緒論第一章PPT課件

理論 75分 第3 10周 共40學(xué)時實(shí)驗 25分 8個學(xué)時 每次實(shí)驗2個學(xué)時 每周一次 共4次 時間 國慶后 具體時間待定 地點(diǎn) 望江校區(qū)建筑料實(shí)驗室 水電學(xué)院B樓后面 土木 理論 75分 第5 13周 共36學(xué)時實(shí)驗 25分 12個學(xué)時 每次實(shí)驗2個學(xué)時 每周一次 共6次 時間 具體時間待定地點(diǎn) 建筑料實(shí)驗室 水電學(xué)院B樓后面 水電 緒論 一 建筑材料的定義二 建筑材料的分類三 建筑材料在建筑工程中的地位和作用四 建筑材料的發(fā)展概況和發(fā)展方向五 建筑材料的標(biāo)準(zhǔn)化 一 建筑材料的定義 建筑材料指建筑工程中使用的各種材料及制品 它是一切建筑工程的物質(zhì)基礎(chǔ) 如常見的磚 石材 石灰 木材 水泥 混凝土 鋼材 瀝青 玻璃 涂料等 二 建筑材料的分類 1 按材料組成分類 無機(jī)材料 有機(jī)材料 復(fù)合材料 金屬材料 非金屬材料 天然有機(jī)材料 合成有機(jī)材料 有機(jī)與無機(jī)復(fù)合 金屬與非金屬復(fù)合 有色金屬 黑色金屬 無機(jī)材料 金屬材料 黑色金屬 鋼鐵 不銹鋼有色金屬 鋁 銅 鋁合金非金屬材料 天然石材 砂 石等燒土制品 粘土磚 瓦 陶瓷膠凝材料 石灰 石膏 水泥無機(jī)纖維材料 玻璃纖維 碳纖維 有機(jī)材料 植物材料 木材 竹材 植物纖維等瀝青材料 石油瀝青 煤瀝青和頁巖瀝青合成高分子材料 橡膠 塑料 涂料 膠粘劑 合成纖維 復(fù)合材料 有機(jī) 無機(jī)非金屬 樹脂混凝土 玻璃纖維增強(qiáng)塑料等金屬 非金屬 鋼筋混凝土 鋼纖維混凝土金屬 無機(jī)材料 PVC鋼板 塑鋼等 2 按功能和使用部位分類 結(jié)構(gòu)材料 構(gòu)成建筑物受力構(gòu)件 梁 板 柱 基礎(chǔ) 框架 和結(jié)構(gòu)所用的材料 常用石材 混凝土 鋼材 鋼筋混凝土等 墻體材料 構(gòu)成建筑物內(nèi)外和分隔室內(nèi)空間所用的材料 磚 砌塊 復(fù)合板材等 建筑功能材料 具有某種特殊功能的非承重材料 如防水材料 吸聲材料 裝飾材料等 三 建筑材料在建筑工程中的地位和作用 是一切建筑工程的物質(zhì)基礎(chǔ)與建筑結(jié)構(gòu)與施工相互促進(jìn)相互依存決定建筑物的功能和使用壽命建筑材料的質(zhì)量直接關(guān)系到建筑工程的質(zhì)量決定工程的造價 四 建筑材料的發(fā)展概況和發(fā)展方向 歷史上傳統(tǒng)建筑材料的應(yīng)用建國以來建材及建材工業(yè)的發(fā)展我國建材工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 歷史上我國建筑材料的應(yīng)用我國的建筑材料主要是天然石材 木材 磚 石灰等一些材料 古代勞動人民在建筑材料的生產(chǎn)和使用方面 取得了許多重大成就 例如 萬里長城福建泉州的洛陽橋山西五臺山木結(jié)構(gòu)的佛光寺大殿河北趙州橋 建國以來建材及建材工業(yè)的發(fā)展 解放后 建材工業(yè)的發(fā)展隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而迅猛發(fā)展 發(fā)展方向 加強(qiáng)材料的耐久性設(shè)計和研究 建設(shè)具有中國特色的新技術(shù)結(jié)構(gòu) 發(fā)展新技術(shù) 新工藝 新產(chǎn)品 建設(shè)高效益的新產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu) 產(chǎn)品的技術(shù)含量和檔次進(jìn)一步提高 建筑材料向輕質(zhì) 高強(qiáng) 多功能方向發(fā)展 充分利用工業(yè)廢料 能耗低 可循環(huán)使用 不破壞生態(tài)平衡 有效保護(hù)天然資源 五建筑材料的標(biāo)準(zhǔn)化1 建筑材料的標(biāo)準(zhǔn)及其作用 建材工業(yè)企業(yè)必須嚴(yán)格按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計 生產(chǎn) 以確保產(chǎn)品質(zhì)量 生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品 建筑材料的使用者必須按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選擇 使用質(zhì)量合格的材料 使設(shè)計 施工標(biāo)準(zhǔn)化 以確保工程質(zhì)量 加快施工進(jìn)度 降低工程造價 我國的現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn) 建筑材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分為 國家標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)地方標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 國家標(biāo)準(zhǔn)和行為標(biāo)準(zhǔn)分為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)和推薦性標(biāo)準(zhǔn) 強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn) 強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)是保障人體健康 人身 財產(chǎn)安全的標(biāo)準(zhǔn)和法律 行政法規(guī)規(guī)定強(qiáng)制執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn) 強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)一經(jīng)頒布 必須貫徹執(zhí)行 國家標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)化法 規(guī)定 對需要在全國范圍內(nèi)統(tǒng)一的技術(shù)要求 應(yīng)當(dāng)制定國家標(biāo)準(zhǔn) 例 建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) GB50300 2001 工程建設(shè)施工企業(yè)質(zhì)量管理規(guī)范 GB T50430 2007 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)化法 規(guī)定 對沒有國家標(biāo)準(zhǔn)而又需要在全國某個行業(yè)范圍內(nèi)統(tǒng)一的技術(shù)要求 可以制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 在公布國家標(biāo)準(zhǔn)之后 該項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)即行廢止 地方標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)化法 規(guī)定 對沒有國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)而又需要在省 自治區(qū) 直轄市范圍內(nèi)統(tǒng)一的工業(yè)產(chǎn)品的安全 衛(wèi)生要求 可以制定地方標(biāo)準(zhǔn) 地方標(biāo)準(zhǔn)不得與國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相抵觸 在公布國家標(biāo)準(zhǔn)或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之后 該項地方標(biāo)準(zhǔn)即行廢止 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)化法 規(guī)定 企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品沒有國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 應(yīng)當(dāng)制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 作為組織生產(chǎn)的依據(jù) 已有國家標(biāo)準(zhǔn)或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 國家鼓勵企業(yè)制定嚴(yán)于國家標(biāo)準(zhǔn)或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 在企業(yè)內(nèi)部使用 標(biāo)準(zhǔn)的表現(xiàn)方式 標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)范 規(guī)程 如 標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)范 規(guī)程 當(dāng)針對產(chǎn)品 方法 符號 概念等基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)時 一般采用 標(biāo)準(zhǔn) 如 道路工程標(biāo)準(zhǔn) 建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn) 當(dāng)針對勘察 規(guī)劃 設(shè)計 施工等通用的技術(shù)事項作出規(guī)定時 一般采用 規(guī)范 如 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 住宅建筑設(shè)計規(guī)范 建筑設(shè)計防火規(guī)范 等 當(dāng)針對操作 工藝 管理等專用技術(shù)要求時 一般采用 規(guī)程 如 建筑安裝工程工藝及操作規(guī)程 建筑機(jī)械使用安全操作規(guī)程 標(biāo)準(zhǔn)的表示方法 標(biāo)準(zhǔn)名稱 標(biāo)準(zhǔn)代號 發(fā)布順序號和批準(zhǔn)年份等 水工混凝土試驗規(guī)程DL T5150 2001 普通混凝土拌和物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)GB T50080 2002 1建筑材料基本性質(zhì) 所要求的功能要求的材料性能 承受荷載長期可靠性防水 隔熱隔聲 防火采光 絕緣不污染環(huán)境 強(qiáng)度 剛度耐久性物理性能安全性 1建筑材料基本性質(zhì) 1 材料的物理性質(zhì)2 材料的基本力學(xué)性質(zhì)3 材料的耐久性4 材料的組成 結(jié)構(gòu) 構(gòu)造對材料性質(zhì)的影響 1 材料的物理性質(zhì)ThePhysicalPropertiesofBuildingMaterials 1 材料的基本物理性質(zhì) 2 材料與水有關(guān)的性質(zhì) 3 材料與熱有關(guān)的性質(zhì) 1 材料的基本物理性質(zhì) 1密度材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量用 表示 按下式計算 材料的絕對密實(shí)體積是指不包括材料孔隙在內(nèi)的體積 鋼材 玻璃等少數(shù)密實(shí)材料可根據(jù)外形尺寸求得體積 大多數(shù)有孔隙的材料 在測定材料的密度時 應(yīng)把材料磨成細(xì)粉 干燥后用李氏瓶測定其體積 材料磨得越細(xì) 測得的密度數(shù)值就越精確 材料的密度值隨外界環(huán)境 如溫度 濕度等 的變化 會不會發(fā)生改變 不會 2表觀密度材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量稱為表觀密度 用表示 按下式計算 材料在自然狀態(tài)下的體積是指包含材料內(nèi)部孔隙的體積 當(dāng)材料孔隙內(nèi)含有水分時 其質(zhì)量和體積 可以忽略 均有所變化 故測定表觀密度時 須注明其含水情況 按照含水狀態(tài)分為 干表觀密度 氣干表觀密度和飽和表觀密度 孔隙的構(gòu)造 開口孔隙閉口孔隙 V 干表觀密度 干燥狀態(tài) V 氣干表觀密度 與空氣濕度平衡時的狀態(tài) 飽和表觀密度 吸水飽和狀態(tài) 3堆積密度散?；蚍蹱畈牧?如砂 石子 水泥等 在自然堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量稱為堆積密度 用表示 按下式計算 思考題 比較密度 和干表觀密度 的大小 并找出原因 3孔隙率在材料自然體積內(nèi)孔隙體積所占的比例 稱為材料的孔隙率 用 表示 按下式計算 孔隙率 開口孔隙率 閉口孔隙率 開口孔隙率Pk 閉口孔隙率Pb 5空隙率散粒材料自然堆積體積中顆粒之間的空隙體積所占的比例稱為散粒材料的空隙率 用下式計算 材料空隙率示意圖 五材料的壓實(shí)度與相對密度 較少使用 2 材料與水有關(guān)的性質(zhì) 1材料的親水性與憎水性親水性 材料能被水潤濕的性質(zhì)親水性材料 磚 木材 混凝土憎水性 材料不能被水潤濕的性質(zhì)憎水性材料 石蠟 瀝青 油漆 塑料 a 親水性材料 b 憎水性材料 2吸水性和吸濕性吸水性 材料浸入水中吸收水的能力稱為材料的吸水性 常用質(zhì)量吸水率表示 m 材料干燥狀態(tài)下的質(zhì)量m1 材料吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量 體積吸水率 指材料吸水飽和時 所吸水分的體積占自然狀態(tài)體積的百分率 吸水飽和狀態(tài)時 吸入水的體積等于材料內(nèi)開口孔隙的體積 因此體積吸水率等于開口孔隙率 質(zhì)量吸水率與體積吸水率的關(guān)系為 工程中常用質(zhì)量吸水率表示材料的吸水性 同一材料的吸水率基本是一固定值 吸濕性材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)稱為吸濕性 吸濕性常用含水率來表示 即 平衡含水率 材料中的水分與周圍空氣的濕度達(dá)到平衡時的含水率 稱為平衡含水率 3材料的耐水性 定義 材料在長期飽和水作用下 其強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì) 稱為耐水性 其衡量指標(biāo)為 軟化系數(shù)越小 說明材料吸水飽和后的強(qiáng)度降低越多 其耐水性越差 材料的耐水性用軟化系數(shù)表示 其數(shù)值通常為 A小于零B大于lC0 lD任意值 材料軟化系數(shù)的要求 工程對材料軟化系數(shù)的要求 對經(jīng)常處于水中或受潮嚴(yán)重的重要結(jié)構(gòu)物 如地下構(gòu)筑物 基礎(chǔ) 水工結(jié)構(gòu) 的材料 其K軟 0 85 受潮較輕的或次要結(jié)構(gòu)物的材料 其K軟 0 75 K軟 0 85的材料 一般稱為耐水材料 衡量指標(biāo) 滲透系數(shù)k 單位cm sk越大 材料的抗?jié)B性越差 4材料的抗?jié)B性 定義 材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)稱為抗?jié)B性 Q 影響材料抗?jié)B性的因素 孔隙率 孔隙特征 地下建筑 地鐵 人防建筑 地下室 水工結(jié)構(gòu) 防水材料等均要求較高的抗?jié)B性 5材料的抗凍性 定義 材料在吸水飽和狀態(tài)下 能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞 強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì) 衡量指標(biāo) 抗凍性指標(biāo)用抗凍等級Fn F50 F100 F150 表示 表示經(jīng)過n次凍融循環(huán)次數(shù)后 質(zhì)量損失不超過5 強(qiáng)度損失不超過25 凍融破壞的原因 材料有孔且孔隙含水 水 冰 體積膨脹9 結(jié)冰壓力高達(dá)100MPa 結(jié)冰壓力超過材料的抗拉強(qiáng)度時 材料開裂 裂縫的增加也進(jìn)一步增加了材料的飽水程度 飽水程度的增加進(jìn)一步加劇了凍融破壞 反復(fù)多次加劇破壞 最終材料崩潰 嚴(yán)寒地區(qū)道路 橋梁 水壩 堤防 海上鉆井平臺 跨海大橋等均需考慮凍融破壞 影響材料抗凍性的因素 1 孔隙率 孔隙特征 2 材料的強(qiáng)度 韌性 3 材料的軟化系數(shù) 4 凍結(jié)條件 凍結(jié)溫度 凍結(jié)速度 凍融循環(huán)作用的頻繁程度 1 某輕質(zhì)板材 其密度為2 80g cm3 干燥狀態(tài)時表觀密度為800kg m3 測得其體積吸水率為66 4 試計算該板的 1 質(zhì)量吸水率 Wm 2 閉口孔隙率 Pb 1 質(zhì)量吸水率Wm為 2 材料的孔隙率P為 材料的體積吸水率即為材料的開口孔隙率 因此閉口孔隙率為 Pb P Pk 71 4 66 4 5 三 材料與熱有關(guān)的性質(zhì) 一 導(dǎo)熱性 材料傳導(dǎo)熱量的能力稱為導(dǎo)熱性 其大小用導(dǎo)熱系數(shù) 表示 式中 導(dǎo)熱系數(shù) W m K Q 傳導(dǎo)的熱量 J A 熱傳導(dǎo)面積 m2 d 材料的厚度 m t 熱傳導(dǎo)時間 s T2 T1 材料兩側(cè)溫差 K 越大保溫性能越差 導(dǎo)熱系數(shù) 的物理意義 表示單位厚度的材料 當(dāng)兩側(cè)溫差為1K時 在單位時間內(nèi)通過單位面積的熱量 材料的組成與結(jié)構(gòu)孔隙率及孔隙特征含水情況 影響材料導(dǎo)熱系數(shù)的因素有 2熱容量與比熱材料加熱時吸收熱量 冷卻時放出熱量的性質(zhì) 稱為熱容量 大小用比熱表示公式Q cm T2 T1 式中Q 材料吸收或放出的熱量 J c 材料的比熱 J g K m 材料的質(zhì)量 g T2 T1 材料受熱或冷卻前后的溫差 K 1 應(yīng)選擇導(dǎo)熱系數(shù)和熱容量是什么樣 較大還是較小 的材料做保溫隔熱材料 導(dǎo)熱系數(shù)較小熱容量較大 3材料的溫度變形性材料的溫度變形性是指溫度升高或降低時體積變化的性質(zhì) 幾種材料的比熱和導(dǎo)熱系數(shù)及線膨脹系數(shù) 2 材料的力學(xué)性質(zhì) 材料的力學(xué)性質(zhì)指材料在外力作用下的變形性質(zhì)和抵抗破壞的能力 1 材料的強(qiáng)度 比強(qiáng)度 理論強(qiáng)度和強(qiáng)度等級 2 彈塑性變形 3 脆性與韌性 4 硬度與耐磨性 2 材料的力學(xué)性質(zhì) 材料的力學(xué)性質(zhì)指材料在外力作用下的變形性質(zhì)和抵抗破壞的能力 1 材料的強(qiáng)度 比強(qiáng)度 理論強(qiáng)度和強(qiáng)度等級 2 彈塑性變形 3 脆性與韌性 4 硬度與耐磨性 1 強(qiáng)度與比強(qiáng)度 強(qiáng)度 材料在外力作用下抵抗破壞的能力根據(jù)荷載種類與作用方向 強(qiáng)度有 抗壓強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度 抗壓強(qiáng)度測試 單位 MPa 1MPa 1N mm2 直接拉伸測試 四點(diǎn)彎曲試驗 劈裂拉伸測試 2影響材料強(qiáng)度的外界因素 1 試件的形狀相同底面積的試件 高度越大 強(qiáng)度值越小 2試件尺寸 強(qiáng)度測定值逐漸減小 大于 3 加荷速度加荷速度越快 測定的強(qiáng)度值越大4 試驗環(huán)境的溫濕度 4材料的強(qiáng)度等級 按強(qiáng)度值的高低劃分為若干等級 即材料的強(qiáng)度等級 脆性材料按抗壓強(qiáng)度劃分 如巖石 磚和混凝土等 鋼材按抗拉屈服強(qiáng)度劃分 石材按極限抗壓強(qiáng)度分9個等級 MU10 MU100 燒結(jié)普通磚按抗壓強(qiáng)度分5個等級 MU10 MU30 普通混凝土按抗壓強(qiáng)度分12個等級 C7 5 C60 碳素結(jié)構(gòu)鋼按抗拉屈服強(qiáng)度分5個牌號 Q195 Q275 5比強(qiáng)度材料的強(qiáng)度與其表觀密度比值 是衡量材料輕質(zhì)高強(qiáng)性能的重要指標(biāo) 2 彈性與塑性 彈性 變形可完全恢復(fù) 加載 卸載 彈性當(dāng)撤去外力或外力恢復(fù)到原受力狀態(tài) 材料能夠完全恢復(fù)原來變形的性質(zhì)稱為彈性 具有這種性質(zhì)的材料稱為彈性材料 根據(jù)其應(yīng)力 應(yīng)變曲線 有 線彈性和非線彈性 線彈性特征 應(yīng)力與應(yīng)變成正比 應(yīng)力 應(yīng)變曲線是一條直線應(yīng)力與應(yīng)變之比 直線斜率 是彈性模量 為常數(shù) 非線性特征 應(yīng)力 應(yīng)變曲線不是直線而是曲線應(yīng)力與應(yīng)變之比 彈性模量不是常數(shù) 塑性 變形不可恢復(fù)或部分恢復(fù) 加載 卸載 A B A B O O 1脆性材料在外力作用下 當(dāng)外力達(dá)一定值時 材料發(fā)生突然破壞 且破壞時無明顯的塑性變形 這種性質(zhì)稱為脆性 具有這種性質(zhì)的材料稱脆性材料 3 脆性和韌性 2脆性材料特性抗壓強(qiáng)度大于抗拉強(qiáng)度破壞時應(yīng)變小承受沖擊和震動能力差宜做承壓構(gòu)件 如磚 石材 混凝土等 3韌性材料在沖擊或震動荷載作用下能承受較大變形不致破壞的性質(zhì) 韌性材料的變形能力大 且抗拉強(qiáng)度幾乎與抗壓強(qiáng)度相等 如低碳鋼 低合金鋼等屬于韌性材料 1硬度硬度是指材料表面抵抗硬物壓入或刻劃的能力 莫氏硬度 HM 采用刻劃法 并與十個硬度標(biāo)準(zhǔn)比較 確定硬度 4 硬度與耐磨性 布氏硬度 HB 采用壓入法 用壓痕單位面積上所受的壓力表示 肖氏硬度 HS 采用回彈法 用重錘的回彈高度作硬度的相對值 2耐磨性材料表面抵抗磨損和磨耗的能力叫做材料的耐磨性 小結(jié) 強(qiáng)度 材料抵抗外力破壞的能力 比強(qiáng)度 材料強(qiáng)度與質(zhì)量之比 彈性 材料在荷載作用下的變形可以恢復(fù)的性能 塑性 荷載作用下的變形不可恢復(fù)的性能 脆性 材料破壞前 不產(chǎn)生明顯變形而突發(fā)破壞 韌性 材料破壞前 能產(chǎn)生較大變形或吸收較大能力 硬度 材料抵抗刻劃 擦傷 磨損的能力 3 材料的耐久性TheDurabilityofMaterials 耐久性是材料在長期使用過程中 抵抗自身及環(huán)境因素長期破壞作用 保持原有性能而不變質(zhì) 不破壞的能力 耐久性是一個綜合性概念 針對不同的破壞因素 耐久性有不同的內(nèi)容 物理作用 溫度變化 干濕變化 凍融循環(huán)作用化學(xué)作用 酸 堿 鹽等溶液的侵蝕機(jī)械作用 持續(xù)荷載生物作用 菌類 昆蟲 金屬材料 銹蝕瀝青及高分子材料 老化木材 植物 腐蝕 腐朽混凝土 碳化 堿集料反應(yīng)等 提高耐久性的意義耐久性良好的建筑材料 才能保證建筑物的耐久性 提高材料的耐久性 對節(jié)約建筑材料 保證建筑物長期正常使用 減少維修費(fèi)用 延長建筑物使用壽命等均有十分重要的意義 提高耐久性的措施減輕介質(zhì)對材料的破壞作用提高材料密實(shí)度對材料進(jìn)行憎水或防腐處理在材料表面設(shè)置保護(hù)層 4 材料的組成 結(jié)構(gòu)和構(gòu)造對材料性質(zhì)的影響Theinfluenceofmaterialcomposition structure constitutiontomaterialproperties 1 材料的組成 化學(xué)組成 礦物組成 2 結(jié)構(gòu) 宏觀結(jié)構(gòu) 亞微觀結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu) 3 構(gòu)造 材料的宏觀組織狀況 1 材料的組成 1化學(xué)組成指構(gòu)成材料的化學(xué)元素及化合物的種類及數(shù)量 如鋅鋁合金 鋅97 鋁3 水泥化合物組成 SiO220 24 CaO62 67 Fe2O32 5 6 0 AL2O34 7 MgO 5 化學(xué)組成直接決定材料的化學(xué)性質(zhì) 物理性質(zhì) 力學(xué)性質(zhì)等重要因素 2礦物組成 礦物 指無機(jī)非金屬材料中具有特定的化學(xué)成分 晶體結(jié)構(gòu)和物理力學(xué)性質(zhì)的物質(zhì) 如 3CaO SiO22CaO SiO2長石石英云母方解石 礦物組成指構(gòu)成材料的礦物種類和數(shù)量 如水泥的礦物組成 花崗巖的礦物組成 3CaO SiO237 60 長石石英云母角閃石2CaO SiO215 37 玄武巖的礦物組成 3CaO AL2O37 15 斜長石橄欖石輝石4CaO AL2O3 Fe2O310 18 2 材料的結(jié)構(gòu) 1宏觀結(jié)構(gòu)2亞微觀結(jié)構(gòu)3微觀結(jié)構(gòu) 1宏觀結(jié)構(gòu) 構(gòu)造 常見的宏觀結(jié)構(gòu)有 2亞微觀結(jié)構(gòu)用光學(xué)顯微鏡能觀察到的材料組織 尺寸范圍在10 3mm以上 主要研究組成物質(zhì)的單個粒子的形貌 3微觀結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)是指組成材料的原子 分子層次的結(jié)構(gòu) 可用電子顯微鏡來分析研究該層次上的結(jié)構(gòu)特征 微觀結(jié)構(gòu)的尺寸范圍在10 6 10 10m 微觀結(jié)構(gòu)分為 1 晶體結(jié)構(gòu) 2 非晶體結(jié)構(gòu) 玻璃體 3 膠體結(jié)構(gòu) 1 晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)部質(zhì)點(diǎn) 離子 原子 分子 在空間上按特定規(guī)則呈周期性排列時的結(jié)構(gòu) 2 晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)單晶體 1 質(zhì)點(diǎn)在空間上呈周期性排列 2 具有特定的幾何外形 3 具有各向異性的性質(zhì) 4 具有固定的熔點(diǎn)和化學(xué)穩(wěn)定性多晶體 單晶體聚集 各向同性 3 晶體結(jié)構(gòu)分類 原子晶體 石英 金剛石 離子晶體 CaCl2 NaCl 金屬晶體 鋼鐵 鋁 鎂 分子晶體 合成高分子材料 原子晶體結(jié)合 原子以共價鍵結(jié)合 特性 較高的強(qiáng)度 硬度和密度 電 熱的不良導(dǎo)體種類 石英 剛玉 金剛石等 離子晶體結(jié)合 正負(fù)離子以離子鍵結(jié)合而成 特性 較高的強(qiáng)度 硬度和熔點(diǎn) 電 熱的不良導(dǎo)體種類 氯化鈉 氯化鈣等 分子晶體結(jié)合 分子間的分子鍵結(jié)合 特性 較高的變形性能 強(qiáng)度 硬度較低 電 熱的不良導(dǎo)體種類 石蠟 合成高分子材料等 金屬晶體結(jié)合 自由電子與金屬陽離子間的金屬鍵結(jié)合 特性 較高的強(qiáng)度和塑性變形 電 熱的良導(dǎo)體種類 各種金屬 2 非晶體結(jié)構(gòu)又稱為玻璃體結(jié)構(gòu)或無定形結(jié)構(gòu) 如無機(jī)玻璃 玻璃體的結(jié)合鍵為共價鍵和離子鍵 1 非晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 質(zhì)點(diǎn)在空間上呈非周期性排列 沒有特定的幾何外形 具有各向同性的性質(zhì) 沒有固定的熔點(diǎn) 具有較高的化學(xué)活性 是一種不穩(wěn)定結(jié)構(gòu) 2 非晶體的形成與性質(zhì)具有一定化學(xué)成分的熔融物急速冷卻 質(zhì)點(diǎn)來不及按一定規(guī)則排列 便凝固成固體 此時則得到玻璃體結(jié)構(gòu) 玻璃體是一種不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu) 容易與其它物質(zhì)起化學(xué)作用 例如火山灰 爐渣 粒化高爐礦渣等就是玻璃體 在混凝土中摻入這些材料 正是利用了它們的化學(xué)活性 活性氧化硅和活性氧化鋁 來改善混凝土的性能 提高后期強(qiáng)度 3材料構(gòu)造 材料的構(gòu)造是材料的宏觀組織狀況 如巖石的層理和混凝土中的孔隙等 2 孔隙對材料性質(zhì)的影響 孔隙增多 1 材料的表觀密度減小 2 材料受力的有效面積減小 強(qiáng)度降低 3 導(dǎo)熱系數(shù)減小 4 透氣性 透水性 吸水性變大 練習(xí) 一 名詞解釋密度 表觀密度 堆積密度 材料的孔隙率 吸水性 吸濕性 耐水性 抗?jié)B性 抗凍性 材料的強(qiáng)度 塑性變形 材料的耐久性 礦物 晶體結(jié)構(gòu) 二 填空題1 材料的吸濕性是指材料在 的性質(zhì) 2 材料的抗凍性以材料在吸水飽和狀態(tài)下所能抵抗的 來表示 3 水可以在材料表面展開 即材料表面可以被水浸潤 這種性質(zhì)稱為 三 選擇題1 材料在水中吸收水分的性質(zhì)稱為 A 吸水性B 吸濕性C 耐水性D 滲透性2 材料的孔隙率增大時 其性質(zhì)保持不變的是 A 表觀密度B 堆積密度C 密度D 強(qiáng)度3 材料的組成的概念包括 A化學(xué)組成 物理組成B化學(xué)組成 晶體組成C化學(xué)組成 礦物組成D礦物組成 物