測(cè)試要求 180
9.4.1技術(shù)指標(biāo) 180
9.4.2樣品尺寸 180
9.4.3樣品的放置 181
9.4.4測(cè)試參數(shù)設(shè)置 181
9.5X射線CT在建筑材料中的應(yīng)用 182
9.5.1X射線CT在水泥基材料孔結(jié)構(gòu)測(cè)試中的應(yīng)用 182
9.5.2X射線CT連續(xù)可視化追蹤硬化水泥漿體的碳化過(guò)程 184
9.5.3X射線CT原位連續(xù)追蹤水泥基材料水分傳輸 185
9.5.4X射線CT測(cè)試?yán)w維增強(qiáng)水泥基材料中纖維的空間分布 187
9.5.5X射線CT定量可視化表征水泥基材料中侵蝕性離子的傳輸 189
9.6小結(jié) 190
參考文獻(xiàn) 190

第10章水泥基材料的X射線衍射分析
10.1引言 193
10.2X射線衍射測(cè)試方法及原理 193
10.2.1X射線的產(chǎn)生 193
10.2.2X射線粉末衍射 194
10.2.3物相定性分析簡(jiǎn)介 195
10.2.4物相定量分析簡(jiǎn)介 195
10.2.5Rietveld全譜擬合法 196
10.3取樣 樣品制備 197
10.3.1顆粒尺寸 198
10.3.2裝載方式 199
10.3.3終止水化方式 199
10.3.4樣品的碳化 200
10.4XRD測(cè)試過(guò)程及注意事項(xiàng) 201
10.4.1測(cè)試參數(shù)設(shè)置 201
10.4.2數(shù)據(jù)分析軟件及常用數(shù)據(jù)庫(kù) 201
10.5XRD定性與定量分析 203
10.5.1XRD定性分析 203
10.5.2XRD定量分析 208
10.6PONKCS方法 214
10.7與其它方法的比較 219
10.7.1水化程度測(cè)試比較 219
10.7.2氫氧化鈣 220
10.7.3鈣礬石 221
10.7.4無(wú)定形物相 222
10.8小結(jié) 222
參考文獻(xiàn) 222

第11章水泥基材料物相的熱分析
11.1引言 224
11.2測(cè)試方法及原理 225
11.3取樣 樣品制備 225
11.4測(cè)試過(guò)程及注意事項(xiàng) 227
11.4.1浮力及對(duì)流的影響 227
11.4.2升溫速率 227
11.4.3試驗(yàn)氣氛 227
11.4.4坩堝的影響 227
11.4.5測(cè)試過(guò)程中注意避免試樣變化 228
11.5結(jié)果處理 228
11.5.1基線校正 228
11.5.2數(shù)據(jù)處理 228
11.6結(jié)果的解釋和應(yīng)用 229
11.6.1常見(jiàn)水化物相的TG-DTG曲線 229
11.6.2定量分析 230
11.6.3試樣處理對(duì)TGA結(jié)果的影響 232
11.7小結(jié) 233
參考文獻(xiàn) 234

第12章水泥基材料納米壓痕測(cè)試
12.1引言 235
12.2測(cè)試方法及原理 235
12.2.1壓痕測(cè)試基本原理 235
12.2.2劃痕測(cè)試基本原理 237
12.2.3壓頭的類型 237
12.3樣品制備 238
12.4測(cè)試過(guò)程及注意事項(xiàng) 239
12.4.1儀器的校準(zhǔn) 239
12.4.2樣品測(cè)試 240
12.5數(shù)據(jù)的采集和結(jié)果處理 240
12.5.1壓痕曲線分析 240
12.5.2SPM原位成像測(cè)試分析 241
12.5.3劃痕測(cè)試分析 241
12.6結(jié)果的解釋和應(yīng)用 242
12.6.1納米壓痕統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法 242
12.6.2基于物相精準(zhǔn)判定的分析方法 243
12.6.3性能-化學(xué)-結(jié)構(gòu)耦合分析方法 243
12.6.4水泥基材料的斷裂韌性表征 245
12.7小結(jié) 246
參考文獻(xiàn) 246

第13章水泥基材料紅外光譜分析
13.1引言 249
13.2測(cè)試方法及原理 250
13.2.1紅外吸收的基本原理 250
13.2.2FTIR原理 254
13.3取樣 樣品制備 257
13.3.1樣品和溴化鉀 257
13.3.2研磨 257
13.3.3壓片 257
13.4測(cè)試參數(shù) 258
13.4.1分辨率 258
13.4.2信噪比 258
13.4.3掃描次數(shù) 258
13.5數(shù)據(jù)和結(jié)果處理 259
13.5.1坐標(biāo)的變換 259
13.5.2基線校正 259
13.5.3光譜平滑 260
13.5.4光譜差減 260
13.5.5導(dǎo)數(shù)光譜 261
13.5.6定量分析 262
13.6結(jié)果的解釋和應(yīng)用 264
13.6.1水泥熟料 265
13.6.2水化過(guò)程 265
13.6.3水化產(chǎn)物 267
13.6.4碳化水泥基材料 271
13.6.5水泥基材料中的外加劑 273
13.6.6堿激發(fā)水泥基材料 275
13.7與其它測(cè)試方法的比較 277
13.8小結(jié) 278
參考文獻(xiàn) 278

第14章水泥基材料交流阻抗譜測(cè)試
14.1引言 282
14.2交流阻抗譜的測(cè)試原理 283
14.2.1ACIS上的容抗弧 283
14.2.2ACIS測(cè)試的工作假定 284
14.2.3ACIS中的參數(shù)意義 284
14.3取樣 樣品制備 285
14.3.1樣品的形狀 285
14.3.2樣品的尺寸 285
14.4測(cè)試過(guò)程及注意事項(xiàng) 286
14.4.1測(cè)試過(guò)程中的參數(shù)選擇 286
14.4.2測(cè)試過(guò)程中的注意事項(xiàng) 290
14.5阻抗數(shù)據(jù)采集和結(jié)果處理 291
14.5.1阻抗數(shù)據(jù)采集 291
14.5.2阻抗測(cè)試結(jié)果的處理 291
14.6水泥基材料ACIS測(cè)試結(jié)果的解析和應(yīng)用 295
14.6.1用于水泥基材料ACIS解析的微觀結(jié)構(gòu)模型 296
14.6.2水泥基材料介電常數(shù)的測(cè)量 299
14.6.3混凝土長(zhǎng)期及耐久性的測(cè)量 300
14.7與其他測(cè)試方法的比較 303
14.7.1用其他測(cè)試方法驗(yàn)證交流阻抗測(cè)試的微觀結(jié)構(gòu)變化規(guī)律 304
14.7.2ACIS解析參數(shù)與孔溶液濃度及孔隙率之間的關(guān)系 304
14.8小結(jié) 305
參考文獻(xiàn) 306

第15章水泥基材料氯離子遷移測(cè)試
15.1引言 314
15.2測(cè)試方法及原理 319
15.2.1電通量法 319
15.2.2自然浸泡法 319
15.2.3快速電遷移法 320
15.3樣品制備 321
15.3.1電通量法 321
15.3.2自然浸泡法 321
15.3.3快速電遷移法 322
15.4測(cè)試過(guò)程及注意事項(xiàng) 322
15.4.1電通量法 322
15.4.2自然浸泡法 322
15.4.3快速電遷移法 324
15.5數(shù)據(jù)采集與結(jié)果處理 326
15.5.1電通量法 326
15.5.2自然浸泡法 327
15.5.3快速電遷移法 327
15.6結(jié)果的解釋和應(yīng)用 327
15.6.1電通量法 327
15.6.2自然浸泡法 328
15.6.3快速電遷移法 328
15.7幾種方法測(cè)試結(jié)果的比較 329
15.8小結(jié) 331
參考文獻(xiàn) 332

第16章混凝土鋼筋銹蝕測(cè)試
16.1引言 335
16.1.1破損檢測(cè)法 336
16.1.2非破損檢測(cè)法 337
16.2物理檢測(cè)法 338
16.2.1公式分析法 338
16.2.2裂縫觀察法 339
16.2.3鋼筋銹蝕失重率試驗(yàn)法 339
16.2.4紅外線掃描檢測(cè)法 340
16.2.5聲發(fā)射法 341
16.2.6基于磁場(chǎng)的檢測(cè)法 342
16.2.7鋼筋的雷達(dá)檢測(cè)法 343
16.2.8光纖傳感技術(shù) 344
16.2.9射線法 345
16.3電化學(xué)檢測(cè)法 346
16.3.1半電池電位法 346
16.3.2線性極化法 355
16.3.3極化曲線法 363
16.3.4其他方法 372
16.4混凝土中鋼筋銹蝕的修復(fù)技術(shù) 376
16.4.1物理修復(fù)法 376
16.4.2電化學(xué)修復(fù)法 376
參考文獻(xiàn) 380