1緒論1
1.1混凝土的歷史1
1.2混凝土的定義和分類3
1.3混凝土的發展趨勢4
知識擴展5
思考題5

2混凝土原材料6
2.1水泥6
2.1.1水泥的定義與分類7
2.1.2通用硅酸鹽水泥的組分8
2.1.3通用硅酸鹽水泥的強度等級9
2.1.4通用硅酸鹽水泥的技術要求9
2.1.5水泥的主要礦物組成10
2.1.6水泥的使用性能及其對混凝土性能的影響11
2.2骨料15
2.2.1骨料的作用和類別15
2.2.2骨料的主要技術性質17
2.2.3細骨料及其技術要求22
2.2.4粗骨料及其技術要求25
2.2.5骨料性質對混凝土性能的影響28
2.3水34
2.3.1混凝土用水的定義34
2.3.2混凝土用水技術要求35
知識擴展35
思考題36

3混凝土外加劑37
3.1化學外加劑的概述37
3.1.1外加劑的發展歷史37
3.1.2外加劑的定義38
3.1.3外加劑的分類39
3.1.4外加劑的作用40
3.2化學外加劑的基本原理40
3.2.1表面現像的概念40
3.2.2表面活性劑的種類和結構特點41
3.2.3表面活性劑的作用機理42
3.2.4表面分散劑對水泥分散體繫性質的影響46
3.3化學外加劑品種50
3.3.1減水劑50
3.3.2凝結與硬化調節劑54
3.3.3膨脹劑60
3.3.4引氣劑61
3.3.5聚合物改性劑63
3.3.6保水劑和增稠劑65
3.3.7其他外加劑67
知識擴展72
思考題72

4礦物摻合料73
4.1礦物摻合料的概述73
4.1.1礦物摻合料的發展歷史73
4.1.2礦物摻合料的定義74
4.1.3礦物摻合料的分類74
4.1.4礦物摻合料的作用74
4.2礦物摻合料的活性激發機理75
4.2.1玻璃體結構理論75
4.2.2玻璃體結構分類和結構特征76
4.2.3玻璃體活性激發機理78
4.3礦物摻合料品種78
4.3.1粉煤灰78
4.3.2礦渣粉81
4.3.3硅灰84
4.3.4偏高嶺土85
4.3.5沸石粉86
4.3.6石粉87
4.3.7其他品種礦物摻合料89
4.3.8復合礦物摻合料91
知識擴展93
思考題93

5新拌混凝土的性能94
5.1新拌混凝土流變學94
5.1.1流變學基本模型94
5.1.2新拌混凝土流變方程97
5.2新拌混凝土工作性101
5.2.1新拌混凝土工作性的概念101
5.2.2流動性測試方法評述102
5.2.3影響流動性的因素104
5.2.4新拌混凝土的坍落度損失105
5.3影響混凝土工作性的主要因素110
5.3.1水泥與外加劑之間的適應性110
5.3.2混凝土單位用水量對流動性的影響120
5.3.3砂率的影響121
5.3.4材料組成的影響122
5.4離析和泌水123
5.4.1離析和泌水產生的原因123
5.4.2離析和泌水對硬化混凝土性能的危害125
5.4.3離析和泌水的評價方法125
5.4.4防止離析和泌水的措施127
知識擴展128
思考題128

6硬化混凝土的結構129
6.1硬化水泥漿體的組成和結構129
6.1.1水泥水化物的組成、結構和形貌130
6.1.2硬化水泥漿體的孔結構和水的形態136
6.2硬化混凝土的界面139
6.2.1界面過渡區139
6.2.2界面過渡區形成機理141
6.2.3界面過渡區的改善措施142
6.2.4硫酸鹽對界面過渡區的劣化144
6.3中心質假說149
6.3.1概述149
6.3.2中心質網絡化150
6.3.3界面區組成結構151
6.3.4中心質效應151
知識擴展154
思考題154

7混凝土的物理力學性能155
7.1混凝土的物理性能155
7.1.1混凝土的密實度155
7.1.2混凝土的滲透性156
7.1.3混凝土的干縮與濕脹159
7.1.4混凝土的熱性能160
7.2混凝土的強度162
7.2.1混凝土強度的基本理論163
7.2.2混凝土受壓破壞理論164
7.2.3混凝土抗壓強度167
7.2.4混凝土抗拉強度168
7.2.5混凝土抗折強度168
7.2.6影響混凝土強度的因素169
7.3混凝土在非荷載作用下的變形173
7.3.1化學收縮173
7.3.2塑性收縮174
7.3.3溫度變形174
7.3.4干燥收縮175
7.3.5自生收縮175
7.3.6碳化收縮176
7.4混凝土在荷載作用下的變形177
7.4.1混凝土的彈塑性變形177
7.4.2混凝土的徐變179
知識擴展181
思考題181

8混凝土的耐久性182
8.1混凝土的抗凍性182
8.1.1凍融交替對混凝土破壞的動力183
8.1.2影響混凝土抗凍性的因素184
8.1.3抗凍性試驗188
8.2環境化學侵蝕對混凝土的破壞188
8.2.1水泥漿體組分的浸出及其原因188
8.2.2酸的侵蝕189
8.2.3硫酸鹽侵蝕190
8.3混凝土的碳化191
8.3.1碳化對混凝土性能的影響192
8.3.2影響碳化速度的主要因素192
8.3.3提高抗碳化性能的措施193
8.4混凝土中鋼筋的鏽蝕193
8.4.1鋼筋鏽蝕的原理194
8.4.2氯離子引起的鏽蝕194
8.4.3鋼筋鏽蝕的防護措施198
8.5堿-骨料反應199
8.5.1產生堿-骨料反應破壞的條件199
8.5.2堿-骨料反應的膨脹機制200
8.5.3堿-骨料反應的破壞特征203
8.5.4堿-骨料反應的預防措施205
知識擴展206
思考題206

9混凝土配合比設計208
9.1普通混凝土配合比設計208
9.1.1設計要領208
9.1.2設計流程209
9.1.3設計參數及運算210
9.1.4混凝土的試配217
9.1.5配合比的調整與確定219
9.1.6綜合例題220
9.2高性能混凝土配合比設計223
9.2.1混凝土配制強度223
9.2.2參數的選擇223
9.2.3高性能混凝土配合比確定225
9.3輕骨料混凝土配合比設計225
9.3.1混凝土配制強度225
9.3.2參數的選擇226
9.3.3試配、調整及確定配合比229
9.3.4綜合例題229
知識擴展231
思考題231

10新型混凝土232
10.13D打印混凝土232
10.1.1發展歷程232
10.1.2性能概述233
10.1.3工程應用235
10.2高性能混凝土237
10.2.1定義237
10.2.2原材料239
10.2.3結構240
10.2.4性能概述240
10.3再生混凝土242
10.3.1發展再生混凝土的意義243
10.3.2再生混凝土的發展243
10.3.3再生混凝土的性能244
10.4其他種類混凝土246
10.4.1纖維增強混凝土246
10.4.2自密實混凝土249
10.4.3防輻射混凝土251
10.4.4透水混凝土253
10.4.5水下不分散混凝土256
10.4.6自修復混凝土258
10.4.7裝飾混凝土264
知識擴展267
思考題268

參考文獻269

前言
本書第一版自2011年出版以來，先後5次印刷，被全國多所高等學校采用，基本上能夠滿足材料、建築、土木等專業及相關專業在混凝土材料方面的教學需求；編者走訪過程中也發現不少建築設計、施工和建築材料行業工作者將其作為技術參考書使用。本書得到了廣大師生、技術人員的歡迎和支持，並收到了許多寶貴的意見，在此表示衷心的感謝！
混凝土技術經過長期積累與發展，已經由傳統四組分（水泥、砂、石、水）混凝土進入多組分混凝土的新時期，尤其是化學外加劑和礦物摻合料的大量使用，使得現代混凝土的發展進入新階段。未來一段時間，我國混凝土行業仍將維持較高的生產和使用規模，對混凝土的使用壽命設計要求也越來越高，有的甚至要求使用幾百年乃至上千年。在此形勢下，本書從混凝土材料的組成、結構、性能、耐久性等方面介紹混凝土材料的科學理論與技術，使學生掌握混凝土原材料的性能及其在混凝土中的作用，掌握新拌混凝土和硬化混凝土的組成、結構、性能的相關理論與技術；能夠辨別混凝土材料的生產、制備和服役過程中出現的技術、工藝、質量等復雜工程問題，並開展必要的調研分析，編制實驗方案，確定檢測手段；能夠針對各種復雜工程的要求，開展混凝土材料的初步設計及方案改進，在設計過程中體現創新意識，並考慮社會、健康、安全、法律、文化及環境等因素；能夠理解並合理分析與混凝土材料相關的技術標準、產業政策和法律法規；熟悉高性能混凝土技術的內涵及發展趨勢。
這次修訂的總體思路是在保持原書體繫結構的基礎上，突出混凝土材料的新理論、新技術、新知識，刪除某些在當前已顯陳舊的內容，增加了新型混凝土一章，為突出礦物摻合料的重要性，將其單獨編制成章並補充完善內容，同時在編寫方面，集教學內容的先進性與敘述的深入淺出於一體，以更好地滿足新工科專業的教學需要。
本書由勾密峰、羅樹瓊、管學茂主編。參編人員及編寫分工如下：勾密峰編寫第1章緒論、第6章、第9章，羅樹瓊編寫第7章、第8章，郭暉編寫第2章、第5章，劉松輝編寫第3章、第4章，勾密峰、羅樹瓊、郭暉、劉松輝、管學茂等共同編寫第10章，全書由管學茂負責統稿和審閱。
由於編者水平有限，書中不當之處在所難免，敬請廣大讀者批評指正。

編者
2023年11月

第一版前言
混凝土材料是土建工程、水利工程、道路工程、地下工程等基礎建設工程中用量最大的結構材料，尤其是隨著我國基礎工程建設速度加快，對混凝土材料性能提出了更高要求。而混凝土材料是由水泥、砂、石、水、外加劑等多組分組成的一種復合材料，其使用性能決定於材料的組成、性能與結構，要制備高性能混凝土必須繫統學習掌握混凝土材料的基本理論知識。
編者編寫的《混凝土學》講義，在河南理工大學材料科學與工程專業經過了5年的試用，期間編者不斷地把該領域完成的國家科技支撐計劃項目、國家重大基礎研究項目（973項目）的最新研究成果引入講義。為了更好地滿足教學要求，經過多次修改完善，加強教材中混凝土材料的基本理論闡述，形成了《混凝土材料學》教材。本書於2015年11月入選河南省“十二五”普通高等教育規劃教材。本書可作為材料、建築、土木類等專業及相關各專業本科生教學用書，也可作為建築設計、施工和建築材料工作者的技術參考書。
“混凝土材料學”是材料科學與工程專業的主要專業課之一，本書繫統地闡述了混凝土材料的基本理論知識和技術，同時也反映了混凝土及其外加劑的最新研究進展。全書共分9章，包括緒論、混凝土原材料、混凝土和砂漿外加劑、新拌混凝土的性能、硬化混凝土的結構、混凝土的物理力學性能、混凝土的耐久性、混凝土配合比設計、建築砂漿等章節。
本書由管學茂、楊雷主編。參編人員及編寫分工如下：管學茂編寫緒論、第1章、第2章，郭暉編寫第3章，楊雷編寫第5章、第6章、第8章，羅樹瓊編寫第4章、第7章，並且負責全書的文字處理與校對工作。
該書在編寫過程中得到了河南理工大學和化學工業出版社的大力支持和幫助，在此致以衷心感謝。
由於編者水平有限，書中不當之處在所難免，敬請廣大讀者批評指正。

編者
2016年12月於河南理工大學