现代混凝土综述

现代混凝土综述

姓名： X X X

学号： 2016XXXXXX

任课老师： X X X

班级：现代混凝土课程教学班

现代混凝土综述

混凝土作为重要的建筑材料，经历了普通混凝土—高强度混凝土—高性能混凝土的发展过程。最初，混凝土技术的优劣是以强度作为主要依据的。特别是上世纪70年代末，由于减水剂和高活性混凝土掺合料的开发和应用，使高强混凝土的制备进入了一个新阶段，采用普通混凝土施工工艺，已能较容易配制出80～100 MPa的高强混凝土。但是，随着破坏造成的结构崩塌事故在各地接连发生，使人们意识到混凝土强度增加带来的脆性问题已影响到高强混凝土的使用安全。特别是诸如海洋、核电站、高层、大跨度建筑工程领域提出的各种苛刻的要求，迫使混凝土朝着高性能化方向发展。目前，混凝土的高性能化已引起各国土木建筑与材料工程界的高度重视。据预测，今后的100～200年内，混凝土将成为最主要的工程结构材料，而高性能混凝土将占主导地位。

资料表明，从公元前2世纪采用天然火山灰、石灰、碎石拌制天然混凝土开始，用于一般的民用建筑，到1824年，英国人JAspdin发明了波特兰水泥，即烧制硅酸盐水泥、1861年，法国花匠J.Manier发明了制造钢筋混凝土结构的方法，1867年出现钢筋混凝土结构构件，1940年开始采用了预应力混凝土技术，从此混凝土技术有了突飞猛进的发展，为建造高层建筑和大跨度桥梁提供了物质基础。这个时期的混凝土性能，大多以满足强度要求和如何获得较高强度的混凝土，作为科研和生产的主要工作目标。

进一步的研究成果表明，如今，尚且没有能够完全取代混凝土作为结构材料的其它材料，混凝土材料在今后50年内还将是应用最广、用量最大的建筑材料。目前，全世界水泥年产量达15亿吨以上，我国水泥年产量达5.1亿吨，占世界产量的三分之一。

由水泥作为主要胶凝材料的混凝土，其特殊的性能及施工工艺的简单易行，已成为现代工程建设、影响人们生活方式的主要建筑材料。然而，工业技术的发展源于它的发展基础、且由于同时存在着它自身发展过程的缺欠，存在着人们认识能力的原因等，使得混凝土材料在给我们带来现代文明的同时，也造成许多问题。如资源的无节制的消耗和生产带来的环境污染问题。不能不引起各方面的极大关注和重视。

混凝土结构的耐久性能与其工作环境有关，工程实践表明，在长期环境因素作用下，混凝土构件远低于设计寿命，这不仅是原设计理论估计的

不足，也反映了环境变化的复杂性。因此，混凝土构建过早的出现裂缝甚至倒塌。混凝土耐久性达不到要求，要花费大量财力用于工程维修和重建，如在美国，今后混凝土工程维修和重建费用高达3000亿美元。配制新的混凝土和拆除建筑废弃的混凝土，都将增加能源消耗和环境负担。仅美国每年大约有6000万吨废弃混凝土，日本每年约有1600万吨废弃混凝土，我国的情况也未必乐观。可见废旧建筑材料的数量之大，令人惊叹。

混凝土结构的耐久性能与其工作环境有关，工程实践表明，在长期环境因素作用下，混凝土构件远低于设计寿命，这不仅是原设计理论估计的不足，也反映了环境变化的复杂性。

可持续发展是人类社会发展中的重要认识成果，其本质是努力应用科学的、技术的和经济的知识，去消除由于无节制的技术发展所造成的负面影响。可持续发展的主要方面是通过保护和不必要的消耗来更有效地利用资源，控制使用资源，使其可达到良性循环，或利用消耗材料的数量达到最小限度。因此，高性能混凝土材料的可持续发展，其出路在于应用现代混凝土的科学技术来增加混凝土的使用寿命，同时提高材料和构件的耐久性，尽量减少造成修补或拆除的浪费，尽可能的利用工业副产品和废弃物，尽量减少自然资源和能源消耗，减少对环境的污染。

（1）高性能混凝土，其性能与所处时代的发展相适应，又随着社会生产、生活的发展需要而发展，它有着鲜明的时代特征，即不能超越现实的可能，又必须按照时代的需要而发展。

（2）高性能可持续性发展，是人们使生产和生活更加科学化为我们工作提出了一个行为准则。

（3）混凝土的高性能不仅是产品自身的高性能，还包括生产的全过程。实现高性能必须有高性能的生产保证。可持续发展的要求要保护资源和环境，这不仅是要求产品自身、同时也要求生产的全过程都需要面临资源消耗和环境保护的问题，这是一个全行业的系列化问题，也就是关于绿色高性能混凝土的研究、生产与应用。如果说现实的高性能混凝土的自身发展尚存在问题的话，那就是它必须受到可持续发展大前提的约束。

从现代人类的工程建设史上来看，相对于砌体结构、木结构和钢、铁结构而言，混凝土结构是一种新兴结构，它的应用也不过一百多年的历史。但有的考古学者认为，水泥的起源约在公元前5—10万年，以后在公元前

3000年，用熟石膏和石灰混合在一起建造了著名埃及的金字塔，这是现存的最早的混凝土结构物。其后在古希腊和罗马时代，用这种水泥建造了很多建筑物和公路。

进入近代以来，经过了J．Smeaton，J．Parker等人的试作阶段，1824年英国的烧瓦工人Joseph Aspdin调配石灰岩和粘土，首先烧成了人工的硅酸盐水泥，并取得专利，成为水泥工业的开端。以后，对如何克服混凝土抗拉强度很低这一问题进行了研究，1854年法国技师J．L．Lambot将铁丝网敛入混凝土中制成了小船，并于第二年在巴黎博览会上展出，这可以说是最早的RC制品。从此以后，Francois Conigne，Wilkinson等人改进了Lambot的制品，到1867年法国技师Joseph Monier取得了用格子状配筋制作桥面板的专利，RC工艺迅速地向前发展。1867这一年，是全世界公认为最早的RC桥架设的一年。1877年美国的Thaddeus H yatt调查了梁的力学性质，1887年德国的Konen提出了用混凝土承担压力和用钢筋承担拉力的设计方案，德国的J．Baushinger确认了混凝土中的钢筋不受锈蚀等问题，于是RC结构又有了新的发展。

总而言之，混凝土结构是在19世纪中期开始得到应用的，由于当时水泥和混凝土的质量都很差，同时设计计算理论尚未建立，所以发展比较缓慢。直到19世纪末以后，随着生产的发展，以及试验工作的开展、计算理论的研究、材料及施工技术的改进，这一技术才得到了较快的发展。目前已成为现代工程建设中应用最广泛的建筑材料之一。

在工程应用方面，混凝土结构最初仅在最简单的结构物如拱、板等中使用。随着水泥和钢材工业的发展。混凝土和钢材的质量不断改进、强度逐步提高。例如在美国20世纪60年代使用的混凝土抗压强度平均为

28N/mm2，20世纪70年代提高到42 N/mm2 ，近年来一些特殊需要的结构混凝土抗压强度可达80—100 N/mm2，而实验室做出的抗压强度最高已达266 N/mm2。前苏联20世纪70年代使用钢材平均屈服强度为380 MPa，20世纪80年代提高到420 N/mm2；美国在20世纪70年代钢材平均屈服强度已达420 N/mm2。预应力钢筋所用强度则更高。这些均为进一步扩大钢筋混凝土的应用范围创造了条件，特别是自20世纪70年代以来，很多国家巳把高强度钢筋和高强度混凝土用于大跨、重型、高层结构中，在减轻自重、节约钢材上取得了良好的效果。