混凝土
混凝土（specific）是以膠凝材料、粗集料、細骨料和水以適當的比例配合（必要時，添加各種添加劑），混合成混合物，澆注、成型、經過一定時間的壓實和養護后具有一定強度和所需性能的材料。混凝土本身是實用的、成本低、高強度等特點，是世界上使用最多的人造材料之一。許多學者認為，真正的混凝土始于古羅馬。在古羅馬，當地人使用火山灰、石灰和海水混合制成砂漿，然后將砂漿和凝灰巖混合并注入木制結構的模具中，從而產生高效率、快干混凝土模塊。1824年，英國人約瑟夫·阿斯普丁（Joseph Apuddin）石灰石和粘土一起煅燒，創造了波特蘭（Portland）水泥，從此水泥逐漸取代了火山灰、石灰用于制造混凝土，主要用于墻壁、屋瓦、地面、欄桿等。從1895年到1900年，混凝土開始成為最重要的結構材料。上世紀50年代末，德國發明了三聚氰胺減水劑、流態混凝土使混凝土發展成為泵送施工。20世紀70年代，硅粉的開發和應用以及礦物超細粉的應用使混凝土注重耐久性而不是強度。
混凝土的主要成分是膠凝材料、粗集料、細集料、水、外加劑，本項目所指的混凝土一般為摻有普通硅酸鹽水泥的混凝土，用其他膠凝材料配制的混凝土包括硫磺混凝土、聚合物混凝土、瀝青混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土等。混凝土有很多種，分類方法是表觀密度、流動性、生產和施工方法、用途等，按表觀密度可分為輕質混凝土、普通混凝土、重混凝土。
混凝土廣泛用于工業和民用建筑、交通工程、水利工程、特種工程等領域。為了滿足高層建筑的需要、超高層、大跨度、隨著重載的發展和人類對地下和海洋開發的需求，混凝土主要面向高性能、綠色化、智能化等方向。
主要分類
輕混凝土：輕質混凝土是指干表觀密度小于2000千克的混凝土/m3，采用陶粒、輕質多孔骨料，如頁巖或混有引氣劑的骨料、發泡劑形成具有多孔結構的混凝土。輕質混凝土具有良好的保溫性能、重量輕等，多用作保溫材料或高層建筑、大跨度建筑的結構材料。
普通混凝土：普通混凝土是指干表觀密度為2000 ~ 2800千克/m3的混凝土。普通混凝土以天然砂石為骨料制成，在土木工程中普遍使用，在各種土木工程中主要用作承重結構材料。
重混凝土：重混凝土是指干表觀密度大于2800kg/m3的混凝土。重混凝土一般以重晶石鐵礦或鋼渣為骨料，有時根據需要使用鎖口水泥、用銀水泥和其他重水泥制成。重混凝土對x射線非常敏感、γ射線屏蔽能力高，又稱防輻射混凝土，主要用于核工業工程等有輻射防護要求的工程。
流動性分類
根據新拌混凝土的流動性，可分為硬質混凝土（坍落度小于10mm，需要用威布爾一致性表示）塑性混凝土（坍落度為10 ~ 90毫米）流動性混凝土（坍落度為100 ~ 150毫米）大流動性混凝土（坍落度大于或等于160毫米）
技術分類
根據生產和施工方法，混凝土可分為預拌混凝土（商品混凝土）泵送混凝土、噴射混凝土、壓力灌漿混凝土（預填骨料混凝土）造殼混凝土（裹砂混凝土）碾壓混凝土、擠壓混凝土、離心混凝土、真空脫水混凝土、熱拌混凝土等。
用途分類
根據混凝土的用途，可分為結構混凝土、大體積混凝土、防水混凝土、耐熱混凝土、膨脹混凝土、防輻射混凝土、道路混凝土等，其中大體積混凝土（Quality concrete）指混凝土結構最小尺寸不小于1m的大體積混凝土，或由于混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而預計會產生裂縫的混凝土。
強度分類
根據混凝土的強度等級，可分為低強度混凝土（抗壓強度fcu30MPa）中強度混凝土（抗壓強度30≤fcu 60MPa）高強度混凝土（抗壓強度≤60兆帕≤FCU≤100兆帕）超高強混凝土（抗壓強度fcu 100MPa）
強化分類
根據混凝土的加固方法，可分為素混凝土、鋼筋混凝土、纖維混凝土、鋼絲網混凝土、預應力混凝土等。
優點缺點
優點
經濟性：混凝土原材料中的砂、石、水是地表豐富的物質，相對便宜。與其他材料相比，混凝土的價格較低，易于就地取材，結構完成后的維護費用也較低。
混凝土安全性：硬化混凝土具有很高的機械強度目前工程構件最高強度可達 130 MPa，同時與鋼筋具有較強的粘結力，充分保障了結構安全。
耐火性：一般混凝土能堅持12小時相對于鋼材，混凝土的耐火性更強，不會出現鋼結構在高溫下快速軟化而導致坍塌的情況。
黏結力強：混凝土鋼筋等材料粘結力強，線膨脹系數與鋼基本相同鋼筋混凝土構件或整體結構可以通過在混凝土中加固鋼筋或嵌入鋼構件制成。
能耗低：與其他建筑材料相比，混凝土及其制品的生產消耗更少的能源。根據計算，混凝土的能耗為440～770 kw·h/m，鋼筋混凝土的能耗為800~3200kw·h/m，預應力混凝土的能耗為700～1700 kw·h/m。
易于現場造型：混凝土適用于土木工程中的各種結構形式可以根據不同的要求配制不同的混凝土以滿足施工要求，也可以通過設計和模板制作不同形式的建筑和構件，可塑性強。
缺點
自重大：混凝土自重大、具體強度低，但水平高、大跨度建筑要求在保證力學性能的前提下采用輕質材料。
抗拉強度低：混凝土的抗拉強度是混凝土抗壓強度的1/大約10，是鋼筋抗拉強度的1/100左右。
延展性不高：混凝土是一種脆性材料，變形能力差，只能承受少量的拉伸變形，超過不能承受時就會開裂。此外，混凝土抗沖擊性差，在沖擊荷載作用下容易發生脆性斷裂。
體積不穩定：當混凝土中水泥漿量過大時，其體積不穩定性更為突出。伴隨溫度、濕度、環境介質的變化容易導致混凝土體積的變化和裂縫等內部缺陷，直接影響建筑物的使用壽命。
混合物的流變性質不穩定：預拌混凝土是現代混凝土的主體，拌合物的流變性能成為一個重要問題。在工程中，混合料穩定性差往往會影響混凝土的均勻性，從而導致工程質量問題。
制作材料
膠凝材料
膠凝材料是指混凝土中除骨料和細顆粒以外的所有粉狀材料。混凝土中使用的膠凝材料種類繁多，包括水泥、石灰、石膏、瀝青以及聚合物、硫磺等，工程中所指的混凝土一般是摻有普通硅酸鹽水泥的混凝土；由其他膠凝材料制成的混凝土通常標有膠凝材料的名稱，如硫磺混凝土、聚合物混凝土、瀝青混凝土等。
集料
用于普通混凝土的骨料，也稱為集料，根據其粒徑分為細骨料、粗骨料在混凝土中主要起骨架作用，能有效降低水化熱、減少收縮裂縫的產生和發展。
粗集料
粗骨料是指粒徑大于4.75 毫米顆粒，包括卵石、碎石。鵝卵石是自然風化的、水流搬運和分選、堆積形成的巖石顆粒。礫石是由天然巖石制成的、鵝卵石或礦山廢石被機械粉碎、通過篩分制成的巖石顆粒。
細集料
細骨料是指粒徑小于4的骨料.75毫米骨料，包括天然砂、人工砂。天然砂是天然產生的，經過人工開采和篩選后的粒度小于4.75毫米的巖石顆粒，包括河沙和湖沙、用山沙淡化海沙，不包括軟沙、風化的巖石顆粒。人工砂經過除土處理，用機械破碎、過篩，粒徑小于 4.75 毫米巖礦尾礦或工業廢料顆粒，不包括軟質、風化的顆粒。
外加劑
外加劑是為改善和調整混凝土性能而添加的物質，主要分為早強劑、減水劑、緩凝劑、引氣劑。在混凝土中加入適量的外加劑可以提高混凝土的質量、改善混凝土性能、減少混凝土用水量、節約水泥和降低成本、加快施工進度是混凝土材料中使用最少的成分，但對其性能有很大影響。
早強劑
早強劑是指能加速水泥砂漿或混凝土硬化，提高混凝土強度，特別是早期強度的外加劑。更常用的早強劑是氯化物早強劑（氯化鈣和氯化鈉）硫酸鹽早強劑（硫酸鈉和硫代硫酸鈉）三乙醇胺復合早強劑，其中氯鹽早強劑的早強劑效果最好。
減水劑
減水劑是一種添加劑，可以顯著減少用水量，同時保持新拌混凝土的相同和易性。按其減水率可分為常用減水劑（以木質素磺酸鹽為代表）高效減水劑（萘系、密胺系、氨基磺酸鹽系、脂肪族系等）和高性能減水劑（以聚羧酸系高性能減水劑為代表）
緩凝劑
緩凝劑是水泥凝結時間的一種、降低水泥水化速度和水化熱的外加劑可分為有機緩凝劑和無機緩凝劑兩大類，無機緩凝劑主要包括磷酸鹽、偏磷酸鹽類、硼砂、氟硅酸鈉等，有機緩凝劑主要包括光基羚羊酸、氨基羚羊酸及其鹽類、多元醇及其衍生物、糖類等化合物。
引氣劑
引氣劑是指能在混凝土或砂漿中形成細小均勻分布，硬化后仍能保持氣泡的添加劑其主要性能是改善混凝土的和易性、抗凍融性。中國最常用的引氣劑是松香皂松香熱聚合物和松香鈉、烷基苯磺酸鈉、烷基磺酸鈉、洗衣粉。
礦物摻合料
礦物摻合料是指混凝土拌合物，為改善混凝土性能，以硅鋁和鈣等氧化物為主要成分、具有一定細度的天然或人工礦粉材料是現代混凝土的重要組成部分。常用的礦物摻合料是粉煤灰、粒化高爐礦渣、硅灰、沸石巖粉等，其中粉煤灰和磨細礦渣應用最廣泛。礦物摻合料可以減少水泥用量，改善混凝土的工作性能；降低膠凝材料的水化熱；減少混凝土干縮、自收縮；增進后期強度；調整混凝土內部微觀結構，提高抗滲性和抗化學腐蝕性；抑制堿-骨料反應等。
粉煤灰
飛灰，也稱為飛灰，是從燃燒粉煤的鍋爐煙氣中收集的細粉有些是球形的，表面光滑它由一個直徑為10微米的實心物體組成（或）空心玻璃微珠，其中一部分是玻璃碎屑和少量莫來石、石英等結晶物質。飛灰具有低反應性、超細填料是現代混凝土中重要的礦物摻合料之一，具有易加工和良好的需水性能。
磨細礦渣
磨細礦渣的全稱是“粒化高爐礦渣”它是通過高爐煉鐵獲得的熔融鋁硅酸鈣淬火和造粒的副產物。磨細礦渣的活性高于粉煤灰，可以等量取代水泥，攪拌時直接摻入混凝土中可以改善新拌混凝土和硬化混凝土的性能。磨細礦渣的成分除玻璃體外，還含有少量硅酸二鈣、鈣鋁長石和莫來石晶體礦物具有一定的自硬性。
制備工藝
配合比設計
混凝土配合比設計是確定每立方米混凝土中各組成材料的用量或各組成材料的質量比。普通混凝土配合比設計的基本要求是滿足易拌和的要求、運輸和現澆壓實的施工和易性；滿足設計要求的強度等級；滿足項目環境條件所需的耐久性；在滿足上述三個要求的前提下，盡量減少水泥用量，節約成本，這是經濟合理性。
攪拌
通常，混凝土在最近的攪拌站生產，并由攪拌機運輸到施工現場，以完成澆筑和其他工作。混凝土攪拌機的攪拌筒在運輸過程中保持旋轉，以抑制混凝土的水化反應，防止凝結，從而保證混凝土的流動性和質量。
澆筑
混凝土澆筑是指將配制好的混凝土倒入建筑工程中安裝的模板中，充分振搗，提高混凝土澆筑的密實度，混凝土凝固后形成完整的建筑結構。
養護
混凝土是一種水硬性材料在其強度增長期間，必須保持構件表面濕潤，以確保水泥充分水化。混凝土的標準養護是指溫度為20±3c，相對濕度為95%在上述條件下養護28d。混凝土的強度基于標準養護為了使同批混凝土質量具有可比性，試件采用標準養護。
應用領域
工業與民用建筑
混凝土廣泛用于工業和民用建筑例如，中國大多數100米高以上的高層建筑都是混凝土結構或混凝土與鋼的組合結構其中，比較有代表性的建筑是上海金茂大廈，共88層，高度420m 主體為鋼筋混凝土結構，部分柱子為型鋼混凝土柱；上海環球金融中心有101層，高492米，由鋼筋混凝土制成。
交通工程
隧道、橋梁、高速公路、城市高架公路、混凝土結構常用于地鐵等交通項目。2023年6月11日，中國深中通道海底沉管隧道最終接頭成功下水，實現了與E24管節的精準對接，標志著世界 世界上最長最寬的鋼殼混凝土沉管隧道。
水利工程
大壩、攔海閘墩、渡槽、混凝土結構常用于港口等水利工程。如我國白鶴灘水電站大壩采用300米級超高混凝土雙曲拱壩，混凝土澆筑總量達803萬立方米；長江三峽工程混凝土大壩高達186米，大壩混凝土用量達1527萬立方米。
特種工程
核電站的安全殼、熱電廠的冷卻塔、儲水池、儲氣罐、海洋石油平臺、電視塔等特殊工程大多采用混凝土結構，如加拿大多倫多的預應力混凝土電視塔高達549米，是典型的預應力混凝土結構；上海東方明珠電視塔高度為415米，主體為混凝土結構。使用核電站安全殼可以屏蔽伽馬射線、X射線、防中子輻射混凝土，其中膠凝材料為硅酸鹽水泥或鋁酸鹽水泥、鋇水泥、氧化鎂水泥等，骨料為重晶石、磁鐵礦、褐鐵礦和廢鐵等。