土木工程材料的基本性質(zhì)-展示頁(yè)
2025-01-04 12:12本頁(yè)面
【正文】 107~109m的固體顆粒作為分散相，稱(chēng)為膠粒，分散在連續(xù)相介質(zhì)中形成的分散體系被稱(chēng)為膠體。如火山灰、爐渣、?；郀t礦渣與石灰在有水的條件下起硬化作用，而被利用作土木工程材料。 ? 具有一定化學(xué)成分的熔融物質(zhì)，若經(jīng)急冷，則質(zhì)點(diǎn)來(lái)不及按一定規(guī)則排列，便凝固成固體，此時(shí)則得玻璃體結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)特征為構(gòu)成玻璃體的質(zhì)點(diǎn)在空間上呈非周期性排列。 2）玻璃體 (vitreous body) ? 玻璃體也稱(chēng)無(wú)定形體或非晶體。層與層之間是由范德華力結(jié)合的，故其鍵合力弱，此種結(jié)構(gòu)容易剝成薄片。所以容易分散成纖維狀。 圖 硅氧四面體示意圖 SiO4四面體可以形成鏈狀結(jié)構(gòu)，如石棉。 可見(jiàn)微觀結(jié)構(gòu)對(duì)其物理力學(xué)性質(zhì)影響巨大。 －金屬晶體：以金屬陽(yáng)離子為晶格，由自由電子與金屬陽(yáng)離子間的金屬鍵結(jié)合而成的晶體，如鋼鐵材料。 ? 根據(jù)組成晶體的質(zhì)點(diǎn)及化學(xué)鍵的不同，晶體可分為： －原子晶體：中性原子以共價(jià)鍵而結(jié)合成的晶體，如石英等。 －固定的熔點(diǎn)和化學(xué)穩(wěn)定性，這是晶體鍵能和質(zhì)點(diǎn)所處最低的能量狀態(tài)所決定的。 晶體具有如下特點(diǎn)： －特定的幾何外形，這是晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)按特定規(guī)則排列的外部表現(xiàn)。 ? 在微觀結(jié)構(gòu)層次上，材料可分為晶體、玻璃體、膠體。 －微觀結(jié)構(gòu)的尺寸范圍在 106~1010m。 （ 3）微觀結(jié)構(gòu) (microstructure) ? 微觀結(jié)構(gòu)是指原子分子層次的結(jié)構(gòu)。只能針對(duì)某種具體材料來(lái)進(jìn)行分類(lèi)研究。其尺寸范圍在 103~106m。如混凝土集料、膨脹珍珠巖等。 如膠合板、紙面石膏板、蜂窩夾芯板、各種新型節(jié)能復(fù)合墻板等。如木材、玻璃鋼、巖棉、鋼（玻璃）纖維增強(qiáng)水泥混凝土與制品等。 如水泥混凝土、砂漿、瀝青混合料等。 3）微孔結(jié)構(gòu)：是指具有微細(xì)孔隙的結(jié)構(gòu)， 如石膏制品、燒粘土制品等。 －按其孔隙特征可分為： 1）致密結(jié)構(gòu)：可以看作無(wú)宏觀層次的孔隙存在， 如鋼鐵、有色金屬、致密天然石材、玻璃、玻璃鋼、塑料等。 （ 1）宏觀結(jié)構(gòu) (macrostructure) －土木工程材料的宏觀結(jié)構(gòu)是指用肉眼或放大鏡能夠分辨的粗大組織。 －材料的結(jié)構(gòu)是決定材料性質(zhì)的極其重要因素。 －凡由兩相或兩相以上物質(zhì)組成的材料稱(chēng)為復(fù)合材料。 －同種物質(zhì)在溫度、壓力等條件發(fā)生變化時(shí)常常會(huì)轉(zhuǎn)變其存在的狀態(tài)，如由氣相轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嗷蚬滔唷? （ 3）相組成（ phase position） －材料中具有相同物理、化學(xué)性質(zhì)的均勻部分稱(chēng)為相。 －水泥因所含有的熟料礦物的不同或其含量的不同，則所表現(xiàn)出的水泥性質(zhì)就各有差異。 （ 2）礦物組成 (mineral position) －無(wú)機(jī)非金屬材料中具有特定的晶體結(jié)構(gòu)、特定的物理力學(xué)性能的組成結(jié)構(gòu)稱(chēng)為礦物。 －當(dāng)與外界自然環(huán)境以及各類(lèi)物質(zhì)相接觸時(shí)，要按化學(xué)變化規(guī)律發(fā)生作用。 －材料的組成包括材料的化學(xué)組成、礦物組成和相組成。01 土木工程材料的基本性質(zhì) ? 土木工程結(jié)構(gòu)：荷載并經(jīng)受周?chē)橘|(zhì)的作用。 －靜荷載，動(dòng)荷載 －溫度，濕度，酸堿介質(zhì)，海水，地下水 ? 土木工程材料的基本性質(zhì) －物理性質(zhì)； －力學(xué)性質(zhì) －耐久性質(zhì) 材料的組成與結(jié)構(gòu) －材料的組成不僅影響材料的化學(xué)性質(zhì)，也是決定材料物理、力學(xué)性質(zhì)的重要因素。 （ 1）化學(xué)組成 (chemical position) －指構(gòu)成材料的化學(xué)元素及化合物的種類(lèi)和數(shù)量。 －根據(jù)化學(xué)組成可大致地判斷出材料的一些性質(zhì)，如耐久性、化學(xué)穩(wěn)定性等。 －礦物組成是指構(gòu)成材料的礦物的種類(lèi)和數(shù)量。 例如水泥熟料的礦物組成為：硅酸三鈣 () 37~60%、硅酸二鈣（ ） 15~37%、鋁酸三鈣（ ）7~15%、鐵鋁酸四鈣（ ） 10~18%，若其中硅酸三鈣含量提高，則水泥硬化速度較快，強(qiáng)度較高。 －自然界物質(zhì)可分為氣相、液相、和固相。 －土木工程材料大多數(shù)是多相固體。 例如，混凝土可認(rèn)為是集料顆粒（集料相）分散在水泥漿基體（基相）中所組成的兩相復(fù)合材料。 －分為：宏觀結(jié)構(gòu)、細(xì)觀結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)。其尺寸在 103m級(jí)以上。 2）多孔結(jié)構(gòu)：指具有粗大孔隙的結(jié)構(gòu)， 如加氣混凝土、泡沫混凝土、泡沫塑料及人造輕質(zhì)多孔材料。 －按存在狀態(tài)或構(gòu)造特征分為： 1）堆聚結(jié)構(gòu)：由集料與膠凝材料膠結(jié)成的結(jié)構(gòu)。 2）纖維結(jié)構(gòu)：由纖維狀物質(zhì)構(gòu)成的材料結(jié)構(gòu)。 3）層狀結(jié)構(gòu)：天然形成或人工采用粘結(jié)等方法將材料迭合而成層狀的材料結(jié)構(gòu)。 4）散粒結(jié)構(gòu)：如指松散顆粒狀結(jié)構(gòu)。 （ 2）細(xì)觀結(jié)構(gòu) (submicroscopical structure) ? 細(xì)觀結(jié)構(gòu)（原稱(chēng)亞微觀結(jié)構(gòu)）是指用光學(xué)顯微鏡所能觀察到的材料結(jié)構(gòu)。 －土木工程材料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)。 －混凝土可分為基相、集料相、界面； －天然巖石可分為礦物、晶體顆粒、非晶體組織； －鋼鐵可分為鐵素體、滲碳體、珠光體； －木材可分為木纖維、導(dǎo)管髓線(xiàn)、樹(shù)脂道； －材料細(xì)觀結(jié)構(gòu)層次上的各種組織性質(zhì)各不相同，這些組織的特征、數(shù)量、分布和界面性質(zhì)對(duì)材料性能有重要影響。 －可用電子顯微鏡或 X射線(xiàn)來(lái)分析研究該層次上的結(jié)構(gòu)特征。 －材料的許多物理性質(zhì)如強(qiáng)度
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