建材 第1章 基本性质.ppt

建 筑 材 料 第一章 建筑材料的基本性质 第一章 建筑材料的基本性质 建筑材料在建筑物中承受各种不同作用，要求具有相应的性质。 所谓材料的性质是指在负荷与环境因素联合作用下材料所具有的属性。 由于材料的性质与环境条件有关，因此只有在一定条件（标准试验条件）下的测试结果，才能作为该材料的性能指标。 第一章 建筑材料的基本性质 第一节 材料的组成、结构与构造 第二节 材料的物理性质 第三节 材料的力学性质 第四节 材料的耐久性 第一节 材料的组成、结构与构造 材料的组成 材料的结构 材料的构造 一、材料的组成 化学组成 组成材料的化学元素种类和数量。 通常金属材料以元素含量百分数表示；非金属材料以元素的氧化物含量百分数表示；有机高分子材料用单体表示。 矿物组成 组成材料的矿物种类和数量。 矿物是构成岩石及各种无机非金属材料的基本单元，直接影响无机非金属材料的性质。 二、材料的结构 微观结构 物质的原子、分子层次结构 在10-10m尺度 借助电子显微镜、X射线衍射仪等仪器观察 可分为： 晶体——内部质点（离子、原子、分子）在三维空间按照特定的规则作周期性排列而形成的固体，具有特定形状，一般各向异性。 非晶体——质点的排列没有规律或仅局部有规律。 二、材料的结构 晶体 非晶体 二、材料的结构 晶 体 离子键与离子晶体——食盐等 强度、硬度、熔点较高，塑性差，固态时是电和热的不良导体，熔融和溶解时能导电。 共价键与原子晶体——钻石、石英等 强度、硬度、熔点高，塑性很差，电和热的不良导体。 金属键与金属晶体——各种金属 强度、熔点高，密度大、塑性好，电和热的导体。 分子键与分子晶体——大多数有机化合物 强度低、硬度小、熔点低。 二、材料的结构 晶 体 大多数晶体中存在混合键。 分子键是普遍存在的。 同样的单元可能形成不同化学键的晶体。 实际晶体中都存在各种晶格缺陷，一般这种缺陷会使材料的强度和硬度提高，塑性降低。 材料中晶粒越细，分布越均匀，材料的强度越高。 二、材料的结构 晶 体 二、材料的结构 非 晶 体 又称为无定形体或玻璃体。 没有特定形状，没有固定熔点，各向同性。 一般通过将熔融状态的材料急速冷却得到。 放热不充分，结晶不完全，具有大量内能，稳定性差，化学活性高。 如玻璃、火山灰、粒化高炉矿渣等。 二、材料的结构 2. 显微结构 在10-6~10-3m尺度。 借助光学显微镜、放大镜等观察。 对材料的整体性质有重要影响。 如岩石的矿物结构，金属的晶粒直径和金相组织（如钢材中的铁素体、珠光体、渗碳体等），木材中的木纤维、导管、髓线、树脂道等，混泥土中的水泥石、骨料、孔隙及其界面等。 二、材料的结构 光学显微镜下的闪石 光学显微镜下的花岗岩 二、材料的结构 金属的金相组织 二、材料的结构 木材的显微结构 二、材料的结构 混凝土的断面结构 二、材料的结构 3. 微粉、纳米颗粒及胶体 在10-9~10-4m尺度。 借助电子显微镜、X射线衍射仪、显微镜等观察。 性质与原子、分子不同，也与一般固体不同。 二、材料的结构 微 粉 在10-7~10-4m尺度的各种矿物和金属粉末。 借助显微镜等观察。 比表面积大，溶解及化学反应快。 可消除宏观物体的构造缺陷。 进行材料密度测量和粉末冶金的重要手段。 二、材料的结构 纳米颗粒 在10-9~10-7m尺度的微粒。 比表面积极大，表面能和表面张力显著增加。 具有许多优越的力学性质，同时在化学、热力学、电磁学、光学方面都有与一般材料不同的特殊优良性质。 是材料科学方面的重要和新兴研究内容，前景一片光明。 二、材料的结构 非晶、纳米晶合金材料 二、材料的结构 胶 体 纳米颗粒在介质中形成的分散体系。 溶胶：胶体的物理力学性质取决于介质。 凝胶：纳米颗粒吸附凝聚成网状结构，胶体反映出纳米颗粒的性质。 触变性：在各种作用下，凝胶-溶胶相互转变。 三、材料的构造 也称为宏观结构，指人肉眼能观察到的结构。 按构成形态分为： 聚集结构：各向同性，如混凝土、砖、陶瓷、玻璃 纤维结构：各向异性，如木材、土工布、钢丝 层状结构：如胶合板、彩钢泡沫板、夹层玻璃 散粒结构：如砂、碎石、土 三、材料的构造 按孔隙尺寸分为： 致密结构：基本无孔隙，如金属、玻璃 微孔结构：具有微细孔隙，如石膏、混凝土、砖 多孔结构：具有粗大孔隙，如泡沫塑料、泡沫混凝土 一般孔隙率越高，强度越低。 其他性质不仅与孔隙率有关，还与孔隙特性（孔隙大小，是否封闭）有关。 三、材料的构造 对开口孔隙而言，粗大的水分易透过，但不易被充满；极细的则易吸入水分，但不易流动；介于两者之间的毛细孔隙，既容易被水充满，水又容易流动，对材料的