内容简介
本书主要介绍了水泥基材料流变学基本原理、水泥基材料流变测试技术以及流变学在混凝土技术中的工程应用三部分内容。其中，水泥基材料流变学基本原理部分，介绍了水泥基材料流变学的基本概念，详细讨论了水泥浆体流变学和混凝土流变学，论述了水泥基材料流变性能的影响因素和作用机理，阐明了材料组成与流变性能之间的理论关系；水泥基材料流变测试技术部分，介绍了水泥基材料流变性能的经验性测试方法，阐明了经验性测试参数与流变参数之间的理论关系，总结了应用于水泥浆体和砂浆混凝土的流变仪种类，并详细讨论了不同流变仪的工作原理、测试过程和数据分析；流变学在混凝土技术中的工程应用部分，介绍了基于流变学的混凝土配合比设计方法和基本原理，总结了自密实混凝土流变性能的影响因素，阐明了流变学与自密实混凝土模板压力、稳定性之间的理论关系，论述了其他水泥基材料包括碱激发材料、水泥浆回填材料和纤维增强水泥基材料的流变学，介绍了流变学在泵送和3D 打印混凝土技术中的应用。
本书可作为水泥混凝土材料及土木工程方向的研究人员和工程技术人员的参考资料。
目录
第1章 流变学及水泥基材料简介 001
1.1 流变学的主体和客体 001
1.2 流变学的基本原理 005
1.2.1 黏度的定义 005
1.2.2 牛顿流体 006
1.2.3 非牛顿流体 007
1.2.4 触变性 009
1.2.5 反触变性 010
1.3 水泥基材料 011
1.3.1 水泥和混凝土的发展历史 011
1.3.2 水泥基材料新拌性能 013
1.4 本书简介 016
参考文献 017
第2章 水泥浆体流变学 020
2.1 颗粒间相互作用力 020
2.1.1 胶体相互作用力 020
2.1.2 布朗力 021
2.1.3 水动力 022
2.2 组分对流变性能的影响 022
2.2.1 胶凝材料的体积分数 022
2.2.2 间隙溶液 024
2.2.3 水泥 024
2.2.4 矿物掺合料 025
2.2.5 化学外加剂 030
2.3 温度对流变的影响 032
2.4 剪切对流变的影响 033
2.5 压力对流变的影响 034
2.6 本章小结 034
参考文献 034
第3章 混凝土流变学 041
3.1 引言 041
3.2 新拌混凝土的流动体系 041
3.2.1 骨料体积分数与混凝土流变性能之间的关系 042
3.2.2 富余浆体理论 045
3.3 骨料性质对流变性能的影响 047
3.3.1 骨料体积分数 047
3.3.2 级配和粒径 048
3.3.3 骨料粒形 050
3.4 外部因素的影响 054
3.4.1 搅拌过程 054
3.4.2 测试过程 055
3.4.3 流变仪种类 056
3.5 本章小结 056
参考文献 056
第4章 采用传统经验性方法评价混凝土流变性 062
4.1 引言 062
4.2 坍落度 063
4.2.1 仪器参数 063
4.2.2 测试过程 063
4.2.3 数据分析 064
4.3 坍落扩展度和流动时间T50 067
4.3.1 仪器参数和测试过程 067
4.3.2 数据分析 068
4.4 V 形漏斗流动时间 069
4.4.1 仪器参数 069
4.4.2 测试过程 069
4.4.3 数据分析 069
4.5 其他测试方法 070
4.5.1 L 形箱 070
4.5.2 LCPC 箱 072
4.5.3 改进V 形漏斗 072
4.5.4 J 环扩展度 074
4.6 本章小结 075
参考文献 076
第5章 水泥浆体流变仪 078
5.1 引言 078
5.2 水泥浆体流变仪的类型 079
5.2.1 窄间隙同轴圆筒流变仪 079
5.2.2 平板流变仪 082
5.2.3 其他流变仪 085
5.3 测量步骤 089
5.3.1 流动曲线测试 089
5.3.2 静态屈服应力试验 089
5.3.3 振荡剪切试验 089
5.4 本章小结 095
参考文献 095
第6章 混凝土流变仪 101
6.1 引言 101
6.2 混凝土流变仪的类型 102
6.2.1 同轴圆筒流变仪 103
6.2.2 平行板流变仪 112
6.2.3 其他流变仪 115
6.3 测试程序 117
6.3.1 试样制备 117
6.3.2 ICAR 测试程序 117
6.3.3 ConTec Viscometer 5 测试程序 118
6.3.4 BTRHEOM 流变仪的测试程序 120
6.4 数据收集和处理 121
6.4.1 静态屈服应力 121
6.4.2 流动曲线试验 122
6.4.3 触变性测试 122
6.5 不同流变仪测量的流变参数之间的关系 123
6.6 本章小结 124
参考文献 125
第7章 基于流变学的混凝土配合比设计 128
7.1 引言 128
7.2 配合比设计原理 129
7.2.1 矢量-流变图法 129
7.2.2 浆体流变阈值理论 130
7.2.3 混凝土流变参数法 135
7.2.4 富余浆体理论 136
7.2.5 单纯型重心设计法 137
7.3 混凝土配合比设计示例 139
7.3.1 基于浆体流变阈值理论的配合比设计 139
7.3.2 基于浆体流变参数设计钢纤维增强SCC 139
7.3.3 基于混凝土流变参数的配合比设计 142
7.3.4 基于单纯型重心设计法的配合比设计 145
7.4 本章小结 146
参考文献 146
第8章 流变学与自密实混凝土 151
8.1 SCC 简介 151
8.1.1 SCC 简史 151
8.1.2 SCC 的原材料 152
8.1.3 SCC 的配合比设计 154
8.1.4 SCC 的应用 155
8.2 自密实混凝土的流变性能 157
8.2.1 影响SCC 流变性能的因素 157
8.2.2 特殊流变行为 164
8.3 SCC 模板压力 166
8.3.1 模板压力的影响因素 166
8.3.2 模板压力预测 167
8.4 SCC 的稳定性 169
8.4.1 静态稳定性 169
8.4.2 动态稳定性 171
8.5 本章小结 173
参考文献 173
第9章 其他水
前言/序言
流变学是研究物质流动和变形的学科，是自然科学的一个独立分支。水泥基材料的流变学对其施工性能、泵送性能以及3D 打印等新技术具有重要影响，并且由于水泥水化产生的物理化学反应，水泥基材料呈现出更为复杂的流变性能。由于水泥基材料流变学的重要性，近年来吸引了越来越多的学者在水泥基材料流变模型、测试技术、流变调控技术、流变性能预测等方面开展相关研究，然而，人们对水泥基材料流变学的研究远未达到满意的地步，无法对水泥基材料的流变性能准确地测试、预测和调控，许多科学和技术问题有待进一步研究。
本书系统总结了新拌水泥基材料流变学已取得的研究成果及最新研究进展。过去十余年，本书作者得到了水泥基材料流变相关的国家重点研发计划课题、国家自然科学基金优秀青年基金等国家级重点课题的持续资助，培养了十余名硕士、博士研究生，他们的研究成果也融入了本书。
本书分为三部分，包括水泥基材料流变学的基本原理、测试技术和工程应用。在基本原理部分介绍了水泥基流变学的基本概念、水泥浆体流变学以及混凝土材料的流变学；在测试技术部分介绍了水泥基材料流变性能的经验性测试方法、水泥浆体流变测试方法和砂浆混凝土流变测试方法；在工程应用方面介绍了基于流变学的混凝土配合比设计方法、流变与自密实混凝土、其他水泥基材料的流变性能、流变与泵送、流变与3D 打印。
本书可作为水泥混凝土材料及土木工程领域研究者的参考用书，也可供相关专业研究生参考使用。由于编者水平有限，书中难免出现疏漏之处，敬请读者批评指正。
编著者
2025年2月
