{建筑材料管理}第二章建筑装饰材料的基本性质

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1、建筑装饰材料,第二章,建筑装饰材料的基本性质,建筑材料的基本性质,第一节 材料的基本物理性质 第二节 材料的力学性质 第三节 材料与水有关的性质 第四节 材料的装饰性和耐久性,2.1 材料的物理性质,一、材料的密度、表观密度、堆积密度 （1）密度 密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。用下式表示： （1-1） 式中 密度，g/cm3； m材料在干燥状态的质量，g； v材料在绝对密实状态下的体积，cm3。,2.1 材料的物理性质,材料在绝对密实状态下的体积是指不包括孔隙在内的体积。除了钢材、玻璃等少数材料外，绝大多数材料内部都存在一些孔隙。因此，在测定有孔隙的材料密度时，应把材料磨成细粉

2、，来测定其在绝对密实状态下的体积。材料磨得越细，测得的密度值越精确。,2.1 材料的物理性质,（2）表观密度 表观密度是指材料在自然状态下，单位体积的质量。用下式表示： （1-2） 式中 表观密度，g/cm3或kg/m3； 材料的质量，g或kg； 材料在自然状态下的体积，cm3或m3。,2.1 材料的物理性质,材料在自然状态下的体积又称表观体积，是指包含材料内部孔隙在内的体积。几何形状规则的材料，可直接按外形尺寸计算出表观体积；几何形状不规则的材料，可用排液法测量其表观体积。 当材料含有水分时，其质量和体积将发生变化，影响材料的表观密度，故在测定表观密度时，应注明其含水情况。一般情况下，材料的

3、表观密度是指在在烘干状态下的表观密度，又称为干表观密度。,2.1 材料的物理性质,（3）堆积密度 堆积密度是指粉状（水泥、石灰等）或散粒材料（砂子、石子等）在堆积状态下，单位体积的质量。用下式表示：（1-3） 式中 堆积密度，kg/m3； 材料的质量，kg； 材料的堆积体积，m3。,2.1 材料的物理性质,材料的堆积体积包含了颗粒内部的孔隙和颗粒之间的空隙。测定材料的堆积密度时，按规定的方法将散粒材料装入一定容积的容器中，材料质量是指填充在容器内的材料质量，材料的堆积体积则为容器的容积。 在建筑工程中，计算材料的用量和构件的自重，进行配料计算以及确定材料的堆放空间时，经常要用到密度、表观密度和

4、堆积密度等数据。表1-1列举了常用建筑材料的密度、表观密度和堆积密度。,2.1 材料的物理性质,表1-1 常用建筑材料的密度、表观密度和堆积密度,2.1 材料的物理性质,二、材料的孔隙率和密实度 孔隙率是指在材料体积内，孔隙体积所占的比例，以P表示。可按下式计算： （1-4） 孔隙率的大小直接反映了材料的致密程度。孔隙率越小，说明材料越密实。同一材料:密实度+孔隙率=1. 材料内部孔隙可分为连通孔隙和封闭孔隙两种构造。连通孔隙不仅彼此连通而且与外界相通，封闭孔隙不仅彼此封闭且与外界相隔绝。孔隙按其孔径尺寸大小可分为细小孔隙和粗大孔隙。材料的许多性能，如表观密度、强度、吸湿性、导热性、耐磨性、耐

5、久性等，都与材料孔隙率的大小和孔隙特征有关。,2.1 材料的物理性质,三、材料的空隙率和填充度 散粒状材料,在一定的疏松堆放状态下,颗粒之间空隙的体积,占堆积体积的百分率,称为空隙率.空隙率用P可写作下式： 空隙率和填充度的大小，都能反映出散粒材料颗粒之间相互填充的致密状态。 上述几项基本的物理参数，既是判别、推断或改进材料性能性质的重要指标，又是在材料的估算、贮运、验收和配料等方面，直接使用的数据。,2.1 材料的物理性质,四、导热性 导热系数越小，材料传导热量的能力就越差，其保温隔热性能越好。通常把0.23 W/(mK)的材料叫做绝热材料。 材料的导热系数与材料的成分、孔隙构造、含水率等因

6、素有关。一般金属材料、无机材料的导热系数分别大于非金属材料、有机材料。材料孔隙率越大，导热系数越小；在孔隙率相同的情况下，材料内部细小孔隙、封闭孔隙越多，导热系数越小。材料含水或含冰时，会使导热系数急剧增加，这是因为空气的导热系数仅为0.023 W/(mK)，而水的导热系数为0.58 W/(mK)，冰的导热系数为2.33 W/(mK)。因此，保温绝热材料在使用和保管过程中应注意保持干燥，以避免吸收水分降低保温效果。,2.1 材料的物理性质,四、温度变形性 材料的温度变形性，是指温度升高或降低时材料的体积变化。绝大多数建筑材料在温度升高时体积膨胀，温度下降时体积收缩。这种变化表现在单向尺寸时，为

7、线膨胀或线收缩。材料的单向线膨胀量或线收缩量计算公式为： (1-8) 式中 线膨胀或线收缩量，mm或cm； 材料升温或降温前后的温度差，K； 材料在常温下的平均线膨胀系数，1/K； 材料原来的长度，mm或cm。,2.1 材料的物理性质,五、材料的燃烧性能 近年来，我国发生的重大伤亡性火灾，几乎都与建筑装修和建筑装饰材料有关。因此，在选择建筑装饰材料时，对材料的燃烧性能应给予足够的重视。 1建筑装饰材料燃烧所产生的破坏和危害 燃烧作用 在建筑物发生火灾时，燃烧可将金属结构红软、熔化，可将水泥混凝土脱水粉化及爆裂脱落，可将可燃材料烧成灰烬，可使建筑物开裂破坏、坠落坍塌、装修报废等，同时燃烧产生的高

8、温作用对人也有巨大的危害。 发烟作用 材料燃烧时，尤其是有机材料燃烧时，会产生大量的浓烟。浓烟会使人迷失方向，且造成心理恐惧，妨碍及时逃逸和救援。 毒害作用 部分建筑装饰材料，尤其是有机材料，燃烧时会产生剧毒气体，这种气体可在几秒至几十秒内，使人窒息而死亡。,2.1 材料的物理性质,2建筑材料的燃烧性能分级 建筑材料按其燃烧性能分为四个等级，见表1-2。,表1-2 建筑材料的燃烧性能分级,2.1 材料的物理性质,在选用建筑装饰材料时，应优先考虑采用不燃或难燃的材料。对有机建筑装饰材料，应考虑其阻燃性及其阻燃剂的种类和特性。如果必须采用可燃型的建筑材料，应采取相应的消防措施。 （4）材料的耐火性

9、 材料的耐火性是指材料抵抗高温或火的作用，保持其原有性质的能力。金属材料、玻璃等虽属于不燃性材料，但在高温或火的作用下在短时间内就会变形、熔融，因而不属于耐火材料。建筑材料或构件的耐火性常用耐火极限来表示。耐火极限是指按规定方法，从材料受到火的作用起，直到材料失去支持能力或完整性被破坏或失去隔火作用的时间，以h（小时）或min（分钟）计。,2.1 材料的物理性质,六、 材料的声学性质 声音是靠振动的声波来传播的，当声波到达材料表面时出产生三种现象：反射、透射、吸收。反射容易使建筑物室内产生噪音或杂音，影响室内音响效果；透射容易对相邻空间产生噪音干扰，影响室内环境的安静。通常当建筑物室内的声音大

10、于50dB，就应该考虑采取措施；声音大于120dB，将危害人体健康。因此，在建筑装饰工程中，应特别注意材料的声学性能，以便于给人们提供一个安全、舒适的工作和生活环境。 （1）材料的吸声性 吸声性是指材料吸收声波的能力。吸声性的大小用吸声系数表示。,2.1材料的物理性质,当声波传播到材料表面时，一部分被反射，另一部分穿透材料，其余的部分则传递给材料，在材料的孔隙中引起空气分子与孔壁的摩擦和粘滞阻力，使相当一部分的声能转化为热能而被材料吸收掉。当声波遇到材料表面时，被材料吸收的声能与全部入射声能之比，称为材料的吸声系数。用公式表示如下： (1-10) 材料的吸声系数越大，吸声效果越好。材料的吸声性

11、能除与声波的入射方向有关外，还与声波的频率有关。同一种材料，对于不同频率的吸声系数不同，通常取125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz等六个频率的吸声系数来表示材料吸声的频率特征。凡6个频率的平均吸声系数大于0.2的材料，称为吸声材料。,2.1材料的物理性质,（2）材料的隔声性 声波在建筑结构中的传播主要通过空气和固体来实现，因而隔声可分为隔绝空气声（通过空气传播的声音）和隔绝固体声（通过固体的撞击或振动传播的声音）两种。 隔绝空气声，主要服从声学中的“质量定律”，即材料的表观密度越大，质量越大，隔声性能越好。因此，应选用密度大的材料作为隔空气声材料，如混凝

12、土、实心砖、钢板等。如采用轻质材料或薄壁材料，则需辅以多孔吸声材料或采用夹层结构，如夹层玻璃就是一种很好的隔空气声材料。弹性材料，如地毯、木板、橡胶片等具有较高的隔固体声能力。,2.1材料的物理性质,六、 材料的光学性质 当光线照射在材料表面上时，一部分被反射，一部分被吸收，一部分透过。根据能量守恒定律，这三部分光通量之和等于入射光通量，通常将这三部分光通量分别与入射光通量的比值称为光的反射比、吸收比和透射比。材料对光波产生的这些效应，在建筑装饰中会带来不同的装饰效果。 （1）光的反射 当光线照射在光滑的材料表面时，会产生镜面发射，使材料具有较强的光泽；当光线照射在粗糙的材料表面时，使反射光线

13、呈现无序传播，会产生漫反射，使材料表现出较弱的光泽。在装饰工程中往往采用光泽较强的材料，使建筑外观显得光亮和绚丽多彩，使室内显得宽敞明亮。,2.1材料的物理性质,（2）光的透射 光的透射又称为折射，光线在透过材料的前后，在材料表面处会产生传播方向的转折。材料的透射比越大，表明材料的透光性越好。如2mm厚的普通平板玻璃的透射比可达到88%。 当材料表面光滑且两表面为平行面时，光线束透过材料只产生整体转折，不会产生各部分光线间的相对位移（见图1-1a）。此时，材料一侧景物所散发的光线在到达另一侧时不会产生畸变，使景象完整地透过材料，这种现象称之为透视。大多数建筑玻璃属于透视玻璃。当透光性材料内部不

14、均匀、表面不光滑或两表面不平行时，入射光束在透过材料后就会产生相对位移（见图1-1b），使材料一侧景物的光线到达另一侧后不能正确地反映出原景象，这种现象称为透光不透视。在装饰工程中根据使用功能的不同要求也经常采用透光不透视材料，如磨砂玻璃、压花玻璃等。,2.1材料的物理性质,2.1材料的物理性质,（3）光的吸收 光线在透过材料的过程中，材料能够有选择地吸收部分波长的能量，这种现象称为光的吸收。材料对光吸收的性能在建筑装饰等方面具有广阔的应用前景。例如：吸热玻璃就是通过添加某些特殊氧化物，使其选择吸收阳光中携带热量最多的红外线，并将这些热量向外散发，可保持室内既有良好的采光性能，又不会产生大量热

15、量；有些特殊玻璃还会通过吸收大量光能，将其转变为电能、化学能等；太阳能热水器就是利用吸热涂料等材料的吸热效果来使水温升高的。,返回,2.2材料的力学性质,一、材料的强度与比强度 （1）强度 材料在外力（荷载）作用下抵抗破坏的能力称为强度。当材料承受外力作用时，内部产生应力，随着外力增大，内部应力也相应增大。直到材料不能够再承受时，材料即破坏，此时材料所承受的极限应力值就是材料的强度。 根据所受外力的作用方式不同，材料强度有抗压强度、抗拉强度、抗弯强度及抗剪强度等。各种强度指标均要根据国家规定的标准方法来测定。常用建筑材料的强度值见表1-3。,2.2材料的基本力学性质,表1-3 常用建筑材料的强度,2.2材料的基本力学性质,材料的强度与其组成及结构有密切关系。一般材料的孔隙率越大，材料强度越低。不同种类的材料具有不同的抵抗外力的特点，如砖、石材、混凝土等非匀质材料的抗压强度较高，而抗拉和抗折强度却很低；钢材为匀质的晶体材料，其抗拉强度和抗压强度都很高。建筑材料常根据其强度的大小划分为若干不同的强度等级，如砂浆、混凝土、砖、砌块等常按抗压强度划分强度等级等。将建筑材料划分为若干个强度等级，对掌握材料性能、合理选用材料、正确进行设计和控制工程质量都是非常重要的。 （2）比强度 比强度是材料强度与其表观密度的比值，是衡量材料轻质高强的重要指标。对建筑物的大部分材料来说