第一节 概述
混凝土（Concrete）是由胶凝材料（胶结料）、集料（骨料）和水及其他材料，按适当比例配制并硬化而成的具有所需的形体、强度和耐久性的人造石材。
土木工程中常用的混凝土有水泥混凝土、沥青混凝土和聚合物混凝土等。
普通水泥混凝土是以水泥为主要胶凝材料制成的混凝土，是应用最广泛、使用量最大的建筑材料。
一、水泥混凝土的发展概况
19世纪30年代水泥混凝土的出现，特别是钢筋混凝土的诞生，成为近代建筑史的标志和里程碑。随着混凝土技术的不断进步，水泥混凝土在土木工程各领域的应用不断扩展，目前已经成为工业与民用建筑、公路桥梁、水利、海洋、矿山和地下工程的主导材料。
20世纪90年代以前，混凝土的发展只重视强度的提高，而忽视混凝土耐久性，导致建筑物在设计使用年限内因施工不良、设计不当和化学腐蚀、钢筋锈蚀、碱集料反应、冻融破坏等因素，投入巨额维护维修费用，甚至不得不提前拆除重建，特别是道路、桥梁、水利和海洋工程的破坏更为突出。近年来，我国的“短寿建筑”数量增多，损失巨大，浪费惊人。国内外的历史教训警示我们应重视混凝土的耐久性。因此，近十多年来高性能混凝土作为一种具有高强度、高耐久性与高工作性的混凝土得以发展和使用，在高层建筑、大跨桥梁、海上建筑、公路等建设中采用愈来愈多，即使在一般建筑中也已经使用C80，甚至C100以上的高强混凝土，取得了良好的经济效益。
随着混凝土外加剂和高性能矿物掺合料的逐渐推广使用，有效地改善了混凝土的各方面性能，进一步扩大了混凝土的使用范围。
二、混凝土的分类
混凝土的种类很多，一般可按以下方法分类。（一）按表观密度分类
（1）重混凝土。指干表观密度大于2800kg/m3的混凝土，通常采用高密度集料（重晶石和铁矿石）或同时采用重水泥（如钡水泥、锶水泥）配制而成，主要用作辐射屏蔽结构材料。
（2）普通混凝土。指干表观密度为2000～2800kg/m3的水泥混凝土，主要以砂、石子和水泥配制而成，是土木工程中最常用的混凝土品种。
（3）轻混凝土。指干表观密度小于1950kg/m3的混凝土，包括轻骨料混凝土、多孔混凝土和大孔混凝土等，主要用作轻质结构（大跨度）材料和隔热保温材料。
（二）按胶凝材料的品种分类
通常根据主要胶凝材料的品种，并以其名称命名，如水泥混凝土、沥青混凝土、聚合物混凝土等。有时也以加入的特种改性材料命名，如水泥混凝土中掺入钢纤维时，称为钢纤维混凝土；水泥混凝土中掺大量粉煤灰时则称为粉煤灰混凝土等。
（三）按使用功能和特性分类
按使用部位、功能和特性通常可分为：结构混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、防辐射混凝土、补偿收缩混凝土、防水混凝土、纤维混凝土、聚合物混凝土、高强混凝土和高性能混凝土等。
（四）按强度等级分类
按抗压强度分为低强混凝土（＜C30）、中强混凝土（C30～C60）、高强混凝土（≥
C60）、超高强混凝土（≥C100）。
（五）按生产和施工方法分类
按生产和施工方法不同可分为预拌混凝土（商品混凝土）、泵送混凝土、自密实混凝土、喷射混凝土、压力灌浆混凝土（预填骨料混凝土）、碾压混凝土和水下不分散混凝土等。
三、普通混凝土的特点
普通混凝土即水泥混凝土，“混凝土”一词在土木工程中常简化为“砼”。（一）普通混凝土的主要优点
（1）原材料来源丰富，造价低廉。混凝土中约70%以上的材料是砂石料，属地方性材料，可就地取材，避免远距离运输，因而价格低廉。
（2）施工方便。混凝土拌和物具有良好的流动性和可塑性，可根据工程需要浇筑成各种形状尺寸的构件及构筑物。既可现场浇筑成型，也可预制。
（3）性能可根据需要设计调整。通过调整各组成材料的品种和数量，特别是掺入不同外加剂和掺合料，可获得不同施工和易性、强度、耐久性或具有特殊性能的混凝土，满足工程的不同要求。
（4）抗压强度高，匹配性好，与钢筋及钢纤维等有牢固的黏结力。混凝土的抗压强度一般在7.5～60MPa之间。当掺入高效减水剂和掺合料时，强度可达100MPa以上。而且混凝土与钢筋具有良好的匹配性，浇筑成钢筋混凝土后，可以有效地改善抗拉强度低的缺
陷，使混凝土能够应用于各种结构部位。
（5）耐久性好。原材料选择正确、配比合理、施工养护良好的混凝土具有优异的抗渗性、抗冻性和耐腐蚀性能，且对钢筋有保护作用，可保持混凝土结构长期使用性能稳定。
（6）耐火性良好，维修费少。（二）普通混凝土存在的主要缺点（1）自重大，比强度低。
（2）抗拉强度低，抗裂性差。混凝土抗拉强度一般只有抗压强度的1/10～1/20，易开裂。
（3）硬化缓慢、生产周期长。
（4）收缩变形大。水泥水化、凝结硬化引起的自身收缩和干燥收缩达500×10-6m/m以上，易产生混凝土收缩裂缝。
（5）导热系数大，保温隔热性能较差。
这些缺陷正随着混凝土技术的不断发展而逐渐得以改善，但在目前工程实践中还应注意其不良影响。
四、对普通混凝土的基本要求
（1）满足便于搅拌、运输和浇捣密实的施工和易性。（2）满足设计要求的强度，安全承载。
（3）满足工程所处环境条件所必需的耐久性。
（4）满足上述3项要求的前提下，最大限度降低水泥用量，节约成本，即经济合理性。
为了满足上述4项基本要求，就必须研究原材料性能，研究影响混凝土和易性、强度、耐久性、变形性能的主要因素；研究配合比设计原理、混凝土质量波动规律以及相关的检验评定标准等，这正是本章介绍的重点内容。