混凝土技术的发展与展望

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引言

作为传统硅酸盐材料之一，水泥混凝土诞生至今已有

200 

年历史。从

1824

年英国工程师

JosephAspdin 

获得硅酸盐水泥的授权专利起，

硅酸盐水泥制备的混凝土由于具有优于普通钢材与木材的耐久性能、

不同结构尺寸与形状的施工便捷性、原材料易于获得且成本低廉等突

出优点，已成为土木工程大量使用的主体建筑材料。尽管如此，考虑

到混凝土作为一种脆性大、抗拉强度低的材料，如何提升抗裂性能是

混

凝

土

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法

国

人

JosephLouisLambot 

申请了使用钢筋提高混凝土构件抗拉强度的发

明专利，随后

1892

年瑞士

Wiggen

市则修建了第一座钢筋混凝土桥

梁，

1928

年法国工程师

EugèneFreyssinet

申请了控制钢筋混凝土

开裂的预应力混凝土专利。上述钢筋和预应力的使用均改善了混凝土

构件的性能，但并没有提升混凝土材料自身的性能，于是引入纤维材

料提升基体抗拉强度与断裂能，将混凝土的研究与应用推向了一个新

高度。其中，

1902

年诞生了石棉纤维混凝土的第一项专利申请，

1923

年左右引入钢纤维，

1950

年耐碱玻璃纤维被开发并用于消除石

棉的有害特性，而聚合物纤维则在玻璃纤维出现之后产生。伴随上述

纤维材料在混凝土中应用，减水剂的发明降低了混凝土用水量且同时

增大了混凝土工作性，被公认为是继钢筋和预应力混凝土技术之后混

凝土领域的第三次技术飞跃。

混凝土基体微结构调控与性能提升是未来混凝土技术第四次飞跃的主

要驱动力。与硅酸盐材料的研究方法相同，调控材料组成与优化微观

结构是实现混凝土性能提升的关键思路。混凝土中硬化水泥浆体的水

化过程、水化产物胶凝特性以及微结构形成与演变，直接决定其宏观

性能，例如工作性能、力学性能、裂缝控制与耐久性。通过掺加外加

剂、矿物掺合料等功能性组分，优化养护制度可以调控混凝土水化产