土木工程材料基础
水泥的一生
- 两磨一烧——高耗能、高排放、高污染
水泥的形貌
- 不规则的，微米级，大约 20~30$\mu m$，因此本身并不具有胶凝性能
- 水泥的矿物组分：C3S，C2S，C3A，C4AF
- 水泥的水化：C-S-H 凝胶——Hamlin Jennings 教授
- $Ca(OH)_2$的形貌：凝胶是纳米级别、氢氧化钙是微米级别的，所以不具有胶凝性能，因此其起到负面作用、六方片状、六方板状
- 改性混凝土——尽可能减少氢氧化钙、并且不影响 C-S-H 的强度
- 在压蒸的情况下，氢氧化钙为花瓣状
- 比表面积很大，造成体积的膨胀、如果控制不好，则会将材料胀坏，因此在压蒸条件下需要注意。
- 铝酸盐，铝酸三钙与水反应——如果没有石膏——闪凝（Flash）——不可接受（我们需要一些操作时间）——因此需要加入石膏——生成钙矾石的凝胶层
- 钙矾石——对早期强度有贡献，阻止闪凝
- 水泥整体的水化
温度对水泥水化反应有很大影响
为什么用 28d 强度作为标准？——已经达到很高的强度；需要 7 的倍数，防止周末不上班
水泥石的最大缺点——抗拉强度低，环拉实验，如何防止开裂？添加纤维以释放这种能量，通过纤维的微变形来释放能量
力的基本单位到底是能量还是传统力？——茅以升的文章
抗震的例子——刚度很高的房子
大男人不好做，再辛苦也不说。
从耗散能量的角度考虑
粗骨料的加入会增大过渡区——界面过渡区会富集大量氢氧化钙，不会影响胶凝性能，非常非常薄弱，一块混凝土——破坏——产生界面过渡区的破坏
强度等级——六教：柱 C45，普通：C35~C45，一般的板 C30，一般的柱 C70
高强混凝土脆性强，韧性差，一旦破坏就类似爆裂，能量释放短暂，如果我们向混凝土中加入合适的纤维，合适的强度
动荷载——需求材料的韧性很大
21 世纪土木工程材料面临的挑战
- 坏境污染
生产钢铁；生产水泥
水泥厂应声倒闭
- 资源消耗
- 开采石灰石——黄石磁湖
- 开山取石——试图修复？——如何修复？——代价很大！
- 爆破——污染——采石场——生产骨料——大量粉尘
- 暴利采砂——洞庭湖江豚之死
- 通天河生态噩梦
- 深圳海砂事件——
- 氯离子含量问题
- 建筑垃圾
- 如何取出钢筋？
- 骨料分级
- 开裂与耐久
