水泥及水泥混凝土

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1、第一篇水泥物理化学及力学基础水泥石的微观结构较为复杂，涉及到晶体、非晶体、玻璃体、固溶体、胶体等概念。在使用阶段还与其表面及界面性能、力学性能、物理性能有关。晶体——在固体中，由原子、分子或离子作三向规则排列成有序的结构称为晶体。例如：铝、锌、组成岩石的各种矿物等。分为离子键晶体、共价键晶体、金属键晶体、分子键晶体、氢键晶体。非晶体——原子、分子或离子沿三维空间作不规则排列的，称为菲晶体。例如：玻璃、塑料等。玻璃体——由熔融物冷却较快而形成的。当达到凝固温度时，还具有很大的粘度，使原子来不及按照一定的规则排列起来，就已经凝固成为固

2、体，从而形成玻璃体结构。无机玻璃的外部特征具有很高的硬度，较大的脆性，对可见光有一定的透明度。具有各向同性和介稳性。介稳性——能较长时间在低温下保留了高温时的结构而不变化。由熔融态向玻璃态转化的过程是可逆的和渐变的。固溶体——把含有外来杂质原子的晶体称为固体溶液。置换固溶体、有序固溶体、间隙固溶体。置换固溶体——晶体结构中一种原子对另一种原子的无规则置换所形成的固溶体。有序固溶体——31对于某些固溶体，当其从高温缓冷到某一临界温度以下时，溶质原子会从统计随机分布状态过渡到占有一定位置的规则排列状态，即发生有序化过程，形成有序固溶体

3、。胶体——由物质三态固液气所组成的高分散度的粒子作为分散相，分散于分散介质中所形成的系统。高度分散性和多相性是胶体最显著的特点。胶体具有高度的吸附能力。吸附——指物质表面吸住周围介质液体或气体中的分子和离子的现象。胶体的稳定性——在一定的条件下同一种胶粒带同号的电荷，因而互相排斥，阻止了他们互相接近，此外，在胶粒的吸附层中，此相反电荷都能水化，从而在胶粒周围形成了一个水化层，阻止了胶粒之间的聚集，在一定程度上也阻止了胶粒和带相反电荷的离子相结合，增加了溶胶的稳定性。胶体的聚沉——使胶粒聚集成较大的颗粒而沉降的过程。凝胶是在胶体聚沉

4、过程中得到的一种产物。表面——表面能——增加单位面积的表面所需要做的功。界面——在固相、液相、气相之间，两种相接触的面称为界面。粘附——两个发生接触的表面之间的吸引。用粘附功表示。影响粘附的因素：1）表面污染的存在；2）表面粗糙程度；3)当接触压力去除后，固体中残存的弹性应力将使已经粘附的连接点断开，使粘附受到影响。材料的力学性质——材料的机械加工性质以及弹性、塑性、粘性等性能。还有硬度、强度、脆性、疲劳、韧性等。31弹性——在外力作用下产生变形，如果除去外力，变形就会消失而完全恢复原状的一种性质。塑性——应力达到某种限度以上，或

5、者经过长时间的持续荷载所产生的变形即使应力消失也不能完全复原的一种性质。粘性——应力达到某种限度以上，变形速度将会随着应力的增长而相应地加大的一种性质。疲劳强度——当荷载反复作用时材料会在比静力强度低的强度下遭到破坏。在交变应力下经受无限次循环而不发生破坏的最大应力。强度因外力种类的不同分为抗拉强度、抗压强度、抗折强度、抗剪强度、抗扭强度。因加加荷速度的不同分为静力强度、冲击强度。徐变破坏——若经过很长时间的荷载持续作用而发生的破坏。疲劳性能——指一种材料对不同应力水平的反复作用的反应，它以构成破坏所需的荷载的作用次数来表示。徐变

6、——在恒定应力作用下产生的与时间有关的变形。最终的徐变破坏包括永久变形和断裂。分为三阶段来处理：一次徐变，徐变曲线向上凸，徐变速率随时间的持续而变小。材料处于一次徐变阶段不会断裂。二次徐变：徐变曲线为直线，徐变速率为定值，材料进入二次徐变阶段时，在理论上必然导致断裂。三次徐变：徐变曲线向下凸发生急剧变形的阶段。应力松弛——如果总变形保持一定，产生徐变时，弹性应变会减小，从而应力会减小。弹性后效——31残余变形中的一部分还会随着时间的推移而逐渐消失，这样的弹性恢复称为弹性后效，而最后遗留下来的变形则称为塑性变形或永久变形。采用三个弹

7、性常数，杨氏模量，也称弹性模量，也称纵向弹性模量E。剪切模量，也称刚性模量，也称横向弹性模量G。泊松比µ。体积弹性模量——剪变率——单位时间的剪应变。韧性——材料受力达到破坏所吸收的能量。具有韧性的材料，在断裂以前可能发生某些塑性变形。脆性——材料受力达到一定程度时，突然发生破坏，并无明显的变形，这种性质称为脆性。如石材、陶瓷、玻璃、普通混凝土、砂浆等。抗压强度高，抗拉抗折强度低。断裂韧性——材料破坏时，对内部不稳定裂纹扩散的抵抗性能。耐磨性——材料表面抵抗磨损的能力。用磨损率表示。影响耐磨性的因素有：材料组成、结构以及强度和硬度

8、。密度有真实密度、表观密度、堆积密度。真实密度——材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。体积不包括内部空隙在内的体积。堆积密度——材料在自然堆积状态下，单位体积的质量。自然堆积密度和振实堆积密度。热容量——材料受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质。