建筑裝飾材料(第一章)

建筑裝飾(zhuāngshì)材料牛林新精品資料1建筑裝飾(zhuāngshì)材料的基本性質第一節(jié)材料的物理性質第二節(jié)材料的力學(lìxué)性質第三節(jié)裝飾材料的化學性質第四節(jié)材料的耐久性第五節(jié)材料的性質與材料內部組成結構之間的關系精品資料1.1材料(cáiliào)的物理性質一、材料的密度、表觀密度、堆積密度（1）密度密度是指材料在絕對密實狀態(tài)(zhuàngtài)下，單位體積的質量。用下式表示：

式中——密度，g/cm3；m——材料在干燥狀態(tài)(zhuàngtài)的質量，g；v——材料在絕對密實狀態(tài)(zhuàngtài)下的體積，cm3。精品資料1.1材料(cáiliào)的物理性質 材料在絕對密實狀態(tài)下的體積是指不包括(bāokuò)孔隙在內的體積。除了鋼材、玻璃等少數材料外，絕大多數材料內部都存在一些孔隙。因此，在測定有孔隙的材料密度時，應把材料磨成細粉，干燥后用李氏瓶（排液置換法）測定。材料磨得越細，測得的密度值越精確。精品資料1.1材料(cáiliào)的物理性質（2）表觀密度（容重，體積密度）表觀密度是指材料在自然狀態(tài)(zhuàngtài)下，單位體積的質量。用下式表示：

式中——表觀密度，g/cm3或kg/m3；——材料的質量，g或kg；——材料在自然狀態(tài)(zhuàngtài)下的體積，cm3或m3。精品資料1.1材料(cáiliào)的物理性質 材料在自然狀態(tài)下的體積又稱表觀體積，是指包含材料內部孔隙在內的體積。幾何形狀規(guī)則的材料，可直接按外形尺寸計算出表觀體積；幾何形狀不規(guī)則的材料，可用排液法測量(cèliáng)其表觀體積。 當材料含有水分時，其質量和體積將發(fā)生變化，影響材料的表觀密度，故在測定表觀密度時，應注明其含水情況。一般情況下，材料的表觀密度是指在烘干狀態(tài)下的表觀密度，又稱為干表觀密度。精品資料1.1材料(cáiliào)的物理性質（3）堆積密度 堆積密度是指粉狀（水泥、石灰等）或散粒材料(cáiliào)（砂子、石子等）在堆積狀態(tài)下，單位體積的質量。用下式表示：

式中——堆積密度，kg/m3；——材料(cáiliào)的質量，kg；——材料(cáiliào)在堆積狀態(tài)下的體積，m3。精品資料1.1材料(cáiliào)的物理性質 材料的堆積體積包含了顆粒內部的孔隙和顆粒之間的空隙。測定材料的堆積密度時，按規(guī)定的方法將散粒材料裝入一定容積的容器中，材料質量是指填充在容器內的材料質量，材料的堆積體積則為容器的容積。 在建筑工程中，計算材料的用量和構件的自重，進行(jìnxíng)配料計算以及確定材料的堆放空間時，經常要用到密度、表觀密度和堆積密度等數據。表1-1列舉了常用建筑材料的密度、表觀密度和堆積密度。精品資料1.1材料(cáiliào)的物理性質表1-1常用建筑材料的密度、表觀(biǎoɡuān)密度及堆積密度精品資料1.1材料(cáiliào)的物理性質二、材料的孔隙率和空隙率 1、孔隙率孔隙率是指材料中孔隙體積占總體積的比例，以P表示?？砂聪率接嬎悖?/p>

材料中固體體積占總體積的比例，稱為密實度，密實度D=1-P，同一材料:密實度+孔隙率=1?？紫堵实拇笮≈苯臃从沉瞬牧系闹旅艹潭??？紫堵实拇笮〖翱紫侗旧淼奶卣鳎紫稑嬙炫c大?。Σ牧系男再|影響較大。通常，對于同一種(yīzhǒnɡ)材質的材料，如其孔隙率在一定范圍內變化，則這種材料的強度與孔隙率有顯著的相關性，即孔隙率越大，則強度越低。 精品資料1.1材料(cáiliào)的物理性質2、空隙率空隙率是指散粒材料在某堆積體積中，顆粒之間的空隙體積占總體積的比例。課按下式計算：空隙率的大小反映了散粒材料的顆?；ハ?hùxiāng)填充的致密程度。在混凝土中，空隙率可作為控制砂石級配及計算混凝土砂率的依據。精品資料1.1材料(cáiliào)的物理性質三、材料的親水性與憎水性材料表面與水或空氣中的水汽接觸時，產生不同程度的潤濕。材料表面吸附水或水汽而被潤濕的性質與材料本身的性質有關。材料能被水潤濕的性質稱為親水性，材料不能被水潤濕的性質稱為憎水性，一般可以按潤濕邊角的大小將材料分為親水性材料與憎水性材料兩類。潤濕邊角指在材料、水和空氣的交點(jiāodiǎn)處，沿水滴表面的切線與水和固體接觸面所成的夾角()。

精品資料1.1材料(cáiliào)的物理性質三、材料的親水性與憎水性親水性材料的情況是，水分子之間的內聚力小于水分子與材料分子間的相互吸引力，表面易被水潤濕，且水能通過毛細管作用而被吸入材料內部。建筑材料大多(dàduō)為親水性材料，如磚、混凝土、木材等；少數材料如瀝青、石蠟等為憎水性材料。憎水性材料有較好的防水效果。精品資料1.1材料(cáiliào)的物理性質四、材料的吸水性與吸濕性1、吸水性材料在水中能吸收(xīshōu)水分的性質稱為吸水性，吸水性的大小用吸水率表示。吸水率是指材料浸水后在規(guī)定時間內吸入水的質量占材料干燥質量或材料體積的百分率。工程用建筑材料一般均采用質量吸水率。質量吸水率式中——材料吸水飽和狀態(tài)下的質量，g——材料干燥狀態(tài)下的質量，g。精品資料1.1材料(cáiliào)的物理性質四、材料的吸水性與吸濕性1、吸水性材料的吸水性與材料的親水性、憎水性有關，還與材料的孔隙(kǒngxì)率的大小、孔隙(kǒngxì)特征有關。對于細微連通孔隙(kǒngxì)、孔隙(kǒngxì)率愈大，則吸水率愈大。封閉孔隙(kǒngxì)，水分不能進人，粗大開口孔隙(kǒngxì)，水分不能存留，吸水率均較小。因此，具有很多微小開口孔隙(kǒngxì)的親水性材料，其吸水性特別強。精品資料1.1材料(cáiliào)的物理性質四、材料的吸水性與吸濕性2、吸濕性材料在潮濕空氣中吸收水分的性質稱為吸濕性。常用含水率表示，可用下式計算:

式中——材料吸收空氣中水分后的質量，g——材料烘干至恒重時質量，g材料的含水率隨空氣濕度和環(huán)境溫度變化(biànhuà)而變化(biànhuà)，也就是水分可以被吸收，又可向外界擴散，最后與空氣濕度達到平衡。與空氣濕度達到平衡時的含水率稱為材料的平衡含水率。材料的吸水與吸濕均會導致材料其他性質的改變，如材料自重增大，絕熱性及耐水性等將產生不同程度的下降等。精品資料1.1材料(cáiliào)的物理性質五、材料的耐水性材料長期在飽和水作用下不破壞、其強度也不顯著降低的性質稱為耐水性。材料的耐水性用軟化系數(K)表示:軟化系數的大小表示材料浸水飽和后強度降低的程度，其范圍波動(bōdòng)在0至1之間，軟化系數愈小，說明材料吸水飽和后的強度降低越多，耐水性則愈差。對于經常處于水中或受潮嚴重的重要結構物的材料，其軟化系數不宜小于0.85；受潮較輕或次要結構物的材料，其軟化系數不宜小于0.75。精品資料1.1材料(cáiliào)的物理性質六、材料的抗?jié)B性材料抵抗壓力水滲透的性質稱為(chēnɡwéi)抗?jié)B性(或不透水性)。材料的抗?jié)B性常用滲透系數表示。式中—材料的滲透系數，cm/h；Q—滲水量，cm3；d—試件厚度，cm；H—靜水壓力水頭，cm；t—滲水時間，h；A—滲水面積，cm2。精品資料1.1材料(cáiliào)的物理性質六、材料的抗?jié)B性滲透系數愈大，表明材料滲透的水量愈多，抗?jié)B性則愈差?？?jié)B性也可用抗?jié)B等級表示，抗?jié)B等級是以規(guī)定的試件、在標準試驗方法下所能承受的最大水壓力(yālì)來確定，以符號Pn表示，其中n為該材料所能承受的最大水壓力(yālì)的0.1MPa數，如普通混凝土的抗?jié)B等級為P6，即表示混凝土能承受0.6MPa的壓力(yālì)水而不滲透。材料抗?jié)B性的好壞，與材料的孔隙率及孔隙特征有關。孔隙率較大且是開口連通的孔隙的材料，其抗?jié)B性較差。抗?jié)B性是決定材料耐久性的主要因素，對于地下建筑及水工構筑物，因常受到壓力(yālì)水的作用，所以要求材料具有一定的抗?jié)B性。對于防水材料，則要求具有更高的抗?jié)B性。材料抵抗其他流體滲透的性質，也屬抗?jié)B性。精品資料1.1材料(cáiliào)的物理性質七、材料的抗凍性材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經受多次凍融(凍結與融化)循環(huán)作用而不破壞、強度也無顯著降低的性質，稱為材料的抗凍性。材料受凍融破壞是由于材料孔隙中的水結冰造成的。水在結冰時體積約增大}%}當材料孔隙中充滿水時，由于水結冰對孔壁產生很大的壓力，而使孔壁開裂。材料的抗凍性可用抗凍等級“Fn"表示，n為最大凍融次數(cìshù)，如F25,F50等。一般規(guī)定材料在經受若干次凍融循環(huán)后，質量損失不超過J%，強度損失不超過25%時，認為抗凍性合格。對于水工及冬季氣溫在一巧℃的地區(qū)施工應考慮材料的抗凍性。材料的抗凍性的高低，取決于材料孔隙中被水充滿的程度和材料對因水分結冰體積膨脹所產生壓力的抵抗能力。精品資料1.1材料(cáiliào)的物理性質八、材料的導熱性在建筑中，除了滿足必要的強度及其他性能的要求(yāoqiú)外，建筑材料還必須具有一定的熱工性質，以降低建筑物的使用能耗、創(chuàng)造適宜的生活與生產環(huán)境。導熱性是建筑材料的一項重要熱工性質。導熱性是指當材料兩側存在溫度差時，熱量從溫度高的一側向溫度低的一側傳導的性質。材料的導熱性通常用導熱系數“”表示。勻質材料導熱系數的計算公式為：式中—材料的導熱系數，W/(m·K)；Q一總傳熱量，J；a—材料厚度，m；(t1一t2)—材料兩側絕對溫度之差，K；A—傳熱面積，m2；Z—傳熱時間，S。精品資料1.1材料(cáiliào)的物理性質八、材料的導熱性導熱系數的物理意義是：單位厚度的材料，當兩側溫度差為1K時，在單位時間內通過單位面積傳導的熱量。它是評定材料保溫絕熱性能好壞的主要指標。越小，則材料的保溫絕熱性能越好。影響建筑材料導熱系數的主要因素有：1、材料的組成與結構。通常金屬材料、無機材料、晶體材料的導熱系數分別大于非金屬材料、有機材料、非晶體材料。2、孔隙率?？紫堵蚀螅諝舛?，則材料表觀密度小，其導熱系數也就小。這是由于空氣的導熱系數小的緣故(yuángù)。3、孔隙特征。在同等孔隙率的情況下，細小孔隙、閉口孔隙組成的材料比粗大孔隙、開口孔隙的材料導熱系數小，因為前者避免了對流傳熱。4、含水情況。當材料含水或含冰時，材料的導熱系數會急劇增大。精品資料1.2材料的力學(lìxué)性質1、材料的強度與等級、標號 材料在外力(荷載)作用下，抵抗破壞的能力稱為材料的強度。當材料承受外力作用時，內部就產生應力。外力逐漸增加(zēngjiā)，應力也相應的加大，直到質點間作用力不再能夠承受時，材料即破壞，此時極限應力值就是材料的強度。根據外力作用方式的不同，材料強度有抗壓強度、抗拉強度、抗彎強度及抗剪強度等，材料的抗壓強度（）、抗拉強度（）及抗剪強度（）的計算公式如下:精品資料1.2材料(cáiliào)的力學性質1、材料的強度與等級、標號 材料的抗彎強度與受力情況、截面形狀及支承(zhīchénɡ)條件等有關，通常將矩形截面條形試件放在兩支點上，中間作用一集中荷載，稱為三點彎曲，抗彎強度計算式為:也有時在跨度的三分點上作用兩個相等集中荷載，稱為四點彎曲，則其抗彎強度計算式為：精品資料1.2材料的力學(lìxué)性質1、材料的強度與等級、標號 為衡量材料輕質高強方面的屬性，還需規(guī)定一個相關的性能指標，稱為比強度。比強度定義為材料的強度與其表觀密度之比，即，它描述了單位質量材料的強度，其值愈大，表示該材料具有(jùyǒu)愈好的輕質高強屬性。各種建筑材料的強度特點差異很大，見下表。為了使用方便，建筑材料常按其強度高低劃分為若干個標號或等級，例如硅酸鹽水泥按抗壓和抗折強度分為6個強度等級，普通混凝土按其抗壓強度分為12個強度等級。精品資料1.2材料的力學(lìxué)性質2、彈性與塑性 在外力作用下，材料產生變形(biànxíng)，外力取消后變形(biànxíng)消失，材料能完全恢復原來形狀的性質，稱為彈性。這種外力去除后即可恢復的變形(biànxíng)稱為彈性變形(biànxíng)屬可逆變形(biànxíng)，其數值大小與外力成正比，其比例系數E稱為材料的彈性模量。在彈性變形(biànxíng)范圍內，E為常數，即彈性模量E是衡量材料抵抗變形(biànxíng)能力的一個指標，E愈大，材料愈不易變形(biànxíng)。材料在外力作用下產生變形(biànxíng)，當外力取消后，有一部分變形(biànxíng)不能恢復，這種性質稱為材料的塑性，這種不能恢復的變形(biànxíng)稱為塑性變形(biànxíng)，屬不可逆變形(biànxíng)。精品資料1.2材料(cáiliào)的力學性質2、彈性與塑性 實際上純彈性材料是沒有的，大部分固體材料在受力不大時，表現出彈性變形，當外力達一定值時，則呈現(chéngxiàn)塑性變形。有的材料受力后，彈性變形和塑性變形同時發(fā)生，當卸荷后，彈性變形會恢復，而塑性變形不能消失(如混凝土)，這類材料稱為“彈一塑”性材料。

3、材料的脆性與韌性

當外力達到一定限度后，材料突然破壞，而破壞時并無明顯的塑性變形，材料的這種勝質稱為脆性。具有這種性質的材料稱為脆性材料，如混凝土、玻璃、磚石等。通常脆性材料的拉壓比很小，即抗拉強度明顯低于抗壓強度，所以脆性材料不能承受振動和沖擊荷載，只適于用作承壓構件。在沖擊、振動荷載作用下，材料能夠吸收較大能量，同時還能產生一定的變形而不致破壞的性質稱為韌性(沖擊韌性)。一般以測定其沖擊破壞時試件所吸收的功作為指標。建筑鋼材(軟鋼)、木材等屬于韌性材料。精品資料1.2材料(cáiliào)的力學性質

4、硬度材料的硬度是指材料抵抗較硬物壓人其表面的能力，通過硬度可大致推知材料的強度。各種材料硬度的測試方法和表示方法不同。如石料可用刻痕法或磨耗來測定；金屬、木材及混凝土等可用壓痕法測定；礦物可用刻劃法測定(礦物硬度分為10個等級(děngjí)，最硬的10級為金剛石，最軟的1級為滑石及白堊石)。常用的布氏硬度HB可用來表示塑料、橡膠及金屬等材料的硬度。精品資料1.3材料(cáiliào)的化學性質

指材料與它所處外界環(huán)境的物質進行化學反應的能力或在所處環(huán)境的條件下保持其組成及結構(jiégòu)穩(wěn)定的能力，如膠凝材料與水作用，鋼筋的銹蝕，瀝青的老化，混凝土及天然石材在侵蝕性介質作用下受到腐蝕等。精品資料1.4材料(cáiliào)的耐久性

材料在使用過程中抵抗(dǐkàng)周圍各種介質的侵蝕而不破壞的性能，稱為耐久性。耐久性是材料的一種綜合性質，諸如抗?jié)B性、抗凍性、抗風化性、抗老化性、耐化學腐蝕性、耐熱性、耐光性、耐磨性等均屬耐久性的范圍。精品資料1.5材料(cáiliào)的性質與材料(cáiliào)的內部組成結構之間的關系 材料的性質除與試驗條件(如測定材料強度時試件形狀、尺寸、表面狀況、含水狀況及試驗時的溫、濕度與加荷速度等)有關外，主要是與材料本身(běnshēn)的組成及結構有關。材料的組成包括化學組成及礦物組成等?；瘜W組成是指構成材料的化學元素及化合物的種類與數量;礦物組成則是指構成材料的礦物的種類(如硅酸鹽水泥熟料中的硅酸三鈣、鋁酸三鈣等礦物)和數量。材料的組成不僅影響材料的化學性質，也是決定材料物理、力學性質的重要因素。精品資料1.5材料(cáiliào)的性質與材料(cáiliào)的內部組成結構之間的關系材料的結構包括微觀結構(如晶體、玻璃體及膠體等)、細觀結構(如鋼材中的鐵素體、滲碳體等基本組織)以及宏觀結構(如孔隙率、孔隙特征、層理、紋理等)。材料的結構是決定材料性質的極其重要的因素。原子晶體:中性原子以共價鍵結合而成的晶體，如石英。離子晶體:正負離子以離子鍵結合而成的晶體，如NaCI。分子晶體:以范德華力即分子間力結合而成的晶體，如有機化合物。金屬晶體:以金屬陽離子為晶格，由金屬陽離子與自由電子間的金屬鍵結合而成的晶體，如鋼鐵。晶體具有一定的幾何(jǐhé)外形、各向異性、有固定熔點和化學穩(wěn)定性等特點，但金屬材料如鋼材卻是各向同性的，因為鋼材由眾多細小晶粒組成，而晶粒是雜亂排布而成（晶格隨機取向)的緣故。精品資料1.5材料(cáiliào)的性質與材料(cáiliào)的內部組成結構之間的關系 玻璃體特點是各向同性、導熱性較低、尤固定熔點，其化學活性較高。例如，高爐煉鐵熔融狀態(tài)的礦渣(kuànɡzhā)，經緩慢冷卻后即得慢冷礦渣(kuànɡzhā)(重礦渣(kuànɡzhā))，含晶體較多，為化學穩(wěn)定性材料；但熔融物若經急冷，則質點來不及按一定規(guī)則排列，便凝固成固體，即為?；郀t礦渣(kuànɡzhā)，含玻璃體較多，磨細后能與水在石灰存在的條件下起水化硬化作用，因此可作為活性混合材料使用。精品資料1.5材料的性質與材料的內部組成(zǔchénɡ)結構之間的關系膠體是由膠粒（粒徑10-9～10-7m固體粒子）分散在連續(xù)介質中而成。膠體具有良好的吸附力與較強的粘結力；膠體脫水，膠粒凝聚，即成凝膠；凝膠完全脫水即為干凝膠，具有固體性質。如硅酸鹽水泥完全水化后，水化硅酸鈣凝膠約占70%，其膠凝能力強，且強度較高（凝膠粒子間存在范德華力與化學結合(jiéhé)鍵）。材料的宏觀結構，如孔隙率與孔隙特征，與材料的強度、吸水性及絕熱性等都有密切的關系。

精品資料練習題1．在我國基本建設所用的“三大建筑材料”通常是指：（）A．鋼材、砂石、木材B．水泥、鋼材、木材C．水泥、金屬、塑料D．石材、鋼材、木材2．建材品種繁多，分組各異，用途不一。按基本成分建筑材料分類有三種，下列何者(hézhě)不屬于分類之內？（）A．金屬材料B．非金屬材料C．單純材料D．復合材料3．建筑材料分類中下列哪種材料屬于復合材料？（）A．不銹鋼B．合成橡膠C．鋁塑板D．水玻璃4．下列屬于“非