1、.F材料的組成 F材料的結構和構造 1.4 1.4 材料的組成、結構和構造材料的組成、結構和構造.材料的結構分為宏觀結構宏觀結構、細觀結構細觀結構和微觀結構微觀結構。v宏觀結構材料的宏觀構造是指可用肉眼能觀察到的外部和內部的結構。土木工程材料常見的構造形式有：密實構造、多孔構造、纖維構造、層狀構造、散粒構造、紋理構造。v細觀結構（亞微觀結構）v微觀結構1.42 1.42 材料的結構與構造材料的結構與構造.v密實構造的材料內部基本上無孔隙，結構致密。這類材料的特點是強度和硬度較高，吸水性小，抗滲和抗凍性較好，耐磨性較好，絕熱性差。如鋼材、天然石材、玻璃、玻璃鋼等。大理巖的致密表面.v多孔構造的材

2、料其內部存在大體上呈均勻分布的獨立的或部分相通的孔隙，含孔率較高，孔隙又有大孔和微孔之分。具有多孔構造的材料，其性質決定于孔隙的特征、多少、大小及分布情況，一般來說，這類材料的強度較 低，抗滲性和抗凍性較 差，絕熱性較好。如加 氣混凝土、石膏制品、 燒結普通磚等。加氣混凝土砌塊的多孔構造.v纖維構造的材料內部組成有方向性，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。 竹的纖維構造.鋼纖維.v層狀構造的材料具有疊合結構，它是用膠結料將不同的片材或具有各向異性的片材膠合而成整體，其每一層的材料性

3、質不同，但疊合成層狀構造的材料后，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， 擴大其使用范圍。如膠 合板、紙面石膏板、塑 料貼面板等。膠合板的層狀構造.v散粒狀構造指呈松散顆粒狀的材料，有密實顆粒與輕質多孔顆粒之分。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，因具多孔結構，適合做絕熱材料。粒狀構造的材料顆 粒間存在大量的空隙， 其空隙率主要取決于顆 粒大小的搭配。用作混 凝土骨料時，要求緊密 堆積，輕質多孔粒狀材 料用作保溫填充料時，則希望空隙率大一些好。陶粒的粒狀構造.v天然材料在生長或形成過程中，自然造成

4、的天然紋理，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，如瓷質彩胎磚、人造花崗石板材等，這些 天然或人工造成的紋理， 使材料具有良好的裝飾 性。為了提高建筑材料 的外觀美，目前廣泛采 用仿真技術，已研制出 多種紋理的裝飾材料。 大理石的紋理結構.v材料的微觀結構是指物相的種類、形態、大小及其分布特征。它與材料的強度、硬度、彈塑性、熔點、導電性、導熱性等重要性質有著密切的關系。v土木工程材料的使用狀態均為固體，固體材料的相結構基本上可分為&晶體、&玻璃體、&膠體v 不同結構的材料，各具不同特性。 .v構成晶體的質點（原子、離子、分子）是按一定的規則在空間

5、呈有規律的排列，因此晶體具有一定的幾何外形，顯示各向異性，但實際應用的晶體材料，通常是由許多細小的晶粒雜亂排列組成，故晶體材料在宏觀上顯示為各向同性。v晶體內質點的相對密集程度和質點間的結合力，對晶體材料的性質有著重要的影響。例如在硅酸鹽礦物材料（如陶瓷）的復雜晶體結構（基本單元為硅氧四面體）中，質點的相對密集程度不高，且質點間大多是以共價鍵聯結，變形能力小，呈現脆性。 .v材料的化學成分相同，但形成的晶體結構可以不同，其性能也就大有差異。如石英和硅藻土，化學成分同為SiO2，但各自性能頗不相同。另外，晶體結構的缺陷，對材料性質的影響很大。 .v將熔融的物質進行迅速冷卻（急冷），使其內部質點來

6、不及作有規則的排列就凝固了，這時形成的物質結構即為玻璃體玻璃體，又稱無定形體。玻璃體無固定的幾何外形，具有各向同性，破壞時也無清楚的解理面，加熱時無固定的熔點，只出現軟化現象。同時，因玻璃體是在快速急冷下形成的，故內應力較大，具有明顯的脆性，如玻璃。v由于玻璃體在凝固時質點來不及作定向排列，質點間的能量只能以內能形式儲存起來，因此玻璃體具有化學不穩定性，亦即存在化學潛能，. 在一定的條件下，易與其它物質發生化學反應。例如粉煤灰、水淬粒化高爐礦渣、火山灰等均屬玻璃體，常被大量用作硅酸鹽水泥的摻合料，以改善水泥性質粉煤灰玻璃體.v物質以極微小的質點（粒徑為1 m100 m）分散在介質中所形成的結構

7、稱為膠體膠體。其中分散粒子一般帶有電荷（正電荷或負電荷），而介質帶有相反的電荷，從而使膠體保持穩定。由于膠體的質點很微小，其總的表面積很大，因而表面能很大，有很強的吸附力，所以膠體具有較強的粘結力。v膠體中分散的微粒作布朗運動時，這種膠體稱溶膠，溶膠具有較大的流動性，建筑材料中的涂料就是利用這一性質配制而成的。.v當溶膠脫水或微粒產生凝聚，使分散質點不能再按布朗運動自由移動時，稱為凝膠，凝膠具有觸變性，即將凝膠攪拌或振動，又能變成溶膠。水泥漿、新拌混凝土、膠 粘劑等均表現有觸變性。 當凝膠完全脫水則成干 凝膠體，它具有固體的 性質，即產生強度。硅 酸鹽水泥主要水化產物 的最后形式就是凝膠體。 水泥凝膠體.小結：材料基本性質間關系孔隙率增加，密度不變，表觀密度降低，強度降低，吸水率增