混凝土的技术革新是伴随自然科学各领域的发展而发展的过程，自然科学的发展为混凝土的发展不断提供理论基础和新的研究方法，自然科学的各领域逐步渗透到混凝土中去；混凝土也为自然科学各领域提供新的课题。检验和推进自然科学的基本原理；自然科学和混凝土相互渗透、相互结合，形成了混凝土学这门科学和技术一体化的边缘学科。随着社会经济的迅速发展，社会科学也逐步渗透到混凝土学中去。混凝土学和其它各学科的关系可用图1表示。近年来，高科技成果的研究和应用为混凝土的研究提供了许多新的思路，取得了许多突破性的研究成果，混凝土的研究方法和手段有了新的进展，混凝土的研究内容也由原来的局限于宏观力学研究深入到微观研究。混凝土的广泛研究和深入探讨为混凝土学丰富了内容。
　　四、系统方法在混凝土中的应用
　　混凝土本身就是一个由水泥等胶结材料和集料及其它成分组成的具有混凝土特有的孔隙结构的系统，遵循系统科学的一般规律。所谓系统就是由若干具有相互作用的要素构成的具有一定层次结构和功能的有机整体。系统方法即按照系统科学的观点和理论，把研究对象视为整体系统来综合研究和处理的方法的总称。系统方法被广泛应用于对混凝土的研究和控制处理。
　　混凝土研究的四个基本问题即混凝土设计、施工、结构和性能构成了混凝土系统的正四面体结构。一定的混凝土各组分配合比设计和确定的施工工艺决定了新拌混凝土的流变性能和工作性以及硬化后混凝土的结构，混凝土的结构决定了在宏观上表征出的力学性能和耐久性能；一般地，需求混凝土具有优良的性能必须逆向思维，从材料的配合比设计和施工工艺着手，通过优化混凝土的结构来改良混凝土的性能，混凝土的性能反映了混凝土的配合比、施工工艺和混凝土的结构。混凝土工作者不断通过系统研究，综合考虑混凝土的设计、施工、结构和性能的关系，通过选用功能材料（如聚合物或其它外掺剂），优化配合比设计，采用先进的施工机械和科学的施工工艺，以期改善和优化混凝土结构，控制混凝土质量，求得高性能混凝土，混凝土改进的措施也往往从优化配合比、复合结构和新的施工技术等三方面着手。
　　目前，混凝土研究的内容主要以提高混凝土的性能为立足点，通过结构与性能的关系。新旧混凝土设计、施工、结构与性能之间的信息流动通过混凝土工作者和科研人员的辛勤劳动而将达到混凝土本身的自组织优化，优化的方式就是混凝土的改性。
　　混凝土研究过程中常常综合运用黑箱原理、假说理论和模型模拟等系统方法来研究阐明混凝土内部结构的复杂性。将混凝土视为一个不知道其结构和微观组构的黑箱，根据经验提出假说，在外界激励（荷载或环境等） 作用下混凝土黑箱将作出一系列的响应，依据激励和响应检验假说，考察黑箱，从而建立相应的混凝土的本构关系模型，阐述混凝土结构和运动机理。 一级建造师考试培训
　　五、混凝土是物质、信息和能量的统一
　　混凝土本身是一个系统，时刻与外界环境进行物质、能量和信息的交换；同时，混凝土又可以划分为各个层次的许多子系统，各子系统之间以及子系统与母系统之间也时刻进行着物质能量和信息的交换。新拌水泥混凝土混合料随着水泥和水之间化学反应的进行，即水泥的逐步水化硬化，不断生成新的物质，进行能量的转移和交换，并作出混凝土流变学参数的变化以及混凝土孔隙与界面等等性质的变化响应。硬化混凝土受力破坏的过程中，除发展物质和能量的交换外，既有超声波、裂缝扩展等可用仪器检测到的信息发出，也有混凝土因强度不足或其它缺点等因素而需要采取某种措施的信息发出。超声波和裂缝的扩展等反映了混凝土受压后内部的物质和能量变化（包括能量形式的变化）。无损检测如超声波检测、X 衍射检测等即是通过能量的发射、传递、接受反映混凝土材料内部破损信息。能量和信息是统一的。混凝土断裂力学将混凝土内部裂缝端部应力场和位移场的强度因子与混凝土的应变能释放率统一起来。

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