建筑材料的基本性质介绍.pptVIP

第2章 建筑材料的基本性质 ◆建筑材料是建筑工程的物质基础。建筑物中不同构件对材料的要求不同。例如: 结构材料应具有良好的力学性能；屋面材料应能防水、保温；地面材料应耐磨；墙体材料应能抗冻、隔声、节能；基础材料不但要能承受建筑物的全部荷载，还要能够承受冰冻和地下水侵蚀等。 此外，有些材料在长期使用中，还会因热胀冷缩、干湿变化、交替冻融以及化学侵蚀等而遭受破坏。 ◆建筑材料的基本性质主要包括物理性质、化学性质、力学性质和耐久性质。 2.1 建筑材料的组成和结构 2.1.1 材料的组成 包括材料的化学组成、矿物组成和相组成。 1. 化学组成 指构成材料的化学元素及化合物的种类、数量。 ●化学组成既影响材料的物理力学性质，也影响其抵外界侵蚀作用的化学稳定性。 例如：建筑钢材由生铁冶炼而成，炼钢时加入适量Cr、Ni元素，可以提高钢材的防锈能力。 材料性质决定于材料的组成和结构。因此要了解材料性质必先了解材料的组成和结构。 2. 矿物组成 矿物组成指化学元素组成相同，分子组成形式各异的现象。 ●材料的矿物组成是在其化学组成确定的条件下，决定材料性质的主要因素。 例如，硅酸盐水泥的主要化学组成都是CaO、SiO2等，但形成的矿物熟料有硅酸三钙（3CaO·SiO2）和硅酸二钙（2CaO·SiO2）之分，前者强度增长快、放热量大，后者则反之。又如，黏土和由其烧结而成的陶瓷，其化学组成都是SiO2和Al2O3，但黏土在焙烧中因有3SiO2·Al2O生成，使陶瓷具有比黏土更高的强度和硬度等特性。 3. 相组成 物质通常是以固、液和气三种形态存在。分别被称为固相、液相和气相。 ◆自然状态下，多数建筑材料都是由固相、液相、气相组成的三相体系。如新拌混凝土中的砂子、石子和水泥颗粒为固相，水为液相，其中的气泡属气相。 ◆极少数建筑材料为单相或两相体系。例如钢材为固相构成的单相体系；胶水为液相构成的单相体系，聚苯板是由固相和气相构成的两相体系。 2.1.2 材料的结构 材料结构是指从宏观可见直至分子、原子水平各层次的构造状况。一般可分为宏观结构、细观结构和微观结构三个层次 。 1.宏观结构 材料的宏观结构指用肉眼或放大镜能够分辨到的结构。建筑材料的宏观结构，可按孔隙尺寸和构成形态来分类。 （2）按构成形态分 ①聚集结构 指由填充性集料与胶凝材料胶结成的结构。 如水泥混凝土、砂浆、塑料等。其性质取决于集料和胶凝材料的性质及其结合程度。 ②纤维结构 指由纤维状物质构成的材料结构。 如木材、玻璃纤维、矿棉等。其性质与纤维的排列秩序、疏密程度有关。 ③层状结构 指天然形成或由人工将材料黏结迭合为层状的材料结构。 如复合木地板、胶合板、纸面石膏板等。其性质与叠合材料性质及胶合程度有关。 ●各层材料间可以性质互补，增强了整体材料的性质。 ④散粒结构 指松散颗粒状结构。 砂是散粒结构的典型代表，其颗粒形状、粗细程度、级配情况对其品质有直接影响。 2.细观结构 材料的细观结构也称亚微观结构，指用光学显微镜能观察到的结构。 建筑材料的细观结构，只能针对某种具体材料来进行分类研究。例如，混凝土可分为基相、集料相、界面相；阔叶树木材可分为木纤维、导管和髓线。 材料细观结构层次的组织结构、性质和特点各异，其特征、数量和分布对建筑材料的性能有重要影响。 3.微细观结构 材料的微观结构指材料内部在分子、原子、离子层次的结构，常用电子显微镜及X射线衍射分析来研究。建筑材料的微观结构基本上可分为晶体、玻璃体、胶体三类。 晶体的各向异性,即沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不尽相同，由此导致晶体在不同方向物理化学特性的不同。具体表现在晶体不同方向的弹性模量、硬度、断裂抗力、屈服强度、热膨胀系数、导热性、电阻率、电位移矢量、电极化强度、磁化率和折射率等都不相同。 （1） 晶体 晶体微观结的构特点是组成物质的微粒在空间的排列有确定的几何位置关系。一般具有强度高、硬度较大、固定熔点、化学稳定性高和力学各向异性等特性。晶体可分为原子晶体、离子晶体、分子晶体和金属晶体。 金属和石膏等建筑材料都是典型的晶体结构。 ●即便材