第1章材料的基本性质.ppt
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1、第1章 土木工程材料的基本性质,第一节 材料的组成、结构和构造 第二节 材料的基本物理性质 第三节 材料的基本力学性质 第四节 材料的耐久性,第一节 材料的组成、结构和构造,一、材料的组成,化学组成: -化学组成是指构成材料的化学元素及化合物的种类及数量。 -金属材料常以各化学元素含量表示 -无机非金属材料常以各氧化物含量表示 -有机材料常以各化合物的含量表示,矿物组成: 矿物是具有一定化学成分和结构特征的单质或化合物。 矿物组成是指构成材料的矿物的种类和数量,它是决定无机非金属材料化学、物理、力学等性质的重要因素。,材料的化学组成不同,则材料的矿物组成就不同 ; 材料的化学组成相同,可以有不
2、同的矿物组成。,相组成:指材料中结构相近、性质相同的均匀部分。,二、材料的结构与构造,宏观结构,亚微观结构(显微或细观结构),微观结构,第一节 材料的组成、结构和构造,1、宏观结构(构造),指用肉眼或放大镜能分辨的粗大组织。其尺寸在10-3m级以上。,精细结构,肉眼,1、宏观结构(构造),材料的宏观结构及其相应的主要特征,宏观结构(构造)的分类,按孔隙特征分,按 孔 径 分,按构成形态分,宏观结构(构造)的分类,按孔隙特征分,按 孔 径 分,按构成形态分,致密结构 多孔结构 微孔结构,宏观结构(构造),按孔隙特征分,按 孔 径 分,按构成形态分,粗大孔隙结构 细小孔隙结构 极微细孔隙结构,宏观
3、结构(构造),按孔隙特征分,按 孔 径 分,按构成形态分,聚集结构 纤维结构 层状结构 散粒结构,2、亚微观结构(显微或细观结构),指用光学显微镜所看到的结构。其尺寸范围在10-310-6m。,该结构主要研究材料内部的晶粒、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。,光学显微镜下的影像,光学显微镜,3、微 观 结 构,指通过电子显微镜、X-射线衍射仪等手段来研究的原子级或分子级结构。尺寸范围在10-7-10-10m。,扫描电子显微镜下的影像,扫描电子显微镜,微 观 结 构,材料的构造:材料结构单元的搭配与组合,第二节 材料的基本物理性质,一、材料的密度、表观密度、堆积密度 二、
4、密实度、孔隙率 三、填充率、空隙率 四、与水有关的性质,一、材料的密度、表观密度、堆积密度,材料的密度,表 观 密 度,堆 积 密 度,视 密 度,一、材料的密度、表观密度、堆积密度,材料在绝对密实状态下单位体积的重量。 (kg/m3) 式中: 密度 m 材料的质量,kg。 v 材料在绝对密实状态下的体积,m3。 测定方法:李氏瓶法、排水法、几何法。,材料的密度,表 观 密 度,堆 积 密 度,视 密 度,一、材料的密度、表观密度、堆积密度,散粒材料包括封闭孔在内的单位体积的重量。 式中: 表观密度,kg/m3。 m 材料的质量,kg。 v包括封闭孔在内的体积,m3。,材料的密度,表 观 密
5、度,堆 积 密 度,视 密 度,一、材料的密度、表观密度、堆积密度,材料在自然状态下单位体积的重量。 式中: 。 表观密度,kg/m3。 m材料的质量,kg。 V。材料在自然状态下的体积,m3。,材料的密度,表 观 密 度,堆 积 密 度,视 密 度,一、材料的密度、表观密度、堆积密度,散粒材料在堆积状态下单位体积的重量。 (kg/m3) 式中: 。堆积密度 m材料的质量,kg。 v。材料在堆积状态下的体积,m3。,材料的密度,表 观 密 度,堆 积 密 度,视 密 度,二、密实度、孔隙率,1、密实度:是指材料体积内被固体物质充实的程度。,关系: D + P = 1,2、孔隙率:是指材料体积内
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