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黃琮聖

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《现代土木工程材料学》 作者： 王志强，李明德 出版社： 科学技术出版社 出版时间： 2023年10月 定价： 128.00 元 --- 内容简介 本书是面向土木工程专业本科生和研究生的一部系统性教材，全面、深入地介绍了现代土木工程所依赖的各类关键材料的组成、性能、制备工艺、测试方法以及应用技术。本书旨在为读者构建坚实的材料科学基础，使之能够理解材料的行为规律，并能在实际工程设计、施工和维护中做出科学合理的材料选择和性能评估。 第一部分：基础理论与无机胶凝材料 本书的开篇部分，首先建立起材料科学的基本概念框架，包括材料的微观结构、宏观性能之间的内在联系，以及材料的物理化学基础。随后，重点深入探讨了土木工程中最基础、应用最广泛的材料——胶凝材料。 第一章：材料科学基础 本章详细阐述了材料的晶体结构、缺陷理论、以及材料的热力学和动力学行为。重点讨论了材料的强度、刚度、韧性、疲劳和蠕变等基本力学性能的来源。同时，介绍了材料的本征特性（如密度、比热容）与环境因素（如温度、湿度）之间的相互作用机制。 第二章：水泥化学与水化作用 本章是全书的重点之一。系统讲解了波特兰水泥的主要矿物成分（如硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等）的化学组成和结构特征。深入分析了水泥与水反应的复杂水化过程，包括早期水化产物（如钙矾石、氢氧化钙）的形成机制，以及水化程度对混凝土早期强度和长期耐久性的影响。详细介绍了矿渣、粉煤灰等特种胶凝材料的活性机制。 第三章：混凝土与砂浆的性能 本章侧重于将胶凝材料与其他骨料（粗骨料、细骨料）拌合形成的再生复合材料——混凝土和砂浆的宏观性能研究。内容涵盖了和易性（流动性、保水性）的测试与调控，不同龄期强度的发展规律，以及抗压、抗拉、抗折强度的力学特性。特别关注了体积稳定性，包括收缩（干燥收缩、碳化收缩）和徐变（蠕变）现象的机理分析及其在结构设计中的考量。 第四章：混凝土的耐久性 现代工程对结构的长期服役能力提出了更高要求。本章系统阐述了影响混凝土耐久性的主要环境因素及破坏机理，包括： 1. 渗透性与侵蚀： 氯离子侵蚀（导致钢筋锈蚀）、硫酸盐侵蚀（导致混凝土膨胀破坏）的微观机理及防护措施。 2. 冻融循环作用： 冰的生成压力与吸附水理论在冻胀破坏中的作用，以及外加剂（引气剂）的防护原理。 3. 碱骨料反应（AAR）： 硅质或钙质骨料与水泥碱性物质反应导致的膨胀破坏机制，及骨料选择和矿物掺合料的抑制作用。 第二部分：结构材料与先进复合材料 在掌握了基础胶凝材料的知识后，本书转向结构体系中承担主要荷载的材料，并引入了当前工程领域的前沿技术——高性能与智能材料。 第五章：钢材与钢筋的冶金与性能 本章聚焦于结构钢材和钢筋。从冶金学角度解析了碳含量、合金元素（如锰、硅、钒）对钢材强度和塑性的影响。详细介绍了碳素钢和低合金钢的相变组织（如铁素体、珠光体、马氏体），以及热处理工艺（退火、正火、淬火）对材料性能的调控。特别关注了钢筋的冷加工硬化效应和焊接性能的评估。 第六章：木材与砌体材料 木材作为一种可再生材料，其特性与各向异性显著。本章分析了木材的细胞结构、含水率对物理力学性能的影响（如尺寸稳定性、抗压强度），以及防腐处理技术。对于砌体材料（如烧结砖、混凝土砌块），则重点讨论了孔隙率、抗压强度等级的确定，以及砂浆与其的界面结合性能。 第七章：沥青材料与路面结构 本部分专门介绍交通工程领域的核心材料——沥青及其混合料。分析了原油提炼过程对沥青粘弹特性的影响，介绍了不同等级的石油沥青的性能指标。深入研究了沥青混合料的配合比设计（如马歇尔法），以及其在温度依赖性下的流变行为和车辙抗车辙能力。 第八章：纤维增强复合材料 (FRC) 纤维增强混凝土（FRC）是提升结构韧性和抗裂性的关键技术。本章详细比较了钢纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维在提高混凝土抗拉强度和韧性方面的差异。阐述了纤维在混凝土基体中的分散性、界面粘结力，以及纤维有效长度的概念，并介绍了纤维对材料的冲击韧化机理。 第九章：高性能混凝土与自密实混凝土 (SCC) 本章探讨高性能化发展方向。高性能混凝土（HPC）的特点在于极高的强度和耐久性，主要通过超细粉末（如硅灰）和高效减水剂的协同作用实现。详细介绍了SCC的无离析特性、工作性测试（如坍落度流锥试验），以及UHPC（超高性能混凝土）的微观结构设计思路，例如利用纳米级粉末填充和密实化技术。 第十章：智能与环境友好型材料 面向未来可持续发展，本书最后介绍了一些新兴材料： 1. 自修复材料： 探讨了细菌诱导的钙化修复机制和胶囊包裹型修复体系。 2. 透水与绿色混凝土： 介绍了减少水土流失、实现雨水就地消纳的透水混凝土材料设计。 3. 相变储能材料 (PCM)： 分析了将储能元件集成到建筑材料中以实现节能调温的潜力。 本书特色： 强调微观-宏观联系： 始终贯穿材料的微观结构决定宏观性能这一核心思想。 结合工程实践： 理论分析后紧跟规范标准（如AASHTO、Eurocode相关概念的引入），确保知识的实用性。 图表丰富： 配备大量高质量的显微照片、力学性能曲线图和工程实例说明，便于理解复杂概念。 适用对象： 土木工程、结构工程、材料科学与工程等相关专业本科生、研究生，以及从事工程设计、施工和材料研发的工程师。

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我最近在負責一個老舊廠房的電力系統現代化升級專案，壓力山大。要處理老舊設備的汰換和新舊系統的協調，最怕的就是文獻資料不齊全。這本《電工機械(下)》，說真的，幫了我一個大忙。書中關於老式感應電動機的過熱保護機制和現代變頻驅動的兼容性討論，簡直是及時雨。作者在描述這些複雜的電氣保護協調時，用的語言非常精煉，沒有太多不必要的贅述，直奔核心。我尤其注意到了關於諧波抑制的章節，它用非常直觀的方式解釋了負載變化對電網品質的影響，並且提出了幾種實用性較高的濾波方案比較。這種結合了學術深度和工程實用性的寫法，是台灣產業界非常需要的。市面上很多偏向理論的書，講到實務上的電磁干擾（EMI）和接地問題時往往語焉不詳，但這本書卻將這些「邊角料」的關鍵細節也納入了討論範圍。我認為，對於正在進行系統整合或大型設備選型的技術人員，這本書的參考價值是極高的，它提供了一個堅實的理論基礎來支持我們的工程決策。

评分☆☆☆☆☆

老實講，我對技術書籍的審美是很挑剔的。很多中文書籍，編排得像一堆從不同地方拼湊起來的資料夾，閱讀起來斷裂感很重。但《電工機械(下)》在整體結構的邏輯連貫性上做得非常好，它幾乎是以一種敘事的方式，引導你從一個基礎單元，逐步建構起整個複雜機械系統的理解。書中對於「可靠度工程」在機械設計中的應用，雖然篇幅不長，但切入點非常獨到。它不像專門的可靠度書籍那樣枯燥，而是將這些概念巧妙地融入到對機械部件失效模式的分析中。我記得有一段講到軸承壽命預測時，作者用了非常生活化的比喻來解釋累積損傷理論，這讓原本高深的概念變得觸手可及。對於教學者而言，這本書提供了一套極佳的教學藍圖，它平衡了學科的廣度與技術的深度。總結來說，這本工具書的價值遠遠超出了其標價，它是一部值得收藏、反覆研讀，並且在實際工作中能不斷帶來新啟發的寶貴資源。

评分☆☆☆☆☆

說實在話，現在的年輕學徒對於理論基礎的掌握度，真的不如我們那個年代扎實。他們習慣了遇到問題就查手機、看網路教學影片，但那些碎片化的資訊往往缺乏系統性。《電工機械(下)》這本書，恰好彌補了這個空缺。我會讓我手下那幾個有點浮躁的小子們人手一本，強迫他們在進工地前，先把基礎理論打穩。這本書的理論推導過程寫得非常清晰，不像有些大學教材那樣，把公式丟出來就沒了，它會一步一步引導你，解釋為什麼會得出這個結論，背後的物理原理是什麼。我特別欣賞它對於不同類型馬達的特性比較分析，從效率曲線到啟動扭矩的描繪，簡潔有力，卻又面面俱到。閱讀的過程中，我腦中不斷浮現出過去設計或調校設備時的畫面，很多過去模糊的觀念，在這本書的梳理下，變得清晰銳利起來。它不只是教你「怎麼做」，更重要的是讓你理解「為什麼要這麼做」。這對於想要往更高階的控制系統或節能設計方面發展的工程師來說，是極為寶貴的知識資產。它不是一本讓你快速通關的秘笈，而是一本需要你靜下心來，反覆咀嚼的學術饗宴。

评分☆☆☆☆☆

從一個偏向學術研究的角度來看這本《電工機械(下)》，它的貢獻在於對現有標準的批判性梳理。我注意到作者在介紹某些設備標準時，並沒有全盤接受，而是加入了對這些標準在當前科技發展趨勢下可能存在的限制的探討。例如，在討論大型同步發電機的穩定性分析時，書中引入了最新的數值模擬方法和實時監測技術的結合，這遠超出了傳統教科書的範疇。這讓這本書讀起來，不像是陳舊的知識彙編，而更像是一本與時俱進的學術專論。雖然有些篇幅涉及高等數學，可能會讓非電機背景的讀者感到吃力，但對於研究生或希望深入研究機械與電氣耦合機制的學者來說，這些詳盡的數學模型是非常珍貴的資源。它鼓勵讀者不僅要會用設備，更要理解設備背後的物理極限和設計哲學。這種層次的剖析，讓這本書在眾多參考書中脫穎而出，成為了我案頭上經常翻閱的資料之一，特別是那些關於故障診斷和預測性維護（PdM）的章節，給了我很多新的研究靈感。

评分☆☆☆☆☆

這本《電工機械(下)》，哎呀，拿到手沉甸甸的，光是書的厚度就讓人對內容充滿了期待。我是個在業界摸爬滾打了好幾年，從學徒時期就跟著師傅在工地跑跳的技師，說真的，市面上講機械的書很多，但真正能跟實際操作接得上軌道的，實在是鳳毛麟角。這本的排版設計，雖然說是教科書的風格，但它在圖文的搭配上處理得相當細膩，不像有些書，圖就是圖，文就是文，中間毫無章法。它厲害的地方在於，當你看到一個複雜的電路圖或機械結構分解圖時，旁邊的文字說明馬上就能讓你明白這個零件在整個系統裡扮演的角色，那種「原來如此」的頓悟感，對我們這種實務工作者來說，比拿到一張大獎還開心。特別是關於高壓設備的維護章節，書裡不只是列出SOP，還會穿插一些「陷阱」提醒，那些都是書本上看不到，得靠著幾次差點出事才學到的經驗，作者顯然是下了苦工去挖掘這些細節的，這讓我覺得這本書不只是知識的傳遞者，更像是一位經驗豐富的學長在身邊指導。我個人覺得，如果能再多放一些實際案例的故障排除流程截圖，那就更完美了，但瑕不掩瑜，光是這份對細節的執著，就值得我推薦給所有在變電所、發電廠一線奮鬥的夥伴們。