混凝土的技术发展与应用

1、混凝土的技术发展与应用一：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年德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年德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土板 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、石灰、石膏、火山灰等。

2、自19世纪20混凝土施工年代出现了波特兰水泥后，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之一。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

3、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 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； 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Y寸线的性能。普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8001950Kg/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3001000Kg/m³。 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

4、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15001900Kg/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5001500Kg/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。一般说来，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，而且对混凝土的容重、强度和

5、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 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几项：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

6、）划分的强度等级，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1/131/8。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。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）、

7、细骨料（砂）、外加剂和水拌合，经硬化而成的一种人造石材。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。水泥浆体在硬化前起润滑作用，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。Q :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、干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

8、抗碳化能力等。三：几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面泡沫混凝土保温层现浇、泡沫混凝土面块、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。泡沫混凝土也可用来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

9、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/m³。5 .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- 0.2m。6. 屋面边坡。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，这一连续的支撑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 800-1000kgm³。8. 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，重要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，实验得来的结果是修复后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

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