《建筑装饰材料》第一章建筑材料的基本性质

宿迁职业技术学院施工教研室杨云第一章建筑装饰资料的根本性质本章内容一、资料与质量有关根本物理性质二、资料与水有关的性质三、资料的热工性质

四、资料的声学性质五、资料的光学性质六、资料的力学性质七、资料的耐久性八、资料的装饰性

填充率孔隙率密实度堆积密度表观密度密度物理性质一、资料与质量有关的根本物理性

第一章建筑装饰资料的性质空隙率资料的体积构成体积是资料占有的空间尺寸。由于资料具有不同的物理形状，因此表现出不同的体积。密度计算公式ρ=m/v资料在绝对密实形状下的体积资料的密度资料的质量绝对密实体积枯燥资料在绝对密实形状下的体积。即资料内部固体物质的体积，或不包括内部孔隙的资料体积。普通以Ｖ表示。普通将资料磨成规定细度的粉末，用排开液体的方法得到其体积。表观密度计算公式ρo=m/vo资料的表观密度资料的质量资料在自然形状下的体积资料的自然体积资料在自然形状下的体积，即整体资料的外观体积〔含内部孔隙和水分〕。普通以V0表示。外形规那么的资料可根据其尺寸计算其体积；外形不规那么的资料可先在资料外表涂腊，然后用排开液体的方法得到其体积。

堆积密度计算公式ρo′=m/vo′资料的堆积密度资料在堆积形状下的体积资料的质量资料的堆积体积粉状或粒状资料，在堆积形状下的总体外观体积。松散堆积形状下的体积较大，密实堆积形状下的体积较小。普通以表示。〔一〕资料的密度、表观密度与堆积密度名称定义表达式单位备注密度表观密度堆积密度资料在绝对密实形状下,单位体积的质量。g/cm3资料在自然形状下，单位体积的质量。㎏/m3或g/cm3资料在堆积形状下，单位体积的质量。㎏/m3〔二〕密实度与孔隙率密实度密实度是指资料体积内，被固体物质所充实的程度。图1-1资料孔隙率表示图孔隙率孔隙率是指资料体积内，孔隙体积占总体积的百分率。图1-1资料孔隙率表示图〔三〕填充率与空隙率填充率填充率是指散粒资料在其堆积体积中，被其颗粒填充的程度。资料空隙率表示图空隙率空隙率是指散粒资料在其堆积体积中，颗粒之间的空隙体积占资料堆积体积的百分率。资料空隙率表示图思索：孔隙率和空隙率的区别？孔隙率与空隙率的区别比较项目孔隙率空隙率适用场合个体材料内部堆积材料之间作用可判断材料性质可进行材料用量计算计算公式二、资料与水有关的性质亲水性与憎水性吸水性吸湿性耐水性抗渗性1.资料的亲水性与憎水性与水接触时，资料外表能被水润湿的性质称为亲水性；资料外表不能被水润湿的性质称为憎水性。

具有亲水性或憎水性的根本缘由在于资料的分子构造。亲水性资料与水分子之间的分子作用力，大于水分子相互之间的内聚力；憎水性资料与水分子之间的作用力，小于水分子相互之间的内聚力。〔ａ〕亲水性资料〔ｂ〕憎水性资料2.资料的吸水性资料在水中吸收水分的才干，称为资料的吸水性。吸水性的大小以吸水率来表示。〔1〕质量吸水率〔例：砂石〕质量吸水率是指资料在吸水饱和时，所吸水量占资料在枯燥形状下的质量百分比，并以ｗm表示。质量吸水率ｗm的计算公式为：式中：mb——资料吸水饱和形状下的质量〔g或kg〕；mg——资料在枯燥形状下的质量〔g或kg〕。〔2〕体积吸水率〔例：泡沫〕体积吸水率是指资料在吸水饱和时，所吸水的体积占资料自然体积的百分率，并以WV表示。体积吸水率WV的计算公式为：式中: mb——资料吸水饱和形状下的质量〔g或kg〕；

mg——资料在枯燥形状下的质量〔g或kg〕。

V0——资料在自然形状下的体积，〔cm3或m3〕；

ρw——水的密度,〔g/cm3或kg/m3〕，常温下取ρw=1.0g/cm3。〔3〕影响资料吸水性的要素资料的吸水率与其孔隙率有关，更与其孔特征有关。由于水分是经过资料的开口孔吸入并经过连通孔渗入内部的。资料内与外界连通的细微孔隙愈多，其吸水率就愈大。3.资料的吸湿性资料的吸湿性是指资料在潮湿空气中吸收水分的性质。用含水率Ｗh表示，其计算公式为：式中：ms——资料吸湿形状下的质量〔g或kg〕

mg——资料在枯燥形状下的质量〔g或kg〕。

当空气中湿度在较长时间内稳定时，资料的吸湿和枯燥过程处于平衡形状，此时资料的含水率坚持不变，其含水率称为平衡含水率。思索：吸水率和吸湿率的区别？吸水率与含水率的区别比较项目吸水率含水率适用场合在水中吸收水分在空气中吸收水分表示方法吸收水分的质量比或体积比吸收水分的质量比吸收水量达到饱和与空气中水分平衡通常小于吸水率4.资料的耐水性资料的耐水性是指资料长期在饱和水的作用下不破坏，强度也不显著降低的性质。资料耐水性的目的用软化系数KR表示：式中：KR——资料的软化系数；

fb——资料吸水饱和形状下的抗压强度〔MPa〕；

fg——资料在枯燥形状下的抗压强度〔MPa〕。软化系数反映了资料饱水后强度降低的程度，是资料吸水后性量变化的重要特征之一。普通资料吸水后，水分会分散在资料内微粒的外表，减弱其内部结合力，强度那么有不同程度的降低。当资料内含有可溶性物质时〔如石膏、石灰等〕，吸入的水还能够溶解部分物质，呵斥强度的严重降低。软化系数的动摇范围在0至1之间。工程中通常将KR＞0.85的资料称为耐水性资料，可以用于水中或潮湿环境中的重要工程。用于普通受潮较轻或次要的工程部位时，资料软化系数也不得小于0.75。5.抗冻性抗冻性是指资料在吸水饱和形状下，能经受反复冻融循环作用而不破坏，强度也不显著降低的性能。资料吸水后，在负温作用条件下，水在资料毛细孔内冻结成冰，体积膨胀所产生的冻胀压力呵斥资料的内应力，会使资料遭到部分破坏。随着冻融循环的反复，资料的破坏作用逐渐加剧，这种破坏称为冻融破坏。冻融破坏的缘由资料有孔且孔隙含水；水→冰，体积膨胀9％，结冰压力高达100MPa，结冰压力超越资料的抗拉强度时，资料开裂；裂痕的添加也进一步添加了资料的饱水程度，饱水程度的添加进一步加剧了冻融破坏；反复多次加剧破坏，最终资料解体；严寒地域道路、桥梁、水坝、堤防、海上钻井平台、跨海大桥等均需思索冻融破坏。抗冻性以试件在冻融后的质量损失和强度损失不超越一定限制时所能经受的冻融循环次数来表示，或称为抗冻等级。资料的抗冻等级可分为F15、F25、F50、F100、F200等，分别表示此资料可接受15次、25次、50次、100次、200次的冻融循环。影响抗冻性的要素1.资料的密实度〔孔隙率〕密实度越高那么其抗冻性越好。2.资料的孔隙特征开口孔隙越多那么其抗冻性越差。3.资料的强度强度越高那么其抗冻性越好。4.资料的耐水性耐水性越好那么其抗冻性也越好。5.资料的吸水量大小吸水量越大那么其抗冻性越差。6.资料的抗渗性抗渗性是资料在压力水作用下抵抗水浸透的性能。用浸透系数或抗渗等级表示。〔1〕浸透系数资料的浸透系数K可经过下式计算:式中：K——浸透系数,〔cm/h〕;

Q——渗水量，〔cm3〕；A——渗水面积,〔cm2〕；H——资料两侧的水压差，〔cm〕；

d——试件厚度〔cm〕；t——渗水时间〔h〕。

资料的浸透系数越小，阐明资料的抗渗性越强。〔2〕抗渗等级资料的抗渗等级是指用规范方法进展透水实验时，资料规范试件在透水前所能接受的最大水压力，并以字母P及可接受的水压力〔以0.1MPa为单位〕来表示抗渗等级。如P4、P6、P8、P10…等，表示试件能接受逐渐增高至0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa…的水压而不浸透。〔3〕影响资料抗渗性的要素资料亲水性和憎水性通常憎水性资料其抗渗性优于亲水性资料；资料的密实度密实度高的资料其抗渗性也较高；资料的孔隙特征具有开口孔隙的资料其抗渗性较差。三、资料的热工性质热工性质导热性热容量温度的变形性耐燃性耐火性1.导热性当资料两面存在温度差时，热量提高建筑资料传送的性质，称为资料的导热性。导热性用导热系数λ表示：式中：λ——导热系数，W/〔m·K〕；

Q——传导的热量，J；

d——资料厚度，m；

F——热传导面积，m2；Z——热传导时间，h；

〔t2－t1〕——资料两面温度差，K。物理意义：单位厚度〔1m〕的资料、两面温度差为1K时、在单位时间〔1s〕内经过单位面积〔1m2〕的热量。2.热容量和比热资料在受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质称为资料的热容量。用热容量系数或比热表示。比热的计算式如下所示：式中：C——资料的比热，J/〔g·K〕；

Q——资料吸收或放出的热量(热容量)；m——资料质量，g；〔t2－t1〕——资料受热或冷却前后的温差，K。3.资料的温度变形性资料的温度变形是指温度升高或降低时资料的体积变化。用线膨胀系数α表示。ΔL=〔t2－t1〕·α·L式中：ΔL——线膨胀或线收缩量，mm或cm；

〔t2－t1〕——资料前后的温度差，K；

α——资料在常温下的平均线膨胀系数，1/K；

L——资料原来的长度，mm或m。资料的线膨胀系数与资料的组成和构造有关，常选择适宜的资料来满足工程对温度变形的要求。例如：钢筋混凝土的结合。4.资料的熄灭性能 近年来，我国发生的艰苦伤亡性火灾，几乎都与建筑装修和建筑装饰资料有关。因此，在选择建筑装饰资料时，对资料的熄灭性能应给予足够的注重。〔1〕建筑装饰资料熄灭所产生的破坏和危害①熄灭作用在建筑物发生火灾时，熄灭可将金属构造红软、熔化，可将水泥混凝土脱水粉化及爆裂零落，可将可燃资料烧成灰烬，可使建筑物开裂破坏、坠落坍塌、装修报废等，同时熄灭产生的高温作用对人也有宏大的危害。②发烟作用资料熄灭时，尤其是有机资料熄灭时，会产生大量的浓烟。浓烟会使人迷失方向，且呵斥心思恐惧，妨碍及时逃逸和救援。③毒害作用部分建筑装饰资料，尤其是有机资料，熄灭时会产生剧毒气体，这种气体可在几秒至几十秒内，使人窒息而死亡。〔2〕建筑资料的熄灭性能分级 建筑资料按其熄灭性能分为四个等级，见表1-2。表1-2建筑资料的熄灭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 在选用建筑装饰资料时，应优先思索采用不燃或难燃的资料。对有机建筑装饰资料，应思索其阻燃性及其阻燃剂的种类和特性。假设必需采用可燃型的建筑资料，应采取相应的消防措施。思索钢构造建筑为什么着火？5.资料的耐火性 资料的耐火性是指资料抵抗高温或火的作用，坚持其原有性质的才干。金属资料、玻璃等虽属于不燃性资料，但在高温或火的作用下在短时间内就会变形、熔融，因此不属于耐火资料。建筑资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，从资料遭到火的作用起，直到资料失去支持才干或完好性被破坏或失去隔火作用的时间，以h〔小时〕或min〔分钟〕计。表几种典型资料的热工性质目的材料导热系数(W/（m·K）)比热容(J/（g·K）)钢材580.48铜材3700.38花岗岩3.490.92混凝土1.510.84烧结普通砖0.80.88松木0.17~0.362.72泡沫塑料0.031.30冰2.202.05水0.64.19密闭空气0.0231.00 声音是靠振动的声波来传播的，当声波到达资料外表时出产生三种景象：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，就应该思索采取措施；声音大于120dB，将危害人体安康。因此，在建筑装饰工程中，应特别留意资料的声学性能，以便于给人们提供一个平安、温馨的任务和生活环境。〔1〕资料的吸声性 吸声性是指资料吸收声波的才干。吸声性的大小用吸声系数表示。四、资料的声学性质 当声波传播到资料外表时，一部分被反射，另一部分穿透资料，其他的部分那么传送给资料，在资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资料吸收掉。当声波遇到资料外表时，被资料吸收的声能E与全部入射声能E0之比，称为资料的吸声系数。用公式表示如下：

资料的吸声系数越大，吸声效果越好。资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。同一种资料，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资料吸声的频率特征。凡6个频率的平均吸声系数大于0.2的资料，称为吸声资料。

〔2〕资料的隔声性 声波在建筑构造中的传播主要经过空气和固体来实现，因此隔声可分为隔绝空气声〔经过空气传播的声音〕和隔绝固体声〔经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〞，即资料的表观密度越大，质量越大，隔声性能越好。因此，应选用密度大的资料作为隔空气声资料，如混凝土、实心砖、钢板等。如采用轻质资料或薄壁资料，那么需辅以多孔吸声资料或采用夹层构造，如夹层玻璃就是一种很好的隔空气声资料。弹性资料，如地毯、木板、橡胶片等具有较高的隔固体声才干。 当光线照射在资料外表上时，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。资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资料外表时，会产生镜面发射，使资料具有较强的光泽；当光线照射在粗糙的资料外表时，使反射光线呈现无序传播，会产生漫反射，使资料表现出较弱的光泽。在装饰工程中往往采用光泽较强的资料，使建筑外观显得光亮和绚丽多彩，使室内显得宽阔亮堂。五、资料的光学性质例如：瓷砖〔2〕光的透射 光的透射又称为折射，光线在透过资料的前后，在资料外表处会产生传播方向的转机。资料的透射比越大，阐明资料的透光性越好。如2mm厚的普通平板玻璃的透射比可到达88%。 当资料外表光滑且两外表为平行面时，光线束透过资料只产生整体转机，不会产生各部分光线间的相对位移〔见图1-1a〕。此时，资料一侧景物所分发的光线在到达另一侧时不会产生畸变，使景象完好地透过资料，这种景象称之为透视。大多数建筑玻璃属于透视玻璃。当透光性资料内部不均匀、外表不光滑或两外表不平行时，入射光束在透过资料后就会产生相对位移〔见图1-1b〕，使资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，这种景象称为透光不透视。在装饰工程中根据运用功能的不同要求也经常采用透光不透视资料，如磨砂玻璃、压花玻璃等。

〔3〕光的吸收 光线在透过资料的过程中，资料可以有选择地吸收部分波长的能量，这种景象称为光的吸收。资料对光吸收的性能在建筑装饰等方面具有宽广的运用前景。例如：吸热玻璃就是经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，并将这些热量向外分发，可坚持室内既有良好的采光性能，又不会产生大量热量；有些特殊玻璃还会经过吸收大量光能，将其转变为电能、化学能等；太阳能热水器就是利用吸热涂料等资料的吸热效果来使水温升高的。六、资料的力学性质1.资料的强度资料的强度是资料在应力作用下抵抗破坏的才干。根据外力作用方式的不同，资料强度有抗压、抗剪、抗弯〔抗折〕强度等。抗压抗拉抗剪抗弯抗压强度、抗拉强度、抗剪强度的计算：式中：f——资料强度，MPa；Fmax——资料破坏时的最大荷载，N；A——试件受力面积，mm2。抗弯强度的计算：中间作用一集中荷载，对矩形截面试件，那么其抗弯强度用下式计算：式中：fw——资料的抗弯强度MPa；Fmax——资料受弯破坏时的最大荷载，N；A——试件受力面积，mm2；L、b、h——两支点的间距，试件横截面的宽及高，mm。-2.弹性和塑性〔1〕弹性〔气球〕资料在外力作用下产生变形，当外力取消后可以完全恢复原来外形的性质称为弹性。这种完全恢复的变形称为弹性变形〔或瞬时变形〕。

〔2〕塑性〔麻团〕资料在外力作用下产生变形，假设外力取消后，仍能坚持变形后的外形和尺寸，并且不产生裂痕的性质称为塑性。这种不能恢复的变形称为