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| 編輯推薦： |
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系统介绍火灾损伤评估的新方法和检测新技术
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| 內容簡介： |
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本书在概述钢筋混凝土火灾损伤特性的基础上，介绍了钢筋混凝土火灾损伤的几种非破损检测技术和分析模型，包括钢筋混凝土火灾损伤红外热像诊断理论与方法、钢筋混凝土火灾损伤电化学诊断理论与方法、钢筋混凝土火灾损伤超声波诊断理论与方法、混凝土构件截面温度场数值模拟，并给出了钢筋混凝土结构火灾损伤的综合诊断与评估方法。本书可供土木建筑、工程材料等专业的科研人员与工程技术人员参考，也可供大专院校的教师、研究生及高年级本科生阅读使用。
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| 關於作者： |
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杜红秀，太原理工大学建筑与土木工程学院土木系教授。从事土木工程材料教学与科研工作，先后为本科生、硕士生讲授过7门专业基础课和专业课；长期从事土木工程材料和结构的灾害检测与损伤评估理论及应用的研究。攻读博士研究生期间，在同济大学混凝土材料研究国家重点实验室主要参与并完成了国家自然科学基金项目（50078041）的研究。近年来，主持2项国家自然科学基金项目（51478290、51278325（已完成））；主持完成了2项山西省自然科学基金项目（20041055、2011011024-2）和1项山西高校科技研究开发项目（2007115）；参与完成2项国家自然科学基金项目（51208332、51078253）；主持并完成横向课题2项（2013488、143070537-J、）；省科技厅项目鉴定2项。主编著作2部，参编著作3部；参编国家标准2部。
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| 目錄：
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第1章钢筋混凝土高温（火灾）损伤1
1.1建筑室内火灾特性1
1.1.1建筑室内火灾的发展过程和特性2
1.1.2影响火灾温度的因素3
1.1.3建筑材料的热效应4
1.1.4标准火灾温-时曲线4
1.2混凝土材料的热工性能4
1.2.1热导率5
1.2.2比热容c7
1.2.3表观密度7
1.2.4导温系数7
1.3普通钢筋混凝土的火灾损伤8
1.3.1火灾对普通混凝土性能的危害与损伤8
1.3.2火灾对钢筋力学性能的影响12
1.3.3火灾对钢筋与混凝土黏结力（强度）的影响15
1.3.4普通钢筋混凝土火灾损伤机理17
1.4高强混凝土高性能混凝土的火灾（高温）损伤19
1.4.1火灾（高温）对高强混凝土高性能混凝土强度的影响20
1.4.2火灾（高温）对高强混凝土高性能混凝土刚度的影响21
1.4.3火灾（高温）对高强混凝土高性能混凝土断裂能的影响22
1.4.4火灾（高温）对高性能混凝土高强混凝土脆性的影响23
1.4.5重量损失W23
1.4.6影响高强混凝土高性能混凝土火灾（高温）性能的因素24
1.4.7高强混凝土高性能混凝土的高温爆裂及消除爆裂的途径25
1.4.8高强混凝土高性能混凝土的火灾损伤机理28
1.5高性能混凝土高温性能试验研究28
1.5.1原材料及混凝土配合比28
1.5.2高温对C40高性能混凝土物理力学性能的影响29
1.5.3高温对C60高性能混凝土物理力学性能的影响41
1.5.4高温对C80高性能混凝土物理力学性能的影响49
第2章高性能混凝土高温蒸汽压测试与模拟57
2.1混凝土高温爆裂及研究进展57
2.1.1混凝土高温爆裂机理57
2.1.2混凝土蒸汽压测试国内外研究现状58
2.2HPC蒸汽压测试试验方案59
2.2.1试件制备59
2.2.2试验方法及装置60
2.2.3升温曲线61
2.3C60HPC蒸汽压测试结果分析62
2.3.1试验现象62
2.3.2C60HPC不加荷载作用下混凝土小板试验结果与分析63
2.3.3明火与荷载耦合下混凝土大板蒸汽压结果与分析64
2.4C80HPC蒸汽压测试及结果分析66
2.4.1试验现象66
2.4.2温度对C80HPC混凝土板内部蒸汽压的影响69
2.5数值模拟与实测结果分析77
2.5.1温度数值模拟与实测结果分析77
2.5.2蒸汽压数值模拟与实测结果分析78
第3章高性能混凝土高温热应变测试与模拟81
3.1混凝土热应变试验81
3.1.1混凝土板制备81
3.1.2试验方法及装置82
3.2混凝土板热应变试验结果与分析84
3.2.1混凝土热应变随受火时间的变化规律84
3.2.2温度对混凝土热应变的影响89
3.3计算机模拟与分析91
3.3.1混凝土热应力模拟方法及步骤91
3.3.2基于ABAQUS的混凝土小板热应力分析91
3.3.3基于ABAQUS的混凝土大板热应力拓展分析93
第4章高性能混凝土微结构高温损伤97
4.1C40HPC微结构高温损伤97
4.1.1C40HPC微结构高温损伤CT试验97
4.1.2C40HPC微结构高温损伤CT图像分析98
4.1.3C40HPC微结构高温损伤压汞试验与分析100
4.1.4C40HPC高温损伤扫描电镜分析108
4.2C60HPC的微结构高温损伤108
4.2.1C60HPC的CT扫描试验与分析109
4.2.2压汞试验研究与分析116
4.2.3C60HPC的扫描电镜研究127
4.3C80高性能混凝土微结构高温损伤128
4.3.1C80高性能混凝土微结构高温损伤CT图像分析128
4.3.2高温对高性能混凝土内部细观裂纹发展的影响133
4.3.3温度-荷载共同作用下C80高性能混凝土微结构CT图像分析136
4.3.4C80高性能混凝土高温损伤压汞试验与分析137
4.3.5高温对HPC微观形貌的影响153
第5章混凝土结构火灾损伤评估与检测技术的发展157
5.1钢筋混凝土结构火灾损伤评估研究进展157
5.1.1不同国家和地区对钢筋混凝土结构火灾损伤的评估程序及损伤分级158
5.1.2现有火灾损伤评估方法优劣势分析166
5.1.3钢筋混凝土结构火灾损伤评估发展趋势167
5.2钢筋混凝土结构火灾损伤检测技术研究进展168
5.2.1传统混凝土结构火灾损伤检测方法168
5.2.2钢筋混凝土结构火灾损伤检测新技术171
5.2.3钢筋混凝土结构火灾损伤检测技术发展趋势175
第6章混凝土火灾损伤红外热像诊断理论与方法177
6.1混凝土火灾损伤红外热像检测分析理论与实验依据177
6.1.1红外热像检测的基本原理177
6.1.2混凝土火灾损伤红外热像检测原理及依据180
6.2普通混凝土火灾损伤的红外热像检测分析模型181
6.2.1建模实验181
6.2.2红外热像特征分析及建模183
6.3高强、高性能混凝土火灾损伤红外热像检测分析188
6.3.1建模实验188
6.3.2红外热像特征分析及建模189
6.4混凝土火灾损伤的红外热像诊断与评估195
6.5混凝土火灾损伤红外热像检测技术规程196
第7章钢筋混凝土火灾损伤电化学诊断理论与方法198
7.1钢筋混凝土火灾损伤电化学分析理论依据198
7.1.1钢筋混凝土火灾损伤电化学检测分析理论依据198
7.1.2钢筋混凝土火灾损伤的电化学检测基本原理199
7.2钢筋混凝土火灾损伤电化学分析模型201
7.2.1建模实验201
7.2.2建立检测分析模型203
7.3钢筋混凝土火灾损伤的电化学诊断与评估207
7.4钢筋混凝土火灾损伤电化学检测技术规程207
第8章钢筋混凝土火灾损伤超声波诊断理论与方法209
8.1火灾混凝土损伤超声波检测分析理论依据209
8.1.1超声波在混凝土中的传播机理209
8.1.2超声场的基本物理量211
8.1.3超声波无损检测特征参量的变化212
8.1.4超声波检测混凝土缺陷的理论基础212
8.2火灾混凝土损伤超声波检测分析模型214
8.2.1建模实验214
8.2.2建模分析216
8.2.3高强、高性能混凝土超声无损检测及建模219
8.3混凝土火灾损伤超声波检测技术规程220
第9章混凝土构件截面温度场数值模拟222
9.1混凝土构件截面温度场数值计算222
9.1.1热传导微分方程223
9.1.2温度场的有限差分解法224
9.1.3混凝土构件截面温度场计算228
9.2构件截面温度场计算程序及其验证230
9.2.1计算程序的编制230
9.2.2温度场差分分析可视化软件介绍231
9.2.3实验验证238
9.3饰面层对构件内部温度场的影响251
第10章钢筋混凝土结构火灾损伤的综合诊断与评估254
10.1钢筋混凝土结构火灾损伤的综合诊断与评估程序254
10.2火灾现场勘察254
10.2.1初勘255
10.2.2复勘260
10.3综合诊断与评估265
10.3.1构件综合诊断与评估265
10.3.2综合诊断与评估的主要内容266
10.3.3综合诊断与评估标准267
附录268
参考文献273
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| 內容試閱：
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火灾是发生频率最高且极具毁灭性的灾害之一，而发生次数最多、损伤最严重的当属建筑火灾。由于自然或人为的原因引发的各种偶然性建筑火灾事故，使钢筋混凝土结构在短时间内承受高温作用，1h内可达1000℃或者更高。结构遭受高温作用后，材料性能严重劣化，结构发生剧烈的内力重分布，使构件开裂、变形增大、承载力下降，甚至出现局部破损或倒塌，导致巨大的经济损失，甚至造成人员伤亡。钢筋混凝土结构的火灾损伤是极其复杂的，火灾后，如何准确而迅速地检测评估其损伤程度是工程实践中亟待解决的实际问题，它关系到能否制定科学合理的修复加固措施，以最大限度地减少火灾损失，避免修复加固过程中造成浪费。目前，混凝土结构火灾损伤评估基本是依赖工程技术人员的现场考察、经验评判，不能适应工程实际的需要。因此，探索和研究钢筋混凝土结构火灾损伤的检测评估理论和方法，对于全面正确地诊断评估钢筋混凝土结构火灾损伤状况，进而制定科学合理的修复加固措施，具有重要的理论意义和实用价值。本书在综述钢筋混凝土高温力学性能的基础上，模拟火灾高温实验，研究了正日益广泛使用的C40、C60、C80高性能混凝土材料高温后各项物理力学性能，探讨了掺加聚丙烯纤维对高强、高性能混凝土高温性能的影响及其改善混凝土高温性能的作用。采用X射线CT技术及压汞等方法，对高性能混凝土火灾损伤内部微结构扫描分析，揭示了混凝土微结构劣化演化规律及机理；采用应变计和自制蒸汽压的试验装置，研究高强、高性能混凝土内部的热应力、蒸汽压以及与荷载耦合作用下随温度变化的规律及高温爆裂机理。通过试验测定了高性能混凝土的热工参数；根据传热学原理，采用数值方法模拟混凝土内部温度场；采用红外热像、电化学等无损检测新技术，建立模型推定混凝土表面受火温度和钢筋受火情况等；建立了钢筋混凝土结构火灾损伤检测评估的新方法；制定了钢筋混凝土火灾损伤诊断和损伤等级评估的标准，并给出了钢筋混凝土火灾损伤综合诊断评估的方法和程序，可供工程实际应用。全书共分10章，第1章钢筋混凝土高温（火灾）损伤，第2章高性能混凝土高温蒸汽压测试与模拟，第3章高性能混凝土高温热应变测试与模拟，第4章高性能混凝土微结构高温损伤，第5章混凝土结构火灾损伤评估与检测技术的发展，第6章混凝土火灾损伤红外热像诊断理论与方法，第7章钢筋混凝土火灾损伤电化学诊断理论与方法，第8章钢筋混凝土火灾损伤超声波诊断理论与方法，第9章混凝土构件截面温度场数值模拟，第10章钢筋混凝土结构火灾损伤的综合诊断与评估。本书的编写工作得到了同济大学张雄教授、太原理工大学雷宏刚教授和太原科技大学秦义校教授等老师和同行的指导、鼓励和支持，在此深表谢意！本书的研究工作得到2项国家自然科学基金项目（51478290、51278325）、2项山西省国家自然科学基金项目（2011011024-2、20041055）、1项山西省高校科技研究开发项目（2007115）等相关项目的资助。本书的实验实施主要是在太原理工大学建工学院下辖的建筑材料与防灾研究所及土木工程实验中心建材实验室完成的，在此对建工学院全体同事、研究所全体同仁及土木工程实验中心全体工作人员深表谢意！特别感谢同事阎蕊珍博士攻读博士学位期间对本书的实验研究工作付出的辛勤劳动和鼎力协助。本书的试验工作得到了本书作者名下全体研究生的辛勤付出和无私帮助，他们是李倩、史英豪、杜帆、闫昕、吴佳、张桥、刘改利、魏宏、姜宇、陈薇、陈良豪、丁明冬、吴慧萍、张琦、成聪慧、王飞剑、葛韦华、柴松华、金鑫、聂小青、张宁、郝晓玉、谢静、韩轶多、王慧芳、王妍、张伟、徐瑶瑶、张茂林、陈尧、张一帆，在此一并深表谢意！由于专业知识、科研实践、工作能力和认识水平的差距及时间所限，本书存在诸多疏漏与不足，敬请专家、学者和同行批评指正。杜红秀2018年1月于太原
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