1、材料的組成材料的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造：1.1材料的組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造；1.材料成分：化學(xué)成分，礦物成分化學(xué)成分：構(gòu)成材料的各種化學(xué)元素。礦物成分：構(gòu)成物質(zhì)的礦物的種類(lèi)和含量。礦物質(zhì)：具有固定化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)特征的簡(jiǎn)單物質(zhì)或化合物。(一)材料的結(jié)構(gòu)宏觀(guān)結(jié)構(gòu)、微觀(guān)結(jié)構(gòu)和微觀(guān)結(jié)構(gòu)。宏觀(guān)結(jié)構(gòu)材料的宏觀(guān)結(jié)構(gòu)是指肉眼可以觀(guān)察到的外部和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。微觀(guān)結(jié)構(gòu)(亞微觀(guān)結(jié)構(gòu))，第二，材料的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)，以及材料的微觀(guān)結(jié)構(gòu)：材料在原子和分子水平上的內(nèi)部組織狀態(tài)。它與材料的強(qiáng)度、硬度、彈塑性、熔點(diǎn)、電導(dǎo)率、熱導(dǎo)率等重要性能密切相關(guān)。從微觀(guān)結(jié)構(gòu)來(lái)看，不同晶體、玻璃體和膠體結(jié)構(gòu)的材料具有不同的特性。1.材料的微觀(guān)結(jié)構(gòu)；1)晶體：定義：構(gòu)成

2、晶體的粒子(原子、離子和分子)按照一定的規(guī)則在空間中規(guī)則排列：晶體具有一定的幾何形狀、固定的熔點(diǎn)、各向異性和良好的化學(xué)穩(wěn)定性。決定因素：晶體中粒子的密度和粒子間的結(jié)合力。例如，在硅酸鹽礦物材料(如陶瓷)的復(fù)雜晶體結(jié)構(gòu)(基本單元是硅氧四面體)中，顆粒的相對(duì)密度不高，而且大多數(shù)顆粒是通過(guò)共價(jià)鍵連接的，因此變形能力小，因此它們是脆性的。材料的化學(xué)成分是相同的，但形成的晶體結(jié)構(gòu)可能不同，它們的性質(zhì)也大不相同。例如，應(yīng)時(shí)和硅藻土的化學(xué)成分與二氧化硅相同，但它們的性質(zhì)完全相同。玻璃體的定義：當(dāng)熔融物質(zhì)迅速冷卻時(shí)，其內(nèi)部顆粒固化，沒(méi)有規(guī)則的排列，形成的物質(zhì)結(jié)構(gòu)是玻璃體。特點(diǎn)：玻璃體沒(méi)有固定的幾何形狀，各向同

3、性，破壞時(shí)沒(méi)有清晰的解理面，加熱時(shí)沒(méi)有固定的熔點(diǎn)，僅出現(xiàn)軟化現(xiàn)象。同時(shí)，由于玻璃體是在快速淬火下形成的，內(nèi)應(yīng)力大，具有明顯的脆性，如玻璃。決定因素：當(dāng)玻璃體凝固時(shí)，定向排列粒子為時(shí)已晚，粒子之間的能量只能以?xún)?nèi)能的形式儲(chǔ)存。因此，玻璃體在化學(xué)上是不穩(wěn)定的，也就是說(shuō)，它具有化學(xué)勢(shì)，在一定條件下容易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。例如，粉煤灰、水淬?；郀t礦渣、火山灰等。都是玻璃體，通常用作波特蘭水泥的混合物以改善水泥的性能。粉煤灰玻璃體，3)膠體定義：將物質(zhì)分散在含有微小顆粒(粒徑為1米100米)的介質(zhì)中形成的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為膠體。特點(diǎn)：膠體顆粒細(xì)小，總表面積大，表面能大，吸附力強(qiáng)，具有很強(qiáng)的附著力。決定因素：它取決

4、于分散相和分散介質(zhì)的性質(zhì)，以及它們的相互作用和相對(duì)含量。當(dāng)分散在膠體中的粒子做布朗運(yùn)動(dòng)時(shí)，膠體被稱(chēng)為溶膠。溶膠具有很好的流動(dòng)性，利用這一特性可以制備建筑材料涂料。當(dāng)溶膠脫水或顆粒凝聚，分散的顆粒不再能根據(jù)布朗運(yùn)動(dòng)自由運(yùn)動(dòng)時(shí)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為凝膠。當(dāng)凝膠完全脫水時(shí)，它變成干凝膠，具有固體特性，即產(chǎn)生強(qiáng)度。波特蘭水泥主要水化產(chǎn)物的最終形式是凝膠。(2)材料結(jié)構(gòu)，材料結(jié)構(gòu)：宏觀(guān)內(nèi)部組織狀態(tài)和具有特定性質(zhì)的單元組合。土木工程材料常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式包括致密結(jié)構(gòu)、多孔結(jié)構(gòu)、纖維結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)、粒狀結(jié)構(gòu)和紋理結(jié)構(gòu)。1.致密結(jié)構(gòu)：材料中基本沒(méi)有孔隙，結(jié)構(gòu)致密。如鋼材、天然石材、玻璃、玻璃鋼等。特點(diǎn)：強(qiáng)度和硬度高，吸水率低，抗?jié)B性和抗凍性好，耐磨性好，隔熱性差。大理石致密表面，2、多孔結(jié)構(gòu)：內(nèi)部均勻分布著獨(dú)立或部分連通的孔隙如加氣混凝土、石膏制品、燒結(jié)普通磚等。加氣混凝土砌塊的多孔結(jié)構(gòu)。纖維結(jié)構(gòu)：材料內(nèi)部成分具有方向性，縱向緊密，橫向松散，結(jié)構(gòu)中有相當(dāng)多的孔隙。如木材、竹子、玻璃纖維和石棉。特點(diǎn)：具有明顯的方向性，一般強(qiáng)度較高，平行于纖維方向的導(dǎo)熱性較好。竹子的纖維結(jié)構(gòu)。分層結(jié)構(gòu)：不同的片材或各向異性片材粘合成一個(gè)整體，每層具有不同的材料特性。如膠合板、石膏板、塑料貼面等。特點(diǎn)：可顯著提高材料的強(qiáng)度、硬度、隔熱、裝飾等性能，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。膠合板的分層結(jié)構(gòu)。松散顆粒結(jié)構(gòu)：松散顆粒材料，