第二章建筑装饰材料的基本性质

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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/cm,3,；,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，,cm,3,。,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，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/cm,3,或,kg/m,3,；,材料的质量，,g,或,kg,；,材料在自然状态下的体积，,cm,3,或,m,3,。,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/m,3,；,材料的质量，,kg,；,材料的堆积体积，,m,3,。,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,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,表1-1 常用建筑材料的密度、表观密度和堆积密度,材料名称,密度,/,（,g/cm,3,）,表观密度,/,（,kg/m,3,）,堆积密度,/,（,kg/m,3,）,建筑钢材,7.85,7850,普通混凝土,2100,2600,烧结普通砖,2.50,2.70,1600,1900,花岗岩,2.70,3.0,2500,2900,碎石（石灰岩）,2.48,2.76,2300,2700,1400,1700,砂,2.50,2.60,1450,1650,粉煤灰,1.95,2.40,550,800,木材,1.55,1.60,400,800,水泥,2.83.1,1200,1300,普通玻璃,2.45,2.55,2450,2550,铝合金,2.7,2.9,2700,2900,2.,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,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,等级,燃烧性能,燃烧特征,A,不燃性,在空气中受到火烧或高温作用时不起火、不燃烧、不碳化的材料，如金属材料及无机矿物材料等,B1,难燃性,在空气中受到火烧或高温作用时难起火、难燃烧、难碳化，当离开火源后燃烧或微燃立即停止的材料，如沥青混凝土、水泥刨花板等,B2,可燃性,在空气中受到火烧或高温作用时立即起火或微燃，且离开火源后仍能继续燃烧或微燃的材料，如木材、部分塑料制品等,B3,易燃性,在空气中受到火烧或高温作用时立即起火，并迅速燃烧，且离开火源后仍能继续燃烧的材料，如部分未经阻燃处理的塑料、纤维织物等,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,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,2,mm,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,1-1,a,）,。,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,1-1,b,）,，,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，又不会产生大量热量；有些特殊玻璃还