chapter 1 - 武汉大学

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1、Chapter1ThePropertiesofConstructionMaterials(periodfor2hours)MainContents§1Composition,MicrostructureandMacrostructure§2★Density,ApparentDensityandPorosity§3MechanicalProperties§4★Propertiesrelatetowater§5★Durability§6ThermalProperties§7ExampleandExercises§1材料的组成、结构与

2、构造材料的宏观性能是由其组成和其内部微观结构所决定的材料的组成Compositeofmaterials材料的结构microstructureandsub-microstructure材料的构造macrostructure一、材料的组成材料是由分子、原子组成的材料的组成包括化学组成和矿物组成化学组成：构成材料化学元素的种类和数量表示方法：金属→元素含量百分数，25Mn非金属→元素氧化物含量，clinker组成与结构的关系：组成决定性能→高铝水泥与硅酸盐水泥组成相同时，结构决定性能→金刚石与石墨的成分均为C，但由于C原子排列不同，前者

3、为无色极坚硬的晶体，后者为黑色光滑的无定型粉末二、材料的结构材料的宏观性能都是由材料微观结构所决定的，分为微观结构和亚微观结构微观结构：构成材料基本微粒的排列方式，晶体、非晶体、胶体晶体：definition，原子晶体、离子晶体、金属晶体、分子晶体非晶体：无定形结构或玻璃体结构，具有不稳定的结构形式，如硅酸盐水泥熟料亚微观结构：1mm~10－3mm，混凝土的亚微观结构→水泥基体相、集料分散相、界面相和孔隙相三、材料的构造材料的宏观组织状况主要介绍材料的孔致密材料→如钢材多孔材料→如无机非金属材料孔特征参数→孔隙多少(孔隙率P)，

4、孔隙大小(孔半径r)，孔隙结构(孔隙分布)，孔隙形状(开口与闭口孔)§2材料的密度、表观密度和孔隙率是本章的重点要求掌握基本概念、计算等内容主要讲解块状材料与散体材料的：密度ρ与视密度ρ’表观密度γ与堆积密度γ’密实度D、孔隙率P与空隙率P’计算举例一、密度density强调绝对密实状态ρ＝m/Vρ—g/cm3，密度m—g，绝对密实状态下的质量V—cm3，绝对密实状态下的体积必须强调材料绝对密实状态的概念必须强调密度是材料自身固有的性质，与外界条件变化与否无关二、表观密度Definitionγ＝m/V0γ—g/cm3(kg/m3)，

5、表观密度m—g(kg)，材料自然状态下的质量V0—cm3(m3)，材料自然状态下的体积必须强调材料自然状态的概念自然状态包括孔隙、含水状态等，如干燥状态下的表观密度，或某种含水状态下的表观密度三、密实度与孔隙率Definition：材料中孔隙体积与总体积的百分比P＝(V0－V)/V0＝(1－γ/ρ)×100%密实度D＝V/V0×100%P＝1－D强调孔隙率与密度及表观密度的关系强调孔隙率与密实度的关系讲解P7表1-1(几种常用材料的密度、表观密度及孔隙率)四、散体材料的视密实度、堆积密度与孔隙率视密度——即块状材料的表观密度，ρ’堆

6、积密度——自然状态下单位体积的质量γ’空隙率——P’＝(1－γ’/ρ’)×100%注意：γ’是指材料干燥状态下的堆积密度§3材料的力学性质材料的变形——弹性变形与塑性变形材料的强度——静力强度、疲劳强度与强度理论尺寸效应——环箍效应、试件尺寸、截面积、形状、受力状况影响强度测试结果的主要因素§4材料与水有关的性质PropertiesRelevantWater亲水性与憎水性——θ角称为润湿角无机非金属材料θ＜90°沥青及合成高分子材料θ＞90°吸水性与吸湿性Absorption——重量吸水率Wm与体积吸水率WvWm与Wv的关系——Wv

7、＝γWm/ρ水耐水性——软化系数K软抗渗性——渗透系数或抗渗标号§5材料的耐久性durability抗冻性——概念及影响因素resistancetofreezingandthawing抗蚀性——概念及影响因素resistancetoattack耐侯性——概念及影响因素例题某石灰岩密度2.62g/cm3，孔隙率1.2%，今将该石灰岩破碎成碎石，其堆积密度1580kg/m3，求此碎石的视密度和空隙率。某块状材料密度2.60g/cm3，干燥表观密度1600kg/m3，现将一重954g的该材料浸入水中，吸水饱和后称重为1086g，试求该材料

8、的孔隙率、重量和体积吸水率，及开口孔隙率和闭口孔隙率。某工地碎石密度2.65g/cm3，堆积密度1.68kg/l，视密度2.61g/cm3，求该碎石的孔隙率和空隙率。进入第三章学习