建筑材料基本性质精品课PPT资料.ppt

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q矿物组成矿物组成是指构成材料的矿物的种类和数量。

是指构成材料的矿物的种类和数量。

v意义意义:

也是决定无机非金属材料化学性质、物理性也是决定无机非金属材料化学性质、物理性质、力学性质和耐久性的重要因素之一。

质、力学性质和耐久性的重要因素之一。

v举例举例:

如硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成为硅酸三钙、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。

不适用于冬季施工。

矿矿物物组组成成石家庄铁道学院石家庄铁道学院材料科学与工程分院v定义：

材料中结构相近性质相同的均匀部分矿物。

v例如，例如，自然界中的物质可以分为气、固、液三大相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。

同一种材料可以由多相的相组成。

p例如建筑钢材就有铁素体、渗碳体和珠光体，它例如建筑钢材就有铁素体、渗碳体和珠光体，它们的比例不同，就能生产出不同强度和塑性的钢们的比例不同，就能生产出不同强度和塑性的钢材。

材。

v两种或以上相组成的材料是复合材料。

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；

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钢筋混凝土又可认为是钢筋和混凝土两相的复合材料。

材料。

相相组组成成石家庄铁道学院石家庄铁道学院材料科学与工程分院|相同组成材料，其的性能是相同的？

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。

石家庄铁道学院石家庄铁道学院材料科学与工程分院v定义：

是指用肉眼和放大镜能够分辨的粗大组织是指用肉眼和放大镜能够分辨的粗大组织（毫米级及以上）（毫米级及以上）v分类（孔和构成形态）分类（孔和构成形态）q致密结构致密结构q多孔结构多孔结构q纤维结构纤维结构宏宏观观结结构构p层状结构层状结构p散粒结构散粒结构p纹理结构纹理结构石家庄铁道学院石家庄铁道学院材料科学与工程分院q致密结构致密结构u致密构造的材料致密构造的材料内部基本上无孔隙，结构致密。

内部基本上无孔隙，结构致密。

u特点：

特点：

是强度和硬度较高，吸水性小，抗渗和抗冻性较是强度和硬度较高，吸水性小，抗渗和抗冻性较好，耐磨性较好，绝热性差。

好，耐磨性较好，绝热性差。

u如：

如：

钢材、天然石材、玻璃、玻璃钢等。

大理岩的致密表面图大理岩的致密表面图石家庄铁道学院石家庄铁道学院材料科学与工程分院q多孔结构多孔结构u多孔构造的材料多孔构造的材料其内部存在大体上呈均匀分布的独立的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。

或部分相通的孔隙，含孔率较高。

u性质：

性质：

强度较低，抗渗性和抗冻性较差，绝热性较好。

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加气混凝土砌块的多孔构造图石家庄铁道学院石家庄铁道学院材料科学与工程分院q纤维结构纤维结构u纤维构造的材料纤维构造的材料内部组成有方向性，纵向较紧密而横向内部组成有方向性，纵向较紧密而横向疏松，组织中存在相当多的孔隙疏松，组织中存在相当多的孔隙.u性质性质:

具有明显方向性，一般平行纤维方向的强度较高，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。

导热性较好。

木材、竹、玻璃纤维、石棉等。

竹的纤维构造图竹的纤维构造图石家庄铁道学院石家庄铁道学院材料科学与工程分院q层状结构层状结构u层状构造的材料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。

u性质性质：

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。

胶合板、纸面石膏板塑料贴面板等。

胶合板的层状构造图胶合板的层状构造图石家庄铁道学院石家庄铁道学院材料科学与工程分院q散粒结构散粒结构u散粒状构造散粒状构造指呈松散颗粒状的材料。

u密实颗粒：

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：

轻质多孔颗粒：

如陶粒、膨胀珍珠岩等，因具多孔结构，适合做绝热材料。

陶粒的粒状构造图陶粒的粒状构造图石家庄铁道学院石家庄铁道学院材料科学与工程分院q纹理结构纹理结构u天然材料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仿真技术，已研制出多种纹理的装饰材料。

大理石的纹理结构图大理石的纹理结构图石家庄铁道学院石家庄铁道学院材料科学与工程分院亚微观结构也称作细观结构亚微观结构也称作细观结构指用光学显微镜所看到的结构指用光学显微镜所看到的结构是介于微观结构和宏观结构之间的结构形式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其尺寸范围在10-310-310-610-6mm。

该结构主要研究：

v材料内部的晶粒、颗粒等的大小和形态、晶界材料内部的晶粒、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。

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。

木纤维，混凝土中的孔隙及界面等。

细细观观结结构构石家庄铁道学院石家庄铁道学院材料科学与工程分院v定义：

用电子显微镜、用电子显微镜、X-X-射线衍射仪等手段来研究原射线衍射仪等手段来研究原子、分子层次的结构子、分子层次的结构v意义：

意义：

决定着材料的许多物理、力学性质，如强度、决定着材料的许多物理、力学性质，如强度、硬度、熔点、导热性、导电性等分类硬度、熔点、导热性、导电性等分类v分类分类q晶体晶体q非晶体（玻璃体）非晶体（玻璃体）q胶体胶体微微观观结结构构石家庄铁道学院石家庄铁道学院材料科学与工程分院p其内部质点按照特定的规则在空间周期性排列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：

按晶体的质点间结合键的特性，晶体又分为：

l原子晶体原子晶体l分子晶体分子晶体l离子晶体离子晶体l金属晶体金属晶体晶体晶体石家庄铁道学院石家庄铁道学院材料科学与工程分院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的排列而形成的无定形体p近程有序，远程无序近程有序，远程无序p具有各向同性，没有固定的熔点具有各向同性，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。

体转换。

l如在水泥、混凝土中使用的粒化高炉矿渣、火山灰、粉如在水泥、混凝土中使用的粒化高炉矿渣、火山灰、粉煤煤灰等均属玻璃体，在有水存在条件下，它们能与石膏、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。

石灰发生反应，生成具有水硬性的产物。

非晶体非晶体石家庄铁道学院石家庄铁道学院材料科学与工程分院晶体晶体非晶体（玻璃体）非晶体（玻璃体）石家庄铁道学院石家庄铁道学院材料科学与工程分院p是指以极微小的质点（是指以极微小的质点（11100m100m）分散在介质中所形）分散在介质中所形成的结构成的结构p具有较强的粘结力：

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，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，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。

在一起形成整体，就形成了混凝土。

p胶体在长期应力作用下，又具有粘性液体的流动性质。

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。

土的徐变就是由于水泥凝胶体而产生的。

胶胶体体石家庄铁道学院石家庄铁道学院材料科学与工程分院|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。

案例分析石家庄铁道学院石家庄铁道学院材料科学与工程分院|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。

讨论：

石家庄铁道学院石家庄铁道学院材料科学与工程分院l组成组成+结构共同决定性质结构共同决定性质:

p组成不同，性质不同组成不同，性质不同n如，混凝土与钢材。

如，混凝土与钢材。

p组成相同，结构不同，性能也不同组成相同，结构不同，性能也不同。

n如：

CC有三种形态有三种形态不定型碳、石墨和金刚石不定型碳、石墨和金刚石。

小小结结p从从组组成成和和结结构构上上来来研研究究建建筑筑材材料料的的性性质质，才才能能深深入入其其本本质质，对对改改进进与与提提高高材材料料性性能能以以及及创创制制新新型型材材料料都都有有着着重要的意义。

重要的意义。

石家庄铁道学院石家庄铁道学院材料科学与工程分院第二节第二节材料的物理性质材料的物理性质一、与材料积体相关概念一、与材料积体相关概念二、材料的密度、表观密度、堆积密度二、材料的密度、表观密度、堆积密度三、