第1章 概述 1
1.1 混凝土材料耐久性的概念 1
1.2 混凝土材料耐久性不足的原因综述 1
1.2.1 自然环境 1
1.2.2 荷载环境 2
1.2.3 组成材料 2
第2章 水泥混凝土材料的自然环境 4
2.1 一般大气环境 4
2.1.1 干湿循环作用 4
2.1.2 碳化作用 6
2.2 冻融环境 6
2.3 氯盐环境 8
2.4 化学腐蚀环境 9
2.5 环境因素组合 9
2.5.1 多场耦合 10
2.5.2 劣化叠加 11
第3章 混凝土材料组成及微结构形成过程 13
3.1 通用混凝土材料组成 13
3.1.1 水泥 13
3.1.2 集料 14
3.1.3 水 18
3.2 掺合材料 19
3.2.1 活性掺合料及其对耐久性的影响 19
3.2.2 惰性掺合料及其对耐久性的影响 22
3.2.3 集料类掺合料及其对耐久性的影响 22
3.2.4 增强材料及其对耐久性的影响 28
3.3 外加剂种类与作用 29
3.3.1 减水剂 29
3.3.2 引气剂 32
3.3.3 调凝剂 34
3.3.4 膨胀剂 36
3.3.5 防水剂 36
3.3.6 阻锈剂 37
3.3.7 养护剂 38
3.3.8 发泡剂 39
3.4 C-H-S凝胶形成 42
3.5 孔结构的形成 44
3.5.1 孔结构的形成机理 44
3.5.2 孔结构的作用 44
3.5.3 孔结构与耐久性的关系 45
3.5.4 孔结构形成的影响因素 45
第4章 配合比对耐久性的影响 47
4.1 配合比设计参数对耐久性的影响 47
4.1.1 水胶比对耐久性的影响 47
4.1.2 水泥用量对耐久性的影响 47
4.1.3 矿物掺合料掺量对耐久性的影响 48
4.1.4 用水量对耐久性的影响 48
4.1.5 砂率对耐久性的影响 48
4.1.6 集料级配对耐久性的影响 49
4.1.7 浆骨比对耐久性的影响 50
4.1.8 矿物掺合料组成对耐久性的影响 51
4.2 特殊混凝土对配合比设计中耐久性的要求 51
4.2.1 抗渗混凝土 51
4.2.2 抗冻混凝土 52
4.2.3 高强混凝土 52
4.2.4 泵送混凝土 53
4.2.5 大体积混凝土 53
第5章 养护方法及其对耐久性的影响 56
5.1 普通混凝土养护 56
5.1.1 薄膜养护 56
5.1.2 养护剂养护 56
5.1.3 洒水养护 57
5.1.4 二次抹平 57
5.1.5 覆盖养护 57
5.2 大体积混凝土养护 64
5.2.1 保湿法 64
5.2.2 保温法 65
5.2.3 建模分析技术 65
5.3 高强混凝土的蒸养 66
5.3.1 蒸养 66
5.3.2 蒸养参数对高强混凝土微观结构的影响 66
5.3.3 蒸养参数与高强混凝土耐久性能的关系 67
5.4 运输过程中的养护措施 67
5.5 影响混凝土养护的主要因素 67
5.5.1 温度 68
5.5.2 湿度 68
5.5.3 养护时间 69
5.6 内养护 69
5.6.1 内养护技术机理 70
5.6.2 内养护材料种类 72
5.6.3 内养护技术的收缩调控作用 72
5.6.4 内养护混凝土早期开裂风险 74
5.6.5 内养护混凝土的长期耐久性 75
第6章 混凝土材料耐久性劣化机理 76
6.1 混凝土内流体的迁移 76
6.1.1 孔结构的影响 76
6.1.2 气体渗透 80
6.1.3 水渗透 81
6.2 有害粒子的侵蚀 81
6.2.1 硫酸盐侵蚀 82
6.2.2 氯盐侵蚀 84
6.3 冻融 85
6.3.1 水冻融破坏 85
6.3.2 盐冻融破坏 87
6.4 碳化 88
6.4.1 碳化机理 88
6.4.2 碳化中的微结构 89
6.5 混凝土材料中的钢筋锈蚀机理 89
6.5.1 钢筋锈蚀机理 90
6.5.2 钢筋锈蚀对混凝土材料的劣化作用 93
6.6 碱-集料反应 93
6.6.1 碱-集料反应机理 93
6.6.2 碱-集料反应对路用混凝土耐久性的影响 95
第7章 裂缝 96
7.1 裂缝发生机理 96
7.1.1 混凝土凝结过程中的收缩 96
7.1.2 硬化混凝土的收缩 97
7.1.3 徐变 103
7.2 微裂缝、宏观裂缝及其转化 103
7.2.1 微裂缝与宏观裂缝的概念 103
7.2.2 裂缝产生机理 104
7.2.3 裂缝转化机理 106
7.2.4 断裂力学研究微观裂缝的转化 107
7.2.5 混凝土材料宏观裂缝表现形式 107
7.3 裂缝对混凝土材料耐久性的影响 108
7.3.1 裂缝对抗渗性的影响 109
7.3.2 裂缝对抗冻性的影响 109
7.3.3 裂缝对碳化的影响 109
7.3.4 裂缝对钢筋锈蚀的影响 110
第8章 水泥混凝土材料的耐久性评价 111
8.1 环境因素作用及其叠加 111
8.2 耐久性评价方法与指标 111
8.2.1 单因素劣化评价方法与指标 111
8.2.2 双因素劣化评价方法与指标 113
8.2.3 多因素劣化评价方法与指标 114
8.3 混凝土损伤叠加规律 115
8.4 微观到宏观的灰色关联分析评价方法 116
8.4.1 灰色关联分析原理 116
8.4.2 灰色关联分析法在混凝土评价中的应用 117
8.5 综合评价方法 124
8.5.1 综合耐久性评价指标体系 124
8.5.2 综合耐久性评价指标建模 125
8.5.3 路面水泥混凝土材料损坏状况评价 136
第9章 混凝土材料耐久性优化方法 138
9.1 原材料优化 138
9.1.1 胶凝材料的选择 138
9.1.2 细集料的级配调整 140
9.1.3 粗集料的级配调整 141
9.1.4 减水剂的调整 141
9.1.5 特殊掺合料 141
9.2 配合比设计优化方法 142
9.2.1 普通配合比设计优化 142
9.2.2 超填充配合比 143
9.3 养护方式优化 148
9.3.1 普通养护方式升级 148
9.3.2 内养护 148
9.3.3 养护过程的自动化控制 149
9.4 微观结构优化方法 149
9.4.1 微观孔结构优化方法 149
9.4.2 C-S-H凝胶的占比优化 150
9.4.3 渗透通道阻断技术 151
9.5 加筋优化 152
9.5.1 加筋原理 153
9.5.2 纤维种类与适用性 154
9.5.3 纤维最佳掺量及混凝土配合比 158
9.5.4 纤维材料自身优化 162
9.5.5 柔性骨架技术 162
第10章 混凝土材料优化在公路工程中的应用 163
10.1 配合比设计优化在十白高速中的应用 163
10.1.1 项目概况 163
10.1.2 混凝土材料优化的意义 168
10.1.3 基于山区桥梁耐久性要求的混凝土原材料控制及配合比设计 169
10.1.4 原材料优选试验 169
10.1.5 具体构件混凝土配合比的设计 175
10.1.6 配合比复验 179
10.1.7 混凝土材料优化使用效果评价 180
10.2 加筋优化在三淅高速中的应用 181
10.2.1 项目概况 181
10.2.2 混凝土材料优化的意义 181
10.2.3 基于增韧要求混凝土材料设计及性能验证 182
10.2.4 高韧性纤维混凝土材料应用效果评价 195
10.3 微观结构优化在蒙自绕城高速（鸡羊段）中的应用 196
10.3.1 项目概况 196
10.3.2 腐蚀性调查 197
10.3.3 环境水质及土壤取样 198
10.3.4 腐蚀性分析与评价 200
10.3.5 混凝土材料优化的意义 203
10.3.6 基于耐酸腐蚀的混凝土材料性能优化 203
10.3.7 耐酸腐蚀混凝土材料使用效果评价 208
10.4 集料级配优化在武易高速、普宣高速中的应用 209
10.4.1 项目概况 209
10.4.2 机制砂级配优化的意义 209
10.4.3 武易、普宣机制砂级配分析 210
10.4.4 机制砂级配调配效果评价 218
第11章 混凝土材料耐久性及优化技术展望 219
11.1 耐久性混凝土新材料开发展望 219
11.2 耐久性混凝土评估展望 220
11.3 混凝土材料性能测试方法与指标体系展望 220
11.4 组成设计与制备技术 221
11.5 混凝土内部结构形成机理的展望 221
11.6 混凝土材料的全寿命大数据库的建立 221
参考文献 222