《建筑材料》课程学习2

　　第二章建筑材料的基本性质

　　本章主要了解材料的组成、结构和构造对性质的影响；重点掌握材料的物理性质和力学性质。

　　一、材料的组成、结构及构造对性质的影响

　　材料的组成：包括化学组成和矿物组成。它是决定材料各种性质的重要因素。

　　材料的结构可分为宏观结构、细观结构和微观结构。它是决定材料各种性质的最重要因素。

　　1、宏观结构（构造）：用肉眼或放大镜能够分辨的毫米级以上的粗大组织称为宏观结构，可分为：

　　（1）致密结构-如钢材、有色金属、玻璃、塑料、致密的天然石材等，其特点是强度和硬度较高，吸水性小，抗渗和抗冻性较好。

　　（2）多孔结构-如加气混凝土、泡沫塑料等，其特点是强度较低，吸水性大，抗渗和抗冻性较差，绝缘性较好。

　　（3）微孔结构-如普通烧结砖、建筑石膏制品等，其特点与多孔结构材料特点相同。

　　（4）纤维结构-如木材、竹材、玻璃纤维增强塑料、石棉制品等，其特点是平行纤维方向与垂直纤维方向的各种性质具有明显差异。

　　（5）片状或层状结构-如胶合板、纸面石膏板、各种夹心板等，其特点是平面各向同性，同时提高了材料的强度、硬度等，综合性能好。

　　（6）散粒结构-如砂子、石子、膨胀珍珠岩等，其特点是颗粒之间存在大量空隙，其空隙率大小主要取决于颗粒级配、颗粒形状及大小等。

　　2、细观结构：用光学显微镜所观察到的微米级组织结构称为细观结构。

　　材料的细观结构对其力学性质、耐久性等影响很大。

　　3、微观结构：用电子显微镜、*射线衍射仪等手段来研究材料原子、分子级的微观组织称为微观结构，分为晶体与非晶体。

　　二、材料的物理性质

　　（一）密度、表观密度与堆积密度

　　1、密度（ρ）：是指材料在绝对密实状态下，单位体积的干质量。

　　2、表观密度（ρo）：是指材料在自然状态下，单位体积的干质量。

　　3、堆积密度（ρoˊ）：是指粒状或粉状材料在堆积状态下，单位体积的质量。

　　重点比较三者之间的区别。

　　（二）材料的密实度与孔隙率

　　1、密实度（D）：是指材料体积内被固体物质充实的程度，也就是固体体积

　　占总体积的比例。

　　2、孔隙率（P）：指材料体积内，孔隙体积占总体积的百分率。

　　D+P=1

　　（三）材料的填充率与空隙率

　　1、填充率（Dˊ）：是指散粒材料在堆积体积中，被其颗粒填充的程度。

　　2、空隙率（Pˊ）：是指散粒材料在堆积体积中，颗粒之间的空隙体积占堆

　　积体积的百分率。

　　Dˊ+Pˊ=1

　　（四）材料与水有关的性质

　　1、材料的亲水性与憎水性

　　材料在空气中与水接触时，能被水湿润者为亲水性，具有亲水性的材料称为

　　亲水材料；否则为憎水性，具有憎水性的材料称为憎水性材料。

　　2、材料的吸水性与吸湿性

　　（1）含水率（Wh）：指材料中所含水的质量占其干质量的百分率。

　　（2）吸水性：指材料与水接触吸收水分的性质，其大小用吸水率表示，分

　　为体积吸水率和体积吸水率。

　　一般材料的孔隙率愈大，吸水性愈强；开口而连通的细小孔隙愈多，吸水性

　　愈强；闭口孔隙，水分不易进入；开口的粗大孔隙，水分容易进入，但不能存留，故吸水性较小。

　　材料的吸水性会对其性质产生不利影响。如材料吸水后，使其质量增加，体积膨胀，导热性增加，强度和耐久性下降。

　　3、材料的耐水性

　　耐水性是指材料长期在水作用下，保持其原有性质的能力。结构材料的耐水性主要指强度的变化，用软化系数（KR）来表示。KR的大小，说明材料吸水饱和后其强度下降的程度。KR越大，表明材料吸水饱和后其强度下降越少，其耐水性越强；反之则耐水性越差。一般认为KR≥0.85的材料，称为耐水性材料。经常位于水中或受潮严重的重要结构物，应选用KR≥0.85的材料；受潮较轻的或次要结构物，应选用KR≥0.75的材料。

　　4、材料的抗渗性

　　抗渗性是指材料抵抗压力水或其他液体渗透的性能。用抗渗系数K表示。

　　5、材料的抗冻性

　　抗冻性是指材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻融循环而不破坏，其强度也不严重降低的性质。用抗冻等级表示。

　　抗冻等级是以试件在吸水饱和状态下，经冻融循环作用，质量损失和强度下降均不超过规定数值的最大冻融循环次数来表示。

　　（五）材料的热性质

　　1、导热性

　　材料传递热量的性质称为材料的导热性。用导热系数λ表示。

　　导热系数越小，材料的隔热保温性能越好。

　　2、热容量

　　材料受热时吸收热量、冷却时放出热量的性质，称为热容量。用Q表示

　　3、热变形性

　　材料随温度的升降而产生热胀冷缩变形的性质，称为材料的热变形性。用线膨胀系数α表示。线膨胀系数α越大，表明材料的热变形量越大。

　　4、耐燃性

　　材料在空气中遇火不着火燃烧的性能，称为材料的耐燃性。按照遇火时的反应将材料分为非燃烧材料、难燃烧材料和燃烧材料三类。

　　三、材料的力学性质

　　1、强度：是指材料在外力（荷载）作用下不破坏时能承受的最大应力。根据外力作用方式的不同，材料强度有抗拉、抗压、抗弯（抗折）、抗剪强度等。

　　2、强度等级：根据其极限强度的大小，划分成若干不同的等级，称为材料的强度等级。脆性材料主要根据其抗压强度来划分；塑性材料和韧性材料主要根据其抗拉强度来划分。

　　3、比强度：材料的强度与其表观密度的比值，称为比强度。它是衡量材料轻质高强性能的一项重要指标。比强度越大，则材料的轻质高强性能越好。

　　4、弹性：材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，能完全恢复到原形状的性质。

　　5、塑性：材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，仍保持变形后的形状和尺寸的性质。

　　6、脆性：材料在外力作用下，直到破坏前并无明显的塑性变形而发生突然破坏的性质。

　　7、韧性：材料在冲击或震动荷载的作用下，能吸收较大能量，并产生较大变形而不发生破坏的性质。

　　四、材料的装饰性

　　建筑装饰材料的作用主要起装饰作用、保护作用和其他特殊作用（绝热、防潮、防火、吸声、隔音等），而装饰效果主要取决于装饰材料的色彩、质感和线型。

　　五、材料的耐久性

　　材料在使用过程中，能抵抗周围各种介质的侵蚀而不破坏，也不失去其原有性能的性质。

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　　第十三章装饰材料

　　本章主要了解装饰材料的基本功能和选用原则，了解工程中常用的装饰材料。

　　一、概念、基本要求及选用原则

　　1、概念：在建筑上将依附于建筑物体表面起装饰和美化环境的材料。

　　2、基本要求：美观、耐久，且能满足不同的使用功能。

　　3、选用原则：选择装饰材料时，必须考虑以下四个问题：

　　（1）建筑的类型和档次；（2）装饰效果（色彩、材料的质感、线型、尺度和纹理）；（3）耐久性；（4）经济性。

　　二、常用的装饰材料

　　1、天然石材和人造石材：

　　（1）天然石材：用作装饰的主要有天然大理石、天然花岗岩和天然板岩等。

　　天然大理石板材的光泽易被酸雨侵蚀，故不宜用作室外装饰。

　　（2）人造石材：是人造大理石和人造花岗岩的总称。

　　特点：重量轻，强度高，厚度薄，易粘结。

　　分类：按所用材料不同，通常有以下四类：树脂型人造石材、水泥型人造石材、复合型人造石材、烧结型人造石材。

　　常用品种：聚酯型人造石材、仿花岗岩水磨石砖、仿黑色大理石、透光大理石、高级石化瓷砖、艺术石。

　　2、建筑陶瓷：

　　分类：可分为陶质、瓷质和炻质（半瓷）制品。

　　重要技术性质：（1）外观质量；（2）吸水率；（3）耐急冷急热性；（4）弯曲强度；（5）耐磨性；（6）抗冻性能；（7）抗化学腐蚀性。

　　常用制品：最常用的有釉面砖、外墙面砖、地面砖、陶瓷锦砖、琉璃制品、陶瓷壁画及卫生陶瓷等。

　　3、建筑玻璃：

　　（1）普通玻璃性质：透明、脆、热稳定性差、化学稳定性好、表观密度大、导热系数比较大。

　　（2）玻璃制品：有普通平板玻璃、安全玻璃（钢化玻璃、夹丝玻璃、夹层玻璃）、保温绝热玻璃（吸热玻璃、热反射玻璃、中空玻璃）、压花玻璃、磨砂玻璃、喷花玻璃、玻璃空心砖、玻璃马赛克、镭射玻璃。

　　4、建筑装饰涂料：

　　涂敷于建筑物体表面能干结成膜，具有防护、装饰、防锈、防腐、防水或其他特殊功能的物质称为涂料。

　　建筑涂料由主要成膜物质（基料、胶粘剂及固着剂）、次要成膜物质（颜料及填料）、溶剂（稀释剂）及辅助材料（助剂）组成。

　　分类：

　　（1）按主要成膜物质分为有机涂料、无机涂料和有机无机复合涂料三大类。

　　（2）按使用部位分为外墙涂料、内墙涂料和地面涂料等。

　　（3）按分散介质种类分为溶剂型涂料、水乳型涂料和水溶型涂料。

　　5、木装饰：常见的有条木地板、拼花木地板、护壁板、木花格、旋切微薄木、木装饰线条（木线条）。

　　6、金属装饰：常用有铝合金装饰板材、装饰用钢板（不锈钢钢板、彩色不锈钢钢板、彩色涂层钢板、彩色压型钢板）。

　　7、装饰织物：室内装饰织物主要包括地毯、艺术挂毯或壁挂、窗帘以及床单、台布、蒙面布等。

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　　第十二章绝热材料和吸声材料

　　本章主要了解绝热材料和吸声材料的基本性质。

　　一、绝热材料

　　概念：用于控制室内热量外流的材料叫做保温材料；把防止室外热量进入室内的材料叫做隔热材料。保温、隔热材料统称为绝热材料。

　　绝热材料的基本性能：

　　1、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、孔隙率、材料所处环境的湿度、温度及热流方向的影响。

　　2、温度稳定性：材料在受热作用下保持其原有性能不变的能力。

　　3、强度：通常采用抗压强度和抗折强度。

　　常用绝热材料：

　　常用保温绝热材料按其成分分为有机和无机两大类。

　　无机绝热材料是用矿物质原料制成的材料，呈散粒状、纤维状或多孔状。

　　1、无机纤维状绝热材料：常用有玻璃棉及制品、矿棉及矿棉制品。

　　2、无机散粒状绝热材料：常用有膨胀蛭石及制品、膨胀珍珠岩及制品。

　　3、无机多孔类绝热材料：常用有泡沫混凝土、加气混凝土、硅藻土、微孔硅酸钙、泡沫玻璃。

　　4、有机绝热材料：是用有机原料制成。轻质板材由于多孔、吸湿性大、不耐久、不耐高温，只能用于低温绝热。常用有泡沫塑料、植物纤维类绝热板（如软木板、木丝板、甘蔗板、蜂窝板）、窗用绝热薄膜等。

　　二、吸声材料

　　1、材料的吸声性能：

　　吸声系数是评定材料吸声性能好坏的主要指标。

　　材料的吸声性能除与材料本身性质、厚度及材料表面的条件有关外，尚与声波的入射角度和频率有关。凡6 个频率的平均吸声系数大于0.2的材料，可称为吸声材料。

　　2、选用吸声材料的基本要求：

　　（1）选择气孔是开放的且互相连通的材料。保温材料要求封闭的、不连通的气孔。

　　（2）吸声材料应设置在护壁台以上，安装时应考虑材料的胀缩。

　　（3）尽可能选用吸声系数较高的材料。

　　（4）注意吸声材料和隔声材料的区别。

　　3、隔声材料：应选择密实、沉重的材料（如粘土砖、钢筋混凝土、钢板等）作为隔声材料。对固体声隔声最有效的措施是采用不连续的结构处理。