1、第1节材料的组成、结构和构造一、材料的组成(composition )(1) 化学组成 (chemical) :指构成材料的化学元素及化合物的种类和数量。如水泥化学组成:(2)矿物组成 (mineral) :将无机非金属材料中具有特定的晶体结构、特定的物理力学性能的组成结构称为矿物。矿物组成指构成材料的矿物的种类和数量。如水泥的矿物组成:3CaO.SiO2 3760%2CaO.SiO2 1537%3CaO.AL2O3 3715%4CaO.AL2O3.Fe2O3 1018%(3)相组成 (phase):材料中结构相近、性质相同的均匀部分称为相。自然界中的物质可分为气相、液相、固相三种形态。土木工
2、程材料大多是多相固体材料,这种由两相或两相以上的物质组成的材料,称为复合材料。二、材料的结构(structure )1、宏观结构(10-3mm)材料的宏观结构是指用肉眼或放大镜能够分辨的粗大组织。按其孔隙特征分为:(1)致密结构: 指具有无可吸水、透气的孔隙的结构。如金属材料、 致密石材、 玻璃、塑料、橡胶等。(2)多孔结构:指具有粗大孔隙的结构。如加气混凝土、泡沫混凝土、泡沫塑料及人造轻质多孔材料。(3)微孔结构:指具有微细孔隙的结构。如石膏制品、低温烧结粘土制品。按其组织构造特征分为:(1)堆聚结构:指由集料与具有胶凝性或粘结性物质胶结而成的结构。例如水泥混凝土、砂浆、沥青混合料等。(2)
3、纤维结构: 指由天然或人工合成纤维物质构成的结构。例如木材、 玻璃钢、 岩棉、GRC制品等。(3) 层状结构:指由天然形成或人工粘结等方法而将材料叠合而成的双层或多层结构。例如胶合板、蜂窝煤、纸面石膏板、各种新型节能复合墙板等。(4)散粒结构:指由松散粒状物质所形成的结构。例如混凝土集料、粉煤灰、细砂、膨胀珍珠岩等。2、细观结构 (10-3 10-6mm 尺度 )材料的细观结构是指可用光学显微镜观察到的结构。 金属材料的金相组织 木材的木纤维 混凝土内的微裂缝等3、微观结构( 10-6 10-10mm 原子、分子尺度)微观结构是指原子、分子层次的结构。可用电子显微镜或X射线来进行分析研究。按微观结构,材料可分为晶体、玻璃体、胶体。(1)晶体 (crystal) 原子晶体 (atomic crystal) 离子晶体 (ionic crystal) 分子晶体 (molecular crysta