土木工程材料的基本性質(zhì)-展示頁
2025-01-07 14:54本頁面
【正文】 不是一個晶粒 ， 因而屬于多晶體 。 材料的亞微觀結(jié)構(gòu)對材料的強度 、 耐久性等有很大的影響 。大部分可溶，密度小 金屬晶體 (以金屬鍵結(jié)合 ) 鐵、鋼、鋁 及其合金 強度、硬度變化大，密度大 非晶體 質(zhì)點無序排列 (短程有序 ,長程無序 ) 玻璃、高爐礦渣、火山灰、粉煤灰 無固定的熔點和幾何形狀 ， 與同組成的晶體相比 ， 強度 、 硬度 、 化學穩(wěn)定性 、 導熱性 、 導電性較差 ， 各向同性 (二 ) 亞微觀結(jié)構(gòu) (顯微或細觀結(jié)構(gòu) ) 由光學顯微鏡所看到的 微米級的組織結(jié)構(gòu) 。 土木工程材料 第 1章 土木工程材料的基本性質(zhì) 微觀結(jié)構(gòu)形式及其主要特性 微觀結(jié)構(gòu) 常見材料 主要特性 晶 體 原子、離子、分子有規(guī)律排列 原子晶體 (以共價鍵結(jié)合 ) 金剛石、石英、 剛玉 強度、硬度、熔點均高，密度較小 離子晶體 (以離子鍵結(jié)合 ) 氯化鈉、石膏、 石灰?guī)r 強度 、 硬度 、 熔點較高 ， 但波動較大 。 按晶體質(zhì)點間結(jié)合鍵的特性 ， 晶體又分為原子晶體 、 分子晶體 、 離子晶體 、 金屬晶體 。 晶體 是質(zhì)點 （ 原子或分子 、 離子 ） 按一定規(guī)律在空間重復排列的固體 ， 并具有特定的幾何外形和固定的熔點 。 二 、 材料的結(jié)構(gòu) (一 ) 微觀結(jié)構(gòu) 利用電子顯微鏡 、 X射線衍射儀等手段來研究原子級或分子級的結(jié)構(gòu) 。 例如 ， 混凝土可認為是骨料顆粒 （ 骨料相 ） 分散在水泥漿基體 （ 基相 ） 中所組成的兩相復合材料 。 凡是兩相或兩相以上物質(zhì)組成的材料稱為 復合材料 。 如材料的組成易與周圍介質(zhì) （ 酸 、 堿 、 鹽等 ） 發(fā)生化學反應(yīng) ， 則該材料的耐腐蝕性差或較差；有機材料的耐火性和耐熱性較差 ， 且多數(shù)可以燃燒；合金的強度高于非合金的強度等等 。 而相同的化學組成 ， 也可以有不同的礦物組成 (即微觀結(jié)構(gòu)不同 )， 且材料的性質(zhì)也不同 ， 例如金剛石和石墨 。 礦物組成 是決定無機非金屬材料化學性質(zhì) 、 物理性質(zhì) 、 力學性質(zhì)和耐久性的重要因素 。 土木工程材料 第 1章 土木工程材料的基本性質(zhì) (二 ) 礦物組成 許多無機非金屬材料是由各種礦物組成的 。 無機非金屬材料 的化學組成以各氧化物的含量來表示 ， 金屬材料 則常以各化學元素的含量表示 ，有機材料 常用各化合物的含量來表示 。 要了解材料的性質(zhì) ， 必須了解材料的組成 、 結(jié)構(gòu)與材料性質(zhì)間的關(guān)系 。第 1章 土木工程材料的基本性質(zhì) 167。 材料的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 材料的組成和結(jié)構(gòu)決定著材料的各種性質(zhì) 。 一、材料的組成 (一 ) 化學組成 化學組成即化學成分 。 化學組成是決定材料化學性質(zhì) (耐腐蝕性 、 燃燒性等 )、 物理性質(zhì) (耐水性 、 耐熱性 、 保溫性等 )、 力學性質(zhì) (強度 、 變形等 )的主要因素之一 。 礦物 是具有一定化學成分和結(jié)構(gòu)特征的單質(zhì)或化合物 。 材料的化學組成不同 ， 則材料的礦物組成也不同 。 利用材料的組成可以大致判斷出材料的某些性質(zhì) 。 土木工程材料 第 1章 土木工程材料的基本性質(zhì) 土木工程材料 土木工程材料 第 1章 土木工程材料的基本性質(zhì) (三 ) 相組成 材料中具有相同物理 、 化學性質(zhì)的均勻部分稱為 相 。 土木工程材料大多數(shù)是多相固體 ， 可看作復合材料 。 兩相之間稱為界面 ，即 “ 界面相 ” ， 影響這類材料的主要因素是原材料的品質(zhì)及配合比例 。 材料的微觀結(jié)構(gòu)可分為晶體和非晶體結(jié)構(gòu) ， 或晶態(tài)和非晶態(tài) 。 由于質(zhì)點在各方向上排列的規(guī)律和數(shù)量的不同 ， 單晶體具有 各向異性 的性質(zhì) 。 非晶體又稱玻璃體 ， 是熔融物在急速冷卻時 ， 質(zhì)點來不及按特定規(guī)律排列所形成的 內(nèi)部質(zhì)點無序排列 （ 短程有序 ， 長程無序 ） 的固體 ， 沒有固定的熔點 。 部分可溶 ， 密度中等 分子晶體 (以分子鍵結(jié)合 ) 石蠟及部分有機化合物 強度、硬度、熔點較低。 該結(jié)構(gòu)主要研究材料內(nèi)部的晶粒 、 顆粒等的大小和形態(tài) 、 晶界或界面 ， 孔隙與微裂紋的大小 、 形狀及分布 。材料的亞微觀結(jié)構(gòu)相對較易改變 。 多晶體材料具有各向同性的性質(zhì) ， 如某些巖石 、 鋼材等 。 土木工程材料 第 1章 土木工程材料的基本性質(zhì) （三）宏觀結(jié)構(gòu)（構(gòu)造） 用肉眼或放大鏡即可分辨的 毫米級以上 的組織稱為 宏觀結(jié)構(gòu) 。如巖石的層理與斑紋、混凝土中的砂石、纖維增強材料中纖維的多少與纖維的分布方向等。 復合材料取各組成材料之長 ， 避免了單一材料的某些缺陷 ， 使復合材料具有多種使用功能 (如強度 、 防水 、保溫 、 裝飾 、 耐久等 )或者具有某些特殊的功能 。 土木工程材料 第 1章 土木工程材料的基本性質(zhì) 材料的宏觀結(jié)構(gòu)及其相應(yīng)的主要性質(zhì) 材料的宏觀結(jié)構(gòu) 常用材料 主要特性 單一材料 致密結(jié)構(gòu) 鋼材、玻璃、瀝青、部分塑料 高強或不透水 、 耐腐蝕 ， 自重較大 多孔結(jié)構(gòu) 泡沫塑料、泡沫玻璃 輕質(zhì)、保溫、低強度 纖維結(jié)構(gòu) 木材、竹材、巖棉、玻璃纖維、鋼纖維 高抗拉 、 且大多數(shù)具有輕質(zhì) 、保溫 、 吸聲性質(zhì) 聚集結(jié)構(gòu) 陶瓷、磚、某些天然石材 強度較高，脆性大 復合材料 粒狀聚集結(jié)構(gòu) 各種混凝土、鋼筋混凝土 綜合性能好、價格較低 纖維聚集結(jié)構(gòu) 巖棉板、纖維板、纖維增強塑料 輕質(zhì)、保溫，吸聲或高抗拉 多孔結(jié)構(gòu) 加氣混凝土、泡沫混凝土 輕質(zhì)保溫 疊合結(jié)構(gòu) 紙面石膏板、膠合板、各種加芯板 綜合性能好 材料的宏觀結(jié)構(gòu)是影響材料性質(zhì)的重要因素 。 材料的宏
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