第一章 建筑材料的基本性质

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1、第一章建筑材料的基本性质概述o学习内容与要求学习内容与要求o学习重点与难点学习内容与要求学习内容　　　将具有共同性和比较重要的材料性质作为基本性质进行重点学习，其它性质将在有关章节中学习。学习要求　Ø了解建筑物及其周围环境对材料的基本要求Ø了解材料的组成、结构和构造Ø了解材料性质与其组成、结构、构造的关系Ø掌握材料的物理性质、力学性质、与水有关的性质和耐久性Ø了解材料热学性质的一般概念学习重点与难点重点材料的物理性质、力学性质、与水有关的性质和耐久性。难点基本物理性质相互之间的关系；材料组成、结构、构造对材料性质的影响。第一节材

2、料的组成、结构及构造一、材料的组成化学组成指组成材料的化学元素及化合物的种类和数量。矿物组成指组成材料的矿物种类和数量。矿物指具有一定化学成分和一定结构，以及物理力学性质的物质或单质。化学组成化学组成的表示方法金属材料—化学元素含量百分数无机非金属材料—元素的氧化物含量有机高分子材料—构成高分子材料的单体材料的化学组成直接影响材料的化学性质决定材料物理性质和力学性质的重要因素矿物组成矿物是构成岩石和各类无机非金属材料的基本单元。花岗岩的矿物组成主要是石英和长石石灰岩的矿物组成为方解石硅酸盐水泥的矿物组成主要是硅酸钙、铝酸钙等材料

3、的矿物组成直接影响无机非金属材料的性质。二、材料的结构材料的结构是指材料的内部组织情况，可分为:·宏观结构·细观结构·微观结构（一）宏观结构　　宏观结构是指用肉眼或放大镜能够分辨的粗大组织，其尺寸在10-3m级（毫米级）以上。　　材料的宏观结构可按其特征分为：　　　致密结构（钢材、玻璃等）　多孔结构（泡沫塑料、加气混凝土等）　　　　纤维结构（竹材、纤维板等）　　　　层状结构（胶合板等）（二）细观结构　　细观结构是指用光学显微镜所能观察到的材料结构，其尺寸范围在10-3～10-6m（微米级）。如：金属材料的金相组织；　木材的木纤维

4、、导管、髓线等组织。　材料细观特征、数量、分布和界面性质对材料性能有重要影响。（三）微观结构　微观结构是原子分子层次的结构，可用电子显微镜或X射线衍射仪来分析研究该层次的结构特征，其尺寸范围在10-6～10-10m（Å级，1Å=10-1nm）。　材料的许多物理性质如强度、硬度、熔点、导热、导电性等都是由微观结构所决定的。　材料在微观结构层次上可分为晶体、玻璃体和胶体。1、晶体晶体是由质点（原子、离子或分子）在三维空间作有规律的周期性重复排列（远程有序）而形成的固体。特征：具有固定的几何外形，各向异性，在一定的压力下具有固定的熔点

5、。晶体分类按组成晶体的质点及化学键的不同，晶体可分为：　　　　　原子晶体，如石英　离子晶体，如CaCl2　　　　　分子晶体，如有机化合物　　　　　金属晶体，如钢铁材料2、玻璃体　　玻璃结构上近程有序，远程无序；其有序范围只有有序单位尺寸的几倍距离。　　特征：无一定的几何外形，无熔点而只有软化现象，各向同性，化学性质不稳定。3、胶体胶体是指粒径为10-7-10-9m的颗粒在介质中形成的分散体系。溶胶——在胶体结构中，介质对胶体的物理力学性能起决定作用。凝胶——胶粒数量较多或在物理化学作用下，胶粒相互吸附凝聚而形成网状结构，胶体反映

6、出胶粒的物理力学性质。第二节　材料的密度、表观密度和孔隙率一、密度密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。材料的密度可按下式计算：　式中：r—密度，g/cm3　　　m—材料在干燥状态下的质量，g　　　V—干燥材料在绝对密实状态下的体积，cm3　每种材料的密度是固定不变的。二、表观密度　　表观密度（俗称容重）是指材料在自然状态下（包含孔隙）单位体积的质量。材料的表观密度可按下式计算：　　式中　g—表观密度，g/cm3(kg/m3)；　　　　m—材料的质量，g(kg)；　　　　V0—材料在自然状态下的体积，cm3(m3)。材料的

7、表观密度通常是指在气干状态下的表观密度.三、孔隙率　　孔隙率是指材料中孔隙体积与总体积的百分比。材料的孔隙率可按下式计算：孔隙率的大小直接反映了材料的致密程度。孔隙的构造特征　　材料中的孔隙，可分为与外界连通的开口孔和与外界隔绝的闭口孔。孔隙本身又按尺寸大小分为极细孔隙（D<0.01mm）、细小孔隙（D<1.0mm）和粗大孔隙（D>1.0mm）。四、散粒材料的视密度、堆积密度及空隙率（一）视密度（r’）散粒材料密度试验常采用排液置换法测定颗粒的体积，测得的体积包含颗粒内部的闭口孔体积。此时计算得密度视密度（r’）。（二）堆积密度

8、散粒材料在堆积状态下，单位体积的质量称为堆积密度。堆积密度可按下式计算：根据散粒材料堆放的紧密程度，堆积密度可分为疏松堆积密度、振实堆积密度和紧密堆积密度三种。（三）空隙率　　散粒材料堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的比例称为空隙率。空隙率（P’）可按下式计算