第1章 材料的基本性質(zhì)200703

12023/2/1土木工程材料

第1章工程材料的基本性質(zhì)

楊中正2023/2/121.1材料的物理性質(zhì)▲1.2材料的力學性質(zhì)▲1.3材料的耐久性▲1.4材料的光學性能第1章土木工程材料的基本性質(zhì)2023/2/13

第1章

土木工程材料的基本性質(zhì)

建筑材料的基本性質(zhì)，是指材料處于不同的使用條件和使用環(huán)境時，通常必須考慮的最基本的、共有的性質(zhì)。

第一節(jié)材料的物理性質(zhì)1.材料的體積：體積是材料占有的空間尺寸。包括絕對密實體積、表觀體積和堆積體積。（1）材料的絕對密實體積（Ｖ）：材料在絕對密實狀態(tài)下的體積，即材料內(nèi)部沒有孔隙、空隙時的體積。（2）材料的表觀體積（V0）：材料在自然狀態(tài)下的體積，即整體材料的外觀體積，含內(nèi)部孔隙和水分，但是不包括開口氣孔。2023/2/14（3）材料的堆積體積（）：

粉狀或粒狀材料，在堆積狀態(tài)下的總體外觀體積，包括顆粒內(nèi)部的孔隙、顆粒間的空隙。根據(jù)其堆積狀態(tài)不同，同一材料表現(xiàn)的堆積體積大小不同，松散堆積下的體積較大，密實堆積狀態(tài)下的體積較小。2.材料的密度

材料的密度是指材料在絕對密實狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，按下式計算：ρ=m/v

式中：ρ—密度,g/cm3或kg/m3

m—材料的質(zhì)量，g或kg

ρ—材料的絕對密實體積，cm3或m3

測試時，材料必須是絕對干燥狀態(tài)。含孔材料則必須磨細后采用排開液體的方法來測定其體積。2023/2/153.材料的表觀密度（容重）

表觀密度是指材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，一般指氣干狀態(tài)下的表觀密度。按下式計算：

式中 ρ0—材料的表觀密度,g/cm3

或kg/m3

m—材料的質(zhì)量，g或kg

V0—材料的表觀體積，cm3

或m3

因為大多數(shù)材料的表觀體積中包含有內(nèi)部孔隙，其孔隙的多少，孔隙中是否含有水及含水的多少，均可能影響其總質(zhì)量（有時還影響其表觀體積）。因此，材料的表觀密度除了與其微觀結(jié)構(gòu)和組成有關(guān)外，還與其內(nèi)部構(gòu)成狀態(tài)及含水狀態(tài)有關(guān).2023/2/164.材料的堆積密度

堆積密度是指粉狀或粒狀材料，在堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。按下式計算：

ρ0'=m/v0'=m/(V+VP+Vv)

式中:ρ0'—材料的堆積密度,g/cm3或kg/m3

m—材料的質(zhì)量，g或kg

v0'—材料的堆積體積，cm3或m3

粉狀或粒狀材料的質(zhì)量是指填充在一定容器內(nèi)的材料質(zhì)量，其堆積體積是指所用容器的容積而言。因此，材料的堆積體積包含了顆粒內(nèi)部孔隙和顆粒之間的空隙。2023/2/176.材料的密實度

密實度是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實的程度。

計算式如下：

D=V/V0×100%=（ρ0/ρ）×100%對于絕對密實材料(ρ—密度；ρ0—材料的表觀密度)，因ρ0=ρ，故密實度D=1或100%。對于大多數(shù)土木工程材料，因ρ0〈

ρ，故密實度D?1或D

?

100%。

2023/2/187孔隙率

材料的孔隙率是指材料內(nèi)部孔隙的體積占材料總體積的百分率，

P＝1－D?？紫堵蔖按下式計算：V—材料的絕對密實體積，cm3或m3V0—材料的表觀體積，cm3或m3ρ0—材料的表觀密度,g/cm3

或kg/m3ρ—密度,g/cm3或kg/m3

2023/2/19

8空隙率

空隙率是指散粒材料在其堆集體積中,顆粒之間的空隙體積所占的比例?？障堵蔖，按下式計算：

P'=Vv/V0'×100%=(V0'-V0)/V0'×100%=(1-ρ0'/ρ0)×100%

ρ0—材料的表觀密度;ρ0'—材料的堆積密度

空隙率的大小反映了散粒材料的顆?；ハ嗵畛涞闹旅艹潭取？障堵士勺鳛榭刂苹炷凉橇霞壟渑c計算含砂率的依據(jù)。2023/2/1109填充率.指散粒狀材料在某堆積體積中被其顆粒填充的程度。

D'=V0/V0'×100%=ρ0'/ρ0

×100%2023/2/111幾種密度的特點：

相同點：指單位體積質(zhì)量。（質(zhì)量/體積）區(qū)別：測試方法不同，獲得體積大小不同體積的測試方法：

實體體積——李氏比重瓶法(粉末)表觀體積(實體＋閉口)——排水法(水中重法)毛體積（實體＋閉口＋開口）——規(guī)則試件：計算法；不規(guī)則試件：飽和排水法堆積體積(實體＋閉口＋開口＋間隙)——密度筒法2023/2/112第二節(jié)材料的力學性質(zhì)

材料力學性質(zhì)指材料在外力作用下有關(guān)變形的性質(zhì)和抵抗外力作用破壞的能力。1.材料的強度.是材料在外力作用下抵抗破壞的能力。包括理論強度和實際強度。理論強度：指按材料結(jié)構(gòu)質(zhì)點（原子、分子和離子）作用力計算的強度，一般都很高。實際強度：按材料在荷載下實際具有的強度，一般遠遠低于理論強度。如C30理論抗拉強度為3X103MPa，實際抗拉強度為3MPa原因是材料內(nèi)部都存在很多缺陷。材料的強度通常指實際強度。2023/2/113根據(jù)外力作用方式的不同，材料強度有抗拉、抗壓、抗剪、抗彎（抗折）強度等。材料的抗彎、抗拉、抗壓、抗剪強度的計算式如下：-f------材料強度，MPa

Fmax--材料破壞時的最大荷載，N

A------試件受力面積，mm22023/2/114材料的抗彎強度與受力情況有關(guān)，一般試驗方法是將條形試件放在兩支點上，中間作用一集中荷載，對矩形截面試件，則其抗彎強度用下式計算：

fw------材料的抗彎強度，MPa

Fmax---材料受彎破壞時的最大荷載，N

A------試件受力面積，mm2

L------兩支點的間距，mm

b、h---試件橫截面的寬及高，mm

2023/2/115對于對稱荷載，對矩形截面試件，則其抗彎強度用下式計算：Fmax/2Fmax/2

a------對稱荷載間的距離， mm

2023/2/116抗彎強度（抗折強度Bendingstrength）

單點加荷：

三分點加荷：

不同材料，強度等級有不同的劃分方法，具體劃分在各章分講L/2L/22023/2/117強度等級.為了掌握材料的力學性質(zhì)，合理選擇材料，將材料按極限強度(或屈服點)劃分成不同的等級即強度等級。如石材、混凝土、紅磚等脆性材料主要用于抗壓，因此以抗壓極限強度來劃分等級，而鋼材主要用于抗拉，故以屈服點作為劃分等級的依據(jù)。

“比強度”

是評價材料是否輕質(zhì)高強的指標，指單位質(zhì)量的材料所具有的強度。其值等于材料的強度除以表觀密度，其數(shù)值大者，表明材料輕質(zhì)高強.2.彈性和塑性

彈性指材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當外力取消后能夠完全恢復原來形狀的性質(zhì)。其變形稱為彈性變形（或瞬時變形）。如彈性模量E＝σ/ε。塑性指材料在外力作用下產(chǎn)生變形，如果外力取消后，仍能保持變形后的形狀和尺寸，并且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)。其變形稱為塑性變形（或永久變形）。2023/2/1183.徐變與松弛：徐變指在長期不變外力作用下，變形隨時間延長而逐漸增大的現(xiàn)象；應力松弛指在長期荷載作用下，如總變形不變，而彈性變形逐漸降低、塑性變形逐漸增加的現(xiàn)象。4.脆性和韌性

脆性指材料受力達到一定程度時，突然發(fā)生破壞，并無明顯的變形的性質(zhì)。大部分無機非金屬材料均屬脆性材料，如天然石材，燒結(jié)普通磚、陶瓷、玻璃、普通混凝土、砂漿等。

脆性材料的另一特點是抗壓強度高而抗拉、抗折強度低。在工程中使用時，應注意發(fā)揮這類材料的特性。

韌性或沖擊韌性指材料在沖擊或動力荷載作用下，能吸收較大能量而不破壞的性能。韌性以試件破壞時單位面積所消耗的功表示。計算公式如下：2023/2/119式中ak-----材料的沖擊韌性，J/mm2

；

Ｗk-----試件破壞時所消耗的功，J；

A-------材料受力截面積,（mm2）.5.硬度、磨損及磨耗

5.1.硬度.

是材料表面的堅硬程度，是抵抗其它硬物刻劃、壓入其表面的能力。硬度大的材料耐磨性較強，但不易加工。5.2.磨損.材料受外界物質(zhì)的摩擦作用而減小質(zhì)量和體積的現(xiàn)象。5.3.

磨耗.材料同時受到摩擦和沖擊而減小質(zhì)量和體積的現(xiàn)象。2023/2/120

材料的耐磨性用磨耗率表示，計算公式如下：式中G------材料的磨耗率，（g/cm2）；

m1----材料磨損前的質(zhì)量，（g）；

m2-----材料磨損后的質(zhì)量，（g）；

A------材料試件的受磨面積（cm2）.6疲勞極限.指在交替荷載作用下，應力也隨時間作交替變化，這種應力超過某一限度而長期反復會造成材料的破壞的限度。

疲勞破壞往往沒有明顯的塑性變形，即發(fā)生突然斷裂，即使塑性好的材料也是這樣，破壞應力低于極限強度，甚至底于屈服強度。2023/2/121第三節(jié)材料與水有關(guān)的性質(zhì)

1.材料的親水性與憎水性

潤濕角(接觸角)：是氣、固、液三相的交點沿液面切線與液相和固相相接觸的方向所成的角。產(chǎn)生的原因是由水分子和固體材料表面之間的相互作用不同引起的。a、當水分子的內(nèi)聚力<水分子與固體分子間的吸引力時,材料表現(xiàn)為親水性。b、當水分子的內(nèi)聚力>水分子與固體分子間的吸引力時,材料表現(xiàn)為憎水性。>90o

憎水性=180o

完全不潤濕圖1－1材料潤濕示意圖

90o

親水性=0o

完全潤濕2023/2/1222.材料的吸水性

材料能吸收水分的能力，稱為材料的吸水性。吸水的大小以吸水率來表示。

2.1.質(zhì)量吸水率

質(zhì)量吸水率是指材料在吸水飽和時，所吸水量占材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量百分比，并以ｗm表示。計算公式為：

式中mb——材料吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量（ｇ或kg）

mg——材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（ｇ或kg）。

2023/2/1232.2體積吸水率

體積吸水率是指材料在吸水飽和時，所吸水的體積占材料自然體積的百分率，并以WＶ表示。計算公式為：

式中 mb——材料吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量（ｇ或kg）

mg——材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（ｇ或kg）。

V0—

材料在自然狀態(tài)下的體積，（cm3或m3）

ρw—

水的密度,（g/cm3

或kg/m3），常溫下取ρw=1.0g/cm3

2023/2/124材料的吸水率與其孔隙率有關(guān)，更與其孔特征有關(guān)。因為水分是通過材料的開口孔吸入并經(jīng)過連通孔滲入內(nèi)部的。材料內(nèi)與外界連通的細微孔隙愈多，其吸水率就愈大?？紫短卣鳎捍罂祝】?，開口，閉口，連通,封閉。3.材料的吸濕性

材料的吸濕性是指材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)。干燥的材料處在較潮濕的空氣中時，便會吸收空氣中的水分----吸濕過程；而當較潮濕的材料處在較干燥的空氣中時，便會向空氣中放出水分---干燥過程。即材料的含水多少是隨空氣的濕度變化的。2023/2/125材料的含水率指材料在任一條件下含水的多少，并以Ｗh表示。其計算公式為：

式中 ms——材料吸濕狀態(tài)下的質(zhì)量（ｇ或kg）；

mg——材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（ｇ或kg）。顯然，材料的含水率受所處環(huán)境中空氣濕度的影響。當空氣中濕度在較長時間內(nèi)穩(wěn)定時，材料的吸濕和干燥過程處于平衡狀態(tài)，此時材料的含水率保持不變，其含水率叫作材料的平衡含水率。而材料吸水達到飽和時的含水率即為材料的吸水率。2023/2/1264.材料的耐水性.指材料長期在飽和水的作用下不破壞，強度也不顯著降低的性質(zhì)。衡量材料耐水性的指標是材料的軟化系數(shù)KR：式中KR--材料的軟化系數(shù)

fb--材料吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強度（MPa）。

fg--材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強度（MPa）

軟化系數(shù)反映了材料飽水后強度降低的程度，是材料吸水后性質(zhì)變化的重要特征之一。一般材料吸水后，水分會分散在材料內(nèi)微粒的表面，削弱其內(nèi)部結(jié)合力，強度則有不同程度的降低。當材料內(nèi)含有可溶性物質(zhì)時（如石膏、石灰等），吸入的水還可能溶解部分物質(zhì)，造成強度的嚴重降低。

2023/2/127軟化系數(shù)的波動范圍在0-1。工程中通常將

ＫＲ＞0.85的材料稱為耐水性材料，可以用于水中或潮濕環(huán)境中的重要工程。用于一般受潮較輕或次要的工程部位時，材料軟化系數(shù)也不得小于0.75。5.抗凍性

抗凍性是指材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受反復凍融循環(huán)作用而不破壞，強度也不顯著降低的性能。

材料吸水后，在負溫作用條件下，水在材料毛細孔內(nèi)凍結(jié)成冰，體積膨漲所產(chǎn)生的凍脹壓力造成材料的內(nèi)應力，會使材料遭到局部破壞。隨著凍融循環(huán)（-15℃和室溫或20℃）的反復，材料的破壞作用逐步加劇，這種破壞稱為凍融破壞。

2023/2/128抗凍性以試件在凍融后的質(zhì)量損失或相對動彈模量損失、強度降低不超過一定限度時所能經(jīng)受的凍融循環(huán)次數(shù)來表示，或稱為抗凍等級。材料的抗凍等級可分為Ｆ15、Ｆ25、Ｆ50、Ｆ100、Ｆ200等，分別表示此材料可承受15次、25次、50次、100次、200次的凍融循環(huán)，質(zhì)量損失不超過５％，相對動彈模量下降至≦６０％，強度損失不超過２５％。影響抗凍性因素：材料的抗凍性與材料的強度、孔結(jié)構(gòu)、耐水性和吸水飽和程度有關(guān)。6.材料的抗?jié)B性.是材料在壓力水作用下抵抗水滲透的性能。建筑工程中許多材料常含有孔隙、孔洞或其它缺陷，當材料兩側(cè)的水壓差較高時，水可能從高壓側(cè)通過內(nèi)部的孔隙、孔洞或其它缺陷滲透到低壓側(cè)。這種壓力水的滲透，不僅會影響工程的使用，而且滲入的水還會帶入能腐蝕材料的介質(zhì)，或?qū)⒉牧蟽?nèi)的某些成分帶出，造成材料的破壞。

2023/2/1296.1滲透系數(shù).通過下式計算:

K—滲透系數(shù),（cm3/（s.cm2））；Q—滲水量，（cm3）；A—滲水面積,（cm2）；H—材料兩側(cè)的水壓差，（cm）；d—試件厚度（cm）；t—滲水時間（s）.6.2抗?jié)B等級.

指用標準方法進行透水試驗時，材料標準試件在透水前所能承受的最大水壓力，并以字母P及可承受的水壓力（以0.1MPa為單位）來表示抗?jié)B等級。如P4、P6、P8、P10…等，表示試件能承受逐步增高至0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa…的水壓而不滲透。影響因素：孔隙率，空隙特征。應用：地下建筑，水工建筑，防水材料。2023/2/130λ——導熱系數(shù)，Ｗ／（ｍ·Ｋ）；Ｑ－傳導的熱量，Ｊ

ｄ—材料厚度，ｍ；A——熱傳導面積，m2

t一熱傳導時間，s；（T2-T1）－材料兩面溫度差，K

在物理意義上，導熱系數(shù)為單位厚度(1m)的材料、兩面溫度差為1Ｋ時、在單位時間(1s)內(nèi)通過單位面積(1㎡)的熱量。

一般將λ≤0.175Ｗ／（ｍ·Ｋ）的稱為絕熱材料。如泡沫塑料（λ＝0.035）。

第四節(jié)材料的熱工性質(zhì)1.導熱性--材料傳導熱量的能力。當材料兩面存在溫度差時，熱量從材料一面通過材料傳導至另一面的性質(zhì)。導熱性用導熱系數(shù)λ表示。2023/2/131

2.熱容量和比熱

材料在受熱時吸收熱量，冷卻時放出熱量的性質(zhì)稱為材料的熱容量。單位質(zhì)量材料溫度升高或降低1Ｋ所吸收或放出的熱量稱為熱容量系數(shù)或比熱。比熱的計算式：C---材料的比熱，J/（g·K）；Q--材料吸收或放出的熱量(熱容量)

m---材料質(zhì)量，g；（T2-T1）--材料受熱或冷卻前后的溫差，K3.熱阻和傳熱系數(shù)

熱阻是材料層（墻體或其它圍護結(jié)構(gòu)）抵抗熱流通過的能力。熱阻的計算式Ｒ＝1/λＲ——材料層熱阻，（m·K）/W；

λ——材料的導熱系數(shù)，Ｗ／(ｍ·K)2023/2/132

第五節(jié)材料的耐久性

材料的耐久性是泛指材料在使用條件下，受各種內(nèi)在或外來自然因素及有害介質(zhì)的作用而不破壞，且能保持原有性能的性質(zhì)。包括抗?jié)B、抗凍、抗風化、抗老化和耐腐蝕等。

材料在建筑物中，除要受到各種外力的作用之外，還經(jīng)常要受到環(huán)境中許多自然因素的破壞作用。這些破壞作用包括物理、化學、生物的作用。

物理作用可有干濕變化、溫度變化及凍融變化等。這些作用將使材料發(fā)生體積的脹縮，或?qū)е聝?nèi)部裂縫的擴展。時間長久即會使材料逐漸破壞。在寒冷地區(qū)，凍融變化對材料會起著顯著的破壞作用。在高溫環(huán)境下，經(jīng)常處于高溫狀態(tài)的建筑物或構(gòu)筑物，所選用的建筑材料要具有耐熱性能。在民用和公共建筑中，考慮安全防火要求，須選用具有抗火性能的難燃或不燃的材料。2023/2/133化學作用包括大氣、環(huán)境水以及使用條件下酸、堿、鹽等液體或有害氣體對材料的侵蝕作用。生物作用包括菌類、昆蟲等的作用而使材料腐朽、蛀蝕而破壞。磚、石料、混凝土等礦物材料，多是由于物理作用而破壞，也可能同時會受到化學作用的破壞。金屬材料主要是由于化學作用引起的腐蝕。木材等有機質(zhì)材料常因生物作用而破壞。瀝青材料、高分子材料在陽光、空氣和熱的作用下，會逐漸老化而使材料變脆或開裂。2023/2/134

決定材料耐腐蝕的內(nèi)在因素主要有:

(1)材料的化學組成和礦物組成。如果材料的組成成分容易與酸、堿、鹽、氧或某些化學物質(zhì)起反應，或材料的組成易溶于水或某些溶劑，則材料的耐腐蝕性較差。

(2)非晶體材料較同組成的晶體材料的耐腐蝕性差。因前者較后者有較高的化學能，即化學穩(wěn)定性差。

(3)材料內(nèi)部的孔隙率，特別是開口孔隙率?？紫堵试酱?，腐蝕物質(zhì)越易進入材料內(nèi)部，使材料內(nèi)外部同時受腐蝕，因而腐蝕加劇。

(4)材料本身的強度。材料的強度越差，則抵抗腐蝕的能力越差。2023/2/135第六節(jié)材料的其它性質(zhì)1.裝飾性能

指材料具有美化整個建筑物，并可保護建筑物，改善室內(nèi)環(huán)境條件的性能。所以說裝飾性能實際上也是一個綜合性能。

選用裝飾材料要考慮顏色、光澤、透明度、表面組織、形狀尺寸、成本造價以及多功能性。2.防火性能

指材料在使用狀態(tài)下，抵抗火災作用的性能。按燃燒性能可將材料分為燃燒材料、難燃材料和非燃燒材料。一般采用表示材料燃燒的難易程度氧指數(shù)。所謂氧指數(shù)指 在規(guī)定條件下，固體材料在氧、氮混合氣流中，維持平穩(wěn)燃燒需的最低氧含量。2023/2/136一般認為，氧指數(shù)＜22屬易燃材料，氧指數(shù)在22--27之間屬可燃材料，氧指數(shù)＞27屬難燃材料。3.放射性指材料中放射性元素放出的射線，會對人的健康產(chǎn)生影響，這種性能稱為材料的放射性。2023/2/137第7節(jié).建筑材料的組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造

1.材料的組成.包括材料的化學組成、礦物組成和相組成。（1）化學組成：組成材料的化學元素及其化合物的種類和數(shù)量。（2）礦物組成：構(gòu)成材料礦物的種類和數(shù)量。礦物指具有特定的化學成分、晶體結(jié)構(gòu)和物理性能的物質(zhì)或單質(zhì)。如花崗巖由石英和長石礦物組成。（3）相組成：相的種類和數(shù)量。相指具有同一聚集狀態(tài)、同一結(jié)構(gòu)合性質(zhì)并以界面相互隔開的均勻部分。2023/2/1382.材料的構(gòu)造.

指宏觀組織結(jié)構(gòu)而言，如材料的孔隙、巖石的層理、木材的紋理等。3.材料的結(jié)構(gòu).

材料的結(jié)構(gòu)包括宏觀結(jié)構(gòu)、細觀結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)。3.1.宏觀結(jié)構(gòu).是指材料宏觀存在的狀態(tài)，即肉眼或放大鏡可分辨的毫米級組織。主要有致密結(jié)構(gòu)、多孔結(jié)構(gòu)、纖維結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)等。

按孔隙尺寸可以分為：

（1）致密結(jié)構(gòu)，基本上是無孔隙存在的材料。例如鋼鐵、有色金屬、致密天然石材、玻璃、玻璃鋼、塑料等。2023/2/139致密天然石材2023/2/140（2）多孔結(jié)構(gòu).指具有粗大孔隙的結(jié)構(gòu)。這種材料的的性質(zhì)決定于孔隙的特征、多少、大小及分布情況。一般來說，這類材料的強度較低，抗?jié)B性和抗凍性較差，絕熱性較好。如加氣混凝土、石膏制品、燒結(jié)普通磚等。

加氣混凝土2023/2/141按照組織結(jié)構(gòu)分為：(1）纖維結(jié)構(gòu)。其材料內(nèi)部組成有方向性，縱向較緊密而橫向疏松，組織中存在相當多的孔隙。這類材料的性質(zhì)具有明顯的方向性，一般平行纖維方向的強度較高，導熱性較好。如木材、竹、玻璃纖維、石棉等。如竹的纖維構(gòu)造。竹2023/2/142

（2）層狀結(jié)構(gòu).指天然形成或人工方法用膠結(jié)料將不同的片材或具有各向異性的片材膠合成具有層狀的材料結(jié)構(gòu)。其每一層的材料性質(zhì)不同，但疊合成層狀構(gòu)造的材料后，可獲得平面各向同性，更重要的是可以顯著提高材料的強度、硬度、絕熱或裝飾等性質(zhì)，擴大其使用范圍。如膠合板、紙面石膏板、塑料貼面板等。膠合板2023/2/143

(3）散粒結(jié)構(gòu).指呈松散顆粒狀的材料。有密實顆粒與輕質(zhì)多孔顆粒之分。前者如砂子、石子等，因其致密，強度高，適合做承重的混凝土骨料。后者如陶粒、膨脹珍珠巖等，因具多孔結(jié)構(gòu)，適合做絕熱材料。陶粒2023/2/144(4）紋理構(gòu)造.

天然材料在生長或形成過程中，自然造成的天然紋理或人工造成的紋理，使材料具有良好的裝飾性。如木材、大理石、花崗石等板材，或人工制造材料時特意造成的紋理，如瓷質(zhì)彩胎磚、人造花崗石板材等。為了提高建筑材料的外觀美，目前廣泛采用仿真技術(shù)，已研制出多種紋理的裝飾材料。大理石2023/2/145

（5）堆積結(jié)構(gòu)：由集料與具有膠凝材性或粘結(jié)性物質(zhì)膠結(jié)而成的結(jié)構(gòu)。如水泥混凝土、砂漿、瀝青混合料。3.2.微觀結(jié)構(gòu).指原子、分子層次上的結(jié)構(gòu)，其尺寸為10-10—10-6m級。材料的許多性質(zhì)（如強度、硬度、熔點、導熱性、導電性等）都取決于其微觀結(jié)構(gòu)。一般可分為晶體、玻璃體和膠體。

晶體結(jié)構(gòu)的特征是其內(nèi)部質(zhì)點（離子、原子、分子）按照特定的規(guī)則在空間周期性排列。

玻璃體也稱非晶體或無定形體。其化學不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，容易與其它物質(zhì)起化學作用。

膠體結(jié)構(gòu)的晶粒為10-7～10-9m的固體顆粒作為分散相，稱為膠粒，分散在連續(xù)介質(zhì)中形成的分散體系，被稱為膠體。2023/2/146

3.3.細觀結(jié)構(gòu)（或顯微結(jié)構(gòu)、亞微觀結(jié)構(gòu)）.指光學顯微鏡能看到的10-6—10-3m級的結(jié)構(gòu)，介于微觀結(jié)構(gòu)和宏觀結(jié)構(gòu)之間。如金屬材料晶粒的粗細及其金相組織，木材的木纖維，混凝土中的孔隙及界面等。珠光體注：（1）珠光體.鐵素體和滲碳體的機械混合物，層狀結(jié)構(gòu)。

鐵素體.指碳在α-Fe（910℃下結(jié)晶體）中的固溶體，含碳量＜0.6％。滲碳體指鐵和碳的化合物Fe3O，含碳量高達6.67％，結(jié)構(gòu)復雜。2023/2/147剛玉剛玉莫來石莫來石2023/2/148思考題P23習題一、二、三、四（1,5）2023/2/149例2-1材料的密度、表觀密度、堆積密度有何區(qū)別？如何測定？材料含水后對三者有什么影響？解：密度表觀密度堆積密度

對于含孔材料，三者的測試方法要點如下：測定密度時，需先將材料磨細，之后采用排出液體或水的方法來測定體積。測定表觀密度時，直接將材料放入水中，即直接采用排開水的方法來測體積；測定堆積密度時，將材料直接裝入已知體積的容量筒中，直接測試其自然堆積狀態(tài)下體積。含水與否對密度無影響，因密度是對干燥狀態(tài)而言的。含水對堆積密度，表觀密度的影響則較復雜．一般來說是使堆積密度表觀密度增大。2023/2/150例2-2某工地所用卵石材料的密度為2.65g/cm3、表觀密度為2.61g/cm3、堆積密度為1680kg/m3，計算此石子的孔隙率與空隙率？解：石子的孔隙率：石子的空隙率：2023/2/151例2-3某石材在氣干、絕干、水飽和情況下測得的抗壓強度分別為174、178、165MPa，求該石材的軟化系數(shù)，并判斷該石材可否用于水下工程。解：該石材的軟化系數(shù)為:由于該石材的軟化系數(shù)為0.93，大于0.85，故