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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