混凝土工艺学(侯伟 )

《混凝土工艺学》将混凝土生产技术和混凝土生产设备结合在一起来讲述。书中系统全面地对混凝土原材料、拌合物性能、力学性能、耐久性、配合比设计、搅拌工艺、输送工艺、施工工艺进行了介绍。由于近几年混凝土相关的国家标准和行业标准更新较多，本书及时将知识点更新至目前标准。本书配套实验教材为《混凝土工艺学实验》。建议读者两本书结合使用，以便于学-做结合，提高动手能力，更全面地了解相关知识。 

《混凝土工艺学》结合高等学校“卓越工程师教育培养计划”“工程教育专业认证”要求，着重介绍了混凝土生产技术和生产设备相关知识。内容共分为10章，主要包括混凝土的结构和组成材料、混凝土拌合物的性能、混凝土的力学性能、混凝土的耐久性、混凝土的配合比设计、混凝土的搅拌工艺、混凝土的输送工艺、混凝土的施工工艺、特种混凝土；附录中给出了混凝土工程常见外观质量弊病和防治措施以及常用标准目录。本书配有丰富的电子资源(电子教案、PPT电子课件以及模拟试卷)，为教师多媒体授课、编写教案提供方便条件。本书配套实验教材为《混凝土工艺学实验》，两本教材在理论和实验部分侧重点有所不同，建议读者结合使用，从而更全面地了解相关知识。本书可供高等学校无机非金属材料工程专业、土木工程专业的师生作为教材使用，也可供从事相关研究的专业人员阅读参考；对于建筑材料方向师生和混凝土行业的工作人员也有较高的参考价值。

第1章绪论1

1.1混凝土发展概况及趋势1

1.1.1混凝土发展概况1

1.1.2混凝土发展趋势3

1.2混凝土的基本特征4

1.2.1混凝土的定义及分类4

1.2.2混凝土的特点5

思考题6

第2章混凝土的结构和组成材料7

2.1混凝土的结构特点7

2.1.1混凝土内部结构概述9

2.1.2水泥石的组成10

2.1.3混凝土界面过渡区10

2.2水泥12

2.2.1水泥的组成与分类12

2.2.2硅酸盐水泥的质量指标14

2.2.3水泥的水化与凝结硬化16

2.2.4水泥组成对混凝土性能影响20

2.3矿物掺合料25

2.3.1粉煤灰27

2.3.2磨细矿渣33

2.3.3硅灰36

2.3.4偏高岭土超细粉38

2.3.5沸石粉39

2.3.6石灰石粉40

2.4骨料42

2.4.1骨料的定义与分类42

2.4.2骨料的作用42

2.4.3骨料的质量与性能43

2.4.4细骨料的技术要求47

2.4.5粗骨料的技术要求50

2.5外加剂53

2.5.1外加剂简介53

2.5.2减水剂56

2.5.3缓凝剂63

2.5.4早强剂64

2.5.5膨胀剂66

2.5.6速凝剂67

2.5.7泵送剂68

2.5.8引气剂70

2.5.9阻锈剂73

2.5.10防冻剂74

2.6混凝土用水75

2.6.1混凝土拌合用水75

2.6.2混凝土养护用水76

思考题76

第3章混凝土拌合物的性能77

3.1和易性77

3.1.1和易性的概念77

3.1.2和易性测定方法及指标78

3.1.3影响和易性的主要因素82

3.1.4改善混凝土和易性的措施85

3.2匀质性85

3.2.1影响混凝土匀质性的主要因素86

3.2.2提高混凝土匀质性的技术措施87

3.3含气量88

3.4凝结时间88

思考题88

第4章混凝土的力学性能90

4.1抗压强度90

4.1.1混凝土受压破坏理论90

4.1.2混凝土抗压强度92

4.2抗拉强度93

4.2.1轴心抗拉强度93

4.2.2劈裂抗拉试验94

4.2.3混凝土抗压强度与抗拉强度的关系94

4.3抗折强度95

4.4混凝土与钢筋的粘结强度96

4.5混凝土强度检测其他方法96

4.6混凝土强度早期推定及影响因素97

4.6.1混凝土强度早期推定97

4.6.2影响混凝土强度的因素98

4.7普通混凝土强度检验评定方法102

4.7.1统计法评定102

4.7.2非统计法评定104

4.8混凝土的变形104

4.8.1混凝土在非荷载作用下的变形104

4.8.2混凝土在荷载作用下的变形107

思考题109

第5章混凝土的耐久性110

5.1混凝土的抗渗性110

5.1.1抗渗性表征方法110

5.1.2抗渗性的影响因素和提高措施111

5.2混凝土的抗碳化性112

5.2.1碳化对混凝土性能的影响112

5.2.2影响碳化速度的主要因素113

5.2.3提高抗碳化性能的措施114

5.3混凝土的抗冻性114

5.3.1冻融破坏对混凝土性能的影响115

5.3.2影响抗冻性的主要因素115

5.3.3提高抗冻性的措施115

5.4混凝土的化学侵蚀116

5.4.1硫酸盐侵蚀116

5.4.2酸性侵蚀117

5.4.3海水侵蚀118

5.4.4碱类侵蚀118

5.5混凝土中钢筋的锈蚀119

5.5.1钢筋锈蚀的机理119

5.5.2钢筋锈蚀的过程120

5.5.3影响钢筋锈蚀的因素121

5.5.4防止钢筋锈蚀的措施122

5.6混凝土的碱-骨料反应122

5.6.1碱-骨料反应的分类和机理122

5.6.2碱-骨料反应的条件123

5.6.3碱-骨料反应的特征123

5.6.4碱-骨料反应的预防125

5.7混凝土的耐磨性126

5.8混凝土的耐火性126

思考题127

第6章混凝土的配合比设计128

6.1普通混凝土配合比设计流程128

6.2混凝土配合比设计步骤130

6.2.1确定初步配合比131

6.2.2确定基准配合比135

6.2.3确定试验室配合比136

6.2.4确定施工配合比137

6.3混凝土特殊性能校核137

6.4普通混凝土配合比设计实例143

思考题146

第7章混凝土的搅拌工艺148

7.1混凝土搅拌的基本理论148

7.1.1混凝土搅拌的任务148

7.1.2混凝土搅拌的过程148

7.1.3混凝土的搅拌理论149

7.1.4影响混凝土搅拌质量的因素149

7.1.5混凝土拌合物匀质性的评价方法150

7.1.6提高混凝土搅拌质量的方法150

7.2混凝土搅拌机153

7.2.1搅拌机的工作原理及分类154

7.2.2搅拌机的机型代号156

7.2.3常用的混凝土搅拌机157

7.3混凝土搅拌楼161

7.3.1搅拌楼的分类及机型代号161

7.3.2输送系统164

7.3.3储料系统167

7.3.4计量系统169

思考题170

第8章混凝土的输送工艺171

8.1常用混凝土输送设备简介171

8.1.1水平输送设备171

8.1.2垂直输送设备172

8.2混凝土搅拌运输车173

8.2.1搅拌运输车的工作方式173

8.2.2搅拌运输车的分类、组成及型号174

8.2.3搅拌运输车的传动系统175

8.2.4搅拌筒构造及工作原理176

8.2.5搅拌筒装料和卸料装置178

8.2.6供水系统179

8.3混凝土泵送设备179

8.3.1混凝土泵179

8.3.2混凝土布料装置及混凝土泵车190

8.3.3混凝土泵送设备维护193

思考题194

第9章混凝土的施工工艺195

9.1混凝土的浇筑195

9.1.1浇筑前准备工作195

9.1.2浇筑的一般规定195

9.1.3混凝土的冬季施工196

9.1.4分缝处理198

9.1.5大体积混凝土浇筑200

9.1.6水下混凝土浇筑201

9.1.7柱基础混凝土浇筑203

9.1.8柱子混凝土浇筑203

9.1.9梁、板混凝土浇筑204

9.1.10剪力墙混凝土浇筑204

9.1.11楼梯混凝土浇筑204

9.2混凝土的密实成型205

9.2.1振动密实成型206

9.2.2压制密实成型210

9.2.3离心脱水密实成型212

9.2.4真空脱水密实成型216

9.2.5喷射成型220

9.3混凝土养护工艺223

9.3.1标准养护223

9.3.2自然养护224

9.3.3快速养护225

思考题230

第10章特种混凝土231

10.1纤维增强混凝土231

10.1.1发展历程231

10.1.2性能概述232

10.1.3工程应用236

10.2聚合物混凝土238

10.2.1发展历程238

10.2.2性能概述239

10.2.3工程应用242

10.3大体积混凝土243

10.3.1发展历程244

10.3.2性能概述245

10.3.3工程应用250

10.4自密实混凝土251

10.4.1发展历程251

10.4.2性能概述252

10.4.3工程应用255

10.5清水混凝土256

10.5.1发展历程256

10.5.2性能概述258

10.5.3工程应用260

10.6透水混凝土261

10.6.1发展历程262

10.6.2性能概述263

10.6.3工程应用265

10.7透光混凝土266

10.7.1发展历程266

10.7.2性能概述267

10.7.3工程应用268

10.83D打印混凝土270

10.8.1发展历程270

10.8.2性能概述271

10.8.3工程应用272

思考题274

附录275

附录1混凝土工程常见外观质量弊病和防治措施275

附录1.1蜂窝275

附录1.2麻面276

附录1.3孔洞277

附录1.4露筋278

附录1.5烂根279

附录1.6缺棱掉角280

附录1.7表面疏松脱落281

附录1.8裂缝282

附录1.9松顶282

附录1.10胀模283

附录2常用标准目录284

参考文献290

 

混凝土是世界上使用量、使用范围广的建筑材料。混凝土是由水泥、砂、石、水、外加剂和掺合料等多组分材料组成的一种复合材料，其性能除了受混凝土配合比设计影响以外，还受到混凝土的搅拌工艺、输送工艺以及施工工艺的影响。随着技术的进步，人们对混凝土的性能提出了更高的要求。

近几年，混凝土行业的国家标准和行业标准更新较多，而相关教材出版较少。目前，大部分关于混凝土的教材都是介绍高性能混凝土，对于大学生入门课程“普通混凝土”的介绍较少；主流教材主要侧重介绍混凝土的原材料、拌合物性能、力学性能及混凝土配合比设计，并未详细介绍搅拌设备、运输设备、浇筑设备、密实成型设备以及养护设备；主流教材介绍的特种混凝土，知识点更新较少，关于近十年内新型3D打印混凝土、透光混凝土的介绍更是极少提及，无法拓展学生视野。因此，现有的混凝土方面的教材既不能充分满足师生教学要求，也不能满足对从业人员进行技术指导的要求。鉴于此，笔者联合武汉理工大学、湖南工学院、安徽建筑大学城市建设学院、洛阳理工学院的同行教师，将理论知识和工程实践相结合，共同编写了本书。本书主要特点如下：

（1）本书将混凝土生产技术和混凝土生产设备结合在一起来讲述。书中系统全面地对混凝土原材料、拌合物性能、力学性能、耐久性、配合比设计、搅拌工艺、输送工艺、施工工艺进行了介绍。

（2）本书附录中增设了混凝土工程常见外观质量弊病和防治措施，目的就是为了让学生能够用所学理论知识分析实际工程中遇到的问题，培养学生分析解决实际问题的能力。

（3）由于近几年混凝土相关的国家标准和行业标准更新较多，本书及时将知识点更新至目前标准，同时将标准代号附在每个知识点的位置，便于读者能够知晓理论知识来源。

（4）本书配套实验教材为《混凝土工艺学实验》，理论教材侧重理论知识讲解，实验教材侧重实验操作，能够让学生做到学-做结合，提高学生动手能力。建议读者两本书结合使用，从而更全面地了解相关知识。

本书由侯伟担任主编，李坦平、吴锦杨担任副主编。第1章～第5章由侯伟编写；第6章由李坦平编写；第7章和附录由吴锦杨编写；第8章由石明明编写；第9章由茹晓红编写；第10章由朱莉云编写。在本教材的编写过程中，王文革、周学忠、曾利群、赵洪、王宇东、袁龙华、吴智、张婵娟对教材初稿的审阅和修订提出了宝贵的意见，在此一并表示感谢。全书由侯伟统稿。

本书由武汉理工大学博士生导师马保国教授主审。编者对主审人的精心审阅表示衷心的感谢。

本书在编写过程中，得到了*卓越工程师教育培养计划、湖南省重点建设学科“材料学”的资助，在此表示衷心的感谢。

由于建筑材料种类繁多，近几年混凝土理论和技术发展较快，且行业内各标准并不完全统一，加之编者水平有限，教材中如有不妥或遗漏之处，敬请广大读者和同仁批评指正，以便再版时修订和更正。（E-mail：[email protected]）

编者