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1、建筑功能材料,概述,前者以力学性能为特征；后者则是以力学性能以外的功能特征，它赋予建筑物特殊功能的材料，如建筑物防水、防火、保温、隔热、采光、防腐等功能,按性能和用途分类：建筑结构材料和建筑功能材料,现代建筑要求： 各种苛刻使用环境； 人们对建筑要求（安全、舒适、美观）,没有建筑功能材料的参与，现代建筑将难以承担、胜任人类赋予它的日益增长的功能和性能要求,建筑功能材料,分类,建筑防水材料 建筑保温隔热材料 建筑声学材料 建筑光学材料 建筑防火材料 功能混凝土 建筑加固修复材料,防水材料,防水是建筑物的一项主要功能，防水材料是实现这一功能的物质基础。,防水材料主要作用,概述,防潮、防漏和防渗，避
2、免水和盐份对建筑材料的侵蚀，保护建筑构件，提高建筑物使用寿命。,分类,依据防水材料形态：防水卷材、防水涂料、密封材料和防水剂,防水材料,防水卷材,防水卷材是工程防水材料的重要品种，处于主导地位。,发展历程：,沥青防水卷材,改性沥青防水卷材,合成高分子防水卷材,原材料广、价格 低、施工技术成熟，可以满足建筑物的一般防水要求，占市场用量95%以上,高温不流淌、低温不脆裂、拉伸强度较高、延伸率较大，适用于一些高级和高层建筑物的屋面、地下室及卫生间等,具有拉伸强度高、延伸率大、弹性强、高低温特性好、防水性能优异，多用于高级宾馆、大厦、游泳池等防水要求较高的工程部位,防水材料,防水涂料,防水涂料是将在常
3、温下呈粘稠液状态的物质，涂布在基体表面，经溶剂或水分挥发，或组分间的化学反应，形成具有一定弹性的连续薄膜，使基层表面与水 隔绝，起到防水和防潮作用。,特点：,常温下呈液态，特别适宜于立面、阴阳角、穿结构层管道、不 规则屋面、节点等细部结构处进行防水处理；,涂膜防水层自重轻、特别适宜于轻型、薄壳屋面的防水；,属于冷施工，可刷涂、可喷涂，操作简单，施工速度快，无污染；,涂膜防水层可通过加贴增强材料来提高抗拉强度；,容易修补，发生渗漏可在原防水涂层的基础上修补；,防水材料,分类（根据成膜物质不同） ：,沥青基防水涂料,高聚物改性沥青基防水涂料,一般不单独做防水涂料使用，只用作沥青类油毡施工时的基层处
4、理剂,通过适当的高聚物可以显著提高其柔韧性、弹性、流动性、气密性、耐化学腐蚀性、耐老化性和耐疲劳性等,合成高分子防水涂料,以合成橡胶或合成树脂为主要成膜物质，加入其它辅料而配制成的单组分或多组分的防水涂料,防水材料,是一些能使建筑上各种接缝或裂缝、变形缝（沉降缝、伸缩缝、抗震缝）保持水密性、气密性能，并具有一定强度、能连接构件的填充材料。,性能要求,建筑密封材料, 良好的粘结性能、抗下垂性； 不渗水可透气，易于施工； 良好的弹塑性，能长期经受被粘构件的伸缩和振动； 良好的耐老化性能，长期保持密封所需的粘接性和内聚力；,防水材料,分类（根据形态不同） ：,不定型密封材料,常温下呈膏体状态，属于常
5、用的一类,定型密封材料,将密封材料按密封工程特殊部位的不同要求制成带、条、方、圆、垫片等形状，按密封机理不同，又可分为遇水非膨胀型和遇水膨胀型,防水材料,防水材料,在混凝土中掺入防水剂、减水剂、膨胀剂等混凝土外加剂，使浇注后的混凝土结构密实，水分子难以通过，从而达到防水的目的，属于内防水技术。,利用结构本身防水，耐久性好，而且省去了附加防水层，简化了施工工序，且不受结构形状影响,混凝土防水剂,技术特点,类别,氯化铁防水剂；三乙醇胺早强防水剂；有机硅防水剂；补偿收缩防水剂,防水材料,屋面防水,屋面防水设计的安全度应比较大，宜选用性能较好的高、中档防水卷材，不宜选用防水涂料。一般工业与民用建筑，若
6、受造价限制，可选用低档防水卷材和冷作业的防水涂料和热融油膏涂料加衬玻璃丝布,建筑防水材料选用,墙体防水,最好选用防水涂料，宜采用涂膜防水。若防水设计的安全度要求较高时，可选用防水抹面，人工抹压的防水砂浆主要是依靠特定的防水剂提高其密实性或改善抗裂性。,防水材料,地下室防水,宜用防水混凝土刚性防水，还可设附加防水层，可使用中、高档卷材、涂料、密封膏。应采用“防排结合、刚柔并用、多道设防、因地制宜、综合治理”原则,裂缝和渗漏修复,灌浆料、密封膏等,建筑保温隔热材料,绝热材料的绝热原理,热量的传递方式主要有三种：导热、对流和热辐射,导热,由于物体各部分直接接触的物质质点作热运动而引起的热能传递过程,
7、对流,较热的液体或气体因遇热膨胀而密度减小从而上升，冷的液体或气体就补充过来，形成分子的循环流动，这样，热量就从高温的地方通过分子的相对位移传向低温的地方,热辐射,是一种靠电磁波来传递能量的过程,基本概念,建筑保温隔热材料,热量通过围护结构的传热过程，如图,实践证明：在稳定导热的情况下，通过壁体的热传量Q与壁体材料的导热能力、壁面之间的温差、传热面积和传热时间成正比，与壁厚成反比,物理意义：在稳定传热条件下，当材料层单位厚度内的温差为1时，在1小时内通过1m3表面积的热量。一般把值小0.23 w/(mK)的材料称为绝热材料,绝热作用基本方式,（1）多孔型,多孔型绝热材料作用机理可由如图的作用机
8、理进行描述。,在常温下对流和辐射传热在总的传热中所占比例很小，故以气孔中气体的导热为主，但由于空气的导热系数仅为0.029 w/ (mK)大大小于固体的导热系数，故热量通过气孔传递的阻力较大，从而传热速度减缓,建筑保温隔热材料,（2） 纤维型,纤维型绝热材料机理基本上和通过多孔材料的情况相似，如图,可见：传热方向和纤维方向垂直时的绝热性能比传热方向和纤维方向平行时要好一些,建筑保温隔热材料,（3） 反射型,凡是善于反射的材料，吸收热辐射的能力就小；反之，如果吸收能力越强，则其反射率就,越小。故利用某些材料对热辐射的反射作用，如铝箔的反射率0.95在需要绝热的部位表面贴上这种材料，就可以将绝大部
9、分外来热辐射（如太阳光）反射掉，从而起到绝热作用。,建筑保温隔热材料,建筑保温隔热材料,1. 导热系数,导热系数是通过材料本身热量传导能力大小的量度，它受本身物质构成、空隙率、材料所处环境的温、湿度及热流方向的影响,绝热材料的性能,2. 温度稳定性,材料在受热作用下保持其原有的性能不变的能力，称为绝热材料的温度稳定性，通常用其不致丧失绝热性能的极限温度来表示。,3. 吸湿性,绝热材料由潮湿环境中吸收水分的能力称为其吸湿性，一般其吸湿性越大，对绝热效果越不利。,建筑保温隔热材料,绝热材料的机械强度和其他建筑材料一样，用强度极限来表示。通常采用抗压强度和抗折强度表示。对某些纤维材料，有时常用材料达
10、到某一变形时的承载能力作为其强度代表值。,4. 强度,绝热材料,1. 硅藻土,硅藻土是一种被称为硅藻的水生植物的残骸，每个硅藻壳内含有大量极细小的微孔，其孔隙率约为5080%，具有很好的保温绝热性能，其化学成分为非晶质二氧化硅，最高使用温度约为900。硅藻土常用作填充料，或用制作硅藻土砖.,2. 膨胀蛭石,是一种复杂的镁、铁含水铝硅酸盐矿物，由韵母矿物经风化而成，具有层状结构。最高使用温度1000 1100 ，可直接用于填充材料外，还可用胶结材，如水泥、水玻璃，将膨胀蛭石结在一起，制成膨胀蛭石制品。,常用绝热材料及性能,绝热材料,3. 膨胀珍珠岩,由地下喷出的熔岩在地表水中急冷而成，具有类似玉
11、髓的隐晶结构。最高使用温度可达800，最低温度可达-200。膨胀珍珠岩可用作填充材料外，还可与水泥、水玻璃、沥青、黏土等结合制成膨胀珍珠岩绝热制品。,4. 轻质混凝土,轻质混凝土包括轻骨料混凝土和多孔混凝土。,轻骨料混凝土由于采用的轻骨料有多种，如粘土陶粒、膨胀珍珠岩，胶结材也多种多样。如水玻璃为胶结材，以陶粒为粗骨料，以蛭石砂为细骨料的轻骨料混凝土，其表观密度约为1100 kg/m3，导热系数为0.222 w/(mK)；多孔混凝土主要有泡沫混凝土和加气混凝土，泡沫混凝土表观密度约为300500 kg/m3，导热系数约为0.0820.186 w/(mK);加气混凝土的表观密度为400700 k
12、g/m3，导热系数为0.0930.164 w/(mK),绝热材料,5. 泡沫玻璃,用玻璃粉和发泡剂配成的混合料经煅烧而得到的多孔材料，称为泡沫玻璃。气相在泡沫玻璃中占总体积的80%95%，而玻璃只占总体积的20%5%。其表观密度为150800 kg/m3，导热系数为0.0580.128 w/(mK)，抗压强度为0.815MPa，最高使用温度为300400（采用普通玻璃），8001000（采用无碱玻璃）。泡沫玻璃可用来砌筑墙体，也可用于冷藏设备的保温，或用作漂浮、过滤材料,6. 石棉,石棉为一类纤维状含水、镁、铁硅酸盐无机结晶材料，是由天然蛇纹石或角闪石经松解而成的纤维，前者为温石棉，后者主要有
13、铁石棉、青石棉。石棉的表观密度为103 kg/m3，导热系数为0.049 w/(mK)，最高使用温度为600。可用作填充材料，与水泥、碳酸镁等胶结剂结合制成石棉制品绝热材料。,7. 吸热玻璃,绝热材料,在普通玻璃中加入氧化铁等能吸热的着色剂或在玻璃表面喷涂氧化锡，可制成吸热玻璃。这种玻璃与相同厚度的普通玻璃相比，其热阻挡率可提高2.5倍，我国生产的茶色、灰色、兰色等玻璃即为此类玻璃,8. 热反射玻璃,在平板玻璃表面采用一定方法涂敷金属或金属氧化膜，可制得热反射玻璃，该玻璃的热反射可达40%，从而可起到绝热作用。热反射玻璃多用作门、窗、橱窗上，近年来广泛用作高层建筑的幕墙玻璃。,绝热材料,9.
14、中空玻璃,是由两层或两层以上平板玻璃或钢化玻璃、吸热玻璃及热反射玻璃，以高强度气密性的密封材料将玻璃周边加以密封，而玻璃之间一般留有1030mm的空间并填充入干燥空气而制成。如中间空气层厚度为10mm的中空玻璃，其导热系数为0.100 w/(mK)，而普通玻璃的导热系数为0.756 w/(mK)。,建筑声学材料,概述,声音在空气中传播过程中，一部分由于声能随着距离的增大而扩散，另一部分则因空气分子的吸收而减弱。当声波遇到材料表面时，被吸收声能（E）与入射声能（E0）之比，称为吸声系数，即：,当入射声能的100%被吸收，而无反射时，吸声系数为1。当门窗开启时，吸声系数相当于1。只有悬挂的空间吸声
15、体，由于有效吸声面积大于计算面积，可获得吸声系数大于1的情况。,特点：材料的气孔应是开放的，且相互连通，气孔越多，吸声性能就越好。,吸声隔声材料,1. 多孔性吸声材料,是比较常用的一种吸声材料，具有良好的中、高频吸声性能。,特点： 具有大量内、外连通的微孔和连续的气泡，通气性良好。当声波入射到材料表面时，声波很快地顺着微孔进入材料内部、引起孔隙内的空气振动，由于摩擦，空气粘滞阻力和材料内部的热传导作用，使相当一部分声能转化为热能而被吸收。多孔材料吸声先决条件是声波易于进入微孔，不仅在材料内部，在材料表面也应当是多孔的。,影响因素,吸声材料的类型及其结构形式,流阻、孔隙率、厚度、密度、背后条件影
16、响、材料表面装饰处理的影响,错误认识一：表面粗糙的材料，如拉毛水泥等，具有良好的吸声性能。 错误认识二：内部存在大量孔洞的材料，如聚苯、聚乙烯、闭孔聚氨酯等，具有良好的吸声性能。,吸声隔声声材料,2.薄膜、薄板振动吸声结构,特点,吸声原理,结构形式 把不穿孔的薄板（如金属板、胶合板、塑料板等）周边固定在框架上，背后留有一定厚度的空气层，这就构成了薄板共振吸声结构,具有低频吸声特性，同时还有助声波的扩散,共振吸声,3. 空间吸声体,吸声隔声材料,结构形式,具有很宽的吸声频带，对高频和低频都具有良好的吸声效果,共振吸声与多孔吸声材料的组合,吸声原理,特点,常用形式有矩形体、平板状、圆柱状、多面体等,吸声隔声材料,4. 强吸声结构,结构形式,能大幅度减少吸声材料用量,由于其端部吸声面积小，其特征阻抗接近空气；从端部到基部逐步增大接近多孔材料特征的特征阻抗，这样，尖劈阻抗由外到内逐步增大，相对变化不显著，因此当声波从端部入射时，由于吸声层的逐渐过渡，使入射声波绝大部分进入材料内部而被吸收。,吸声原理,特点,大面积利用尖劈进行吸声降噪,吸声隔声材料,5.
