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水泥的结构和性能

2012-01-21 
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水泥的结构和性能


基本信息·出版社：化学工业出版社
·页码：498 页
·出版日期：2009年01月
·ISBN：7122029913/9787122029911
·条形码：9787122029911
·版本：第1版
·装帧：精装
·开本：16
·正文语种：中文

内容简介 各类水泥构成了世界上第二大产成品（按重量）。如今，水泥的各种用途比以往任何时候都要多。邀集起一支多国作者队伍，《水泥的结构和性能》（第二版）着重介绍了全球水泥技术领域中的最新进展。
　　内容涉及三大方面：基本材料和方法、水泥充填材料、检测技术。在这三方面，都已虑及环境问题，例如，作为替代燃料的废弃物在水泥烧成中的运用，有毒及辐射废弃物封固技术的新近发展，监测各类水泥的结构面貌与性能的仪器装置上的新的改进方法。
　　《水泥的结构和性能》还涉及水泥的生产、矿物学与水化，以及水泥的力学性能、胶凝系统的腐蚀与耐久性。连同铝酸钙、混合水泥一起，《水泥的结构和性能》还包括了特种水泥，同时又谈到了水泥中石膏的作用。
　　《水泥的结构和性能》（第二版）所携带的大量国际上的专题信息，以及撰稿人的经验财富，使其成为对学者、研究者以及专业工作者来说是很宝贵也很重要的一本参考书。
目录
第1章水泥生产1
Wiestaw Kurdowski
11引言1
12原料的制备2
13原料的破碎3
14原料的粉磨3
15选粉机4
16均化5
17熟料的烧成7
18冷却机13
19水泥的粉磨15
110自动化17
111环境保护18
112致谢20
113参考文献21

第2章水泥的相组成23
Herbert Pllman
21引言23
22单一氧化物、各组成物及其在水泥化学方面的潜在作用25
23硅酸钙（CxSy）27
24硅酸铝、铝硅酸钙的性能及在水泥中的现象31
25铝酸钙31
26铁铝酸钙33
27微量成分的影响(单独的或联合的)——碱、MgO、SO3、磷酸盐、
氟化物、硼酸盐、氯、钛及重金属34
28增多的MgO含量35
29含硫酸盐各相35
210含氯各相36
211水泥中的磷酸盐37
212水泥中的重金属38
213作为助熔剂的元素(硼和氟)39
214Rietveld方法对胶凝材料的定量39
215致谢40
216参考文献40

第3章波特兰水泥的水化45
E.M.Gartner,J.F.Young,D.A.Damidot,I.Jawed
31引言45
32硅酸三钙的水化45
33硅酸二钙的水化63
34铝酸三钙的水化66
35铁酸盐相的水化71
36波特兰水泥的水化73
37硬化浆体的微观结构83
38附录——术语编汇89
39参考文献90

第4章铝酸钙水泥94
John Bensted
41引言94
42生产95
43相组成97
44物理性能97
45水化98
46外加剂103
47与其他材料的混合103
48低温应用105
49高温应用106
410疏水性的应用106
411 耐久性107
412CAC的安全使用109
413英国(UK)混凝土协会关于CACs的报告112
414CAC和各种结构113
415关于抗硫酸盐性的进一步评述113
416评价CAC转晶的热分析方法114
417进一步的评论115
418结语116
419谢辞116
420参考文献117

第5章含矿物和化学外加剂的混凝土性能119
S.Chandra
51引言119
52胶结料120
53水泥性质与混凝土的相关关系121
54胶凝性材料的水化122
55超塑化剂128
56界面过渡区(ITZ)132
57耐久性能139
58工程性质143
59制定长龄期试验方法的需要152
510总结性评点152
511谢辞153
512参考文献153

第6章特种水泥158
A.K.Chatterjee
61引言158
62回顾及以往的定义158
63特种水泥发展的动力160
64耐久性潜能提高的建筑工程用水泥160
65工程性质改善的水泥配方175
66有益环境的胶凝性产品185
67能量和水泥的同时产出191
68高节能性水泥192
69各色水硬性和化学性水泥196
610结语196
611参考文献197

第7章油井水泥的发展201
John Bensted
71引言201
72ISO的级别和类型201
73相关的ISO标准203
74ISO的固井标准简介203
75不同条件的影响204
76G级和H级水泥的其他一些有趣现象205
77恶劣条件下的固井206
78用于一些特定井型的水泥207
79标准G级和H级水泥之外的选择209
710结语213
711谢辞213
712参考文献213
第8章水泥中的石膏215
John Bensted
81引言215
82硫酸钙水系统215
83石膏在波特兰水泥基系统调凝方面的作用217
84石膏的品质219
85副产品石膏220
86闪凝221
87假凝221
88气凝222
89波特兰水泥铝酸钙水泥复合物223
810硫铝酸钙水泥223
811结语224
812参考文献225

第9章混凝土中的碱硅反应(ASR)226
D.H.Hobbs
91引言226
92反应过程226
93膨胀机理227
94受影响的混凝土227
95由ASR引发的可见裂缝和内部裂缝228
96劣性行为229
97碱的来源231
98活性氧化硅232
99对作为可见裂缝起因的ASR的诊断232
910影响膨胀的因素233
911总评239
912参考文献239

第10章钙矾石延迟生成(DEF)241
C.Fany,K.L.Scrivener,H.F.W.Taylor
101引言241
102现场混凝土中的DEF241
103受DEF损害的材料的粗微观结构242
104与DEF相关的宏观性能242
105水泥成分的作用243
10670～100℃的水泥水化243
107冷却至环境温度之后的化学变化245
108高温下养护的物料中净浆的微观结构246
109膨胀247
1010结语251
1011谢辞251
1012参考文献251

第11章胶凝系统中的氯化物侵蚀254
Wiestaw Kurdowski
111引言254
112水泥浆体中氯离子的扩散254
113水泥浆体中氯离子的结合能256
114水泥浆体中氯离子扩散的影响因素257
115氯化物介质中水泥浆体破坏的机理258
116混凝土中氯化物引起的钢筋腐蚀265
117参考文献266

第12章高炉水泥268
E.Lang
121历史268
122矿渣的成分和活性269
123研磨性271
124高炉水泥的特性271
125耐久性276
126参考文献280

第13章天然火山灰的性能和应用282
F.Massazza
131引言282
132天然火山灰的分类282
133火山灰石灰混合物285
134含火山灰的水泥292
135结语302
136参考文献302

第14章作为水泥补充料的粉化性燃料灰(PFA)306
Karen Luke
141引言306
142PFA的形成307
143PFA的特性308
144PFA对被补充系统性能的作用311
145参考文献320
第15章偏高岭土：混凝土的火山灰质掺和料322
Tom R.Jones
151引言322
152偏高岭土(mk)的结构323
153mK的火山灰反应324
154mK对PC混凝土基本性能的影响327
155mK对未经养护混凝土性能的影响330
156mK对硬化混凝土性能的影响333
157mK混凝土的耐久性337
158工程混凝土中的偏高岭土341
159谢辞342
1510参考文献342

第16章作为水泥的一种补充料的冷凝硅粉346
H.Justnes
161引言346
162物理作用346
163化学作用348
164结语353
165参考文献354

第17章水泥基复合物的微结构体355
Stephen P.Bailey,David O’Connor,Sally L.Colston,Paul Barnes,Herbert Freimuth,Wolfgang Ehrfeld
171引言355
172水泥复合物的发展357
173微型模具的设计358
174模具的制作358
175MSCCD的应用360
176MSCCD的制作361
177MSCCD面貌的品质362
178结语364
179谢辞364
1710参考文献365

第18章水泥的X射线粉末衍射分析366
J.C.Taylor,L.P.Aldridge,C.E.Matulis,I.Hinczak
181引言366
182水泥中的X射线衍射367
183水泥的定性分析368
184X射线衍射方法368
185影响XRD定量分析的物理因素371
186水泥XRD研究中辐射靶的选择373
187无定形物(无衍射性物)的含量373
188背景强度375
189OPC的XRD花样的Rietveld修正375
1810水泥的Rietveld XRD鉴定的修正策略379
1811Rietveld定量中的误差380
1812运用Rietveld方法的波特兰水泥物相的结晶结构分析380
1813水化相的定量分析380
1814新近有关实用水泥的Rietveld研究382
1815结语382
1816参考文献383

第19章水泥学科中的电学监测方法387
W.J.McCarter,G.Starrs,T.M.Chrisp
191引论387
192导抗的形式387
193电测量的应用391
194结语397
195谢辞397
196参考文献397

第20章水泥和水泥基材料的核磁共振波谱和磁共振成像400
Jrgen Skibsted,Christopher Hall,Hans J.Jakobsen
201引论400
202固态NMR方法401
203水泥各矿物中的结构和键合405
204质子弛豫和孔结构409
205其他核种410
206磁共振成像410
207参考文献413

第21章水泥材料研究中同步辐射源的应用417
Paul Barnes,Sally L.Colston,A.C.Jupe,S.D.M.Jacques,M.Attfield,R.Pisula,S.Morgan,
C.Hall,P.Livesey,S.Lunt
211引言417
212同步加速器417
213高品质/分辨率的粉末衍射419
214单晶体微衍射422
215能量色散粉末衍射422
216扩展的X射线吸收精细结构431
217X射线显微技术432
218断层图析能量色散衍射成像433
219结语435
2110谢辞435
2111参考文献435

第22章水泥的电子显微技术437
I.G.Richardson
221概述437
222历史过程444
223电子显微技术447
224水泥的透射电子显微技术450
225水泥水化物各相的高分辨透射电子显微技术457
226水泥的扫描电子显微技术459
227水泥的低温及环境电子显微技术467
228使用X射线的分析电子显微技术468
229分析透射电子显微技术（TEMEDX/EELS）470
2210水泥的电子显微技术474
2211参考文献476

索引488
……
序言 《水泥的结构和性能》于1983年首版发行。在过去的18年里，虽然发生了很大的变化，但是，读者出于对这样一本书的需求而提出的多得惊人的种种理由，时至今天却依然成立，这些理由包括：各类水泥构成世界上第二大产成品（按重量）。大多数人的生活继续依赖于各类水泥的性能。由水泥生产和销售带来的收益，其中,仅很小部分用于研究各类水泥的性能和应用，包括各种新的发展。然而，尽管在多数水泥的生产中，基本的初始原料并未有非常大的改变，但事实上，研究的主题却已有了明显的推进。与过去相比，今天水泥的应用，其量更大，范围更广。现有水泥的各类品种（含或不含外掺料/外加剂等内掺物者）其数目大增。各种检测技术都已更新，我们对许多不同类型水泥的性能要求及其应用的理解也已有所改进。尤其是，生料浆中水分的排出，牵涉到很高的能耗开发，因此，波特兰水泥的湿法生产工序很快便走向衰落。目前，一些现代装置能对含湿量很大的软质生料，如白垩和黏土，运用快速分解炉，施行环境友好性更强的干法生产工艺。同样，原材料方面，大量环境友好性材料的应用，还节省了煤炭、石油和天然气之类的传统燃料。而这些原材料，在水泥生产中原先被视为各种工业废弃物。如今，这类令人耳目一新的工艺过程可以使这些以往被倾倒掉的废弃物，通过在水泥窑中的煅烧，以常规运行的方式，而被安全地处理一清。与此相辅相成的是对水泥的填充。这是指一些工业副产品，例如粉化燃料灰渣（pfa）、磨细粒化高炉矿渣（ggbs）以及冷凝硅粉（csf 或“微细二氧化硅”）可以部分取代各类水泥中的波特兰水泥熟料。这类取代所带来的效益，在成品水泥被应用于灌浆体、砂浆体以及混凝土体的范围中是非常显著的。与第一版相同的是，这第二版仍然是为那些工作在水泥工业和所有建筑工业方面的科技工作者和工程师们，以及大专院校里从事研究和创新工作的专业人员而写的，他们需要这些自1983年以来有所发展的水泥技术各关键领域里的最新知识。而此书并无意成为一册全范围涉及各类水泥及其应用的标准教科书。拟取而代之的却是一部关注热点的论著，它阐述了在过去的17个年头里所发生的全球性进展，它的问世得力于全体编著者之间的多国合作。现代水泥生产方法，水泥填充材料的主要类型和重要的检测技术，以及在各现行重要方法上的进展，是其着重强调以飨各国读者的三个方面，其中前两方面又属本书的新增内容。本书的更新，旨在反映当今水泥学界有关生产和研究两方面的状况，而正如上述，却不打算成为一卷详尽的专题论文集。不然，其卷帙浩繁，断难应付。全书内容的编排次序反映了已有进展的演进过程，并被粗略地分成三大类：基本材料和方法——水泥生产，水泥相组成，波特兰水泥的水化，铝酸钙水泥，掺外加剂的混凝土的性能，特种水泥，各种反应/腐蚀机理。水泥充填材料——水淬粒化高炉矿渣（ggbs），天然火山灰质材，粉化性燃料灰（pfa），偏高岭土以及冷凝硅灰（csf）——都已在质量和应用上取得了可观的发展；还有许多其他的填充材料并未包罗在此，对它们还需要做更多的基础性工作。重要的检测技术既包括成熟的X射线衍射和电子显微镜技术，它们在过去的17年里取得了很大发展，也包括那些被引用年代较近的方法［电子阻抗，核磁共振（NMR），基于同步回旋加速器辐射的技术等］，这些方法与水泥基的各组成的微观结构一起，需要得到更广大读者的关注。而一些较传统的技术则未予列入，原因是它们近年来的用途似乎相当少。作为编者，我们努力在来自世界许多不同国家的各位著者之间去取得一种广泛的平衡。其中有许多著者，他们国际知名。而由其领域中尚属新人的其他著者加入到他们之中，将有助于形成既是学术上的，又是通行于国际范围的概括性更强的观点。在一本冠名为“水泥的结构和性能”的书中，能成功地汇集起这样一支世界范围内杰出学者的团队，我们为此深感荣幸！
代号本书通篇假定的水泥化学的标准代号为：A=Al2O3C=CaOC—=CO2F=Fe2O3f=FeOH=H2OK=K2OM=MgON=Na2OS=SiO2S—=SO3T=TiO2CSH表示一种可变的组成AFm表示一种其结构范围为单硫型的固溶体（即从单硫型硫铝酸钙水化物到单硫型硫铁酸钙水化物）。AFt表示一种其结构范围为钙矾石类型的固溶体（即从三硫型硫铝酸钙水化物到三硫型硫铁酸钙水化物）。
文摘 插图：

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