混凝土的技术发展与应用.doc

混凝土的技术发展与应用混凝土的介绍1:混凝土的发展史混凝土的1900年，万国博览会上展示了钢筋混凝土在很多方面的使用，在建材领域 引起了一场革命法国工程师艾纳比克1867年在巴黎博览会上看到莫尼尔用铁丝网 和混凝土制作的花盆、浴盆、和水箱后，受到启发，于是设法把这种材料应用于房屋 建筑上1879年，他开始制造钢筋混凝土楼板，以后发展为整套建筑使用由钢筋箍和 纵向杆加固的混凝土结构梁仅几年后，他在巴黎建造公寓大楼时采用了经过改善迄 今仍普遍使用的钢筋混凝土主柱、横梁和楼板1884年徳国建筑公司购买了莫尼尔的 专利，进行了第一批钢筋混凝土的科学实验，研究了钢筋混凝土的强度、耐火能力 钢筋与混凝土的粘结力1887年徳国工程师科伦首先发表了钢筋混凝土的计算方法； 英国人威尔森申请了钢筋混凝十•板专利;美国人海厄特对混凝土横梁进行了实验1895年一一1900年，法国用钢筋混凝土建成了第一批桥梁和人行道1918年艾布拉 姆发表了著名的计算混凝土强度的水灰比理论钢筋混凝土开始成为改变这个世界景 观的重要材料混凝土可以追溯到古老的年代，其所用的胶凝材料为粘土、垃、石膏、火山灰 等自19世纪20混凝十•施工年代岀现了波特兰水泥后，由于用它配制成的混凝土具有工程所需要的强度和耐久 性，而且原料易得，造价较低，特别是能耗较低，因而用途极为广泛（见无机胶凝材 料）。

20世纪初，有人发表了水灰比等学说,初步奠定了混凝土强度的理论基础以后， 相继出现了轻集料混凝土、加气混凝土及其他混凝土，各种混凝土外加剂也开始使用 60年代以来，广泛应用减水剂，并出现了高效减水剂和相应的流态混凝土;高分子材 料进入混凝土材料领域，出现了聚合物混凝土；多种纤维被用于分散配筋的纤维混凝 土现代测试技术也越来越多地应用于混凝土材料科学的研究历史2：混凝土定义及分类混凝土是当代最主要的土木工程材料Z-o它是由胶凝材料，颗粒状集料（也称 为骨料），水，以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌，密 实成型，养护施工中的混凝土硬化而成的一种人工石材混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点， 因而使其用量越来越大同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽 等特点这些特点使其使用范围十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，就是造船业, 机械工业，海洋的开发，地热工程等，混凝土也是重要的材料分类：混凝土的种类按胶凝材料分类①无机胶凝材料混凝土，如水泥混凝土、石膏混凝土、硅酸盐混凝土、水玻璃 混凝土等；②有机胶结料混凝土，如沥青混凝土、聚合物混凝土等混凝土按表观密度分类混凝土按照表观密度的大小可分为：重混凝土、普通混凝土、轻质混凝土。

这 三种混凝土不同之处就是骨料的不同重混凝土是表观密度大于2500Kg/m³,用特别密实和特别重的集料制成的如重晶石混凝土、钢屑混凝土等，它们具有不透x射线和丫射线的性能1=1「通混凝土即是我们在建筑中常用的混凝土，表观密度为1950〜2500Kg/m³,集料为砂、石轻质混凝土是表观密度小于1950Kg/m³的混凝土它由可以分为三类：1. 轻集料混凝土，其表观密度在800〜1950Kg/m³,轻集料包括浮石、火 山渣、陶粒、膨胀珍珠岩、膨胀矿渣、矿渣等2. 多空混凝土（泡沫混凝土、加气混凝土），其表观密度是300〜1000Kg/m³o 泡沫混凝土是由水泥浆或水泥砂浆与稳定的泡沫制成的加气混凝土是由水泥、水 与发气剂制成的3. 大孔混凝土（普通大孔混凝土、轻骨料大孔混凝土），其组成中无细集料普通大孔混凝土的表观密度范围为1500〜1900Kg/m³,是用碎石、软石、重矿 渣作集料配制的轻骨料大孔混凝土的表观密度为500〜1500Kg/mm³,是用陶 粒、浮石、碎砖、矿渣等作为集料配制的按使用功能分类主要有结构混凝土、保温混凝土、装饰混凝土、水工混凝土、海工混凝土、道路混凝 土、防辐射混凝土，防水混凝土、耐火混凝土等。

按施工工艺分类主要有离心混凝土、真空混凝土、灌浆混凝土、喷射混凝土、碾压混凝土、挤压混凝 土、泵送混凝土等按配筋方式分有：素（即无筋）混凝土、钢筋混凝土、钢丝网水 泥、纤维混凝土、预应力混凝土等按混凝土拌合物的和易性分类干硬性混凝土、半干硬性混凝土、塑性混凝土、流动性混凝土、高流动性混 凝土、流态混凝土等3：混凝土的原材料水泥、石灰、石膏等无机胶凝材料与水拌和使混凝土拌合物具有可塑性； 进而通过化学和物理化学作用用凝结硬化而产生强度i般说来，饮用水都可满足 混凝土拌和用水的要求水中过量的酸、碱、盐和有机物都会对混凝土产生有害的 影响集料不仅有填充作用，而但对混凝土的容重、强度和变形等性质有重要影响为改善混凝土的某些性质，可加入外加剂由于掺用外加剂有明显的技术 经济效果，它日益成为混凝土不可缺少的组分为改善混凝土拌合物的和易性或硬化后混凝土的性能，节约水泥，在混凝土搅拌时也可掺入磨细的矿物材料一掺合料它分为活性和非活性两类掺合料的性质和数量，影响混凝土的强度、变形、水化热、抗渗性和颜色等各式各样的混凝土制品）二：混凝土的性能及技术性质1:混凝土的主要性能混凝土的性能主要有以下儿项：O：和易性混凝土拌合物最重要的性能。

它综合表示拌合物的稠度、流动性、可塑性、抗分层离析 泌水的性能及易抹面性等测定和表示拌合物和易性的方法和指标很多，中国主要采用截锥 坍落筒测定的混凝土现场坍落度（毫米）及用维勃仪测定的维勃时间（秒），作为稠度的主要指标强度混凝土硬化后的最重要的力学性能，是指混凝土抵抗压、拉、弯、剪等应力的能力水 灰比、水泥品种和用量、集料的品种和用量以及搅拌、成型、养护，都直接影响混凝土的强 度混凝土按标准抗压强度（以边长为150mm的立方体为标准试件，在标准养护条件下养护 28天，按照标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度戊IJ分的强度等级，称为 标号，分为CIO、C15、C20、C25等混凝土的抗拉强度仅为其抗压强度的1/13〜1/8提 高混凝土抗拉、抗压强度的比值是混凝土改性的重要方面变形混凝土在荷载或温湿度作用下会产生变形，主要包括弹性变形、塑性变形、收缩和温度 变形等混凝土在短期荷载作用下的弹性变形主要用弹性模量表示在长期荷载作用下，应 力不变，应变持续增加的现象为徐变,应变不变，应力持续减少的现象为松弛由于水泥水化、 水泥石的碳化和失水等原因产生的体积变形，称为收缩混凝土的变形分为两类，一类是在荷载作用下的受力变形，如单调短期加载的变形、荷 载长期作用下的变形以及多次重复加载的变形；另一类与受力无关，称为体积变形，如混凝 土收缩以及温度变化引起的变形。

耐久性在一般情况下，混凝土具有良好的耐久性但在寒冷地区，特别是在水位变化的工程部 位以及在饱水状态下受到频繁的冻融交替作用时，混凝土易于损坏为此对混凝土要有一定 的抗冻性要求C用于不透水的工程时，要求混凝土具有良好的抗渗性和耐蚀性抗渗性、 抗冻性、抗侵蚀性 为混凝土耐久性组成材料与结构普通混凝土是由水泥、粗骨料（碎石或卵石）、细骨料（砂）、外加剂和水拌合，经硬化 而成的一种人造石材C砂、石在混凝土中起骨架作用,并抑制水泥的收缩；水泥和水形成水 泥浆，包裹在粗细骨料表面并填充骨料间的空隙水泥浆体在换化前起润滑作用，使混凝土 拌合物具有良好工作性能，硬化后将骨料胶结在一起，形成坚强的整体②:混凝土的主要技术性质混凝土的性质包括混凝土拌合物的和易性、混凝土强度、变形及耐久性等和易性又称工作性，是指混凝土拌合物在一定的施工条件下，便于各种施工工序的操作, 以保证获得均匀密实的混凝土的性能和易性是一项综合技术指标，包括流动性（稠度）、 粘聚性和保水性三个主要方面强度是混凝土硬化后的主要力学性能，反映混凝土抵抗荷载的量化能力混凝土强度包 括抗压、抗拉、抗剪、抗弯、抗折及握裹强度其中以抗压强度最大，抗拉强度最小。

混凝土的变形包括非荷载作用下的变形和荷载作用下的变形非荷载作用下的变形有化 学收缩、T•湿变形及温度变形等水泥用量过多，在混凝土的内部易产生化学收缩而引起微 细裂缝混凝土耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素作用，长期保持强度和外 观完整性的能力包括混凝土的抗冻性、抗渗性、抗蚀性及抗碳化能力等三：儿种典型混凝土的应用发泡混凝土应用泡沫混凝土以其良好的特性，广泛应用于节能墙体材料中，在其他方面也获得了应用目 前，泡沫混凝土在我国的应用主要是屋曲泡沫混凝土保温层现浇、泡沫混凝土血块、泡沫混 凝土轻质墙板、泡沫混凝土补偿地基但是，充分利用泡沫混凝土的良好特性，可以将它在 建筑工程中的应用领域不断扩大，加快工程进度，提高工程质量，具体如下：1. 用作挡土墙主要用作港口的岩墙泡沫混凝土在岸墙后用作轻质回填材料 可降低垂直截荷，也减少了对岸墙的侧向载荷这是因为泡沫混凝土是一种粘结性能 良好的刚性体，它并不沿周边对岸墙施加侧向压力，沉降降低了，维修费用随之减少， 从而节省很多开支泡沫混凝土也可用來增进路堤边坡的稳定性，用它取代边坡的部 分土壤，由于减轻了质量，从而就降低了影响边坡稳定性的作用力。

2. 修建运动场和田径跑道使用排水能力强的可渗性泡沫混凝土作为轻质基础， 上面覆以砾石或人造草皮，作为运动场用泡沫混凝土的密度为800-900kg/m³ 此类运动场可进行曲棍球，足球及网球活动或者在泡沫混凝土上盖上一层0.05m厚 的多孔沥青层及塑料层，则可作田径跑道用3. 作夹芯构件在预制钢筋混凝土构件中可采用泡沫混凝土作为内芯，使其具 有轻质高强隔热的良好性能通常采用密度为400・600kg/m³的泡沫混凝土4. 管线回填地下废弃的油柜、管线（内装粗油、化学品）、污水管及其他空穴 容易导致火灾或塌方，采用泡沫混凝土回填可解决这些后患，费用也少泡沫混凝土 采用的密度取决于管子的直径及地下水位，一般为600-1100kg/m³5. 贫混凝土填层由于使用可弯曲的软管，泡沫混凝土具有很大的工作度及适 应性，因此它经常用于贫混凝土填层如对隔热性要求不很高，采用密度为 1200kg/m³左右的贫混凝土填层，平均厚度为0.05m;如对隔热性要求很高，则采 用密度为500kg/m³的贫混凝土填层，平均厚度为0.1- 0.2m6. 屋而边坡泡沫混凝土用于屋面边坡，具有重量轻、施工速度快、价格低廉 等优点。

坡度一般为10mm/m.厚度为0.03-0.2m,采用密度为800 - 1200kg/m³ 的泡沫混凝土7. 储罐底脚的支撑将泡沫混凝土浇阶在钢储罐（内装粗油、化学品）底脚的底部， 必要时也可形成一凸形地基，这样可确保整个箱底的支撑在焊接时年处于最佳应力状 态，这一连续的支撐可使储罐采用薄板箱底同时凸形地基也易于清洁泡沫混凝土 的使用密度为 800-1000kg\m³X・用于园林绿化将泡沫混凝土做成容重在600-1000kg/m³,可用于园林 假山，垃圾箱，桌凳等9.国防（现代战争是用信息和先进机动器械为攻击工具）, 该发泡水泥能用在被敌方轰炸破坏的军事工程如机场，重耍交通公路等实行立即抢 修，用我们的设备及工艺能把敌方破坏的工程迅速修复，实验得來的结果是修复后10 分钟即能用于飞机起降，战车通过10.其他泡沫混凝土也可用于防火墙的绝缘填充，隔声楼面填充、隧道衬管回填；以 及供电、水管线的隔离等方而2加气混凝土 加气。