1、第1節(jié)材料的組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造一、材料的組成(composition )(1) 化學(xué)組成 (chemical) :指構(gòu)成材料的化學(xué)元素及化合物的種類和數(shù)量。如水泥化學(xué)組成:(2)礦物組成 (mineral) :將無機(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)稱為礦物。礦物組成指構(gòu)成材料的礦物的種類和數(shù)量。如水泥的礦物組成:3CaO.SiO2 3760%2CaO.SiO2 1537%3CaO.AL2O3 3715%4CaO.AL2O3.Fe2O3 1018%(3)相組成 (phase):材料中結(jié)構(gòu)相近、性質(zhì)相同的均勻部分稱為相。自然界中的物質(zhì)可分為氣相、液相、固相三種形態(tài)。土木工
2、程材料大多是多相固體材料,這種由兩相或兩相以上的物質(zhì)組成的材料,稱為復(fù)合材料。二、材料的結(jié)構(gòu)(structure )1、宏觀結(jié)構(gòu)(10-3mm)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。按其孔隙特征分為:(1)致密結(jié)構(gòu): 指具有無可吸水、透氣的孔隙的結(jié)構(gòu)。如金屬材料、 致密石材、 玻璃、塑料、橡膠等。(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。(3)微孔結(jié)構(gòu):指具有微細(xì)孔隙的結(jié)構(gòu)。如石膏制品、低溫?zé)Y(jié)粘土制品。按其組織構(gòu)造特征分為:(1)堆聚結(jié)構(gòu):指由集料與具有膠凝性或粘結(jié)性物質(zhì)膠結(jié)而成的結(jié)構(gòu)。例如水泥混凝土、砂漿、瀝青混合料等。(2)
3、纖維結(jié)構(gòu): 指由天然或人工合成纖維物質(zhì)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。例如木材、 玻璃鋼、 巖棉、GRC制品等。(3) 層狀結(jié)構(gòu):指由天然形成或人工粘結(jié)等方法而將材料疊合而成的雙層或多層結(jié)構(gòu)。例如膠合板、蜂窩煤、紙面石膏板、各種新型節(jié)能復(fù)合墻板等。(4)散粒結(jié)構(gòu):指由松散粒狀物質(zhì)所形成的結(jié)構(gòu)。例如混凝土集料、粉煤灰、細(xì)砂、膨脹珍珠巖等。2、細(xì)觀結(jié)構(gòu) (10-3 10-6mm 尺度 )材料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)是指可用光學(xué)顯微鏡觀察到的結(jié)構(gòu)。 金屬材料的金相組織 木材的木纖維 混凝土內(nèi)的微裂縫等3、微觀結(jié)構(gòu)( 10-6 10-10mm 原子、分子尺度)微觀結(jié)構(gòu)是指原子、分子層次的結(jié)構(gòu)。可用電子顯微鏡或X射線來進(jìn)行分析研究。按微觀結(jié)構(gòu),材料可分為晶體、玻璃體、膠體。(1)晶體 (crystal) 原子晶體 (atomic crystal) 離子晶體 (ionic crystal) 分子晶體 (molecular crysta