Chapter+1_Fundamental+Properties+of+Civi....ppt

土木工程材料Civil Engineering Materials
School of Civil Engineering & Architecture
Nanchang University
王信刚(WANG Xin-gang)
第一章土木工程材料的基本性质
Chapter 1
Fundamental Properties of Civil Engineering Materials
主要内容
材料的组成、position, Microstructure & Macrostructure
材料的密度、表观密度和孔隙率Density, Apparent Density & Porosity
材料与水有关的性质Properties Relevant Action of Water
材料的力学性质Mechanical Properties
材料的耐久性Durability
材料的组成
材料是由分子、原子组成的
化学组成:构成材料化学元素的种类和数量
表示方法:金属-元素含量百分数 25Mn 非金属-元素氧化物含量 Clinker 25Mn:C=%,Mn=~%,镇静钢 Clinker: CaO,SiO2,Al2O3,Fe2O3
矿物组成:各化学元素形成的矿物结构形式
相组成:气相、液相、固相+ 界面相
(例如:混凝土是多相复合材料)
材料的组成与结构的关系
材料的化学组成决定材料的性能无机金属材料、非金属材料、有机高分子材料
材料的矿物组成决定材料的性能硅酸盐水泥与铝酸盐水泥性能的差异是由其组成决定的
材料的结构形式决定材料的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
材料的结构
材料的宏观性能是由其组成和其内部结构所决定的,材料的结构可分为:
微观结构(Microstructure)
亚微观结构(Sub-Microstructure)
微观结构
微观结构:构成材料基本微粒的排列方式,分为晶体、非晶体、胶体晶体 Crystal:原子晶体、离子晶体、金属晶体、分子晶体非晶体 Non-Crystal:无定形结构或玻璃体结构,具有不稳定的结构形式,如硅酸盐水泥熟料
水泥熟料水化产物的微观结构
Microstructure
SEM photograph of Ettringite (AFt) needle shaped crystal and C-S-H gel
C-S-H: gel
AFt: needle shaped crystal
亚微观结构
亚微观结构:尺度为1 mm~10-3 mm
混凝土的亚微观结构→水泥基体相、集料分散相、界面相和孔隙相
Sub-Microstructure