土木工程材料 0第9章建筑功能材料

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,土木工程材料,第九章建筑功能材料,建筑物防水等级,屋面：,地下：,防水等级,耐用年限,工程类别,一级,25年,国家级博物馆、档案馆,二级,15年,博物馆、图书馆、宾馆,三级,10年,住宅、学校、办公楼,四级,5,年,非永久性建筑,防水等级,渗水情况,工程类别,一级,无湿渍,医院、商场、粮库、电脑房,二级,有少量湿渍,一般车间、城市公路隧道,三级,有少量漏水点,一般公路隧道、水下隧道,四级,有漏水点，无线漏,取水隧道、污水排放隧道,9.1 防水材料,1 沥青防水卷材,1 石油沥青纸胎油毡和油纸,标号,2 新型有胎沥青防水卷材,-,-按原纸1m,2,的质量克数分,油纸,200、350,简易防水、防潮包装等,油毡,200,简易防水、临时防水、防潮包装,350、500,多层建筑防水,9.1.1 防水卷材,混凝土,冷底子油 or 乳化沥青,沥青胶,纸胎油毡_3,沥青胶,纸胎油毡_2,沥青胶,纸胎油毡_1,沥青胶,绿豆砂,屋面“三毡四油一砂 防水做法,1防水涂料分类,按成膜物质的主要成分可分为：,按液态类型可分为：,1沥青基防水涂料,2高聚物改性沥青防水涂料,3合成高分子防水涂料,9.1.2,防水涂料,混凝土,底涂料,（,涂料与水等比例混合,）,细砂、云母或蛭石,稀释的涂料,涂料,无纺布_2,涂料,无纺布_1,涂料,乳化沥青涂料,“二布三涂”,防水做法：,2常用防水涂料,地下建筑,变形缝,防水做法,砂浆面层 砂浆面层,混凝土底板,混凝土底板,混凝土垫层,混凝土垫层,密封膏,浸过沥青的木丝板,止水带,纸胎油毡,建筑密封材料,9.3 绝热材料,绝热材料的绝热机理,热量的传递方式：,导热,、,对流,和,热辐射,。,导热系数：,绝热材料的,t,1,-t,2,Q,Q,a,0.23W/(mK),绝热材料的类型,多孔型,绝热原理：,绝热材料：,固相传热：路线大大增加,传递速度减慢,气孔传热：导热系数极小,泡沫塑料、膨胀珍珠岩等,纤维型,绝热原理：,绝热材料：,反射型,绝热原理：,绝热材料：,与多孔材料类似,岩棉、矿棉,I,0,I,A,I,B,铝箔、热反射玻璃,有效阻挡辐射换热。,反射率 大，,吸收率 小，,从而,能量守恒,9.3.2 绝热材料的性能,1、导热系数,导热系数的影响因素,组成、结构,孔隙,温度,晶体玻璃体,金属非金属,温度,孔隙率，,孔径、连通性,含水率,热流方向,含水率，,结冰,绝热材料在应用时必须注意防水避潮,。,顺纤维向横纤维向,2.温度稳定性,表示方法,3.吸湿性,4.强度,不致丧失绝热性能的极限温度,吸湿性越大绝热效果差,多孔强度一般不大,在实际使用时，需在其表层加防水层或隔汽层,。,在实际使用时，常将绝热材料与承重材料复合使用,。,声音起源：,声音传播：,声音强度：,9.4 吸声隔声材料,概述,物体振动,空气中传播,固体中传播,声音来源,分贝,(dB),喷气发动机,160,雷声,120,锯木声,100,吵杂的办公室,80,公路上的汽车,60,普通办公室,45,60,普通住宅,35,60,耳语,18,20,正常呼吸,10,一、吸声系数,1、定义,2、影响因素,3、测定方法：,E 被材料吸收的声能E,0,入射声能,材料的性质,声音的频率、声音的入射角度,六个频率125,250,500,1000,2000,4000Hz,E,0,E=E,2,+E,3,E,1,E,2,E,3,二、吸声材料,定义：,特征：,1、多孔性吸声材料,2、柔性吸声材料,轻质、疏松、多孔的材料,含有封闭气孔的弹性体,三、吸声结构,1、薄板薄膜振动吸声结构,根本材料：,吸声结构：,薄板胶合板、石膏板等,薄膜皮革、人造革、塑料薄膜,墙体,不透气、有弹性薄板或薄膜空气背衬,2、穿孔板组合吸声结构,根本材料：,吸声结构：,穿孔板，如胶合板、硬质纤维板、石膏板、塑料板、铝合金板等,一定体积的空腔（空气背衬）,通过小孔与外部声场相联系,墙体,9.4.3 隔声材料,透射系数,声音按着传播的途径可分为,E,0,E,1,空气声由于空气的振动,固体声由于固体的撞击或振动,例9-1什么是绝热材料？工程上对绝热材料有哪些要求？,解,绝热材料是指导热系数值应不大于0.23W(mK)的隔热保温效果好的建筑材料。,工程上首先要求绝热材料有较低的导热系数。其次，要求绝热材料应该是轻质的，其表观密度不大于600kgm3。同时要满足运输、施工中强度要求抗压强度大于0.3MPa。此外，还要求材料吸湿性要小，或者易于防水，否那么会明显降低保温性。,对材料的导热系数应在相对湿度为条件下材料到达平衡含水状态下进行测定。工程上还要求材料施工容易，造价低廉，具有较好的技术经济效益。,例9-2材料绝热的根本原理是什么？,解,热在本质上是组成物质的分子、原子和电子等在物质内部的移动、转动和振动所产生的能量。在任何介质中，当存在着温度差时，就会产生热的传递现象，热能将由温度较高的局部传递至温度较低的局部。不同的建筑材料具有不同的保温隔热性能，主要表达在材料的导热系数上，导热系数愈小，保温性能愈好。,传热的根本方式有热传导、热对流和热辐射三种。一般来说，三种传热方式总是共存的，但因绝热性能良好的材料常是多孔的，虽然在材料的孔隙内有着空气，起着辐射和对流作用，但与热传导相比，热辐射和对流所占的比例很小，故在建筑热工计算时通常不予考虑。,例11-3绝热材料为什么总是轻质的？使用时为什么一定要注意防潮？,解,由于材料中固体物质的导热能力要比空气的导热能力大得多，因此，一般的轻质材料，其表观密度较小，导热系数也较小。所以绝热材料总是轻质的。,材料吸湿受潮后，其导热系数就增大，这是由于当材料的孔隙中有了水分包括水蒸气后，那么孔隙中蒸汽的扩散和水分子的热传导将起主要传热作用，而水的为0.58，比空气的=0.029大20倍左右。如果孔隙中的水结成了冰，那么冰的=2.33，其结果使材料的导热系数更加增大。故绝热材料在应用时必须注意防水避潮。,例9-4 试述材料的吸声性能及其表示方法？什么是吸声材料？,解,吸声性能是指材料能够吸收由空气传递的声波能量的性质。以 吸声系数表示。吸声系数是这些被吸收的能量包括局部穿透材料的声能在内与传递给材料的全部声能E0之比，用公式表示为,常用规定的六个频率：125、250、500、1000、2000、4000 Hz的平均吸声系数来表示。,平均吸声系数大于0.2的材料，列为吸声材料。,吸声系数与声音的频率及声音的入射方向有关。因此吸声系数用声音从各方向入射的吸收平均值表示，并应指出是对哪一频率的吸收。,例9-5 简述吸声材料的根本特征？,解,吸声材料的根本特征是：,多孔性。吸声材料孔隙率几乎达7090；,开口孔隙率大、透气性好；,体积密度适宜，过大会使透气性降低而使吸声性能降低；,常采取硬质板上钻孔，背后留空气夹层或填以柔性吸声材料做成吸声结构的形式，以提高吸声系数。,例9-6试述多孔材料、穿孔材料及薄板共振结构的吸声原理。随着材料的表观密度和厚度的增加，材料吸声性能有何变化？,解,多孔材料、穿孔材料的吸声原理在于：声波深入材料的孔隙，且孔隙多为内部互相贯穿的开口孔，受到空气分子摩擦和粘滞阻力，以及使细小纤维作机械振动，从而使声能转变为热能。薄板共振结构系采用薄板钉牢在靠墙的木龙骨上，薄板与板后的空气层构成了薄板共振吸声结构，大大提高了吸音效果。,对同一种多孔材料，当其表观密度增大时即空隙率减小时，对低频的吸声效果有所提高，而对高频的吸声效果那么有所降低。增加多孔材料的厚度，可提高对低频的吸声效果，而对高频那么没有多大的影响。,例9-7 吸声材料和绝热材料在构造特征上有何异同？泡沫玻璃是一种强度较高的多孔结构材料，但不能用作吸声材料，为什么？,解,吸声材料和绝热材料在构造特征上都是多孔性材料，但二者的孔隙特征完全不同。绝热材料的孔隙特征是具有封闭的、互不连通的气孔，而吸声材料的孔隙特征那么是具有开放的、互相连通的气孔。,泡沫玻璃虽然是一种强度较高的多孔结构材料，但是它在烧成后含有大量封闭的气泡，且气孔互不连通，因而不能用作吸声材料。,泡沫玻璃材料中的孔隙大局部为单独的封闭的气泡，那么因声波不能进入，从吸声机理上来讲，不属于多孔性吸声材料。,例9-8 试述隔绝空气传声和固体撞击传声的处理原那么。,解,对隔绝空气传声，根据声学中的“质量定律，墙或板传声的大小，主要取决于其单位面积质量，质量越大，越不易振动，那么隔声效果越好，故对此必须选用密实、沉重的材料作为隔声材料。,对隔固体撞击传声，最有效的措施是采用不连续的结构处理，即在墙壁和承重梁之间、房屋的框架和隔墙及楼板之间加弹性衬垫，如毛毡、软木、橡皮等材料，或在楼板上加弹性地毯。,隔绝撞击声的方法与隔绝空气声的方法是有区别的，因为在这种情况下，建筑构件材料本身成为声源而直接向四周传播声能。由于撞击的噪声干扰往往比空气声更为强烈，声波沿固体材料传播时声能衰减极少，目前尚无行之有效的解决方法。,例9-9,某冰库原采用水玻璃胶结膨胀蛭石而成的膨胀蛭石板做隔热材料。经过一段时间后，隔热效果逐渐变差，后以聚苯乙烯泡沫作为墙体隔热夹芯板，在内墙喷涂聚氨酯泡沫层作绝热材料，取得良好效果。试分析原因。,原因分析：水玻璃胶结膨胀蛭石板用于冰库易受潮，受潮后其绝热性能下降；而聚苯乙烯泡沫隔热夹芯板和聚氨酯泡沫层均不易受潮，且有较好的低温性能。故用于冰库可取得良好的效果。,一、填空题,1.隔声主要是指隔绝 声和隔绝 声,2.依据建筑防水材料的外观形态可分为 和 ,四大系列。,3.材料的导热系数是衡量材料 性能的主要指标，其值越大，那么 性能越差。它主要受材料的 、和 、的影响。其中以 和 的影响最大。,空气,固体,防水卷材,防水涂料,密封材料,刚性防水材料,绝热(隔热保温),绝热(隔热保温),物质组成,孔隙率,孔隙构造特征,温度,湿度含水率,热流方向,孔隙率,湿度含水率,4.防水卷材应具备以下性能：。,5.绝热材料应满足：值不大于 w/(mK)、表观密度不大于 kg/m3抗压强度不低于 MP，温度稳定性 于实际使用温度。,二、选择题,1.东北某城市高档高层住宅小区楼群屋面需铺设防水卷材，有以下几种材料可选用。请选择：,A 石油沥青纸胎油毡；B 玻纤毡胎APP改性沥青防水卷材；C SBS改性沥青防水卷材,耐水性,温度稳定性,机械强度、延伸性和抗断裂性,柔韧性,大气稳定性,0.23,600,0.3,高,C,2.建筑结构中，主要起吸声作用且吸声系数不小于 的材料称为吸声材料。,A 0.1；B 0.2；C 0.31 D 0.4,3.多孔轻质材料闭口孔适合作 ，纤维状轻质材料适合作 。,A吸声材料B保温材料C隔声材料,三、判断题,(1)三元乙丙橡胶不适合用于严寒地区的防水工程。,(2)建筑堵水材料主要用于房屋建筑、构筑物、水工建筑等在有水或潮湿环境下的防水堵漏。,四、简答题,1.某绝热材料受潮后，其绝热性能明显下降。请分析原因。,B,B,A,错,对,