第一章 绪论 (混凝土工程)

1、第一章绪论,教学目的与要求：掌握混凝土的定义和分类了解混凝土的发展、历史、现状和趋势了解混凝土的应用和地位重点、难点：混凝土的定义,*背景*,世界及中国水泥产量,产量（亿吨）,2006年我国水泥12.4亿吨，占世界的近50其中：山东省水泥产量为1.66亿吨，占全球首位江苏省水泥产量为1.09亿吨，超过美国,混凝土是当今应用最广泛的建筑材料,深圳至汕头280km公路，1996年建成，2000年至2005年因路况不好，造成1443人死亡，7290人受伤。,京珠高速公路，湖南省湘潭至宜章段共300km，2001年建成，耗资63.8亿元，每6km有一维修处，湖南省境内的长潭、莲易、长久高速公路也在通车

2、后35年内进行全面或部分大修。青海省西宁曹家堡机场，1996年建成，因损坏严重，进行盖被，复又损坏。陕西阳平关至安康的铁路线上，65个大型预应力钢筋混凝土桥梁，因碱集料反应严重损坏。京广线石家庄154甲号桥103孔，70年建成，2002年开裂、破坏、换梁，京通、京秦、胶济、京沪、新兖、陇海等线有大量预应力钢筋混凝土桥梁因碱集料反应而损坏。贵州省织金县城300万元的15层大楼未盖成就要炸毁。北京中国体育博物馆因地基不均匀下沉，使用不到15年。,三元桥墩岩芯的开裂,三元桥梁的开裂,北京三元桥建于1984年，因碱集料反应、冰冻、盐腐蚀、钢筋锈蚀而破坏，现已部分拆除重建。,混凝土道路,混凝土道路的平均

3、寿命约为设计寿命的1/3,机场跑道,机场道面的平均寿命约为设计寿命的一半,桥梁,桥梁设计寿命60100年，10年即开始破坏,码头大管桩,海港码头1015年后发生轻度和中度破坏,提高混凝土寿命是对资源、能源最大的节约和对环境最大的保护,要使混凝土取得长寿命，材料的选择是关键,混凝土破坏，材料是主要原因,*1.1混凝土的定义*,1.1.1混凝土的定义：混凝土的六大组分：水泥、砂（细集料）、石子（粗集料）、外加剂、矿物掺合料和水混凝土是由胶凝材料、状粒材料、水及其他外加剂按照适量的比例配制而成的。广义定义：由胶质料（有机的、无机的、有机无机复合的）颗粒状集料以及必要时加入的化学外加剂和矿物掺合料组分

4、组成的混合材，经硬化后形成具有堆聚结构的复合材料狭义定义：由硅酸盐水泥、砂、石子、水、必要的化学外加剂、矿物掺合料组成的混合材，经硬化后形成具有堆聚结构的复合材料*在土木工程中，应用最广泛的是水泥混凝土：以水泥为胶凝材料，以砂、石为骨料，加水拌制成的混合物，经过一定时间硬化而成的水泥混凝土。,1.1.2混凝土的特点,优点：原材料丰富，成本低；混凝土中80%以上的是砂、石子，资源十分丰富。良好的可塑性；利用模板可以制成任何形状、尺寸的构件；高强度；混凝土的抗压强度为2055MPa.良好的耐久性；有抗冻、抗渗、抗风化、抗腐蚀等性能，比钢材、木材更耐久。可用钢筋增强；钢筋具有良好的工作性。缺点：抗拉

5、强度低（约为抗压强度的1/101/20）、变形性能差；导热系数大约为1.8W/（mK）；体积密度大（约为2400kg/m3左右）；硬化较缓慢。,1.2.1按胶凝材料分类无机胶结材混凝土水泥混凝土:在土木工程中应用最广泛；石灰硅质混凝土石膏混凝土水玻璃氟硅酸钠混凝土有机胶结材混凝土沥青混凝土:在公路工程中应用较多聚合物胶结混凝土无机有机复合胶结材混凝土聚合物水泥混凝土聚合物浸渍混凝土,*1.2混凝土的分类*,特重混凝土（2500kg/m3)普通混凝土（19002500kg/m3)轻混凝土（6001900kg/m3)特轻混凝土(600kg/m3),1.2.2按表观密度分类,1.2.3按用途分类,结

6、构用混凝土；道路混凝土；特种混凝土；耐热混凝土耐酸混凝土等,1.2.4按强度分类,低强度混凝土：R2820MPa普通强度混凝土：R28=2060MPa高强度混凝土：R2860MPa超高强度混凝土：28d抗压强度，R281050MPa,1.2.5按配筋情况分类：素混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土钢纤维混凝土等。,1.2.6按特性分类,纤维加强混凝土喷射混凝土聚合物混凝土,1.2.6按生产和施工工艺分类：预拌混凝土（商品混凝土）泵送混凝土喷射混凝土碾压混凝土离心混凝土等。,*1.3混凝土的发展历史、现状和趋势*,(1)粘土混凝土时期远古6000多年前,主要组成：粘土、茅草等,主要作用：将干燥的砖块

7、黏结在一起,主要缺点：这样的建筑物仅能存在于非常干燥的气候条件下，因为未经过焙烧的砖和粘土不抗水,万里长城,金字塔,(2)石膏混凝土时期5000多年前,主要组成：石膏、砂,主要缺点：强度不够高,(3)石灰混凝土时期4000多年前,主要组成：石灰、砂、粘土,(4)火山灰混凝土时期,主要组成：古希腊、罗马使用粉磨的火山灰,罗马“庞贝”城,(5)水硬性石灰混凝土时期18世纪前后,(6)波特兰水泥混凝土1850年,将含有适量粘土的粘土质石灰石经过煅烧而得水硬性水泥和罗马水泥,用石灰石与定量的粘土共同磨细混匀，经过煅烧制成由人工配料所得的波特兰水泥,*1.3混凝土的应用及地位*,混凝土是当代用量最大的建

8、筑材料（1）1吨水泥可配制约3m3混凝土（2）我国2008年水泥产量约14.5亿吨，折合成混凝土约42亿m3（3）与其它材料相比：原材料易得，使用面广、能耗低、寿命长,混凝土是当代用途最广的建筑材料,（1）用于高层建筑（2）用于地下建筑及水道（3)用于海洋开发、海港、码头、海底隧道、油罐等（4）用于造船（5）用于水利、水电工程（6）用于打垮度桥梁（7）用于制造大型容器、机场场身或底柱（8）用于高温工程（如高温窑炉）、低温工程（用于储存天然气-160-170）（9）用于原子能工业（核反应堆、核废料处理）（10）用于地热工程（11）其他如防水、防腐、道面、装饰、保温隔热、耐油、雕塑等工程。（12）用于宇宙开发,北京鸟巢,北京中央电视台,台北101大厦（508米）,吉隆坡国家石油双子星座大厦（452米