土木工程材料幻燈片

第1章

土木工程材料的基本性質(zhì)

返回總目錄材料的基本物理性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì)材料的耐久性材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造與性質(zhì)思考題本章內(nèi)容材料的基本物理性質(zhì)一、材料的體積組成

大多數(shù)土木工程材料的內(nèi)部都含有孔隙，孔隙的多少和孔隙的特征對(duì)材料的性能均產(chǎn)生影響，掌握含孔材料的體積組成是正確理解和掌握材料物理性質(zhì)的起點(diǎn)。孔隙特征指孔尺寸大小、孔與外界是否連通兩個(gè)內(nèi)容?？紫杜c外界相連通的叫開口孔，與外界不相連通的叫閉口孔。含孔材料的體積組成如圖1.1所示。圖1.1含孔材料體積組成示意圖1.固體物質(zhì)；2.閉孔；3.開孔材料的基本物理性質(zhì)從圖1.1可知，含孔材料的體積包括以下三種。(1)材料絕對(duì)密實(shí)體積。用V表示，是指不包括材料內(nèi)部孔隙的固體物質(zhì)本身的體積。(2)材料的孔體積。用VP表示，指材料所含孔隙的體積，分為開口孔體積(記為VK)和閉口孔體積(記為VB)。(3)材料在自然狀態(tài)下的體積。用V0表示，是指材料的實(shí)體積與材料所含全部孔隙體積之和。上述幾種體積存在以下的關(guān)系：V0=V+VP(1.1)

其中 VP=VK+VB (1.2)散粒狀材料的體積組成如圖1.2所示。其中V0′表示材料堆積體積，是指在堆積狀態(tài)下的材料顆粒體積和顆粒之間的間隙體積之和，Vj表示顆粒與顆粒之間的間隙體積。散粒狀材料體積關(guān)系如下：V0′=V0+Vj=V+VP+Vj (1.3)圖1.2散粒材料堆積體積組成示意圖1.顆粒的固體物質(zhì)；2.顆粒的閉口孔隙；3.顆粒的開口孔隙；4.顆粒間的間隙材料的基本物理性質(zhì)二、材料的密度、表觀密度和堆積密度1.密度

材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，稱為材料的密度(俗稱比重)。其計(jì)算式如下： (1.4) 式中——材料的密度(g/cm3)。m——材料的質(zhì)量(干燥至恒重)(g)。V——材料的絕對(duì)密實(shí)體積(cm3)。密度的單位在SI制中為kg/m3，我國(guó)建設(shè)工程中一般用g/cm3，偶爾用kg/L，忽略不寫時(shí)，隱含的單位為g/cm3，如水的密度為1。多孔材料的密度測(cè)定，關(guān)鍵是測(cè)出絕對(duì)密實(shí)體積。在常用的土木工程材料中，除鋼、玻璃、瀝青等可近似認(rèn)為不含孔隙外，絕大多數(shù)含有孔隙。測(cè)定含孔材料絕對(duì)密實(shí)體積的簡(jiǎn)單方法是將該材料磨成細(xì)粉，干燥后用排液法(李氏瓶，見15.1.1)測(cè)得的粉末體積即為絕對(duì)密實(shí)體積。由于磨得越細(xì)，內(nèi)部孔隙消除得越完全，測(cè)得的體積也就越精確，因此，一般要求細(xì)粉的粒徑至少小于0.2mm。對(duì)于砂石，因其孔隙率很小，VV0，常不經(jīng)磨細(xì)，直接用排水法測(cè)定其密度。對(duì)于本身不絕對(duì)密實(shí)，而用排液法測(cè)得的密度叫視密度或叫視比重。材料的基本物理性質(zhì)材料的基本物理性質(zhì)2.表觀密度材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，稱為材料的表觀密度(原稱容重)。其計(jì)算式如下： (1.5) 式中——材料的表觀密度(kg/m3)。

m——材料的質(zhì)量(kg)。

V0

——材料在自然狀態(tài)下的體積(m3)。測(cè)定材料在自然狀態(tài)下的體積的方法較簡(jiǎn)單，若材料外觀形狀規(guī)則，可直接度量外形尺寸，按幾何公式計(jì)算；若外觀形狀不規(guī)則，可用排液法測(cè)得，為了防止液體由孔隙滲入材料內(nèi)部而影響測(cè)定值，應(yīng)在材料表面涂蠟。對(duì)于砂石，由于孔隙率很小，常把視密度叫作表觀密度(見15.3.3)，如果要測(cè)定砂石真正意義上的表觀密度，應(yīng)蠟封開口孔后用排水法測(cè)定。當(dāng)材料含水時(shí)，重量增大，體積也會(huì)發(fā)生變化，所以測(cè)定表觀密度時(shí)須同時(shí)測(cè)定其含水率，注明含水狀態(tài)。材料的含水狀態(tài)有風(fēng)干(氣干)、烘干、飽和面干和濕潤(rùn)四種。一般為氣干狀態(tài)，烘干狀態(tài)下的表觀密度叫干表觀密度。材料的基本物理性質(zhì)3.堆積密度

散粒材料在堆積狀態(tài)下單位堆積體積的質(zhì)量，稱為材料的堆積密度(原稱松散容重)。其計(jì)算式如下： (1.6)

式中——散粒材料的堆積密度(kg/m3)。

m——材料的質(zhì)量(kg)。

——散粒材料的堆積體積(m3)。材料的堆積密度定義中亦未注明材料的含水狀態(tài)。根據(jù)散粒材料的堆積狀態(tài)，堆積體積分為自然堆積體積和緊密堆積體積(人工搗實(shí)后)。由緊密堆積測(cè)得的堆積密度稱為緊密堆積密度。材料的基本物理性質(zhì)表1-1常用土木工程材料的密度、表觀密度和堆積密度材料名稱密度(g/cm3)表觀密度(kg/m3)堆積密度(kg/m3)石灰?guī)r2.6～2.81800～2600—花崗巖2.7～3.02000～2850—水泥2.8～3.1—900～1300(松散堆積)1400～1700(緊密堆積)混凝土用砂2.5～2.6—1450～1650混凝土用石2.6～2.9—1400～1700普通混凝土—2100～2500—粘土2.5～2.7—1600～1800鋼材7.857850—鋁合金2.7～2.92700～2900—燒結(jié)普通磚2.5～2.71500～1800—建筑陶瓷2.5～2.71800～2500—紅松木1.55～1.60400～800—玻璃2.45～2.552450～2550—泡沫塑料—10～50—材料的基本物理性質(zhì)三、材料的密度、表觀密度和堆積密度1.

孔隙率材料中孔隙體積占材料總體積的百分率，稱為材料的孔隙率()。其計(jì)算式如下： (1.7)材料孔隙率的大小反映了材料的密實(shí)程度，孔隙率大，則密實(shí)度小。工程中對(duì)保溫隔熱材料和吸聲材料，要求其孔隙率大，而高強(qiáng)度的材料，則要求孔隙率小。工程上，一般通過測(cè)定材料的密度和表觀密度來計(jì)算材料的孔隙率。2.空隙率散粒材料在堆積狀態(tài)下，顆粒間的空隙體積占堆積體積的百分率，稱為材料的空隙率()。其計(jì)算式如下： (1.8)空隙率的大小反映了散粒材料堆積時(shí)的致密程度，與顆粒的堆積狀態(tài)密切相關(guān)，可以通過壓實(shí)或振實(shí)的方法獲得較小的空隙率，以滿足不同工程的需要。材料的基本物理性性質(zhì)四、材料與水有關(guān)關(guān)的性質(zhì)1.親水性與憎憎水性當(dāng)水與材料表面相相接觸時(shí)，不同的的材料被水所潤(rùn)濕濕的情況各不相同同，這種現(xiàn)象是由由于材料與水和空空氣三相接觸時(shí)的的表面能不同而產(chǎn)產(chǎn)生的(如圖1.3所示)。親水性材料料(b)憎水性材料料圖1.3材料的潤(rùn)濕濕角材料、水和和空氣三相相接觸的交交點(diǎn)處，沿沿水表面的的切線與水水和固體接接觸面所成成的夾角稱稱為潤(rùn)濕濕角。當(dāng)水水分子間的的內(nèi)聚力小小于材料與與水分子間間的分子親親合力時(shí)，，≤90°，這種種材料能被被水潤(rùn)濕，，表現(xiàn)為親親水性。當(dāng)當(dāng)水分子間間的內(nèi)聚力力大于材料料與水分子子間的分子子親合力時(shí)時(shí)，≥90°，這這種材料不不能被水潤(rùn)潤(rùn)濕，表現(xiàn)現(xiàn)為憎水性性。土木工工程材料中中石材、金金屬、水泥泥制品、陶陶瓷等無機(jī)機(jī)材料和部部分木材為為親水性材材料；瀝青青、塑料、、橡膠和油油漆等為憎憎水性材料料，工程上上多利用材材料的憎水水性來制造造防水材料料。材料的基本本物理性質(zhì)質(zhì)2.吸水性性材料在水中中吸收水分分的性質(zhì)稱稱為吸水性性。材料的的吸水性用用吸水率表表示，材料料的吸水率率有質(zhì)量吸吸水率和體體積吸水率率兩種表達(dá)達(dá)形式。材料的基本本物理性質(zhì)質(zhì)1)質(zhì)量量吸水率指材料吸水水飽和時(shí)，，所吸收水水量占材料料干質(zhì)量的的百分率。。其計(jì)算式式如下：(1.9)式中ＷＷm——材料的的質(zhì)量吸水水率(%)。mb——材料在在吸水飽和和狀態(tài)下的的質(zhì)量(g)。mg——材料在在干燥狀態(tài)態(tài)下的質(zhì)量量(g)。。2)體積積吸水率指材料吸水水飽和時(shí)，，所吸收水水分的體積積占材料自自然體積的的百分率。。其計(jì)算式式如下：(1.10)式中ＷＷv——材料的的體積吸水水率(%)。mb——材料在在吸水飽和和狀態(tài)下的的質(zhì)量(g)。mg——材料料在干燥燥狀態(tài)下下的質(zhì)量量(g)。V0——材料料的自然然體積(cm3)。——水的的密度，，常溫下下取1.0g/cm3。材料的吸吸水率一一般用質(zhì)質(zhì)量吸水水率表示示。體積積吸水率率與質(zhì)量量吸水率率之間存存在以下下關(guān)系：：(1.11)材料吸水水率的大大小主要要取決于于它的孔孔隙率和和孔隙特特征。水水分通過過材料的的開口孔孔隙吸入入，通過過連通孔孔隙滲入入其內(nèi)部部，通過過潤(rùn)濕作作用和毛毛細(xì)管作作用等因因素將水水分存留留住。因此，具具有較多多細(xì)微連連通孔隙隙的材料料，其吸吸水率較較大；而而具有粗粗大孔隙隙的材料料，雖水水分容易易滲入，，但也僅僅能潤(rùn)濕濕孔壁表表面，不不易在孔孔內(nèi)存留留，其吸吸水率并并不高；；致密材材料和僅僅有閉口口孔隙的的材料是是不吸水水的。3.吸吸濕性材料在潮潮濕空氣氣中吸收收水分的的性質(zhì)稱稱為吸濕濕性。材材料的吸吸濕性用用含水率率表示，，材料的的吸濕性性是可逆逆的。當(dāng)當(dāng)較干燥燥材料處處于較潮潮濕空氣氣中時(shí)，，會(huì)從空空氣中吸吸收水分分；當(dāng)較較潮濕材材料處于于較干燥燥空氣中中時(shí)，材材料就會(huì)會(huì)向空氣氣中放出出水分。。材料的吸吸濕性受受所處環(huán)環(huán)境的影影響，隨隨環(huán)境的的溫度、、濕度的的變化而而變化。。當(dāng)空氣氣的濕度度保持穩(wěn)穩(wěn)定時(shí)，，材料中中的濕度度會(huì)與空空氣的濕濕度達(dá)到到平衡，，也即材材料的吸吸濕與干干燥達(dá)到到平衡，，這時(shí)的的含水率率稱為平平衡含水水率。材料的基基本物理理性質(zhì)含水率計(jì)計(jì)算式如如下：（1.12）式中ＷＷh——材料料的含水水率(%)。ms——材料料吸濕后后的質(zhì)量量(g)。mg——材料料在干燥燥狀態(tài)下下的質(zhì)量量(g)。4.耐耐水性材料長(zhǎng)期期在水的的作用下下不破壞壞，強(qiáng)度度也不顯顯著降低低的性質(zhì)質(zhì)稱耐水水性。材材料的耐耐水性用用軟化系系數(shù)來衡衡量，其其計(jì)算式式如下：：（1.13）式中ＫＫR———材料料的軟化化系數(shù)。?！牧狭显谖柡蜖顮顟B(tài)下的的抗壓強(qiáng)強(qiáng)度(MPa)?！牧狭显诟稍镌餇顟B(tài)下下的抗壓壓強(qiáng)度(MPa)。材料吸水水后，水水分會(huì)吸吸附到材材料內(nèi)物物質(zhì)微粒粒的表面面，減弱弱微粒間間的結(jié)合合力，從從而致使使其強(qiáng)度度下降，，這是吸吸水材料料性質(zhì)變變化的重重要特征征之一，，軟化系系數(shù)反映映了這一一變化的的程度。。材料的基基本物理理性質(zhì)材料的基基本物理理性質(zhì)軟化系數(shù)數(shù)ＫR的范圍在在０～1之間，，它是選選擇使用用材料的的重要參參數(shù)。工工程中通通常將ＫＫR＞0.85的材材料看作作是耐水水材料，，可以用用于水中中或潮濕濕環(huán)境中中的重要要結(jié)構(gòu)；；用于受受潮較輕輕或次要要結(jié)構(gòu)時(shí)時(shí)，材料料的ＫR值也不得得低于0.75。5.抗抗?jié)B性材料抵抗抗壓力水水滲透的的能力稱稱為抗?jié)B滲性。材材料中含含有孔隙隙、孔洞洞或其他他缺陷，，當(dāng)材料料兩側(cè)受受水壓差差的作用用時(shí)，水水可能會(huì)會(huì)從高壓壓一側(cè)向向低壓一一側(cè)滲透透。水的的滲透會(huì)會(huì)對(duì)材料料的性質(zhì)質(zhì)和使用用帶來不不利的影影響；尤尤其當(dāng)材材料處于于壓力水水中時(shí)，，材料的的抗?jié)B性性是決定定其工程程使用壽壽命的重重要因素素。材料料的抗?jié)B滲性常用用滲透系系數(shù)或抗抗?jié)B等級(jí)級(jí)來表示示。滲透系數(shù)數(shù)計(jì)算式式如下：：(1.14)式中Ks———材料料的滲透透系數(shù)(cm/h)。。Q——時(shí)時(shí)間內(nèi)內(nèi)的滲水水總量(cm3)。d——材材料試件件的厚度度(cm)。A——材材料垂直直于滲水水方向的的滲水面面積(cm2)。t——滲滲水時(shí)間間(h)。H——材材料兩側(cè)側(cè)的水頭頭高度(cm)。材料的基基本物理理性質(zhì)滲透系數(shù)數(shù)Ｋs的物理意意義是一一定時(shí)間間內(nèi)，在在一定水水壓力作作用下，，單位厚厚度的材材料，單單位滲水水面積上上的滲水水量。材材料的ＫＫs越小小，說明明材料的的抗?jié)B性性越好。。材料的抗抗?jié)B性也也可用抗抗?jié)B等級(jí)級(jí)表示。?？?jié)B等等級(jí)用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)方法法進(jìn)行滲滲水性試試驗(yàn)，測(cè)測(cè)得材料料能承受受的最大大水壓力力，并依依此劃分分成不同同的等級(jí)級(jí)，常用用“Pn”表示示，其中中n表示示材料所所能承受受的最大大水壓力力MPa數(shù)的10倍值值，如P6表示示材料最最大能承承受0.6MPa的水水壓力而而不滲水水。材料料的抗?jié)B滲等級(jí)越越高，其其抗?jié)B性性越好。。材料的抗抗?jié)B性與與其孔隙隙多少和和孔隙特特征關(guān)系系密切，，開口并并連通的的孔隙是是材料滲滲水的主主要渠道道。材料料越密實(shí)實(shí)、閉口口孔越多多、孔徑徑越小，，水越難難滲透；；孔隙率率越大、、孔徑越越大、開開口并連連通的孔孔隙越多多的材料料，其抗抗?jié)B性越越差。此此外，材材料的親親水性、、裂縫缺缺陷等也也是影響響抗?jié)B性性的重要要因素。。工程上上常采用用降低孔孔隙率提提高密實(shí)實(shí)度、提提高閉口口孔隙比比例、減減少裂縫縫或進(jìn)行行憎水處處理等方方法來提提高材料料的抗?jié)B滲性。6.抗抗凍性材料在飽飽水狀態(tài)態(tài)下，能能經(jīng)受多多次凍融融循環(huán)而而不破壞壞，強(qiáng)度度也不顯顯著降低低的性質(zhì)質(zhì)稱為抗抗凍性。。當(dāng)溫度度下降到到負(fù)溫時(shí)時(shí)，材料料內(nèi)的水水分會(huì)由由表及里里地凍結(jié)結(jié)，內(nèi)部部水分不不能外溢溢，水結(jié)結(jié)冰后體體積膨脹脹約9%，產(chǎn)生生強(qiáng)大的的凍脹壓壓力，使使材料內(nèi)內(nèi)毛細(xì)管管壁脹裂裂，造成成材料局局部破壞壞，隨著著溫度交交替變化化，凍結(jié)結(jié)與融化化循環(huán)反反復(fù)，冰冰凍的破破壞作用用逐漸加加劇，最最終導(dǎo)致致材料破破壞。材料的基基本物理理性質(zhì)材料的抗抗凍性用用抗凍等等級(jí)表示示?？箖鰞龅燃?jí)是是用標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)方法進(jìn)進(jìn)行凍融融循環(huán)試試驗(yàn)，測(cè)測(cè)得材料料強(qiáng)度降降低不超超過規(guī)定定值，且且無明顯顯損壞和和剝落時(shí)時(shí)所能承承受的凍凍融循環(huán)環(huán)次數(shù)來來確定，，常用““Fn””表示，，其中n表示材材料能承承受的最最大凍融融循環(huán)次次數(shù)，如如F100表示示材料在在一定試試驗(yàn)條件件下能承承受100次凍凍融循環(huán)環(huán)。材料的抗抗凍性與與材料的的孔隙率率、孔隙隙特征、、充水程程度和冷冷凍速度度等因素素有關(guān)。。材料的的強(qiáng)度越越高，其其抵抗冰冰凍破壞壞的能力力也越強(qiáng)強(qiáng)，抗凍凍性越好好；材料料的孔隙隙率及孔孔隙特征征對(duì)抗凍凍性影響響較大，，其影響響與抗?jié)B滲性相似似。五、材料的熱工工性質(zhì)1.熱容量與與比熱容熱容量是指材料料在溫度變化時(shí)時(shí)吸收或放出熱熱量的能力；比比熱容也叫比熱熱，指單位質(zhì)量量的材料在溫度度每變化１Ｋ時(shí)時(shí)所吸收或放出出的熱量，用““Ｃ”表示。（1.15）材料的基本物理理性質(zhì)(1.16)式中Q——材料的的熱容量(kJ)。C——材料的比比熱容，kJ/(kg?K)。m——材料的質(zhì)質(zhì)量(kg)。。t1―t2———材料受熱或冷冷卻前后的溫差差(K)。比熱容與材料質(zhì)質(zhì)量的積稱為材材料的熱容量值值，即材料溫度度上升1K須吸吸收的熱量或溫溫度降低1K所所放出的熱量。。材料的熱容量量值對(duì)于保持室室內(nèi)溫度穩(wěn)定作作用很大，熱容容量值大的材料料能在熱流變化化、采暖、空調(diào)調(diào)不均衡時(shí)，緩緩和室內(nèi)溫度的的波動(dòng)；屋面材材料也宜選用熱熱容量值大的材材料。2.導(dǎo)熱性指材料傳導(dǎo)熱量量的能力。導(dǎo)熱熱性可用導(dǎo)熱系系數(shù)來表示，其其物理意義是厚厚度為1m的材材料，當(dāng)其相對(duì)對(duì)表面的溫度差差為1K時(shí)，1s時(shí)間內(nèi)通過過1m2面積的的熱量。材料的基本物理理性質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)的計(jì)算算式如下：(1.17)式中———材料的導(dǎo)熱系系數(shù)(W/(m?K))。Q——傳導(dǎo)的熱熱量(J)。a——材料的厚厚度(m)。A——材料傳熱熱的面積(m2)。T——傳熱時(shí)間間(s)。t1―t2———材料兩側(cè)的溫溫度差(K)。。材料的導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)越小，其熱傳傳導(dǎo)能力越差，，絕熱性能越好好。工程上把＜＜0.23W/(m?K)的材料稱稱為絕熱材料。。常用材料的熱熱工性質(zhì)指標(biāo)見見表1-2。材料的基本物理理性質(zhì)表1-2常常用材料的熱工工性質(zhì)指標(biāo)材料名稱導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·K)比熱容，kJ/(kg·K)線膨脹系數(shù)10-6/K銅3700.3818.6鋼550.4610～12石灰?guī)r2.66～3.230.749～0.8466.75～6.77花崗巖2.91～3.450.716～0.925.60～7.34大理巖2.450.8756.50～10.12普通混凝土1.80.885.8～15燒結(jié)普通磚0.4～0.75～7松木0.17～0.352.51玻璃2.7～3.260.838～10泡沫塑料0.031.30水0.604.187密閉空氣0.0231材料的導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)與材料內(nèi)部的的孔隙構(gòu)造密切切相關(guān)。因?yàn)?，，密閉空氣的導(dǎo)導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.023W/(m?K)，所以，當(dāng)材材料中含有較多多閉口孔隙時(shí)，，其導(dǎo)熱系數(shù)較較小，材料的隔隔熱絕熱性較好好；但當(dāng)材料內(nèi)內(nèi)部含有較多粗粗大、連通的孔孔隙時(shí)，則空氣氣會(huì)產(chǎn)生對(duì)流作作用，使其傳熱熱性大大提高。。水的導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)遠(yuǎn)大于空氣，，當(dāng)材料吸水或或吸濕后，其導(dǎo)導(dǎo)熱系數(shù)增加，，導(dǎo)熱性提高，，隔熱絕熱性降降低。材料的基本物理理性質(zhì)3.耐火性指材料在長(zhǎng)期高高溫作用下，保保持其結(jié)構(gòu)和工工作性能的基本本穩(wěn)定而不損壞壞的性能，用耐耐火度表示。工工程上用于高溫溫環(huán)境的材料和和熱工設(shè)備等都都要使用耐火材材料。根據(jù)材料料耐火度的不同同，可分為三大大類。1)耐火材料料耐火度不低于1580℃的的材料，如各類類耐火磚等。2)難熔材料料耐火度為1350℃～1580℃的材材料，如難熔粘粘土磚、耐火混混凝土等。3)易熔材料料耐火度低于1350℃材料料，如普通粘土土磚、玻璃等。。4.耐燃性指材料能經(jīng)受火火焰和高溫的作作用而不破壞，，強(qiáng)度也不顯著著降低的性能，，是影響建筑物物防火、結(jié)構(gòu)耐耐火等級(jí)的重要要因素。根據(jù)材材料耐燃性的不不同，可分為三三大類。1)不燃材料料遇火或高溫作用用時(shí)，不起火、、不燃燒、不碳碳化的材料，如如混凝土、天然然石材、磚、玻玻璃和金屬等。。需要注意的是是玻璃、鋼鐵和和鋁等材料，雖雖然不燃燒，但但在火燒或高溫溫下會(huì)發(fā)生較大大的變形或熔融融，因而是不耐耐火的。2)難燃材料料遇火或高溫作用用時(shí)，難起火、、難燃燒、難碳碳化，只有在火火源持續(xù)存在時(shí)時(shí)才能繼續(xù)燃燒燒，火源消除燃燃燒即停止的材材料，如瀝青混混凝土和經(jīng)防火火處理的木材等等。材料的基本物理理性質(zhì)3)易燃材料料指遇火或高溫作作用時(shí)，容易引引燃起火或微燃燃，火源消除后后仍能繼續(xù)燃燒燒的材料，如木木材、瀝青等。。用可燃材料制制作的構(gòu)件，一一般應(yīng)作防燃處處理。5.溫度變形形指材料在溫度變變化時(shí)產(chǎn)生的體體積變化，多數(shù)數(shù)材料在溫度升升高時(shí)體積膨脹脹，溫度下降時(shí)時(shí)體積收縮。溫溫度變形在單向向尺寸上的變化化稱為線膨脹或或線收縮，一般般用線膨脹系數(shù)數(shù)來衡量，線膨膨脹系數(shù)用“αα”表示，其計(jì)計(jì)算式如下：(1.18)式中α———材料在常溫溫下的平均線膨膨脹系數(shù)1/K?！牧系木€膨膨脹或線收縮量量(mm)?！獪囟炔?K)?！牧显L(zhǎng)(mm)。材料的線膨脹系系數(shù)一般都較小小，但由于土木木工程結(jié)構(gòu)的尺尺寸較大，溫度度變形引起的結(jié)結(jié)構(gòu)體積變化仍仍是關(guān)系其安全全與穩(wěn)定的重要要因素。工程上上常用預(yù)留伸縮縮縫的辦法來解解決溫度變形問問題。材料的力學(xué)性質(zhì)質(zhì)一、材料受力狀狀態(tài)材料在受外力作作用時(shí)，由于作作用力的方向和和作用線(點(diǎn))的不同，表現(xiàn)現(xiàn)為不同的受力力狀態(tài)，典型的的受力情況如圖圖1.4所示。。(a)壓力(b)拉力(c)彎曲曲(折)(d)彎彎曲(折)(e)剪剪切圖1.4材材料的受力狀態(tài)態(tài)材料的力學(xué)性質(zhì)質(zhì)二、材料的強(qiáng)度度1.強(qiáng)度材料在外力作用用下抵抗破壞的的能力稱為材料料的強(qiáng)度，并以以單位面積上所所能承受的荷載載大小來衡量。。材料的強(qiáng)度本質(zhì)質(zhì)上是材料內(nèi)部部質(zhì)點(diǎn)間結(jié)合力力的表現(xiàn)。當(dāng)材材料受外力作用用時(shí)，其內(nèi)部便便產(chǎn)生應(yīng)力相抗抗衡，應(yīng)力隨外外力的增大而增增大。當(dāng)應(yīng)力(外力)超過材材料內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間間的結(jié)合力所能能承受的極限時(shí)時(shí)，便導(dǎo)致內(nèi)部部質(zhì)點(diǎn)的斷裂或或錯(cuò)位，使材料料破壞。此時(shí)的的應(yīng)力為極限應(yīng)應(yīng)力，通常用來來表示材料強(qiáng)度度的大小。根據(jù)材料的受力力狀態(tài)，材料的的強(qiáng)度可分為抗抗壓強(qiáng)度、抗拉拉強(qiáng)度、抗彎(折)強(qiáng)度和抗抗剪強(qiáng)度?？箟簭?qiáng)度、抗拉拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)強(qiáng)度的計(jì)算式如如下：（1.19）式中f———材料的抗壓壓、抗拉、抗剪剪強(qiáng)度(MPa)。F——材料承受受的最大荷載(Ｎ)。A——材料的的受力面積(mm2)?？箯?折)強(qiáng)度度在圖1.4(c)受力狀態(tài)態(tài)時(shí)的計(jì)算式如如下：(1.20)式中f———材料的抗彎(折)強(qiáng)度(MPa)。F——材料承受受的最大荷載(Ｎ)。b——材料受力力截面的寬度(mm)。h——材料受力力截面的高度(mm)。材料的強(qiáng)度與其其組成和構(gòu)造有有關(guān)。不同種類類的材料抵抗外外力的能力不同同；同類材料當(dāng)當(dāng)其內(nèi)部構(gòu)造不不同時(shí)，其強(qiáng)度度也不同。致密密度越高的材料料，強(qiáng)度越高。。同類材料抵抗抗不同外力作用用的能力也不相相同；尤其是內(nèi)內(nèi)部構(gòu)造非勻質(zhì)質(zhì)的材料，其不不同外力作用下下的強(qiáng)度差別很很大。如混凝土土、砂漿、磚、、石和鑄鐵等，，其抗壓強(qiáng)度較較高，而抗拉、、彎(折)強(qiáng)度度較低；鋼材的的抗拉、抗壓強(qiáng)強(qiáng)度都較高。為了掌握材料性性能、便于分類類管理、合理選選用材料、正確確進(jìn)行設(shè)計(jì)、控控制工程質(zhì)量，，常將材料按其其強(qiáng)度的大小，，劃分成不同的的等級(jí)，稱為強(qiáng)強(qiáng)度等級(jí)，它是是衡量材料力學(xué)學(xué)性質(zhì)的主要技技術(shù)指標(biāo)。脆性性材料如混凝土土、砂漿、磚和和石等，主要用用于承受壓力，，其強(qiáng)度等級(jí)用用抗壓強(qiáng)度來劃劃分；韌性材料料如建筑鋼材，，主要用于承受受拉力，其強(qiáng)度度等級(jí)就用抗拉拉時(shí)的屈服強(qiáng)度度來劃分。材料的力學(xué)性質(zhì)質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì)質(zhì)2.比強(qiáng)度指單位體積質(zhì)量量材料所具有的的強(qiáng)度，即材料料的強(qiáng)度與其表表觀密度的比值值(f/)。。比強(qiáng)度是衡量量材料輕質(zhì)高強(qiáng)強(qiáng)特性的技術(shù)指指標(biāo)。土木工程中結(jié)構(gòu)構(gòu)材料主要用于于承受結(jié)構(gòu)荷載載。多數(shù)傳統(tǒng)結(jié)結(jié)構(gòu)材料的自重重都較大，其強(qiáng)強(qiáng)度相當(dāng)一部分分要用于抵抗自自身和其上部結(jié)結(jié)構(gòu)材料的自重重荷載，而影響響了材料承受外外荷載的能力，，使結(jié)構(gòu)的尺度度受到很大的限限制。隨著高層層建筑、大跨度度結(jié)構(gòu)的發(fā)展，，要求材料不僅僅要有較高的強(qiáng)強(qiáng)度，而且要盡盡量減輕其自重重，即要求材料料具有較高的比比強(qiáng)度。輕質(zhì)高高強(qiáng)性能已經(jīng)成成為材料發(fā)展的的一個(gè)重要方向向。3.彈性與塑塑性1)彈性與彈彈性變形彈性指材料在外外力作用下產(chǎn)生生變形，當(dāng)外力力去除后，能完完全恢復(fù)原來形形狀的性質(zhì)；這這種變形稱為彈彈性變形。彈性性變形的大小與與所受應(yīng)力的大大小成正比，所所受應(yīng)力與應(yīng)變變的比值稱為彈彈性模量，用““E”表示，它它是衡量材料抵抵抗變形能力的的指標(biāo)。在材料料的彈性范圍內(nèi)內(nèi)，E是一個(gè)常常數(shù)，按下式計(jì)計(jì)算：(1.21)材料的力學(xué)性質(zhì)質(zhì)式中E———材料的彈性模模量MPa。——材料所受的的應(yīng)力(MPa)?！牧显趹?yīng)力力作用下產(chǎn)生生的應(yīng)變，無量量綱。彈性模量越大，，材料抵抗變形形能力越強(qiáng)，在在外力作用下的的變形越小。材材料的彈性模量量是工程結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)和變形驗(yàn)算算的主要依據(jù)之之一。2)塑性與塑塑性變形塑性指材料在外外力作用下產(chǎn)生生變形，當(dāng)外力力去除后，仍保保持變形后的形形狀和尺寸的性性質(zhì)；這種不可可恢復(fù)的變形稱稱為塑性變形。。材料的塑性變變形是因?yàn)槠鋬?nèi)內(nèi)部的剪應(yīng)力作作用，致使部分分質(zhì)點(diǎn)間產(chǎn)生相相對(duì)滑移的結(jié)果果。完全的彈性材料或或塑性材料是沒有有的，大多數(shù)材料料在受力變形時(shí)，，既有彈性變形，，也有塑性變形，，只是在不同的受受力階段，變形的的主要表現(xiàn)形式不不同。當(dāng)外力去除除后，彈性變形部部分可以恢復(fù)，塑塑性變形部分不能能恢復(fù)。有的材料料如鋼材，在受力力不大的情況下，，表現(xiàn)為彈性變形形，而在受力超過過一定限度后，就就表現(xiàn)為塑性變形形；有的材料如混混凝土，受力后彈彈性變形和塑性變變形幾乎同時(shí)產(chǎn)生生。材料的力學(xué)性質(zhì)4.脆性與韌性性1)脆性指材料在外力作用用下，無明顯塑性性變形而發(fā)生突然然破壞的性質(zhì)，具具有這種性質(zhì)的材材料稱為脆性材料料，如普通混凝土土、磚、陶瓷、玻玻璃、石材和鑄鐵鐵等。一般脆性材材料的抗壓強(qiáng)度比比其抗拉、抗彎強(qiáng)強(qiáng)度高很多倍，其其抵抗沖擊和振動(dòng)動(dòng)的能力較差，不不宜用于承受振動(dòng)動(dòng)和沖擊的場(chǎng)合。。2)韌性指材料在振動(dòng)或沖沖擊荷載作用下，，能吸收較多的能能量，并產(chǎn)生較大大的變形而不破壞壞的性質(zhì)，具有這這種性質(zhì)的材料稱稱為韌性材料，如如低碳鋼、低合金金鋼、鋁合金、塑塑料、橡膠、木材材和玻璃鋼等。材材料的韌性用沖擊擊試驗(yàn)來檢驗(yàn)，又又稱為沖擊韌性，，用沖擊韌性值即即材料受沖擊破壞壞時(shí)單位斷面所吸吸收的能量來衡量量。沖擊韌性值用用“”表示，其其計(jì)算式如下：(1.22)式中ak——材料的沖擊韌韌性值(J/mm2)。AK——材料破壞時(shí)所所吸收的能量(J)。A——材料受力截截面積(mm2)。韌性材料在外力作作用下，會(huì)產(chǎn)生明明顯的變形，變形形隨外力的增大而而增大，外力所做做的功轉(zhuǎn)化為變形形能被材料所吸收收，以抵抗沖擊的的影響。材料在破破壞前所產(chǎn)生的變變形越大，所能承承受的應(yīng)力越大，，其所吸收的能量量就越多，材料的的韌性就越強(qiáng)。用用于道路、橋梁、、軌道、吊車梁及及其他受振動(dòng)影響響的結(jié)構(gòu)，應(yīng)選用用韌性較好的材料料。材料的力學(xué)性質(zhì)5.硬度與耐磨磨性1)硬度指材料表面抵抗其其他硬物壓入或刻刻劃的能力。為保保持較好表面使用用性質(zhì)和外觀質(zhì)量量，要求材料必須須具有足夠的硬度度。非金屬材料的硬度度用摩氏硬度表示示，它是用系列標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)硬度的礦物塊塊對(duì)材料表面進(jìn)行行劃擦，根據(jù)劃痕痕確定硬度等級(jí)。。摩氏硬度等級(jí)如如表1-3所示。。表1-3摩氏氏硬度等級(jí)表金屬材料的硬度等等級(jí)常用壓入法測(cè)測(cè)定，主要有布氏氏硬度法(HB)，是以淬火的鋼鋼珠壓入材料表面面產(chǎn)生的球形凹痕痕單位面積上所受受壓力來表示；洛洛氏硬度法(HR)，是用金剛石石圓錐或淬火的鋼鋼球制成的壓頭壓壓入材料表面，以以壓痕的深度來表表示。硬度大的材材料其強(qiáng)度也高，，工程上常用材料料的硬度來推算其其強(qiáng)度，如用回彈彈法測(cè)定混凝土強(qiáng)強(qiáng)度，即是用回彈彈儀測(cè)得混凝土表表面硬度，再間接接推算出混凝土的的強(qiáng)度的。標(biāo)準(zhǔn)礦物滑石石膏方解石螢石磷灰?guī)r長(zhǎng)石石英黃玉剛玉金剛石硬度等級(jí)123456789102)耐磨性指材料表面抵抗磨磨損的能力。耐磨磨性常以磨損率衡衡量，以“”表表示，其計(jì)算式為為：(1.23)式中G———材料的磨損率率(g/cm2)。m1-m2——材料磨損前后后的質(zhì)量損失(g)。A——材料受磨面面積(cm2)。。材料的耐磨性與材材料的組成結(jié)構(gòu)、、構(gòu)造、材料強(qiáng)度度和硬度等因素有有關(guān)。材料的硬度度越高、越致密，，耐磨性越好。路路面、地面等受磨磨損的部位，要求求使用耐磨性好的的材料。材料的力學(xué)性質(zhì)材料的耐久性是指指其在長(zhǎng)期的使用用過程中，能抵抗抗環(huán)境的破壞作用用，并保持原有性性質(zhì)不變、不破壞壞的一項(xiàng)綜合性質(zhì)質(zhì)。由于環(huán)境作用用因素復(fù)雜，耐久久性也難以用一個(gè)個(gè)參數(shù)來衡量。工工程上通常用材料料抵抗使用環(huán)境中中主要影響因素的的能力來評(píng)價(jià)耐久久性，如抗?jié)B性、、抗凍性、抗老化化和抗碳化等性質(zhì)質(zhì)。環(huán)境對(duì)材料的破壞壞作用，可分為物物理作用、化學(xué)作作用和生物作用，，不同材料受到的的環(huán)境作用及程度度也不相同。影響響材料耐久性的內(nèi)內(nèi)在因素很多，除除了材料本身的組組成結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度等等因素外，材料的的致密程度、表面面狀態(tài)和孔隙特征征對(duì)耐久性影響很很大。一般來說，，材料的內(nèi)在結(jié)構(gòu)構(gòu)密實(shí)、強(qiáng)度高、、孔隙率小、連通通孔隙少、表面致致密，則抵抗環(huán)境境破壞能力強(qiáng)，材材料的耐久性好。。工程上常用提高高密實(shí)度、改善表表面狀態(tài)和孔隙結(jié)結(jié)構(gòu)的方法來提高高耐久性。土木工工程中材料的耐久久性與破壞因素的的關(guān)系如表1-4所示。材料的耐久性表1-4材料料的耐久性與破壞壞因素的關(guān)系注：＊表示可參考考強(qiáng)度變化率、開開裂情況、變形情情況等進(jìn)行評(píng)定。。破壞原因破壞作用破壞因素評(píng)定指標(biāo)常用材料滲透物理壓力水滲透系數(shù)、抗?jié)B等級(jí)混凝土、砂漿凍融物理水、凍融作用抗凍等級(jí)混凝土、磚磨損物理機(jī)械力、流水、泥砂磨蝕率混凝土、石材熱環(huán)境物理、化學(xué)冷熱交替、晶型轉(zhuǎn)變＊耐火磚燃燒物理、化學(xué)高溫、火焰＊防火板碳化化學(xué)CO2、H2O碳化深度混凝土化學(xué)侵蝕化學(xué)酸、堿、鹽＊混凝土、老化化學(xué)陽光、空氣、水、溫度＊塑料、瀝青銹蝕物理、化學(xué)H2O、O2、Cl－電位銹蝕率鋼材腐朽生物H2O、O2、菌類＊木材、棉、毛蟲蛀生物昆蟲＊木材、棉、毛堿－骨料反應(yīng)物理、化學(xué)R2O、H2O、SiO2膨脹率混凝土材料的耐久性材料的組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)、構(gòu)造與性質(zhì)一、材料的組成材料的組成指組成成材料的化學(xué)成分分或礦物成分。它它是決定材料性質(zhì)質(zhì)的本質(zhì)因素。1.化學(xué)組成化學(xué)組成即化學(xué)成成分，是構(gòu)成材料料的化學(xué)元素及化化合物的種類和數(shù)數(shù)量。無機(jī)非金屬屬材料常用組成其其的各氧化物的含含量來表示；金屬屬材料常用組成其其的各化學(xué)元素的的含量來表示；有有機(jī)材料則常用組組成其的各化合物物含量來表示?；瘜W(xué)組成是決定材材料化學(xué)性質(zhì)、物物理性質(zhì)、力學(xué)性性質(zhì)的主要因素。。2.礦物組成礦物是具有一定化化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)特特征的穩(wěn)定單質(zhì)或或化合物。無機(jī)非非金屬材料是由各各種礦物組成的。。材料的化學(xué)組成成不同，其礦物組組成不同；相同的的化學(xué)組成，可組組成多種不同的礦礦物。礦物組成不不同的材料，其性性質(zhì)也不同。如硅硅酸鹽水泥中，CaO和SiO2是其主要的化學(xué)學(xué)成分，它們組成成的主要礦物是硅硅酸三鈣(C3S)和硅酸二鈣(C2S)，這二二者的性質(zhì)相差很很大，其組成比例例是決定水泥性質(zhì)質(zhì)的主要因素。材料的組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)、構(gòu)造與性質(zhì)二、材料的結(jié)構(gòu)1.微觀結(jié)構(gòu)指材料物質(zhì)的原子子級(jí)或分子級(jí)的結(jié)結(jié)構(gòu)，需要用電子子顯微鏡、Ｘ射線線衍射等技術(shù)手段段來觀察研究，包包括材料物質(zhì)的種種類、形態(tài)、大小小及其分布特征。。土木工程材料的的使用狀態(tài)一般為為固體，固體的微微觀結(jié)構(gòu)可分為晶晶體和非晶體兩大大類。1)晶體晶體是質(zhì)點(diǎn)(原子子、離子、分子)按一定規(guī)律在空空間重復(fù)排列的固固體，具有特定的的幾何外形和固定定的熔點(diǎn)。由于質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在各方向上的的排列的規(guī)律和數(shù)數(shù)量不同，單晶體體具有各向異性的的性質(zhì)；但實(shí)際應(yīng)應(yīng)用的材料，是由由細(xì)小的晶粒雜亂亂排列組成的，其其宏觀性質(zhì)常表現(xiàn)現(xiàn)為各向同性。無無機(jī)非金屬材料的的晶體，其鍵的構(gòu)構(gòu)成不是單一的，，往往是由共價(jià)鍵鍵、離子鍵等共同同聯(lián)結(jié)，其性質(zhì)差差異較大。材料的的微觀結(jié)構(gòu)形式與與主要特征如表1-5所示。材料的組組成、結(jié)結(jié)構(gòu)、構(gòu)構(gòu)造與性性質(zhì)表1-5材材料的微微觀結(jié)構(gòu)構(gòu)形式與與主要特特征微觀結(jié)構(gòu)常見材料主要特征晶體原子、離子、分子按一定規(guī)律排列原子晶體(共價(jià)鍵)金剛石、石英強(qiáng)度、硬度、熔點(diǎn)高，密度較小離子晶體(離子鍵)氯化鈉、石膏、石灰?guī)r強(qiáng)度、硬度、熔點(diǎn)較高，但波動(dòng)大。部分可溶，密度中等分子晶體(分子鍵)蠟、斜方硫、萘強(qiáng)度、硬度、熔點(diǎn)較低，大部分可溶，密度小金屬晶體(庫(kù)侖引力)鐵、鋼、銅、鋁及合金強(qiáng)度、硬度變化大，密度大非晶體(玻璃體)原子、離子、分子以共價(jià)鍵、離子鍵或分子鍵結(jié)合，但為無序排列玻璃、礦渣、火山灰、粉煤灰無固定的熔點(diǎn)和幾何形狀，與同組成的晶體相比，強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性較差，各向同性2)非非晶體非晶體是是相對(duì)晶晶體而言言的，又又稱玻璃璃體、無無定形體體，是熔熔融物在在急速冷冷卻時(shí)，，質(zhì)點(diǎn)來來不及按按特定規(guī)規(guī)律排列列所形成成的質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)無序排排列的固固體或固固態(tài)液體體。非晶晶體沒有有固定的的熔點(diǎn)和和幾何外外形，各各向同性性，其強(qiáng)強(qiáng)度、導(dǎo)導(dǎo)熱性和和導(dǎo)電性性等低于于晶體。。非晶體體的質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)無排列列規(guī)律，，即質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)未到達(dá)達(dá)能量最最低的穩(wěn)穩(wěn)定位置置，保留留了高溫溫下的高高能量狀狀態(tài)，內(nèi)內(nèi)部還有有大量的的化學(xué)能能未能釋釋放出來來，而以以內(nèi)能的的形式儲(chǔ)儲(chǔ)存起來來。故玻玻璃體具具有化學(xué)學(xué)活性，，穩(wěn)定性性較差，，易與其其他物質(zhì)質(zhì)反應(yīng)或或自行緩緩慢向晶晶體轉(zhuǎn)變變。如粒?；郀t爐礦渣、、火山灰灰、粉煤煤灰等混混合材料料，都是是經(jīng)過高高溫急冷冷得到，，含大量量玻璃體體，工程程上利用用它們活活性高的的特點(diǎn)，，用于水水泥和混混凝土的的生產(chǎn)，，以改善善水泥和和混凝土土的性質(zhì)質(zhì)。硅酸鹽水水泥水化化后的主主要產(chǎn)物物水化硅硅酸鈣凝凝膠體，，也是非非晶體。。水化硅硅酸鈣凝凝膠體的的尺寸只只有幾十十至幾百百微米，，內(nèi)表面面積巨大大，具有有很高的的膠凝性性，硬化化后具有有很高的的強(qiáng)度。。2.亞亞微觀結(jié)結(jié)構(gòu)指用光學(xué)學(xué)顯微鏡鏡和一般般掃描透透射所能能觀察到到的結(jié)構(gòu)構(gòu)，其尺尺度介于于微觀和和宏觀之之間，范范圍在10―3m～10―9m。亞亞微觀結(jié)結(jié)構(gòu)主要要研究材材料內(nèi)部部的晶粒粒、顆粒粒等的大大小和形形態(tài)、晶晶界或界界面的形形態(tài)、孔孔隙與微微裂紋的的大小形形狀及分分布，如如水泥石石的孔隙隙結(jié)構(gòu)、、金屬的的金相組組織、木木材的纖纖維和管管胞組織織等。材料的組組成、結(jié)結(jié)構(gòu)、構(gòu)構(gòu)造與性性質(zhì)材料的亞亞微觀結(jié)結(jié)構(gòu)對(duì)材材料的性性質(zhì)影響響很大。。通常，，材料內(nèi)內(nèi)部的晶晶粒越細(xì)細(xì)小、分分布越均均勻，其其受力越越均勻、、強(qiáng)度越越高、脆脆性越小小、耐久久性越好好；晶粒粒或不同同材料組組成之間間的界面面粘結(jié)越越好，則則其強(qiáng)度度和耐久久性越好好。從亞亞微觀結(jié)結(jié)構(gòu)層次次上改善善材料的的性能，，相對(duì)比比較容易易，具有有十分重重要的意意義。尺度范圍在10―7m～～10―9m的結(jié)構(gòu)為納納米結(jié)構(gòu)，一一般要用掃描描透射電子顯顯微鏡觀察。。由于納米級(jí)級(jí)微粒具有獨(dú)獨(dú)特的小尺寸寸效應(yīng)和表面面界面效應(yīng)等等基本特性。。由納米微粒粒組成的納米米材料具有許許多奇特的物物理和化學(xué)性性質(zhì)，自20世紀(jì)80年年代以來，研研究進(jìn)展迅速速，應(yīng)用前景景廣闊。3.宏觀結(jié)結(jié)構(gòu)(構(gòu)造)指用肉眼或放放大鏡即可觀觀察到的毫米米級(jí)以上的組組織。宏觀結(jié)結(jié)構(gòu)主要研究究和分析材料料的組合與復(fù)復(fù)合方式、組組成材料的分分布情況、材材料中的孔隙隙構(gòu)造、材料料的構(gòu)造缺陷陷等。材料按其組成成可分為單一一材料和復(fù)合合材料兩大類類，常見的結(jié)結(jié)構(gòu)形式有密密實(shí)結(jié)構(gòu)、多多孔結(jié)構(gòu)、纖纖維結(jié)構(gòu)、聚聚集結(jié)構(gòu)、疊疊合(層狀)結(jié)構(gòu)、散粒粒結(jié)構(gòu)和紋理理結(jié)構(gòu)。材料料宏觀結(jié)構(gòu)及及主要特征如如表1-6所所示。材料的組成、、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造造與性質(zhì)表1-6材材料宏觀結(jié)結(jié)構(gòu)及主要特特征材料的組成、、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造造與性質(zhì)宏觀結(jié)構(gòu)常用材料主要特征密實(shí)結(jié)構(gòu)鋼材、玻璃、瀝青、塑料高強(qiáng)、不透水、耐腐蝕多孔結(jié)構(gòu)泡沫塑料、泡沫玻璃質(zhì)輕、保溫、絕熱、吸聲纖維結(jié)構(gòu)木、竹、石棉、玻璃纖維抗拉強(qiáng)度高、質(zhì)輕、保溫、吸聲聚集結(jié)構(gòu)陶瓷、磚、天然巖石強(qiáng)度高散粒結(jié)構(gòu)砂、石子、陶粒、膨脹珍珠巖混凝土集料、輕集料、保溫絕熱材料紋理結(jié)構(gòu)木材、大理石裝飾性強(qiáng)粒狀聚集結(jié)構(gòu)混凝土、砂漿綜合性能好、價(jià)格低纖維聚集結(jié)構(gòu)石棉水泥制品、巖棉板、纖維板、纖維增強(qiáng)塑料抗拉強(qiáng)度高、質(zhì)輕、保溫、吸聲多孔結(jié)構(gòu)加氣混凝土、泡沫混凝土質(zhì)輕、保溫疊合結(jié)構(gòu)紙面石膏板、膠合板、夾芯板綜合性能好紋理結(jié)構(gòu)人造石材、復(fù)合地板裝飾性強(qiáng)復(fù)合材料是兩兩種或兩種以以上的材料結(jié)結(jié)合構(gòu)成的新新材料。它集集中了組成材材料的優(yōu)點(diǎn)，，避免了單一一材料的缺陷陷，性能更優(yōu)優(yōu)越，功能更更強(qiáng)大，是材材料發(fā)展的主主要方向之一一。具有相同組成成和微觀結(jié)構(gòu)構(gòu)的材料，可可以制成宏觀觀構(gòu)造不同的的材料，其性性質(zhì)和用途隨隨宏觀構(gòu)造的的不同差別很很大，如玻璃璃與泡沫玻璃璃、塑料與泡泡沫塑料、混混凝土與加氣氣混凝土；而而宏觀構(gòu)造相相似的材料，，即便其組成成和微觀結(jié)構(gòu)構(gòu)不同，也具具有某些相同同或相似的性性能和用途，，如泡沫玻璃璃、泡沫塑料料、加氣混凝凝土，都具有有保溫隔熱的的功能。工程程上常用改變變材料的密實(shí)實(shí)度、孔隙結(jié)結(jié)構(gòu)，應(yīng)用復(fù)復(fù)合材料等方方法，來改善善材料的性能能，以滿足不不同的需要。。三、材料內(nèi)部部孔隙與性質(zhì)質(zhì)1.內(nèi)部孔孔隙的來源與與產(chǎn)生無論是天然材材料，還是人人造材料，在在宏觀和亞微微觀層次上都都含有一定數(shù)數(shù)量和一定大大小的孔隙，，所以說孔隙隙是材料的組組成部分之一一，僅少數(shù)致致密材料(如如玻璃、金屬屬)可近似看看成是絕對(duì)密密實(shí)的(如圖圖1.1所示示)。材料的組成、、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造造與性質(zhì)天然材料的內(nèi)內(nèi)部孔隙是在