第一章 建筑材料的基本性质 主要内容 §1 材料的组成结构与构造 §2 ★材料的密度、表观密度和孔隙率 §3 材料的力学性质 §4 ★材料与水有关的性质 §5 ★材料的耐久性 §6 材料与热有关的性质 §1 材料的组成、结构与构造 材料的组成、结构与构造是决定材料性能的内部因素。 材料的组成包括化学组成和矿物组成。 一）化学组成 1)定义 组成材料的化学元素种类和数量，直接影响材料的化学性质，也是决定材料物理力学性质的重要因素。土木工程材料的诸多性质都与其化学成分有关，如水泥中 CaO、MgO 含量影响着水泥的安定性。 2)表示方法 金属→化学元素的含量来表示，如碳素钢以碳元素含量来划分：25Mn（平均含 C=0.25%、含 Mn 0.7%-1.2%的镇静钢）。 非金属→元素氧化物含量，如水泥的SiO2、Al2O3 含量。 有机高分子材料→低分子化合物，如乙烯。 二）矿物组成 指组成材料的矿物种类和数量，矿物是具有一定化学成分和一定结构及物理力学性质的物质和单质的总称，是构成岩石和无机非金属材料的基本单元。例如硅酸盐水泥熟料的矿物组成：C3S、C2S、C3A、C4AF。 三）链节 合成高分子材料常以其链节表示，链节是一种或几种低分子化合物按特定结构构成的单元。如聚乙烯的链节是 C2H4 等。 四）组成与材料性能的关系 组成决定性能→高铝水泥与硅酸盐水泥。 组成相同时，结构决定性能→金刚石与石墨的成分均为 C，但由于 C 原子排列不同，前者为无色极坚硬的晶体，后者为黑色光滑的无定型粉末。 二、材料的结构 材料的结构是指材料的微观组织状况，可分为微观结构和显微结构。 1）晶体 晶体是质点(原子、分子、离子)在三维空间作有规律的周期性重复排列（远程有序）而形成的固体。 按晶体质点间键能的大小以及结合键的特性，可将晶体分为：原子晶体、离子晶体、金属晶 体、分子晶体。其性能如下表 ： 实际材料中的晶体，都有各种晶格缺陷，主要有点缺陷、线缺陷和面缺陷，这些缺陷会显著改变晶体材料的性质。此外，材料的性质还与晶粒的大小和分布状态有关。 2)非晶体 无定形结构或玻璃体结构。它是一种不稳定的结构，具有较高的化学活性，如硅酸盐水泥熟料。 二）显微结构 指用光学显微镜可以观察到的材料组成及结构，其尺度范围在 0.001～1mm，对材料性质有重要影响。例如水泥混凝土材料可分为水泥基相、集料分散相、界面过渡区及孔隙等，它们的状态、数量及性质将决定水...
