第一章土木工程材料的基本性质概要

1、河南大学土木建筑学院河南大学土木建筑学院School of Civil Engineering and Architecture of Henan University 材料的组成材料的组成是决定材料物理力学性质的主要因素之一，而且，当材料与外界自然环境以及各种物质相接触时，它们之间必然要按照化学变换规律发生作用。 材料的组成可以分为：化学组成、矿物组成、相化学组成、矿物组成、相组成。组成。 晶体是由离子、原子或分子等质点在空间按一晶体是由离子、原子或分子等质点在空间按一定方式重复排列而成的固体定方式重复排列而成的固体. . 特征：具有固定的几何外形，各向异性，在一特征：具有固定的几何外形，各

2、向异性，在一定的压力下具有固定的熔点，受到外力作用时可产定的压力下具有固定的熔点，受到外力作用时可产生弹性变形。生弹性变形。NaCl晶体中Na+、Cl-离子有规则排列方方解解石石石英石英菱菱锰锰矿矿玻璃结构上近程有序，远程无序。其有序范围玻璃结构上近程有序，远程无序。其有序范围只有有序单位尺寸的几倍距离。只有有序单位尺寸的几倍距离。玻璃体的特点是材料没有固定的熔点和几何形玻璃体的特点是材料没有固定的熔点和几何形状，且各向同性状，且各向同性 ，其化学稳定性差，易与其他物质，其化学稳定性差，易与其他物质发生化学反应。发生化学反应。 钠硅玻璃结构粉煤灰中的玻璃微珠 胶体是指粒径为胶体是指粒径为101

3、0-7-71010-9-9m m的颗粒在介质中形的颗粒在介质中形成的分散体系。由于胶体的质点很微小，其表面积很大，成的分散体系。由于胶体的质点很微小，其表面积很大，于是表面能很大，吸附能力很强。于是表面能很大，吸附能力很强。 溶胶溶胶在胶体结构中，介质对胶体的物理力学在胶体结构中，介质对胶体的物理力学性能起决定作用。性能起决定作用。 凝胶凝胶由于脱水作用或质点的凝聚而产生凝胶，胶由于脱水作用或质点的凝聚而产生凝胶，胶粒相互吸附凝聚而形成网状结构，凝胶体具有固体的性粒相互吸附凝聚而形成网状结构，凝胶体具有固体的性质。在长期应力作用下，又具有粘性液体的流动性质。质。在长期应力作用下，又具有粘性液体

4、的流动性质。胶体反映出胶粒的物理力学性质。胶体反映出胶粒的物理力学性质。 溶胶 凝胶混凝土的裂缝混凝土的裂缝CaCO3的SEM照片粘土实心砖的SEM照片 密度密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。 表观密度表观密度是材料在包括闭口孔隙条件下单位体积的质量。 堆积密度堆积密度是指散粒或纤维状材料在堆积状态下单位体积的质量。密度、表观密度和堆积密度既有联系又有差别。 00mV00000011VVVPVV maxFfA式中 f-材料强度， MPaFmax-材料破坏时的最大荷载，NA-试件受力面积，mm22max23bhLFf 2maxbhLFf 材材 料料抗抗 压压 强强 度度抗抗 拉拉 强强 度度抗抗 弯弯 强强 度度花岗岩花岗岩100 2505 810 14普通粘土砖普通粘土砖7.5 301.6 4.0普通混凝土普通混凝土7.5 601 9松木松木（顺纹）（顺纹）30 5080 12060 100建筑钢材建筑钢材240 1500240 1500抗渗实验仪抗