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第一章 概论1

1.1引言1

1.2超高性能水泥基复合材料的发展简史2

1.2.1普通混凝土2

1.2.2高强混凝土2

1.2.3超高强混凝土3

1.2.4高性能混凝土3

1.2.5活性粉末混凝土4

1.3超高性能水泥基复合材料的定义5

1.4超高性能水泥基复合材料的现状6

1.4.1水化硬化及微结构形成过程6

1.4.2静态力学性能9

1.4.3动态力学性能10

1.4.4抗侵彻性能15

1.4.5抗爆炸与震塌性能16

参考文献17

第二章 超高性能水泥基复合材料的微观结构与机理27

2.1引言27

2.2理论基础27

2.2.1硅酸盐水泥的水化反应27

2.2.2硅酸盐水泥的水化过程28

2.2.3硅酸盐水泥的微结构形成过程29

2.3凝结硬化过程的超声波追踪29

2.3.1超声波测量仪29

2.3.2试验研究31

2.3.3试验结果与分析32

2.4结构形成过程的电阻率动态监测43

2.4.1高温无电极电阻率测量仪43

2.4.2试验结果与分析45

2.5水化放热过程的连续观测53

2.5.1等温量热仪53

2.5.2试验结果与分析54

2.6结构形成机理57

参考文献59

第三章 超高性能水泥基复合材料的设计与制备61

3.1引言61

3.2理论基础61

3.2.1多元复合胶凝体系61

3.2.2界面过渡区64

3.2.3增强相64

3.3组成设计65

3.4制备技术66

参考文献68

第四章 超高性能水泥基复合材料的物理力学性能69

4.1引言69

4.2流变性能69

4.2.1混凝土流变学69

4.2.2试验方法70

4.2.3结果与分析73

4.3力学性能88

4.3.1抗压强度88

4.3.2抗折强度96

4.3.3轴心抗拉强度100

参考文献105

第五章 超高性能水泥基复合材料的变形性能106

5.1引言106

5.2超高性能水泥基复合材料自收缩106

5.2.1早期自收缩特性106

5.2.2试验研究108

5.2.3结果与分析108

5.2.4长期自收缩特性112

5.2.5超高性能水泥基复合材料自收缩特性机理研究118

5.3超高性能水泥基复合材料干燥收缩125

5.3.1试验研究125

5.3.2结果与分析126

参考文献132

第六章 超高性能水泥基复合材料动态冲击性能133

6.1引言133

6.2试验技术133

6.2.1落锤试验装置133

6.2.2撞磨试验装置134

6.2.3冲击压缩试验装置135

6.2.4冲击拉伸试验装置139

6.3落锤试验144

6.3.1冲击破坏形貌144

6.3.2掺加方式的影响145

6.3.3纤维掺量的影响146

6.4耐撞磨性能147

6.4.1宏观破坏形态147

6.4.2掺加方式对耐撞磨性能的影响148

6.4.3纤维掺量对耐撞磨性能的影响149

6.4.4抗冲击性能与耐撞磨性能的关系150

6.5冲击压缩性能152

6.5.1单次冲击压缩性能研究152

6.5.2多次冲击压缩性能研究161

6.6冲击拉伸试验166

6.6.1单次冲击拉伸性能研究166

6.6.2多次冲击拉伸性能研究172

6.6.3冲击拉伸应变率效应173

参考文献174

第七章 超高性能水泥基复合材料抗侵彻性能176

7.1引言176

7.2试验原理176

7.2.1弹体侵彻深度影响因素176

7.2.2量纲分析及相似理论177

7.3实弹试验179

7.3.1配合比设计179

7.3.2靶体设计179

7.3.3靶体制作180

7.3.4试验装置181

7.4试验结果及分析182

7.4.1靶体破坏过程182

7.4.2侵彻试验结果183

7.4.3结果分析184

7.5弹丸侵彻模型191

7.5.1模型的建立192

7.5.2模型的验证192

7.6弹丸侵彻数值模拟193

7.6.1模型建立193

7.6.2模拟结果及分析196

参考文献207

第八章 超高性能水泥基复合材料抗爆炸性能研究208

8.1引言208

8.2试验208

8.2.1试验设计208

8.2.2试验过程208

8.3试验结果及分析210

8.3.1爆炸试验结果210

8.3.2靶体压缩系数210

8.3.3迎爆面破坏情况213

8.3.4背爆面破坏情况215

8.4超高性能水泥基复合材料二次爆炸试验217

8.5爆炸试验数值模拟218

8.5.1算法与模型218

8.5.2模拟结果及分析223

参考文献233

第九章 工程应用234

9.1高层建筑234

9.1.1北京财税大楼234

9.1.2国家大剧院234

9.1.3沈阳远吉大厦235

9.1.4广州西塔235

9.1.5京基100236

9.1.6美国西雅图双联广场大厦237

9.1.7马来西亚吉隆坡双塔石油大厦238

9.2桥梁工程239

9.2.1加拿大Sherbrooke步行/自行车桥239

9.2.2美国Mars Hill桥240

9.2.3韩国和平桥240

9.2.4迁曹铁路滦柏干渠大桥240

9.3其他工程241

9.3.1沈阳西科硅有限公司工业厂房扩建工程241

9.3.2南京轨道交通工程242

9.3.3高铁人行道盖板、电缆槽盖板242

参考文献243