水泥基自修复材料：理论与方法

　　随着科技的进步，智能材料成为未来材料发展的一个重要趋势，而混凝土作为普遍应用的材料，其未来的发展方向必定也是智能材料。从目前国内外混凝土自修复材料研究进展来看，用自修复手段来提高混凝土材料结构的整体性能、安全可靠性和耐久性，是近些年各国研究的热点之一，也符合我国的国家战略发展方向。《水泥基自修复材料：理论与方法》从材料科学的角度全面分析论述了水泥基自修复材料的分类、修复表征方法，各类自修复方法的修复原理、机制、性能、模型及应用；重点阐述了目前国际上水泥基自修复材料自修复新方法的材料设计、基本原理、修复机制及修复性能，这些自修复新方法包括空心纤维法、微生物、微胶囊、矿物外加剂、形状记忆合金、工程水泥基材料、电化学沉积等。全书较好地运用了材料学、物理学、化学、力学、土木工程等多学科的交叉融合，将专业理论基础与专业实践知识有机地结合在一起，具有科学性、知识性、先进性和应用性。《水泥基自修复材料：理论与方法》可供土木建筑、港口水运、水利工程、建筑材料、工程管理等行业从事水泥基材料科学研究、教学、设计、施工、生产应用等的科研人员、大专院校师生参考阅读。

　　蒋正武，工学博士，同济大学材料科学与工程学院土木工程材料系副主任、教授、博士生导师。长期从事高性能混凝土及其耐久性，混凝土修补、修复与防护，建筑功能材料等领域研究。主持承担了国家、省部级纵向科研项目30余项，其中国家自然科学基金4项、国家“973项目”1项、“十二五”国家科技支撑项目课题1项等。在国内外期刊发表学术论文200多篇，其中SCI，EI，ISTP收录80多篇。获得国家发明专利32项。荣获国家技术发明二等奖1项，上海市科技进步二等奖1项、三等奖1项，上海市技术发明奖二等奖1项，建设部科技三等奖1项，中国公路学会科学技术奖二等奖1项。译著、编著、合著4部，包括《混凝土修补：原理、技术与材料》《机制砂高性能混凝土》等。

序
前言
第1章 自修复材料
1．1 智能材料
1．2 自修复材料的提出
1．2．1 天然生物材料的损伤自愈合性能
1．2．2 仿生自愈合材料
1．3 自修复材料的自修复设计理念与技术方法
1．3．1 自修复剂释放技术
1．3．2 可逆的交联技术
1．3．3 其他自修复技术
1．4 自修复材料的类型及特点
1．4．1 聚合物基自修复材料
1．4．2 陶瓷基自修复材料
1．4．3 金属基自修复材料
1．4．4 水泥基自修复材料
1．4．5 其他基材自修复材料
1．5 自修复材料的应用及展望
1．5．1 聚合物基自修复材料的应用
1．5．2 陶瓷基自修复材料的应用
1．5．3 金属基自修复材料的应用
1．5．4 水泥基自修复材料的应用
参考文献
第2章 水泥基自修复材料的自修复机制与设计方法
2．1 水泥基材料的特性
2．2 水泥基自修复材料的自修复机制与设计方法
2．2．1 水泥基自修复材料分类
2．2．2 水泥基自修复材料的自修复机制与设计方法
2．3 水泥基自修复材料的研究进展与展望
参考文献
第3章 水泥基自修复材料修复效果的表征方法
3．1 水泥基自修复材料裂缝的预制与检测方法
3．1．1 水泥基自修复材料裂缝的预制方法
3．1．2 水泥基自修复材料裂缝的检测方法
3．2 自修复效果宏观性能的表征方法
3．2．1 力学性能
3．2．2 渗透性能
3．2．3 耐久性
3．3 自修复效果细观性能的表征方法
3．3．1 共振频率分析
3．3．2 超声波测试
3．3．3 电化学阻抗测试
3．4 自修复效果微观性能的表征方法
3．4．1 计算机断层扫描
3．4．2 抗腐蚀性能
3．4．3 傅里叶变换红外光谱学——FTIR
3．5 其他特种环境作用下修复的表征方法
3．5．1 地下水腐蚀环境下的修复效果评估
3．5．2 低温环境下的修复效果评估
参考文献
第4章 天然水泥基自修复材料
4．1 基本现状
4．2 基本原理
4．3 愈合过程与效果
4．3．1 裂缝自愈合过程
4．3．2 愈合的影响因素与评价
4．3．3 自发自愈合的实验效果
4．4 微观结构
4．5 进展
参考文献
第5章 微胶囊水泥基自修复材料
5．1 前言
5．1．1 微胶囊技术概述
5．1．2 微胶囊自修复材料的研究现状
5．1．3 微胶囊水泥基自修复材料的研究现状
5．2 微胶囊水泥基自修复材料的原理
5．2．1 微胶囊水泥基自修复材料的组成
5．2．2 自修复水泥基材料的微胶囊分类
5．3 微胶囊水泥基自修复材料的愈合机理
5．3．1 修复剂组成与固化反应
5．3．2 囊芯在裂纹中的渗透行为
5．4 自修复微胶囊的制备与性能评价
5．4．1 微胶囊的制备
5．4．2 微胶囊的性能表征及影响因素分析
5．5 微胶囊对损伤水泥基体的修复效果评价
5．5．1 微胶囊对水泥基材料宏观性能的修复
5．5．2 微胶囊对水泥基材料细观性能的修复效果分析
5．6 微胶囊对损伤水泥基体耐久性能的修复
5．6．1 微胶囊对损伤水泥基体毛细吸水作用的改变
5．6．2 微胶囊对损伤水泥基体抗渗性能的改变
5．7 微胶囊水泥基自修复材料的微观结构
5．7．1 微胶囊水泥基自修复材料的孔结构
5．7．2 微胶囊在损伤水泥基体中的微观结构
5．7．3 微胶囊在损伤水泥基体中的行为
5．8 进展与应用
参考文献
第6章 矿物水泥基自修复材料
6．1 基本现状
6．2 矿物水泥基自修复材料技术原理与设计方法
6．2．1 矿物水泥基自修复材料热力学分析
6．2．2 矿物水泥基自修复材料动力学研究
6．3 愈合过程与修复效果
6．4 进展与展望
参考文献
第7章 电化学沉积法修复水泥基材料
7．1 引言
7．2 电化学沉积修复混凝土机理
7．3 电化学沉积修复混凝土的关键技术
7．4 电化学沉积修复混凝土试验研究
7．5 电化学沉积修复混凝土的理论建模
7．5．1 电化学沉积修复混凝土细观模型的物理基础
7．5．2 电化学沉积修复混凝土确定性细观力学模型
7．5．3 电化学沉积修复混凝土随机细观力学模型及若干结论
7．6 其他电化学修复方法
7．7 展望
参考文献
第8章 微生物水泥基自修复材料
8．1 基本现状
8．2 微生物自修复机理
8．2．1 微生物矿化机理
8．2．2 微生物诱导形成碳酸钙的胶结机理
8．3 自修复材料组分
8．3．1 微生物自修复剂
8．3．2 保护组分
8．3．3 缓冲液
8．4 自修复效果及微观结构
8．4．1 微生物自修复混凝土的修复效果
8．4．2 微观结构
8．5 最新进展及展望
参考文献
第9章 微胶囊水泥基自修复材料的修复模型
9．1 胶囊的粒径分布
9．2 裂纹碰到胶囊的概率
9．2．1 平面几何法
9．2．2 几何概率理论
9．2．3 蒙特卡洛法
9．3 胶囊破裂过程
9．3．1 均匀材料的标准裂纹分析
9．3．2 自修复材料中微胶囊外壳的断裂准则
9．3．3 利用有限元分析对微胶囊样品进行裂纹拓展研究
9．4 修复剂流动
9．5 胶囊外壳与材料结合力模型
9．6 修复过程的模拟
9．6．1 有限元分析法
9．6．2 修复损伤力学模型
9．7 修复效果模型
参考文献
第10章 地下水环境下水泥基材料的矿物自愈合模型
10．1 基于未水化胶凝材料继续水化的自愈合模型
10．2 基于碳酸钙结晶沉淀的水泥基材料自愈合模型
10．2．1 基于碳酸钙沉淀的水泥基材料结构背水面自愈合模型
10．2．2 基于碳酸钙沉淀的水泥基材料结构迎水面自愈合模型
参考文献
第11章 工程水泥基材料的自修复
11．1 基本现状
11．2 自修复原理
11．3 修复过程与效果
11．3．1 修复过程
11．3．2 修复效果测试方法
11．3．3 自修复效果评价
11．3．4 修复效果影响因素
11．4 微观结构
11．4．1 ECC材料自修复产物
11．4．2 自修复后重新加载拉伸破坏裂缝的走向
11．4．3 冻融循环后的ECC自修复微观分析
11．5 进展与应用
参考文献