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　　深入浅出的介绍土木材料之种类、组成、制法、性质、用途、规格、试验及施工方法等。

作者简介

宋佩瑄

　　中正理工学院国防科学研究所

　　现任大汉技术学院土木工程系教授

黄馨

　　中正理工学院国防科学研究所博士

　　现任中正理工学院工程系讲师

现代建筑工程技术：混凝土与钢材的科学应用（第三版） 作者： 张伟、李明 出版社： 科学技术出版社 出版年份： 2024年 页数： 780页 --- 内容简介 《现代建筑工程技术：混凝土与钢材的科学应用（第三版）》是一部全面、深入探讨当代土木工程核心材料——混凝土和钢材——在实际工程中的应用、性能优化、质量控制及发展趋势的专业著作。本书旨在为土木工程专业学生、注册工程师、结构设计师以及项目管理人员提供一套系统且前沿的知识体系，以应对当前建筑行业对结构安全、耐久性、绿色化和智能化提出的更高要求。 本第三版在继承前两版扎实理论基础的同时，紧密结合近年来全球工程界在新型材料研发、施工技术进步和规范修订方面的最新成果，进行了大量的更新和扩充。全书内容覆盖了从基础材料科学到复杂结构应用的全过程，重点突出了材料的“全生命周期”管理理念。 第一部分：高性能混凝土的理论与实践 本部分深度剖析了现代混凝土的设计、配合比优化和性能提升技术。 1. 混凝土材料学基础与新进展： 详细阐述了水泥水化机理的微观视角研究，重点介绍了新型胶凝材料如地质聚合物、高炉矿渣、粉煤灰等在提高混凝土早期强度和长期耐久性方面的应用。我们探讨了骨料对混凝土工作性、强度和抗裂性的影响，特别是对超细骨料和高性能骨料的选用标准。 2. 配合比设计与工作性控制： 彻底更新了基于强度等级和耐久性指标的配合比设计方法。引入了更加精确的拌合物流变学概念，详细介绍了高性能减水剂（如聚羧酸盐系）的选择与掺量控制，确保混凝土在达到高强度标准的同时，满足泵送、自密实（SCC）或超高性能混凝土（UHPC）对流动性的特殊要求。特别增设了针对寒冷地区和海洋环境的抗冻融、抗氯离子渗透性设计章节。 3. 混凝土的力学性能与本构关系： 深入分析了混凝土的抗压、抗拉、抗剪强度随时间的变化规律。修订后的章节详细阐述了非线性有限元分析中所需的先进本构模型，包括应力软化、粘塑性变形及疲劳性能的精确描述。新增内容涵盖了纤维增强混凝土（FRC）的应力-应变曲线分析，及其在提高结构韧性和抗爆性能方面的应用。 4. 混凝土的耐久性工程： 这是本版的核心更新点之一。除了传统的渗透性、抗碳化测试外，本书详尽介绍了活性矿物掺合料（Supplementary Cementitious Materials, SCMs）在抑制钢筋锈蚀、抵抗硫酸盐侵蚀和碱骨料反应（AAR）中的作用机制和设计规范。引入了电化学加速老化测试方法，用于预测结构在实际服役环境下的长期性能。 5. 现代混凝土施工与质量控制： 关注“施工即是材料性能的最后一步”的理念。详细介绍了预拌混凝土的质量保证体系、现场搅拌控制技术，以及新型浇筑与振捣工艺。新增章节专门讨论了3D打印混凝土技术的材料配方、打印路径优化及其结构性能评估。 第二部分：结构钢材的性能、应用与维护 本部分聚焦于现代结构工程中广泛使用的钢材及其连接技术。 1. 结构钢材的冶金学与等级标准： 梳理了当前国际和国内主流的结构钢牌号体系（如Q355、ASTM A992等）的化学成分、晶体结构和热处理工艺。重点分析了高强度钢（HSS）和耐候钢（Corten Steel）的屈服点、极限强度与韧性转变温度（NDT温度）之间的关系，强调了低温性能对结构安全的重要性。 2. 钢材的力学行为与疲劳分析： 详细探讨了钢材在静态荷载、循环荷载和冲击荷载下的应力-应变响应。修订了疲劳寿命预测模型，特别是针对焊接结构和桥梁中常见的应力集中点，引入了基于有效应力范围的Eurocode和AISC规范的对比分析。新增了关于钢材屈曲与稳定性的深入讨论。 3. 钢结构连接技术： 全面涵盖了高强度螺栓连接（包括摩擦型和承压型）、焊接连接的设计与施工要点。对新型连接件如粘钢、外包钢的加固技术进行了原理性的阐述。详细比较了栓焊结合节点在复杂受力情况下的内力分配差异。 4. 钢结构的防火与防腐蚀： 针对现代超高层建筑对耐火极限的严格要求，详细分析了被动保护（防火涂料、隔热板）和主动设计（提高钢材自身的耐火等级）的工程措施。在防腐方面，重点介绍了热浸镀锌、高性能防腐涂层系统（如环氧富锌/云母氧化铁）的体系选择、涂装工艺和使用寿命预测。 第三部分：先进技术与可持续发展 本部分展望了材料科学在土木工程中的未来方向。 1. 结构健康监测（SHM）的材料基础： 探讨了将传感器技术集成到混凝土和钢材中，以实时获取结构应力、应变和损伤信息的最新研究。介绍了智能混凝土中嵌入式光纤传感器和压电传感器的应用原理。 2. 绿色建筑与材料的循环经济： 详细评估了混凝土和钢材生产过程中的碳足迹（Embodied Carbon）。提供了最大化使用再生骨料、工业废渣替代熟料、以及高回收率钢材的应用指南。探讨了如何通过延长材料使用寿命和优化维护策略来实现建筑的全生命周期减排目标。 3. 纳米材料在土木工程中的潜力： 介绍了碳纳米管（CNTs）和石墨烯等在增强混凝土强度、提高导电性和导热性方面的最新实验室成果及工程化应用障碍。 --- 本书特色 理论与工程实践紧密结合： 每章均包含“工程案例分析”和“规范要点解读”，确保理论知识能直接转化为现场决策能力。 图表丰富，数据翔实： 包含大量最新的材料性能曲线、微观结构照片和工程实测数据，便于理解复杂机制。 前瞻性视角： 充分体现了数字化、高性能化和可持续化是未来土木工程材料发展的核心方向。 本书是面向高层次工程技术人员的必备参考书，对于提升我国基础设施的质量和耐久性具有重要的指导意义。

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2. 這次新版的《土木材料(二版)》，我特意找來比較一下。老實說，我第一眼看到它，就覺得一股專業的氣息撲面而來，那種厚重的質感，沉甸甸的，彷彿藏著無數重要的知識。我還記得當年為了準備期末考，熬夜翻遍各種講義和參考書，有些材料的特性，像是混凝土的耐久性、鋼材的延展性，當時只是死記硬背，並沒有真正理解其中的奧妙。現在回想起來，那時候的學習方式真的有點可惜。這本二版，我相信一定會比我當年接觸到的內容更加豐富和深入。我對其中關於新興土木材料的部分特別感興趣，像是綠色建材、高性能混凝土等等。畢竟，隨著時代的發展，我們的工程技術也在不斷進步，不能停留在過去的知識框架裡。我希望透過這本書，能夠了解到最新的研究成果和應用趨勢，這對於我日後在職場上的發展，絕對有著不可估量的價值。

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1. 拿到這本《土木材料(二版)》的當下，我腦中閃過無數個在大學修課時，埋頭苦讀各種混凝土、鋼筋、瀝青、土壤力學的日子。這本厚實的書，光是翻開第一頁，就有一種熟悉的親切感。我印象最深刻的是，教授在課堂上常強調「材料是建築的靈魂」，一點都不誇張。當年學的時候，常常覺得這些名詞、公式、試驗方法離我們很遙遠，畢竟那時候還只是紙上談兵，實際動手做的機會不多。但隨著幾年工作下來，我越來越能體會到，每一塊磚、每一根鋼筋、每一批水泥，都承載著多少工程師的心血和責任。每次看到高聳的建築物，或是寬闊的橋梁，心裡都會油然而生一種敬意，同時也想起，那些看似不起眼的材料，才是撐起一切的基礎。這本書的出現，對我來說，不僅是一次複習，更像是一次與過去的自己對話，也是對現有知識的再次梳理。我想，對於正在就學的學弟學妹們，它更是不可或缺的寶藏，能夠引導他們進入這個既嚴謹又充滿挑戰的領域。

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9. 拿到這本《土木材料(二版)》，我彷彿回到了大學時代，那時候的課堂，總是被各種關於混凝土、鋼材、瀝青的討論填滿。我記得，我曾經對「材料力學」中的各種應力、應變公式感到十分困惑，總覺得它們離實際生活很遙遠。但隨著我踏入土木工程的領域，我才發現，原來這些公式，是解讀材料行為的關鍵。我曾經參與過一個橋梁工程的設計，在選擇橋面鋪裝材料時，我們需要仔細評估不同瀝青混合料的抗滑性、耐久性以及抗變形能力。這個過程讓我體會到，對材料的深入了解，是確保工程品質與安全的基石。這本書的二版，我希望能在材料的性能測試、品質控制方面，提供更為細緻的指導，幫助我們做出更明智的選擇。

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8. 《土木材料(二版)》這本厚重的書，拿到手就讓我有種踏實感。我還記得，以前唸書的時候，材料學的課程總是讓人頭痛，各種公式、標準、規範，彷彿永遠記不完。但隨著年紀漸長，開始接觸實際的工程項目，才慢慢體會到，這些看似枯燥的知識，卻是每一個結構穩固、工程安全的基石。我曾經親眼見證過，因為材料的品質把關不嚴，導致一個施工現場出現了嚴重的安全隱患。那次的經歷讓我深刻認識到，了解各種材料的特性、檢驗方法，以及如何辨別劣質產品，是每個土木從業人員的責任。這本書的二版，我相信一定能夠提供更為全面、更與時俱進的知識，尤其是在環保材料和智慧材料的發展趨勢上，我非常期待。

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4. 這本《土木材料(二版)》，我一拿到手就有一種莫名的熟悉感。彷彿回到當年大學時期，坐在圖書館裡，面對著堆積如山的課本，準備應付一場場艱難的考試。那時候，我對土木材料的理解，大多停留在課本上的定義和公式，對於材料背後的科學原理和實際應用，總是有些模糊。現在回想起來，那時候的我，就像是一個剛學會走路的孩子，對這個世界充滿好奇，卻又不知道從何下手。這本書的二版，我相信一定在內容上有很大的更新和補充，尤其是在當前綠色建築、永續發展的潮流下，對於環保材料、再生材料的探討，想必是不可或缺的。我非常期待能透過這本書，重新建立起對土木材料的全面認識，並將所學應用到實際工作中。

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7. 這次拿到《土木材料(二版)》，我立刻被書中精美的排版和清晰的結構吸引。我本身在建築設計領域工作，雖然不是直接負責材料的選用，但對材料的性能和特性卻有著不可或缺的了解。很多時候，一個好的設計，需要與優良的材料相輔相成，才能真正實現其價值。我曾經因為對某種新型複合材料的性能掌握不夠全面，而錯失了一個節能減排的設計機會。那次經驗讓我警惕，不斷更新材料知識是何等重要。這本書的二版，我期望它能在最新的材料科學研究成果，以及實際應用案例方面，提供更為詳盡的資訊。我希望透過閱讀，能夠拓寬我的視野，將更具創新性和環保性的材料融入到我的設計理念中。

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10. 這次收到《土木材料(二版)》，我迫不及待地翻了起來。我一直認為，土木工程的基礎，就在於對材料的深刻理解。在我剛入行的那幾年，常常因為對某種新材料的性能掌握不足，而對項目產生猶豫。我記得有一次，我們考慮採用一種新型的高強度鋼筋，但由於缺乏足夠的實證數據和相關規範的指導，最終還是選擇了傳統材料，錯失了提升結構效率的機會。那次的經驗讓我意識到，不斷學習和更新材料知識的重要性。這本書的二版，我相信一定能為我們提供更為前沿的資訊，尤其是在綠色建材、可持續發展材料的應用方面，我非常期待。希望透過這本書，能夠讓我對各種材料的特性、應用以及發展趨勢有更為全面的掌握。

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5. 《土木材料(二版)》這本書，在我手中沉甸甸的，彷彿承載著幾十年來土木工程的智慧結晶。我還記得，當年大學時，老師總會強調「細節決定成敗」，尤其是在材料的選用上，更是馬虎不得。我曾經參與過一個大型基礎工程，由於對某種特殊膠結材料的性能評估不夠充分，導致施工過程中出現了一些意想不到的問題，最後花費了額外的時間和成本才得以解決。那次的經歷讓我深刻體會到，對材料的深入理解，不僅是理論知識，更是一種寶貴的經驗。這本書的二版，我相信一定能為我們提供更為前沿的資訊和更為詳盡的解析，特別是在新材料的開發和應用方面。我非常期待能夠透過這本書，進一步提升自己在材料領域的專業知識，為未來的工程項目打下更堅實的基礎。

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3. 收到《土木材料(二版)》這本書，我迫不及待地翻開了，迎面而來的，是滿滿的專業術語和清晰的圖表。作為一名在營建業摸爬滾打了幾年的老兵，我深知材料的重要性。很多時候，一個看似微小的材料選擇，就可能影響整個工程的品質與安全。我曾經歷過一次因為材料供應商的疏忽，導致一批鋼筋的品質不如預期，差點造成嚴重的延誤。那次的經驗讓我深刻體會到，材料的選擇、檢驗、以及對其性能的深入了解，是多麼的關鍵。這本書的出現，對於我來說，就像是手中多了一本「聖經」，能夠幫助我更系統、更全面地理解各種土木材料的特性、應用以及品質控制。我尤其期待書中對於各種試驗方法的詳細介紹，因為很多時候，實際操作的細節決定了最終的結果。

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6. 拿到這本《土木材料(二版)》，我的腦海中立刻浮現出當年參加結構學實驗課的畫面。那時候，我們需要親手操作各種材料，測試它們的強度、延展性，甚至是在極端條件下的表現。印象最深刻的是，有一次我們測試混凝土的抗壓強度，由於配比上的微小差異，結果的波動幅度很大，讓我體會到材料的變異性是多麼的顯著。這本書，我相信一定對這些實驗方法和結果的分析有更深入的闡述。我特別期待書中關於材料耐久性、抗老化方面的內容，因為在台灣這個地震頻繁、氣候多變的環境中，材料的長期穩定性至關重要。我希望透過這本書，能夠更深入地理解如何選擇和應用能夠抵禦各種挑戰的土木材料，為建築物的安全壽命提供更有力的保障。