定義
混凝土是當代最主要的土木工程材料之一。它是由膠凝材料，顆粒狀集料（也稱為骨料），水，以及必要時加入的外加劑和摻合料按一定比例配制，經均勻攪拌，密實成型，養護硬化而成的一種人工石材。
特點
混凝土具有原料豐富，價格低廉，生産工藝簡單的特點，因而使其用量越來越大。同時混凝土還具有抗壓強度高，耐久性好，強度等級範圍寬等特點。這些特點使其使用範圍十分廣泛，不僅在各種土木工程中使用，就是造船業，機械工業，海洋的開發，地熱工程等，混凝土也是重要的材料。
發展曆史
考古人員發現5000年前的淩家灘先民不僅能夠制造精美的玉石器，而且已開始稻作農業，飼養或捕獵豬、鹿、鳥禽等多種動物豐富飲食品種。另外在房屋建設中，他們已懂得類似鋼筋混凝土的：“挖槽填燒土，木骨撐泥牆”的建築工藝。
5000年前的淩家灘人不是隻會簡單的搭建屋舍，事實證明，當時的淩家灘人已懂得“挖槽填燒土，木骨撐泥牆”的建築工藝，這和如今的鋼筋混凝土非常相似。工作人員說，原始先民要用經過火燒過土作為房基槽與牆體的填充材料，在基槽内用木棍作為牆體的支撐柱，然後填埋紅燒的土塊，并在牆體兩側表面敷上較厚的粘泥，甚至一部分還可能用蘆葦杆加固。
1900年，萬國博覽會上展示了鋼筋混凝土在很多方面的使用，在建材領域引起了一場革命。法國工程師艾納比克1867年在巴黎博覽會上看到莫尼爾用鐵絲網和混凝土制作的花盆、浴盆、和水箱後，受到啟發，于是設法把這種材料應用于房屋建築上。1879年，他開始制造鋼筋混凝土樓闆，以後發展為整套建築使用由鋼筋箍和縱向杆加固的混凝土結構梁。僅幾年後，他在巴黎建造公寓大樓時采用了經過改善迄今仍普遍使用的鋼筋混凝土主柱、橫梁和樓闆。
1884年德國建築公司購買了莫尼爾的專利，進行了第一批鋼筋混凝土的科學實驗，研究了鋼筋混凝土的強度、耐火能力。鋼筋與混凝土的粘結力。1887年德國工程師科倫首先發表了鋼筋混凝土的計算方法；英國人威爾森申請了鋼筋混凝土闆專利；美國人海厄特對混凝土橫梁進行了實驗。1895年——1900年，法國用鋼筋混凝土建成了第一批橋梁和人行道。1918年艾布拉姆發表了著名的計算混凝土強度的水灰比理論。鋼筋混凝土開始成為改變這個世界景觀的重要材料。
混凝土可以追溯到古老的年代，其所用的膠凝材料為粘土、石灰、石膏、火山灰等。自19世紀20年代出現了波特蘭水泥後，由于用它配制成的混凝土具有工程所需要的強度和耐久性，而且原料易得，造價較低，特别是能耗較低，因而用途極為廣泛（見無機膠凝材料）。
20世紀初，有人發表了水灰比等學說，初步奠定了混凝土強度的理論基礎。以後，相繼出現了輕集料混凝土、加氣混凝土及其他混凝土，各種混凝土外加劑也開始使用。60年代以來，廣泛應用減水劑，并出現了高效減水劑和相應的流态混凝土；高分子材料進入混凝土材料領域，出現了聚合物混凝土；多種纖維被用于分散配筋的纖維混凝土。現代測試技術也越來越多地應用于混凝土材料科學的研究。
功能作用
和易性
混凝土拌合物最重要的性能。它綜合表示拌合物的稠度、流動性、可塑性、抗分層離析泌水的性能及易抹面性等。測定和表示拌合物和易性的方法和指标很多，中國主要采用截錐坍落筒測定的坍落度（毫米）及用維勃儀測定的維勃時間（秒），作為稠度的主要指标。
強度
混凝土硬化後的最重要的力學性能，是指混凝土抵抗壓、拉、彎、剪等應力的能力。水灰比、水泥品種和用量、集料的品種和用量以及攪拌、成型、養護，都直接影響混凝土的強度。混凝土按标準抗壓強度（以邊長為150mm的立方體為标準試件，在标準養護條件下養護28天，按照标準試驗方法測得的具有95%保證率的立方體抗壓強度）劃分的強度等級，稱為标号，分為C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80、C85、C90、C95、C100共19個等級。混凝土的抗拉強度僅為其抗壓強度的1/10～1/20。提高混凝土抗拉、抗壓強度的比值是混凝土改性的重要方面。
變形
混凝土在荷載或溫濕度作用下會産生變形，主要包括彈性變形、塑性變形、收縮和溫度變形等。混凝土在短期荷載作用下的彈性變形主要用彈性模量表示。在長期荷載作用下，應力不變，應變持續增加的現象為徐變，應變不變，應力持續減少的現象為松弛。由于水泥水化、水泥石的碳化和失水等原因産生的體積變形，稱為收縮。
硬化混凝土的變形來自兩方面：環境因素（溫、濕度變化）和外加荷載因素，因此有：
1）荷載作用下的變形
彈性變形
非彈性變形
2）非荷載作用下的變形
收縮變形（幹縮、自收縮）
膨脹變形（濕脹）
3）複合作用下的變形
徐變
耐久性
在一般情況下，混凝土具有良好的耐久性。但在寒冷地區，特别是在水位變化的工程部位以及在飽水狀态下受到頻繁的凍融交替作用時，混凝土易于損壞。為此對混凝土要有一定的抗凍性要求。用于不透水的工程時，要求混凝土具有良好的抗滲性和耐蝕性。抗滲性 、抗凍性 、抗侵蝕性 為混凝土耐久性。
組成材料與結構
普通混凝土是由水泥、粗骨料（碎石或卵石）、細骨料（砂）、外加劑和水拌合，經硬化而成的一種人造石材。砂、石在混凝土中起骨架作用，并抑制水泥的收縮；水泥和水形成水泥漿，包裹在粗細骨料表面并填充骨料間的空隙。水泥漿體在硬化前起潤滑作用，使混凝土拌合物具有良好工作性能，硬化後将骨料膠結在一起，形成堅強的整體。 [3]
主要技術性質
混凝土的性質包括混凝土拌合物的和易性、混凝土強度、變形及耐久性等。
和易性又稱工作性，是指混凝土拌合物在一定的施工條件下，便于各種施工工序的操作，以保證獲得均勻密實的混凝土的性能。和易性是一項綜合技術指标，包括流動性（稠度）、粘聚性和保水性三個主要方面。
強度是混凝土硬化後的主要力學性能，反映混凝土抵抗荷載的量化能力。混凝土強度包括抗壓、抗拉、抗剪、抗彎、抗折及握裹強度。其中以抗壓強度最大，抗拉強度最小。
混凝土的變形包括非荷載作用下的變形和荷載作用下的變形。非荷載作用下的變形有化學收縮、幹濕變形及溫度變形等。水泥用量過多，在混凝土的内部易産生化學收縮而引起微細裂縫。
混凝土耐久性是指混凝土在實際使用條件下抵抗各種破壞因素作用，長期保持強度和外觀完整性的能力。包括混凝土的抗凍性、抗滲性、抗蝕性及抗碳化能力等。
分類
膠凝材料
1)無機膠凝材料混凝土，無機膠凝材料混凝土包括石灰矽質膠凝材料混凝土(如矽酸鹽混凝土)、矽酸鹽水泥系混凝土(如矽酸鹽水泥、普通水泥，礦渣水泥，粉煤灰水泥、火山灰質水泥、早強水泥混凝土等).鈣鋁水泥系混凝土(如高鋁水泥、純鋁酸鹽水泥、噴射水泥，超速硬水泥混凝土等)、石膏混凝土、鎂質水泥混凝土、硫磺混凝土、水玻璃氟矽酸鈉混凝土、金屬混凝土(用金屬代替水泥作膠結材料>等。
2)有機膠凝材料混凝土。有機膠凝材料混凝土主要有瀝青混凝土和聚合物水泥混凝土、樹脂混凝土、聚合物浸漬混凝土等。此外，無機與有機複合的膠體材料混凝土，還可以分聚合物水泥混凝土和聚合物輯靛混凝土。
表觀密度
混凝土按照表觀密度的大小可分為：重混凝土、普通混凝土、輕質混凝土。這三種混凝土不同之處就是骨料的不同。
重混凝土是表觀密度大于2500公斤/立方米，用特别密實和特别重的集料制成的。如重晶石混凝土、鋼屑混凝土等，它們具有不透x射線和γ射線的性能；常由重晶石和鐵礦石配制而成。
普通混凝土即是我們在建築中常用的混凝土，表觀密度為1950～2500Kg/立方米，主要以砂、石子為主要集料配制而成，是土木工程中最常用的混凝土品種。
輕質混凝土是表觀密度小于1950公斤/立方米的混凝土。它又可以分為三類：
1．輕集料混凝土，其表觀密度在800～1950公斤/立方米，輕集料包括浮石、火山渣、陶粒、膨脹珍珠岩、膨脹礦渣、礦渣等。
2．多空混凝土（泡沫混凝土、加氣混凝土），其表觀密度是300～1000公斤/立方米。泡沫混凝土是由水泥漿或水泥砂漿與穩定的泡沫制成的。加氣混凝土是由水泥、水與發氣劑制成的。
3．大孔混凝土（普通大孔混凝土、輕骨料大孔混凝土），其組成中無細集料。普通大孔混凝土的表觀密度範圍為1500～1900公斤/立方米，是用碎石、軟石、重礦渣作集料配制的。輕骨料大孔混凝土的表觀密度為500～1500公斤/立方米，是用陶粒、浮石、碎磚、礦渣等作為集料配制的。
按定額
1．普通混凝土。普通混凝土分為：普通半幹硬性混凝土，普通泵送混凝土和水下灌注混凝土，他們每個又分為：碎石混凝土和卵石混凝土；
2．抗凍混凝土。抗凍混凝土分為：抗凍半幹硬性混凝土，抗凍泵送混凝土,他們每個又分為：碎石混凝土和卵石混凝土。
使用功能
結構混凝土、保溫混凝土、裝飾混凝土、防水混凝土、耐火混凝土、水工混凝土、海工混凝土、道路混凝土、防輻射混凝土等。
施工工藝
離心混凝土、真空混凝土、灌漿混凝土、噴射混凝土、碾壓混凝土、擠壓混凝土、泵送混凝土等。按配筋方式分有：素(即無筋)混凝土、鋼筋混凝土、鋼絲網水泥、纖維混凝土、預應力混凝土等。
按拌合物
幹硬性混凝土、半幹硬性混凝土、塑性混凝土、流動性混凝土、高流動性混凝土、流态混凝土等。
按摻和料
粉煤灰混凝土、矽灰混凝土、礦渣混凝土、纖維混凝土等。
另外，混凝土還可按抗壓強度分為：低強混凝土（抗壓強度小于30MPa）、中強度混凝土（抗壓強度30-60Mpa)和高強度混凝土（抗壓強度大于等于60MPa）；按每立方米水泥用量又可分為：貧混凝土（水泥用量不超過170kg）和富混凝土（水泥用量不小于230kg）等。
腐蝕性
混凝土材料是一種耐久性材料，但是本質上是一種非均勻的多孔材料，在二氧化碳、水、氯離子、硫酸鹽等的介質的侵蝕作用下，不可避免受到外來因素的影響而腐蝕，混凝土會加速破壞，使用壽命大大縮短。
鹽類結晶
當混凝土與含有大量可溶性鹽類化合物的水接觸時，這些鹽類化合物會滲入混凝土中
，經過水分的蒸發，鹽類在混凝土中不斷濃縮，最後形成結晶，而結晶過程還往往伴随體積的增大。因此，造成混凝土材料的開裂破壞。典型當屬硫酸鹽腐蝕。混凝土材料的使用中，化學腐蝕中最廣泛和最普通的形式是硫酸鹽的腐蝕。硫酸鹽與水泥中的鈣釩石發生反應生成硫鋁酸鹽，并伴有體積的增大，而導緻混凝土材料的開裂。這種開裂進一步加速了硫酸鹽對混凝土基體的腐蝕。
滲濾鹽霜
當水分能從混凝土表面滲出時，混凝土表面總會出現鹽霜。這些鹽類由混凝土滲析出，經蒸發水分後結晶而成，或是與大氣中二氧化碳相互作用的結晶。表明混凝土内部發生了明顯的滲濾，嚴重的滲濾導緻孔隙率增加，從而降低了混凝土層的強度和增加了受侵蝕性化合物的作用。
酸堿腐蝕
混凝土材料是一種堿性材料，一般不會遭受堿性物質的腐蝕。但在化工企業中，長時間接觸高濃度堿性物質也會使混凝土材料破壞。混凝土材料對酸的抵抗能力較弱。比如，碳酸與氫氧化鈣反應形成可溶性的碳酸氫鈣。因此，碳酸對混凝土有較大的腐蝕性，即空氣中的二氧化碳對混凝土材料産生腐蝕的原因。
原材料
水泥、石灰、石膏等無機膠凝材料與水拌和使混凝土拌合物具有可塑性；進而通過化學和物理化學作
用凝結硬化而産生強度。一般說來，飲用水都可滿足混凝土拌和用水的要求。水中過量的酸、堿、鹽和有機物都會對混凝土産生有害的影響。集料不僅有填充作用，而且對混凝土的容重、強度和變形等性質有重要影響。
為改善混凝土的某些性質，可加入外加劑。由于摻用外加劑有明顯的技術經濟效果，它日益成為混凝土不可缺少的組分。為改善混凝土拌合物的和易性或硬化後混凝土的性能，節約水泥，在混凝土攪拌時也可摻入磨細的礦物材料──摻合料。它分為活性和非活性兩類。摻合料的性質和數量，影響混凝土的強度、變形、水化熱、抗滲性和顔色等。
制備過程
折疊配合比設計
制備混凝土時，首先應根據工程對和易性、強度、耐久性等的要求，合理地選擇原材料并确定其配合比例，以達到經濟适用的目的。混凝土配合比的設計通常按水灰比法則的要求進行。材料用量的計算主要用假定容重法或絕對體積法。
混凝土攪拌機
混凝土攪拌機：根據不同施工要求和條件，混凝土可在施工現場或攪拌站集中攪拌。流動性較好的混凝土拌合物可用自落式攪拌機；流動性較小或幹硬性混凝土宜用強制式攪拌機攪拌。攪拌前應按配合比要求配料，控制稱量誤差。投料順序和攪拌時間對混凝土質量均有影響，應嚴加掌握，使各組分材料拌和均勻。 [5]
輸送與灌築
輸送與灌築：混凝土拌合物可用料鬥、皮帶運輸機或攪拌運輸車輸送到施工現場。其灌築方式可用人工或借助機械。采用混凝土泵輸送與灌築混凝土拌和物，效率高，每小時可達數百立方米。無論是混凝土現澆工程，還是預制構件，都必須保證灌築後混凝土的密實性。其方法主要用振動搗實，也有的采用離心、擠壓和真空作業等。摻入某些高效減水劑的流态混凝土，則可不振搗。
養護
養護的目的在于創造适當的溫濕度條件，保證或加速混凝土的正常硬化。不同的養護方法對混凝土性能有不同影響。常用的養護方法有自然養護、蒸汽養護、幹濕熱養護、蒸壓養護、電熱養護、紅外線養護和太陽能養護等。養護經曆的時間稱養護周期。為了便于比較，規定測定混凝土性能的試件必須在标準條件下進行養護。中國采用的标準養護條件是：溫度為20±2°C；濕度不低于95%。
