《建筑材料》課程學習2

　　第二章建筑材料的基本性質

　　本章主要了解材料的組成、結構和構造對性質的影響；重點掌握材料的物理性質和力學性質。

　　一、材料的組成、結構及構造對性質的影響

　　材料的組成：包括化學組成和礦物組成。它是決定材料各種性質的重要因素。

　　材料的結構可分為宏觀結構、細觀結構和微觀結構。它是決定材料各種性質的最重要因素。

　　1、宏觀結構（構造）：用肉眼或放大鏡能夠分辨的毫米級以上的粗大組織稱為宏觀結構，可分為：

　　（1）致密結構-如鋼材、有色金屬、玻璃、塑料、致密的天然石材等，其特點是強度和硬度較高，吸水性小，抗?jié)B和抗凍性較好。

　　（2）多孔結構-如加氣混凝土、泡沫塑料等，其特點是強度較低，吸水性大，抗?jié)B和抗凍性較差，絕緣性較好。

　　（3）微孔結構-如普通燒結磚、建筑石膏制品等，其特點與多孔結構材料特點相同。

　　（4）纖維結構-如木材、竹材、玻璃纖維增強塑料、石棉制品等，其特點是平行纖維方向與垂直纖維方向的各種性質具有明顯差異。

　　（5）片狀或層狀結構-如膠合板、紙面石膏板、各種夾心板等，其特點是平面各向同性，同時提高了材料的強度、硬度等，綜合性能好。

　　（6）散粒結構-如砂子、石子、膨脹珍珠巖等，其特點是顆粒之間存在大量空隙，其空隙率大小主要取決于顆粒級配、顆粒形狀及大小等。

　　2、細觀結構：用光學顯微鏡所觀察到的微米級組織結構稱為細觀結構。

　　材料的細觀結構對其力學性質、耐久性等影響很大。

　　3、微觀結構：用電子顯微鏡、*射線衍射儀等手段來研究材料原子、分子級的微觀組織稱為微觀結構，分為晶體與非晶體。

　　二、材料的物理性質

　　（一）密度、表觀密度與堆積密度

　　1、密度（ρ）：是指材料在絕對密實狀態(tài)下，單位體積的干質量。

　　2、表觀密度（ρo）：是指材料在自然狀態(tài)下，單位體積的干質量。

　　3、堆積密度（ρoˊ）：是指粒狀或粉狀材料在堆積狀態(tài)下，單位體積的質量。

　　重點比較三者之間的區(qū)別。

　　（二）材料的密實度與孔隙率

　　1、密實度（D）：是指材料體積內被固體物質充實的程度，也就是固體體積

　　占總體積的比例。

　　2、孔隙率（P）：指材料體積內，孔隙體積占總體積的百分率。

　　D+P=1

　　（三）材料的填充率與空隙率

　　1、填充率（Dˊ）：是指散粒材料在堆積體積中，被其顆粒填充的程度。

　　2、空隙率（Pˊ）：是指散粒材料在堆積體積中，顆粒之間的空隙體積占堆

　　積體積的百分率。

　　Dˊ+Pˊ=1

　　（四）材料與水有關的性質

　　1、材料的親水性與憎水性

　　材料在空氣中與水接觸時，能被水濕潤者為親水性，具有親水性的材料稱為

　　親水材料；否則為憎水性，具有憎水性的材料稱為憎水性材料。

　　2、材料的吸水性與吸濕性

　　（1）含水率（Wh）：指材料中所含水的質量占其干質量的百分率。

　　（2）吸水性：指材料與水接觸吸收水分的性質，其大小用吸水率表示，分

　　為體積吸水率和體積吸水率。

　　一般材料的孔隙率愈大，吸水性愈強；開口而連通的細小孔隙愈多，吸水性

　　愈強；閉口孔隙，水分不易進入；開口的粗大孔隙，水分容易進入，但不能存留，故吸水性較小。

　　材料的吸水性會對其性質產(chǎn)生不利影響。如材料吸水后，使其質量增加，體積膨脹，導熱性增加，強度和耐久性下降。

　　3、材料的耐水性

　　耐水性是指材料長期在水作用下，保持其原有性質的能力。結構材料的耐水性主要指強度的變化，用軟化系數(shù)（KR）來表示。KR的大小，說明材料吸水飽和后其強度下降的程度。KR越大，表明材料吸水飽和后其強度下降越少，其耐水性越強；反之則耐水性越差。一般認為KR≥0.85的材料，稱為耐水性材料。經(jīng)常位于水中或受潮嚴重的重要結構物，應選用KR≥0.85的材料；受潮較輕的或次要結構物，應選用KR≥0.75的材料。

　　4、材料的抗?jié)B性

　　抗?jié)B性是指材料抵抗壓力水或其他液體滲透的性能。用抗?jié)B系數(shù)K表示。

　　5、材料的抗凍性

　　抗凍性是指材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)而不破壞，其強度也不嚴重降低的性質。用抗凍等級表示。

　　抗凍等級是以試件在吸水飽和狀態(tài)下，經(jīng)凍融循環(huán)作用，質量損失和強度下降均不超過規(guī)定數(shù)值的最大凍融循環(huán)次數(shù)來表示。

　　（五）材料的熱性質

　　1、導熱性

　　材料傳遞熱量的性質稱為材料的導熱性。用導熱系數(shù)λ表示。

　　導熱系數(shù)越小，材料的隔熱保溫性能越好。

　　2、熱容量

　　材料受熱時吸收熱量、冷卻時放出熱量的性質，稱為熱容量。用Q表示

　　3、熱變形性

　　材料隨溫度的升降而產(chǎn)生熱脹冷縮變形的性質，稱為材料的熱變形性。用線膨脹系數(shù)α表示。線膨脹系數(shù)α越大，表明材料的熱變形量越大。

　　4、耐燃性

　　材料在空氣中遇火不著火燃燒的性能，稱為材料的耐燃性。按照遇火時的反應將材料分為非燃燒材料、難燃燒材料和燃燒材料三類。

　　三、材料的力學性質

　　1、強度：是指材料在外力（荷載）作用下不破壞時能承受的最大應力。根據(jù)外力作用方式的不同，材料強度有抗拉、抗壓、抗彎（抗折）、抗剪強度等。

　　2、強度等級：根據(jù)其極限強度的大小，劃分成若干不同的等級，稱為材料的強度等級。脆性材料主要根據(jù)其抗壓強度來劃分；塑性材料和韌性材料主要根據(jù)其抗拉強度來劃分。

　　3、比強度：材料的強度與其表觀密度的比值，稱為比強度。它是衡量材料輕質高強性能的一項重要指標。比強度越大，則材料的輕質高強性能越好。

　　4、彈性：材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當取消外力后，能完全恢復到原形狀的性質。

　　5、塑性：材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當取消外力后，仍保持變形后的形狀和尺寸的性質。

　　6、脆性：材料在外力作用下，直到破壞前并無明顯的塑性變形而發(fā)生突然破壞的性質。

　　7、韌性：材料在沖擊或震動荷載的作用下，能吸收較大能量，并產(chǎn)生較大變形而不發(fā)生破壞的性質。

　　四、材料的裝飾性

　　建筑裝飾材料的作用主要起裝飾作用、保護作用和其他特殊作用（絕熱、防潮、防火、吸聲、隔音等），而裝飾效果主要取決于裝飾材料的色彩、質感和線型。

　　五、材料的耐久性

　　材料在使用過程中，能抵抗周圍各種介質的侵蝕而不破壞，也不失去其原有性能的性質。

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　　第十三章裝飾材料

　　本章主要了解裝飾材料的基本功能和選用原則，了解工程中常用的裝飾材料。

　　一、概念、基本要求及選用原則

　　1、概念：在建筑上將依附于建筑物體表面起裝飾和美化環(huán)境的材料。

　　2、基本要求：美觀、耐久，且能滿足不同的使用功能。

　　3、選用原則：選擇裝飾材料時，必須考慮以下四個問題：

　　（1）建筑的類型和檔次；（2）裝飾效果（色彩、材料的質感、線型、尺度和紋理）；（3）耐久性；（4）經(jīng)濟性。

　　二、常用的裝飾材料

　　1、天然石材和人造石材：

　　（1）天然石材：用作裝飾的主要有天然大理石、天然花崗巖和天然板巖等。

　　天然大理石板材的光澤易被酸雨侵蝕，故不宜用作室外裝飾。

　　（2）人造石材：是人造大理石和人造花崗巖的總稱。

　　特點：重量輕，強度高，厚度薄，易粘結。

　　分類：按所用材料不同，通常有以下四類：樹脂型人造石材、水泥型人造石材、復合型人造石材、燒結型人造石材。

　　常用品種：聚酯型人造石材、仿花崗巖水磨石磚、仿黑色大理石、透光大理石、高級石化瓷磚、藝術石。

　　2、建筑陶瓷：

　　分類：可分為陶質、瓷質和炻質（半瓷）制品。

　　重要技術性質：（1）外觀質量；（2）吸水率；（3）耐急冷急熱性；（4）彎曲強度；（5）耐磨性；（6）抗凍性能；（7）抗化學腐蝕性。

　　常用制品：最常用的有釉面磚、外墻面磚、地面磚、陶瓷錦磚、琉璃制品、陶瓷壁畫及衛(wèi)生陶瓷等。

　　3、建筑玻璃：

　　（1）普通玻璃性質：透明、脆、熱穩(wěn)定性差、化學穩(wěn)定性好、表觀密度大、導熱系數(shù)比較大。

　　（2）玻璃制品：有普通平板玻璃、安全玻璃（鋼化玻璃、夾絲玻璃、夾層玻璃）、保溫絕熱玻璃（吸熱玻璃、熱反射玻璃、中空玻璃）、壓花玻璃、磨砂玻璃、噴花玻璃、玻璃空心磚、玻璃馬賽克、鐳射玻璃。

　　4、建筑裝飾涂料：

　　涂敷于建筑物體表面能干結成膜，具有防護、裝飾、防銹、防腐、防水或其他特殊功能的物質稱為涂料。

　　建筑涂料由主要成膜物質（基料、膠粘劑及固著劑）、次要成膜物質（顏料及填料）、溶劑（稀釋劑）及輔助材料（助劑）組成。

　　分類：

　　（1）按主要成膜物質分為有機涂料、無機涂料和有機無機復合涂料三大類。

　　（2）按使用部位分為外墻涂料、內墻涂料和地面涂料等。

　　（3）按分散介質種類分為溶劑型涂料、水乳型涂料和水溶型涂料。

　　5、木裝飾：常見的有條木地板、拼花木地板、護壁板、木花格、旋切微薄木、木裝飾線條（木線條）。

　　6、金屬裝飾：常用有鋁合金裝飾板材、裝飾用鋼板（不銹鋼鋼板、彩色不銹鋼鋼板、彩色涂層鋼板、彩色壓型鋼板）。

　　7、裝飾織物：室內裝飾織物主要包括地毯、藝術掛毯或壁掛、窗簾以及床單、臺布、蒙面布等。

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　　第十二章絕熱材料和吸聲材料

　　本章主要了解絕熱材料和吸聲材料的基本性質。

　　一、絕熱材料

　　概念：用于控制室內熱量外流的材料叫做保溫材料；把防止室外熱量進入室內的材料叫做隔熱材料。保溫、隔熱材料統(tǒng)稱為絕熱材料。

　　絕熱材料的基本性能：

　　1、導熱系數(shù)：是通過材料本身熱量傳導能力大小的量度，它受本身物質構成、孔隙率、材料所處環(huán)境的濕度、溫度及熱流方向的影響。

　　2、溫度穩(wěn)定性：材料在受熱作用下保持其原有性能不變的能力。

　　3、強度：通常采用抗壓強度和抗折強度。

　　常用絕熱材料：

　　常用保溫絕熱材料按其成分分為有機和無機兩大類。

　　無機絕熱材料是用礦物質原料制成的材料，呈散粒狀、纖維狀或多孔狀。

　　1、無機纖維狀絕熱材料：常用有玻璃棉及制品、礦棉及礦棉制品。

　　2、無機散粒狀絕熱材料：常用有膨脹蛭石及制品、膨脹珍珠巖及制品。

　　3、無機多孔類絕熱材料：常用有泡沫混凝土、加氣混凝土、硅藻土、微孔硅酸鈣、泡沫玻璃。

　　4、有機絕熱材料：是用有機原料制成。輕質板材由于多孔、吸濕性大、不耐久、不耐高溫，只能用于低溫絕熱。常用有泡沫塑料、植物纖維類絕熱板（如軟木板、木絲板、甘蔗板、蜂窩板）、窗用絕熱薄膜等。

　　二、吸聲材料

　　1、材料的吸聲性能：

　　吸聲系數(shù)是評定材料吸聲性能好壞的主要指標。

　　材料的吸聲性能除與材料本身性質、厚度及材料表面的條件有關外，尚與聲波的入射角度和頻率有關。凡6 個頻率的平均吸聲系數(shù)大于0.2的材料，可稱為吸聲材料。

　　2、選用吸聲材料的基本要求：

　　（1）選擇氣孔是開放的且互相連通的材料。保溫材料要求封閉的、不連通的氣孔。

　　（2）吸聲材料應設置在護壁臺以上，安裝時應考慮材料的脹縮。

　　（3）盡可能選用吸聲系數(shù)較高的材料。

　　（4）注意吸聲材料和隔聲材料的區(qū)別。

　　3、隔聲材料：應選擇密實、沉重的材料（如粘土磚、鋼筋混凝土、鋼板等）作為隔聲材料。對固體聲隔聲最有效的措施是采用不連續(xù)的結構處理。