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第1章 概论 1

1.1 海洋工程混凝土 1

1.1.1 定义及基本要求 1

1.1.2 混凝土在海洋工程领域的应用前景及优势 1

1.1.3 我国海洋环境的特点和对海工混凝土性能的影响 2

1.2 水泥与混凝土材料在海工领域的应用现状 7

1.2.1 海岸混凝土工程应用现状 7

1.2.2 离岸混凝土工程应用现状 9

1.3 相关标准技术规范及认证机构 20

1.4 存在的主要问题与研究方向 21

1.4.1 水泥与混凝土材料在海洋工程领域应用中存在的主要问题 21

1.4.2 重点发展方向与展望 23

参考文献 24

第2章 海工混凝土用水泥 27

2.1 海工混凝土对水泥材料的基本要求 27

2.2 硅酸盐类水泥 27

2.2.1 通用硅酸盐水泥 27

2.2.2 海洋工程专用硅酸盐水泥 32

2.2.3 抗硫酸盐硅酸盐水泥 36

2.2.4 中低热硅酸盐水泥 38

2.3 非硅酸盐类水泥 38

2.3.1 硫铝酸盐水泥 38

2.3.2 铁铝酸盐水泥 39

2.3.3 硫铝酸盐水泥和铁铝酸盐水泥在工程中的应用 39

2.4 其他类别的胶凝性材料 40

2.4.1 碱激发胶凝材料 40

2.4.2 磷酸镁水泥 44

2.5 辅助性胶凝材料——掺合料 44

2.5.1 常用掺合料 45

2.5.2 常用掺合料的性能特点 48

2.5.3 复合掺合料的叠加效应 49

2.5.4 掺合料在海工混凝土中的应用 50

参考文献 52

第3章 海工混凝土用集料和拌合水 57

3.1 海工混凝土用集料 57

3.1.1 集料分类 57

3.1.2 集料的主要性能指标 58

3.1.3 集料对混凝土性能的影响 60

3.1.4 集料对混凝土耐久性的影响 62

3.1.5 海工混凝土集料的选择 67

3.1.6 机制砂 67

3.1.7 海砂 72

3.1.8 轻集料 73

3.1.9 珊瑚礁 77

3.2 海工混凝土拌合水 79

3.2.1 拌合水的类型 79

3.2.2 拌合水水质要求 79

3.2.3 海水拌合应用 80

参考文献 81

第4章 海工混凝土外加剂 84

4.1 外加剂 84

4.1.1 减水剂 84

4.1.2 钢筋混凝土阻锈剂 93

4.1.3 混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂 96

4.1.4 引气剂 100

4.1.5 其他外加剂 107

4.2 外加剂与胶凝材料的相容性 112

4.2.1 相容性的研究现状 112

4.2.2 相容性机理分析 113

4.2.3 水泥相容性对混凝土性能的影响 114

4.2.4 矿物掺合料相容性对混凝土性能的影响 116

参考文献 119

第5章 海工混凝土的种类、基本性能与微观结构 121

5.1 海工混凝土的种类 121

5.1.1 概述 121

5.1.2 水下浇筑混凝土 122

5.1.3 抗海水混凝土 124

5.1.4 大体积混凝土 125

5.1.5 聚合物混凝土复合材料 128

5.1.6 纤维混凝土 129

5.1.7 轻质混凝土 130

5.1.8 活性粉末混凝土 134

5.1.9 其他混凝土 135

5.2 海工混凝土的基本性能 142

5.2.1 工作性能 142

5.2.2 强度 143

5.2.3 体积稳定性 147

5.2.4 渗透性 148

5.2.5 抗冻性 148

5.3 海工混凝土的微观结构 149

5.3.1 硬化混凝土中水泥浆体的固体物相及其形状 149

5.3.2 硬化混凝土的界面结构 150

5.3.3 硬化混凝土的孔结构 150

5.4 海工混凝土的性质与微观结构的关系举例 153

5.4.1 混凝土的微观结构对渗透性的影响 153

5.4.2 外界介质渗透后混凝土的微观结构演变对耐久性的影响 154

5.4.3 辅助胶凝材料改善混凝土微观结构和降低渗透的作用 157

参考文献 159

第6章 海工混凝土耐久性 162

6.1 护筋性 162

6.1.1 分类 163

6.1.2 破坏特征 166

6.1.3 锈蚀机理 170

6.1.4 预防措施 180

6.2 抗硫酸盐侵蚀性 186

6.2.1 分类 186

6.2.2 破坏特征 187

6.2.3 侵蚀机理 189

6.2.4 预防措施 194

6.3 抗冻性 198

6.3.1 概述 198

6.3.2 破坏特征 198

6.3.3 破坏机理 199

6.3.4 预防措施 201

6.4 碱集料反应 202

6.4.1 概述 202

6.4.2 破坏特征 203

6.4.3 反应机理 204

6.4.4 预防措施 207

6.5 其他侵蚀 209

6.5.1 波浪力作用 210

6.5.2 微生物腐蚀 212

6.5.3 镁盐腐蚀 213

6.5.4 盐结晶 215

6.5.5 溶蚀 216

6.5.6 弱酸腐蚀 218

参考文献 220

第7章 海工混凝土耐久性设计 227

7.1 耐久性设计方法概述 227

7.1.1 混凝土耐久性设计国内外研究总体概况 227

7.1.2 海工混凝土耐久性设计方法 229

7.2 国内相关规范的耐久性设计方法 230

7.2.1 《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T 50476—2008）的有关规定 230

7.2.2 《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTG/T B07-01—2006）的有关规定 235

7.2.3 《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》铁建设[2005] 157号的有关规定 239

7.2.4 《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTJ 275—2000）的有关规定 242

7.3 国外相关指南、规范的耐久性设计方法 244

7.3.1 日本JSCE方法 245

7.3.2 DuraCrete耐久性设计指南 245

7.3.3 美国Life-365混凝土耐久性计算程序耐久性设计方法 249

7.3.4 Fib 2006和Fib 2010耐久性设计方法 251

7.4 港珠澳大桥混凝土结构耐久性设计 252

7.4.1 腐蚀环境类别与环境作用分析 253

7.4.2 基于可靠度的港珠澳大桥耐久性设计 255

参考文献 265

第8章 海工混凝土结构检测与监测技术 268

8.1 海工混凝土结构检测与监测简介 268

8.1.1 海工混凝土结构检测与监测目的与范围 268

8.1.2 海工混凝土结构检测与监测技术原理及分类 269

8.1.3 海工混凝土结构监测技术发展历程及趋势 270

8.2 海工混凝土结构超声检测技术 271

8.2.1 超声波技术 271

8.2.2 超声波技术的应用 272

8.3 海工混凝土结构冲击回波检测技术 274

8.3.1 冲击回波技术原理 274

8.3.2 冲击回波法测混凝土动弹模 274

8.3.3 冲击回波法测试表面裂缝 276

8.4 海工混凝土结构透视雷达检测技术 277

8.4.1 透视雷达检测的发展与应用现状 277

8.4.2 透视雷达检测方法原理 277

8.4.3 透视雷达法探测结构物纲筋状况 278

8.5 海工混凝土结构红外热成像检测技术 279

8.5.1 红外热成像技术原理 279

8.5.2 红外热成像技术工程应用 281

8.6 海工混凝土结构电学监测技术 283

8.6.1 电学监测技术原理 283

8.6.2 半电池法监测钢筋锈蚀 283

8.6.3 阳极梯系统监测技术 284

8.6.4 ECI系统监测技术 287

8.6.5 压电薄膜传感器监测裂纹 288

8.6.6 环形电极监测技术 288

8.6.7 传感器监测系统的工程应用 289

8.7 海工混凝土结构光纤监测技术 289

8.7.1 光纤监测技术的发展与应用现状 290

8.7.2 光纤监测技术工作原理 290

8.7.3 光纤传感器的应用 291

8.8 海工智能混凝土结构监测技术 292

8.8.1 碳纤维智能混凝土 292

8.8.2 光纤传感智能混凝土 293

8.8.3 形状记忆合金机敏混凝土 293

8.8.4 纳米混凝土 294

8.9 海工混凝土结构监测实例 294

8.9.1 青岛胶州湾海底隧道耐久性监测方案 294

8.9.2 埃及塞得东港集装箱码头耐久性监测工程 295

8.9.3 港珠澳大桥主体混凝土结构耐久性专项监测工程 303

参考文献 308

第9章 海工钢筋混凝土腐蚀防护 313

9.1 钢筋防腐蚀 313

9.1.1 钢筋防腐蚀的主要措施 313

9.1.2 特种钢筋防腐蚀研究 315

9.1.3 钢筋涂层防腐蚀的分类及其作用机理 322

9.1.4 钢筋阻锈剂 328

9.2 混凝土表面防护涂层 336

9.2.1 无机防护涂层 337

9.2.2 有机防护涂层 338

9.2.3 混合类涂层 340

9.2.4 新型混凝土防护涂层 340

9.3 电化学防护 341

9.3.1 混凝土结构的电化学腐蚀过程 342

9.3.2 阴极保护 342

9.3.3 电化学脱盐 346

9.3.4 再碱化处理 350

参考文献 354

第10章 海工混凝土应用案例 358

10.1 跨海桥梁工程 358

10.1.1 工程概况 358

10.1.2 跨海桥梁混凝土原材料 359

10.1.3 跨海桥梁混凝土配合比设计 359

10.1.4 跨海桥梁混凝土性能 361

10.1.5 跨海桥梁混凝土耐久性控制 364

10.2 海底隧道工程 366

10.2.1 工程概况 367

10.2.2 海底隧道衬砌混凝土原材料 368

10.2.3 海底隧道衬砌混凝土配合比设计 369

10.2.4 海底隧道衬砌混凝土性能 370

10.2.5 海底隧道衬砌结构耐久性控制 373

10.3 海洋钢筋混凝土防腐工程 382

10.3.1 海港泊位高桩码头防腐工程 382

10.3.2 跨海桥梁防腐工程 388

参考文献 393

索引 395