材料的基本性质.ppt

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1、Chapter1建筑材料的基本性质PropertiesofConstructionMaterialsMainContents§1材料的组成结构与构造Composition,MicrostructureandMacrostructure§2★材料的密度、表观密度和孔隙率Density,ApparentDensityandPorosity§3材料的力学性质MechanicalProperties§4★材料与水有关的性质Propertiesrelatetowater§5★材料的耐久性Durability§

2、6材料与热有关的性质ThermalProperties§7习题ExampleandExercises§1材料的组成、结构与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1.1材料的组成Compositeofmaterials1.2材料的结构microstructureandsub-microstructure1.3材料的构造macrostructure1.1材料的组成材料是由分子、原子或离子组成的；材料的组成包括化学组成和矿物组成1.1.1化学组成1)定义构成材料的化学元素及化合物的种类和数量

3、。它直接影响材料的化学性质，也是决定材料物理力学性质的重要因素。土木工程材料的诸多性质，如耐火性、力学性能、耐腐蚀性、耐老化性能等都与其化学成分有关。2)表示方法金属→元素含量百分数，金属材料则常以化学元素的含量来表示，如碳素钢以碳元素含量来划分：25Mn（平均含C=0.25%、含Mn0.7%-1.2%的镇静钢）。非金属→元素氧化物含量，如石灰的CaO含量。有机高分子材料→低分子化合物，如乙烯。1.1.2矿物组成材料的矿物组成，是指组成材料的矿物种类和数量。矿物是构成岩石和无机非金属材料的基本单元，

4、能直接影响材料性质。1.1材料的组成1.1.3链节有机高分子材料分子组成的基本单元合成高分子材料常以其链节表示，链节是一种或几种低分子化合物按特定结构构成的单元。如聚乙烯的链节是C2H4等。聚氯乙烯[—CH2—CHCL—]n,式中n为聚合度。(9月10日)材料的性质：指在负荷与环境因素联合作用下材料所具有的属性。建筑物中承受不同作用的建筑材料应具有相应的性质：承重构件——一定的强度和刚度防水材料——不透水性隔热保温材料——不易传热的性质1.1.4组成与性能的关系组成决定性能→高铝水泥与硅酸盐水泥。在

5、建筑物使役期间，各种环境因素对建筑物的侵害作用：风、雨和日晒等大气因素混凝土：碳化水流、泥沙冲刷贵州马场水库溢洪道决口(09-06-30)温湿度变化及冻融作用水或空气中有害成分的侵蚀作用等实际工程中，环境介质的影响是多方面的，可能是几种化学侵蚀的复合，同时有冻融、冲刷、磨蚀磨损等物理性破坏。低潮线以下的水下部分，主要受到海水的化学侵蚀(硫酸盐、镁盐侵蚀、Cl-、碳酸)潮汐区混凝土，同时还受海浪、冰凌及泥砂的冲击、磨耗作用；水位变动引起的干湿交替，会产生盐类积累、结晶以及再结晶的过程组成相同时，结构决

6、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，前者为无色极坚硬的晶体，后者为黑色光滑的无定型粉末。材料的性质与其组成有关：组成决定性能。如，高铝水泥与硅酸盐水泥，混凝土和钢材。材料的性能不仅取决于材料组成，而且与材料的结构密切相关。1.2材料的结构1.2.1概述材料的结构和构造是泛指材料各组成部分之间的结合方式及其在空间排列分布的规律。目前，材料不同层次的结构和构造的名称和划分，在不同学科间尚未统一。通常，按材料的结构和构造的尺度范围，可分为宏观结构、介观(亚微观)结构和微观结构。1.2材

7、料的结构1.2.2宏观结构 材料的宏观结构是指用肉眼能观察到的外部和内部的结构，其尺度范围在10-3m级（毫米级）以上。土木工程材料常见的按宏观结构的特征，材料有致密（密实）、多孔、粒状、层状等结构。宏观结构不同的材料具有不同的特性：密实结构多孔结构粒状结构层状结构同一组成的材料，具有不同结构时，其性质可能存在很大的差别。例如，玻璃与泡沫玻璃的组成相同，但宏观结构不同，前者为致密结构，后者为多孔结构，其性质截然不同，玻璃用作采光材料，泡沫玻璃用作绝热材料。再如，金刚石和石墨。密实结构：材料的强度、

8、硬度较高，吸水性小，抗渗、抗冻及耐磨性较好，如钢材、天然石材、玻璃钢等多孔结构：内部存在大体上分布均匀的、独立的或部分相通的孔隙（大孔和微孔），孔隙率较高。具有多孔结构的材料，其性质决定于孔隙的特征、多少、大小及分布情况，通常这类材料强度较低，抗渗、抗冻性较差，绝热性较好，如加气混凝土、烧结粘土砖等。1.2材料的结构1.2材料的结构1.2.3亚微观结构 材料的亚微观结构是指用光学显微镜和一般扫描透射电子显微镜所能观察到的结构，是介于宏观和微观之间的结构，也称介观结构