《混凝土-微观结构 性能和材料》笔记

笔记之前：

1.这本书是译著。原著名：《CONCRETE Microstructure,Properties，and Materials》由库玛·梅塔（P.Kumar Mehta）和保罗J.M.蒙特罗（Paulo J.M.Monteiro）合著。

2.本笔记所选摘的都是普通教材中可能忽略的地方，不体现混凝土科学的主要框架，只以本书的体色为主：细致，深入，全面。

3.作为思考混凝土某一方面研究的借鉴，目的是拓宽思路。

笔记：

第一篇硬化混凝土的微结构和性能

第一章绪论

第二章混凝土的微结构（提出了混凝土中过渡区的重要性）

第三章强度（见附图1影响混凝土强度各个因素的相互作用）

第四章尺寸稳定性

“需要注意，混凝土构件通常处于被约束的状态，约束有时来自路基的摩擦

和端部的其他构件，但更多还是来自钢筋和混凝土内、外部的应变差。”

“混凝土在约束状态下，干缩应变诱发的弹性拉应力和粘弹性行为带来的应

力松弛之间的交互作用，是大多数结构变形和开裂的核心。”

“不是所有变量都以同一种方式控制混凝土的强度和弹性模量（通常，粗骨

料的弹性模量越高、用量越大，混凝土的弹性模量就越大。低强或中强混凝

土的强度不受骨料孔隙率正常变化的影响。）”

（附图2 影响混凝土弹性模量的不同参数）

第五章耐久性

（附图3 混凝土劣化的物理原因）

“在一种冻融环境中耐冻的混凝土在另一种组合条件下却可能被摧毁。”

“经显微镜观测证实：当冰在气孔（而不是毛细孔道）中形成时，水泥浆体

会收缩”

“对一种骨料，临界尺寸（在一定的孔径分布、渗透性、饱和度与结冰速率

条件下，大颗粒骨料可能会受冻害，但小颗粒的同种骨料则不会）并非单一

值，因为他还取决于结冰速率、饱和度和骨料的渗透性。”

（附图4 化学反应引起混凝土劣化的模型）

（附图5 常见环境条件下混凝土损伤的整体模型）

“氯化物对硫酸盐膨胀的影响清楚地表明：我们在模拟材料行为时经常犯错

误，即为了简单起见只考虑单一因素的影响，而没有充分考虑其他可能会显

著改变这种影响的因素的存在。”

第二篇混凝土原材料、配合比和早龄期性能

第六章水硬性水泥

区分水泥熟料的化学组成（氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、

水等）与矿物组成（硅酸三钙、硅酸二钙、氯酸三钙、铁铝酸四钙等）；

“任何化学反应的主要特征包括物质变化、能量变化和反应速率三个方面”

“水化水泥浆体的电子显微研究表明，水泥早期，水化主要以完全溶解机理

为主；水化后期，由于溶液中离子的迁移受阻，剩余水泥颗粒的水化则主要

按固相反应机理进行”

（附图6 硅酸盐水泥浆体液相中铝酸盐对硫酸盐的比例对凝结特性的影响）

（附图7 水化产物与凝结过程的关系）

（附图8 水泥熟料矿物组成对强度和水化热的影响）

（附图9 火山灰或矿渣对强度和水化热的影响）

第七章骨料

（附图10 骨料特性的影响因素以及后续影响示意图）

“到后期，由于浆体和骨料之间形成了更强的化学键，这个作用（粗糙一些

的构造有利于在水泥浆体和骨料之间产生较强的物理性黏结）就不那么重要

了。”

第八章外加剂

“外加剂在组分上变化很大，从表面活性剂和可溶性盐到聚合物和不溶性矿

物。”

“在预制混凝土工业中，未加快模板的周转而要求高早强时，加入超塑化剂

是一个相当重要的手段。”

“与以电荷斥力为主的分散机理不同这些新型超塑化剂是通过阻碍活性位

提供分散能力的。”

（附图11 超塑化剂分散水泥颗粒的作用机理）

（附图12 调凝剂的组成和分类）

“绝大多数来自高炉的粉煤灰，不论其是低钙还是高钙，都含有大约60%~85%的玻璃相，10%~30%的晶体相，以及高达5%的未燃尽的碳。”

“与低钙粉煤灰不同（低钙粉煤灰一般在水泥水化后两个星期内不会对混凝

土的强度有任何贡献），高钙粉煤灰或高炉矿渣通常早在水化7d的时候就会

对强度有明显的贡献。当掺量太大时，一些高钙粉煤灰会引起延缓混合硅酸

盐水泥粉煤灰拌合物凝结时间的作用。虽然颗粒的尺寸特征、玻璃相的组成

和玻璃相的含量是决定粉煤灰和矿渣活性的主要因素，但必须指出的是，玻

璃体的活性随材料的热历史的不同而有所区别。快速急冷的玻璃体的结构更

加无序，其活性也更高。”

“这类物（硅灰）质具有很高的火山灰活性，但是在使用上有困难，除非使

用高效减水剂，否则需增加混凝土用水量。”

（附图13 常用混凝土外加剂）

第九章混凝土配合比

“侧重点由水胶比-强度关系转换为含水量-耐久性关系，将为混凝土配合比

设计方法中引入颗粒包裹概念提供必要的推动力。”

第十章早龄期混凝土

“早龄期开始于有塑性稠度的新拌混凝土，结束于龄期为1~2d的硬化混凝

土，其强度达到不需要再加以照料的程度（并且会随着时间而增长）”

“泌水现象有一些有趣的地方。在一般的钢筋混凝土结构中，在粗骨料和水

平钢筋的下方会聚集一定数量的水囊，从而导致这些区域的强度降低。”

“在浇灌新的混凝土之前，必需将旧混凝土的浮浆层通过洗刷或者用喷砂的

方法将其去除”

“通常用增加水泥用量、参加矿物质外加剂和引气等方法，来消除混凝土拌

合物泌水的现象。”

（附图14 混凝土表面水分蒸发速率估计图）

“新拌混凝土的温度一般用调节拌和水和骨料温度的办法来进行控制的。”

“严谨在浇灌之前从批量混凝土中抽取试样进行测试（混凝土质量）。”

（附图15 混凝土结构中各种开裂示意图与典型的开裂类型表）