一级注册结构工程师《专业基础考试》核心讲义和过关练习(土木工程材料)【圣才出品】
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第一章土木工程材料【历年考点一览表】
说明：若上表中有重复题号，源于部分题目涉及多个考点。
【考点详解】
第一节材料科学与物质结构基础知识
一、建筑材料的组成、结构及其对材料性能的影响
1．建筑材料的组成
材料的成分组成是决定其性能与结构的基础。
这里所说的成分组成主要指化学成分与矿物成分两个方面。
（1）化学成分
化学组成是指构成材料的化学元素及化合物的种类和数量。
材料的化学组成决定着材料的化学稳定性、大气稳定性、耐水性、耐火性等性质。
当材料与环境及各类物质相接触时，它们之间必然要按化学规律发生相互作用。
例如，材料受到酸、碱、盐类物质的侵蚀作用；材料遇火时的可燃性、耐火性；钢材及其他金属材料的锈蚀和腐蚀等，都是由其化学组成所决定的。
（2）矿物成分
料科学中常将具有特定的晶体结构、具有特定的物理力学性能的组织结构称为矿物。
矿物组成是指构成材料的矿物种类和数量。
如天然石材、无机胶凝材料等，其矿物组成是在其化学组成确定的条件下的决定材料性质的主要因素。
2．材料的微观结构及其对性质的影响
（1）建筑材料的结构按尺度可划分为三个层次：①微观结构：原子—分子尺度。
②亚微观（细观）结构：光学显微镜尺度。
③宏观结构：目测或放大镜尺度。
（2）宏观结构
材料的宏观结构是指用肉眼或放大镜能分辨的粗大组织，其尺寸大于10-2m，也可称宏观构造。
材料的宏观结构可按孔隙特征分类，也可按其组织构造特征分类。
（见表1-1-1）
表1-1-1 材料宏观结构分类
（3）细观结构（亚微观结构）
用光学显微镜可分辨的材料结构，其尺寸在10-6～10-3m（微米级）。
如：金属材料的金相组织（铁素体、珠光体）；木材的木纤维、髓线等显微组织；混凝土的微裂纹；天然岩石的矿物、晶体颗粒、非晶体组织等。
材料的细观结构与材料的使用性能密切相关，在分析材料的缺陷、破坏、性能退化等方面起重要作用。
（4）微观结构
用电子显微镜、x射线衍射仪等可分辨的材料结构，属于原子、分子层次，其尺寸在10-10～10-6m（纳米级）。
材料的许多基本物理性质，如强度、硬度、熔点、导热性、导电性等都是由材料内部的微观结构所决定的。
材料的微观结构，分为晶体、非晶体（玻璃体）和胶体（见表1-1-2）。
表1-1-2 材料微观结构分类
二、建筑材料的基本性质
1．建筑材料的物理性质
（1）材料的密度、表观密度与堆积密度（见表1-1-3）
表1-1-3 材料的密度、表观密度与堆积密度
指材料在绝对密
实状态下，单位式中，ρ为密度，g／cm3；m为
材料的质量，g；V为材料在绝对绝对密实状态下的体积是指不包括孔隙在内的体积，用李氏瓶测定
指材料在自然状态下，单位体积式中，ρ0为表观密度，g／cm3
或kg／m3；m为材料的质量，g
或kg；V0为材料在自然状态下的
体积，又称表观体积，cm3或m3
材料的表观体积是指包含内部孔
隙的体积。
测定表观密度时，应
注意材料的含水情况
一般情况下，表观密度是指气干
状态下的表观密度；而烘干状态
下的表观密度，称为干表观密度
指粉状或粒状材
料，在堆积状态下，单位体积的式中，ρ0为表观密度，g／cm3
或kg／m3；m为材料的质量，g
或kg；V0为材料在自然状态下的
体积，又称表观体积，cm3或m3
测定散粒材料的堆积密度时，材
料的质量是指填充在一定容器内
的材料质量，其堆积体积是指所
用容器的体积。
因此，材料的堆
积体积包含了颗粒之间的空隙
【例题1】对于同一种材料，各种密度参数的大小排列为（）。
[2009年真题] A．密度>堆积密度>表观密度
B．密度>表观密度>堆积密度
C．堆积密度>密度>表观密度
D．表观密度>堆积密度>密度
【答案】B
【解析】密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量；表观密度是指材料在自然状态下单位体积的质量；堆积密度是指散粒材在堆积状态下单位体积的质量。
所以对于同一种。
