水泥基自修复材料 理论与方法PDF电子书下载

第1章 自修复材料 1

1.1智能材料 1

1.2自修复材料的提出 2

1.2.1天然生物材料的损伤自愈合性能 3

1.2.2仿生自愈合材料 4

1.3自修复材料的自修复设计理念与技术方法 5

1.3.1自修复剂释放技术 6

1.3.2可逆的交联技术 11

1.3.3其他自修复技术 15

1.4自修复材料的类型及特点 18

1.4.1聚合物基自修复材料 18

1.4.2陶瓷基自修复材料 19

1.4.3金属基自修复材料 22

1.4.4水泥基自修复材料 24

1.4.5其他基材自修复材料 24

1.5自修复材料的应用及展望 26

1.5.1聚合物基自修复材料的应用 26

1.5.2陶瓷基自修复材料的应用 27

1.5.3金属基自修复材料的应用 28

1.5.4水泥基自修复材料的应用 28

参考文献 28

第2章 水泥基自修复材料的自修复机制与设计方法 33

2.1水泥基材料的特性 33

2.2水泥基自修复材料的自修复机制与设计方法 34

2.2.1水泥基自修复材料分类 34

2.2.2水泥基自修复材料的自修复机制与设计方法 35

2.3水泥基自修复材料的研究进展与展望 50

参考文献 52

第3章 水泥基自修复材料修复效果的表征方法 56

3.1水泥基自修复材料裂缝的预制与检测方法 56

3.1.1水泥基自修复材料裂缝的预制方法 56

3.1.2水泥基自修复材料裂缝的检测方法 59

3.2自修复效果宏观性能的表征方法 66

3.2.1力学性能 66

3.2.2渗透性能 74

3.2.3耐久性 84

3.3自修复效果细观性能的表征方法 86

3.3.1共振频率分析 86

3.3.2超声波测试 86

3.3.3电化学阻抗测试 87

3.4自修复效果微观性能的表征方法 88

3.4.1计算机断层扫描 88

3.4.2抗腐蚀性能 91

3.4.3傅里叶变换红外光谱学——FTIR 91

3.5其他特种环境作用下修复的表征方法 91

3.5.1地下水腐蚀环境下的修复效果评估 91

3.5.2低温环境下的修复效果评估 94

参考文献 95

第4章 天然水泥基自修复材料 99

4.1基本现状 99

4.2基本原理 100

4.3愈合过程与效果 103

4.3.1裂缝自愈合过程 103

4.3.2愈合的影响因素与评价 104

4.3.3自发自愈合的实验效果 104

4.4微观结构 108

4.5进展 110

参考文献 110

第5章 微胶囊水泥基自修复材料 113

5.1前言 113

5.1.1微胶囊技术概述 113

5.1.2微胶囊自修复材料的研究现状 114

5.1.3微胶囊水泥基自修复材料的研究现状 116

5.2微胶囊水泥基自修复材料的原理 117

5.2.1微胶囊水泥基自修复材料的组成 117

5.2.2自修复水泥基材料的微胶囊分类 118

5.3微胶囊水泥基自修复材料的愈合机理 121

5.3.1修复剂组成与固化反应 121

5.3.2囊芯在裂纹中的渗透行为 125

5.4自修复微胶囊的制备与性能评价 131

5.4.1微胶囊的制备 131

5.4.2微胶囊的性能表征及影响因素分析 132

5.5微胶囊对损伤水泥基体的修复效果评价 138

5.5.1微胶囊对水泥基材料宏观性能的修复 138

5.5.2微胶囊对水泥基材料细观性能的修复效果分析 141

5.6微胶囊对损伤水泥基体耐久性能的修复 148

5.6.1微胶囊对损伤水泥基体毛细吸水作用的改变 148

5.6.2微胶囊对损伤水泥基体抗渗性能的改变 150

5.7微胶囊水泥基自修复材料的微观结构 152

5.7.1微胶囊水泥基自修复材料的孔结构 152

5.7.2微胶囊在损伤水泥基体中的微观结构 153

5.7.3微胶囊在损伤水泥基体中的行为 156

5.8进展与应用 157

参考文献 158

第6章 矿物水泥基自修复材料 161

6.1基本现状 161

6.2矿物水泥基自修复材料技术原理与设计方法 161

6.2.1矿物水泥基自修复材料热力学分析 162

6.2.2矿物水泥基自修复材料动力学研究 170

6.3愈合过程与修复效果 179

6.4进展与展望 190

参考文献 190

第7章 电化学沉积法修复水泥基材料 193

7.1引言 193

7.2电化学沉积修复混凝土机理 193

7.3电化学沉积修复混凝土的关键技术 194

7.4电化学沉积修复混凝土试验研究 195

7.5电化学沉积修复混凝土的理论建模 196

7.5.1电化学沉积修复混凝土细观模型的物理基础 196

7.5.2电化学沉积修复混凝土确定性细观力学模型 200

7.5.3电化学沉积修复混凝土随机细观力学模型及若干结论 202

7.6其他电化学修复方法 206

7.7展望 208

参考文献 208

第8章 微生物水泥基自修复材料 211

8.1基本现状 211

8.2微生物自修复机理 212

8.2.1微生物矿化机理 212

8.2.2微生物诱导形成碳酸钙的胶结机理 215

8.3自修复材料组分 217

8.3.1微生物自修复剂 217

8.3.2保护组分 219

8.3.3缓冲液 222

8.4自修复效果及微观结构 222

8.4.1微生物自修复混凝土的修复效果 222

8.4.2微观结构 225

8.5最新进展及展望 228

参考文献 228

第9章 微胶囊水泥基自修复材料的修复模型 231

9.1胶囊的粒径分布 231

9.2裂纹碰到胶囊的概率 232

9.2.1平面几何法 233

9.2.2几何概率理论 235

9.2.3蒙特卡洛法 239

9.3胶囊破裂过程 240

9.3.1均匀材料的标准裂纹分析 240

9.3.2自修复材料中微胶囊外壳的断裂准则 241

9.3.3利用有限元分析对微胶囊样品进行裂纹拓展研究 242

9.4修复剂流动 243

9.5胶囊外壳与材料结合力模型 245

9.6修复过程的模拟 246

9.6.1有限元分析法 246

9.6.2修复损伤力学模型 247

9.7修复效果模型 250

参考文献 251

第10章 地下水环境下水泥基材料的矿物自愈合模型 254

10.1基于未水化胶凝材料继续水化的自愈合模型 254

10.2基于碳酸钙结晶沉淀的水泥基材料自愈合模型 256

10.2.1基于碳酸钙沉淀的水泥基材料结构背水面自愈合模型 256

10.2.2基于碳酸钙沉淀的水泥基材料结构迎水面自愈合模型 261

参考文献 265

第11章 工程水泥基材料的自修复 267

11.1基本现状 268

11.2自修复原理 269

11.3修复过程与效果 270

11.3.1修复过程 270

11.3.2修复效果测试方法 271

11.3.3自修复效果评价 273

11.3.4修复效果影响因素 280

11.4微观结构 282

11.4.1 ECC材料自修复产物 282

11.4.2自修复后重新加载拉伸破坏裂缝的走向 284

11.4.3冻融循环后的ECC自修复微观分析 284

11.5进展与应用 287

参考文献 288