建筑材料基本性质精品课优秀课件

v定义：用电子显微镜、X-射线衍射仪等手段来研究原
微
子、分子层次的结构
v意义：决定着材料的许多物理、力学性质，如强度、
观
硬度、熔点、导热性、导电性等分类
结
v分类
构
q晶体
q非晶体（玻璃体）
q胶体
晶体
p其内部质点按照特定的规则在空间周期性排列 p具有特定的几何外形和固定的熔点固定熔点 p按晶体的质点间结合键的特性，晶体又分为：
构，适合做绝热材料。
陶粒的粒状构造图
纹理结构
u 天然材料在生长或形成过程中，自然造成的天然纹理， 如木材、大理石、花岗石等板材
u人工制造材料时特意造成的纹理，如瓷质彩胎砖、人造花 岗石板材等，这些天然或人工造成的纹理，使材料具有良 好的装饰性。
u目前广泛采用仿真技术，已研制出多种纹理的装饰材料。
好，耐磨性较好，绝热性差。 u 如：钢材、天然石材、玻璃、玻璃钢等。
大理岩的致密表面图
多孔结构
u 多孔构造的材料其内部存在大体上呈均匀分布的独立的 或部分相通的孔隙，含孔率较高。
u 性质：强度较低，抗渗性和抗冻性较差，绝热性较好。 u 如：加气混凝土、石膏制品、烧结普通砖等。
加气混凝土砌块的多孔构造图
u 性质：可获得平面各向同性，更重要的是可以显著提高 材料的强度、硬度、绝热或装饰等性质，扩大其 使用范围。
u 如：胶合板、纸面石膏板 塑料贴面板等。
胶合板的层状构造图
散粒结构
u 散粒状构造指呈松散颗粒状的材料。 u 密实颗粒：如砂子、石子等， 因其致密，强度高，适
合做承重的混凝土骨料。 u 轻质多孔颗粒：如陶粒、膨胀珍珠岩等，因具多孔结
大理石的纹理结构图
亚微观结构也称作细观结构
细
指用光学显微镜所看到的结构
观
是介于微观结构和宏观结构之间的结构形式
其尺寸范围在10-3～10-6m。
结
该结构主要研究：
构
v材料内部的晶粒、颗粒等的大小和形态、晶界
或界面，孔隙与微裂纹的大小和分布。
v如金属材料晶粒的粗细及其金相组织，木材的
木纤维，混凝土中的孔隙及界面等。
p胶体在长期应力作用下，又具有粘性液体的流动性质。 l正是由于硅酸盐水泥的主要水化产物是凝胶体，混凝 土的徐变就是由于水泥凝胶体而产生的。
案例分析
某工程灌浆材料采用水泥净浆，为了达到较好的施 工性能，配合比中要求加入硅粉，并对硅粉的化学 组成和细度提出要求，但施工单位将硅粉理解为磨 细石英粉，生产中加入的磨细石英粉的化学组成和 细度均满足要求，在实际使用中效果不好，水泥浆 体成分不均，请分析原因。
建筑材料基本性质精品课
主要内容
第一节 材料的组成、结构和构造 第二节 材料的物理性质 第三节 材料的力学性质 第四节 耐久性
第一节 材料的组成与结构
组成 v化学组成 v矿物组成 v相组成
结构 v宏观结构 v微观结构 v细观结构
v定义：化学组成是指构成材料的化学元素及化合物
的种类及数量。
化
v表示方法：
灰等均属玻璃体，在有水存在条件下，它们能与石膏、 石灰发生反应，生成具有水硬性的产物。
晶体
非晶体（玻璃体）
胶体
p 是指以极微小的质点（1～100μm ）分散在介质中所形 成的结构
p 具有较强的粘结力： l原因：由于胶体的质点很微小，其总的表面积很大， 因而表面能很大，有很强的吸附力， l例如：胶体硅酸盐水泥水化产物中的胶体将砂石粘结 在一起形成整体，就形成了混凝土。
相
Байду номын сангаас
p例如建筑钢材就有铁素体、渗碳体和珠光体，它
组
们的比例不同，就能生产出不同强度和塑性的钢
材。
成
v两种或以上相组成的材料是复合材料。
p 混凝土可认为由集料颗粒（集料相）分散在水泥
浆体（基相）中组成的两相复合材料；
p 钢筋混凝土又可认为是钢筋和混凝土两相的复合
材料。
相同组成材料，其的性能是相同的？
讨论：
硅粉又称硅灰，是硅铁厂烟尘中回收的副产品，其化学组 成为SiO2，微观结构为表面光滑的玻璃体，能改善水泥净浆 施工性能。磨细石英粉的化学组成也为SiO2，微观结构为晶 体，表面粗糙，对水泥净浆的施工性能有负作用。硅粉和磨 细石英粉虽然化学成分相同，但细度不同，微观结构不同， 导致材料的性能差异明显 。
解答：例如同是二氧化硅成分组成的材料， 蛋白石是无定型二氧化硅，石英是结晶型二氧化硅。 它们的分子结构不同，因而它们的性质不同。
v定义：是指用肉眼和放大镜能够分辨的粗大组织
宏
（毫米级及以上）
观
v分类（孔和构成形态）
结
q 致密结构
层状结构
构
q 多孔结构
散粒结构
q 纤维结构
纹理结构
致密结构
u 致密构造的材料内部基本上无孔隙，结构致密。 u 特点：是强度和硬度较高，吸水性小，抗渗和抗冻性较
l原子晶体 l分子晶体 l离子晶体 l金属晶体
非晶体
p也称玻璃体，是熔融物在急速冷却时，质点来不及作有规则 的排列而形成的无定形体
p近程有序，远程无序 p具有各向同性，没有固定的熔点 p具有化学不稳定性，容易与其他物质反应或自行缓慢地向晶
体转换。 l如在水泥、混凝土中使用的粒化高炉矿渣、火山灰、粉煤
组
质、力学性质和耐久性的重要因素之一。
成
v举例:
如硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成为硅酸三钙、
硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙，硅酸三钙含量越
多，硅酸盐水泥的早期强度越高，水化热越大，因此
不适用于冬季施工。
v定义：材料中结构相近性质相同的均匀部分矿物。
v例如，自然界中的物质可以分为气、固、液三大相
v同一种材料可以由多相的相组成。
学
q--金属材料以各化学元素含量表示
组
q--无机非金属材料以各氧化物含量表示
成
q--有机材料以各化合物的含量表示
v意义:化学组成是决定材料化学性质、物理性质、力学
性质的主要因素之一
v举例
v定义：
q矿物是具有一定化学成分和结构特征的单质或化 合物。
矿
q矿物组成是指构成材料的矿物的种类和数量。
物
v意义:也是决定无机非金属材料化学性质、物理性
纤维结构
u 纤维构造的材料内部组成有方向性，纵向较紧密而横向 疏松，组织中存在相当多的孔隙.
u 性质:具有明显方向性，一般平行纤维方向的强度较高， 导热性较好。
u 如：木材、竹、玻璃纤维、石棉等。
竹的纤维构造图
层状结构
u 层状构造的材料具有叠合结构，是用胶结料将不同的片 材或具有各向异性的片材胶合而成整体。
小结
l 组成+结构共同决定性质: p 组成不同，性质不同 n如，混凝土与钢材。 p 组成相同，结构不同，性能也不同。 n 如：C有三种形态——不定型碳、石墨和金刚石。 p从组成和结构上来研究建筑材料的性质，才能深入其 本质，对改进与提高材料性能以及创制新型材料都有着 重要的意义。