第2章-装饰材料的基本性质

第2章建筑装饰材料的基本性质

2.1材料的基本物理性质

一.材料与质量有关的性质

1.几种密度（1）密度(比重)：材料在绝对密实、绝干状态下，单位体积的质量。

（2）表观密度（亦称体积密度或容重)—材料在自然状态下单位体积的质量。

m为任意含水状态下的材料质量(因此必须注明含水情况)。通常所指的ρ0是材料在气干状态(即在空气中干燥)下的气干体积密度，材料在绝干状态时的体积密度称为绝干体积密度。ρ0与ρ、材料内部孔隙体积及材料含水率有很大关系。（3）堆积密度

—反映散粒状材料堆积的紧密（压实）程度及可能的堆放空间。式中v1包含颗粒之间的空隙和颗粒内部的孔隙。—指散粒状材料在堆积状态下单位体积的质量。2.孔隙率和空隙率（1）孔隙率与密实度(对应概念)—块状材料

孔隙率

密实度

同理，可计算出开口闭口孔隙率,实用意义不大。P和D的大小直接反映了材料的致密程度。内部孔隙：开口孔隙(亦称连通孔隙)

闭口孔隙(亦称封闭孔隙)

一般地,P越大,材料的ρ0,强度就会降低,耐磨性、抗冻性、抗渗性、耐水性和耐腐蚀性越差；而保温隔热性、吸声性、吸水性、吸湿性就会越好。另外,孔隙的形状与特征(例如连通与否)对材料的性质也有一定影响。（2）空隙率与填充度—散粒状材料P’可作为控制混凝土骨料级配与计算砂率的依据。空隙率

填充度

二.材料与水有关的性质

1.亲水性与憎水性—当材料与水接触时，能被水润湿的材料具有亲水性；不能被水润湿的材料具有憎水性。“内聚力与吸引力”理论水分子之间的力称为内聚力，水分子与材料分子之间的力称为吸引力。亲水性材料：润湿角θ≤90°内聚力＜吸引力(即水分子更倾向于与材料分子结合)憎水性材料：润湿角θ＞90°内聚力＞吸引力(即水分子更倾向于自身之间的结合)2.

吸水性与吸湿性

（1）吸水性—材料在水中吸收水分的性质，常用饱水状态（吸水饱和）下的吸水率表示。

质量吸水率：材料饱水状态,所吸水分质量占干质量的百分率；体积吸水率：材料饱水状态,所吸收水分体积占干体积的百分率。

（2）吸湿性—材料在潮湿的空气中吸收水分的性质，常以含水率表示(含水但不一定饱和)。

含水率：材料所含水分质量占其干质量的百分率。m1——材料湿质量mo——材料干质量

3.耐水性

—材料长期在饱和水的作用下,保持其原有性质,抵抗破坏的能力。指标：软化系数fb—材料饱水状态抗压强度，MPafg—材料干燥状态抗压强度，MPa

注意：随含水量增加，减弱其内部结合力，导致强度下降。KR>0.85，称为耐水材料。

4.抗渗性

—材料抵抗压力水渗透的性质

(亦称不透水性)（1）渗透系数（2）抗渗等级指石料、砼或砂浆所能承受的最大水压力。如：最大承水压力为0.2MPa，表示为P2，有P2、P4、P6、P8……渗透系数：透水量：Ks的意义：抗渗系数越小，表明抗渗性能越好。5.抗冻性

—材料在饱水状态下，能经受多次冻融交替作用，保持其原有性质，抵抗破坏的能力。冻融破坏机理影响因素：材料的孔隙率(特别是开口孔隙率),吸水饱和程度,温度等。抗冻等级：能经受冻融循环的最大次数，记为F50、F100、F200、F300……

三.材料与热有关的性质1.导热性—材料传导热量的性质,一般用导热系数λ表示。λ越小表明导热性越差,隔(绝)热保温性能越好。

λ≤0.23w/(m·k)—绝热材料；

λ水=0.58，λ冰=2.33，λ密闭空气=0.025w/(m·k)。2.热容量—材料在受热(冷却)时吸收(放出)热量的性质,可用比热c与质量m的乘积表示。3.耐急冷急热性(亦称热稳定性或抗热震性)—材料抵抗急冷急热的交替作用,并能保持其原有性质的能力。4.耐燃性—材料抵抗燃烧的性质。5.耐火性—材料抵抗高热或火的作用，保持其原有性质的能力，可用耐火极限(通常用时间)来表示。四.材料与声学有关的性质1.吸声性—声能穿透材料和被材料消耗的性质。吸声原理表示方法影响因素2.隔声性隔空气声隔固体声2.2材料的基本力学性质一.强度—材料抵抗外力破坏的能力。

1.几种强度（1）抗压、抗拉、抗剪强度

（2）抗弯强度（抗折强度）

单点加荷

三分点加荷

不同材料，强度等级有不同的划分方法，具体划分在各章分讲。(3).影响因素1).材料的组成、结构与构造。2).测试条件例如:温度、试件的形状、尺寸、表面特征、加载速度等—条件性。2.比强度

——指材料强度与其表观密度之比。

意义：反映材料轻质高强的指标。值越大，材料越轻质高强。二.弹性和塑性1.弹性—材料在外力作用下产生的变形,当外力取消后变形能完全自行恢复的性质。指标：弹性模量

意义：E表示材料抵抗变形的指标，E值越大，材料越不易变形，即抵抗变形的能力越强。2.塑性—材料在外力作用下产生的变形,当外力取消后变形不能自行恢复的性质。三.韧性和脆性

1.脆性——材料在外力作用下直至破坏前并无明显塑性变形，而发生突然破坏的性质。

脆性材料：石、砖、砼、陶瓷、玻璃、铸铁等。

2.韧性(亦称冲击韧性)——在冲击、震动荷载作用下,材料能够吸收较大的能量同时也能产生一定的变形而不致破坏的性质。

韧性材料：低碳钢、木材、玻璃钢等。四.硬度和耐磨性

1.硬度—材料抵抗其它较硬物体压入或刻划的能力。

可采用莫氏硬度（划痕法,如石料、陶瓷等）；布氏、洛氏硬度（压痕法,如金属材料、砼等）等表示。

特点：硬度高，耐磨性强，但不易加工。硬度—强度?(混凝土回弹仪)

2.耐磨性—材料表面抵抗磨损的能力，可用耐磨率表示。

磨损和磨耗磨损—材料受外界物质的摩擦作用而减小质量和体积的现象；磨耗—材料同时受外界物质的摩擦和冲击两种作用而减小质量和体积的现象。材料的耐磨性有时也用磨损前后的体积损失或耐磨次数来表示。2.3材料的耐久性与环境协调性一.耐久性——材料长期抵抗各种内外破坏因素或腐蚀介质的作用,保持其原有性质,不被破坏的能力。

综合性质：

(抗渗性、抗冻性、抗蚀性、抗老化、耐热性、耐磨性等)

不同环境中，应考虑相应的性质。二.环境协调性

——对资源和能源消耗少,对环境污染小,循环再生利用率高。提倡“绿色建材”2.4材料的组成、结构和构造一.材料的组成

1.化学组成——化学元素及化合物的种类与数量。

2.矿物组成——构成材料的矿物种类和数量。

3.相组成——具有相同物理和化学性质的均匀部分称为相。二.材料的结构

1.宏观结构

(肉眼或放大镜,>10-3m)1).致密结构—无宏观层次的孔隙存在的结构;2).多孔结构—具有粗大孔隙存在的结构;3).微孔结构—具有微细孔隙存在的结构。

2.细(亚微)观结构(光学显微镜,10-3-10-6m)

例如:某些材料中的基本组织形态岩石—矿物、晶体颗粒、非晶体组成等;

木材—木纤维、导管、髓线、树脂道等;

钢材—铁素体、渗碳体、珠光体等。3.微观结构材料原子、分子层次的结构(电子显微镜或X射线,10-6-10-10m)。

晶体结构

——按一定的规则在空间呈有规律的排列，晶体具有各向异性。晶体材料?

非晶体结构(玻璃体或无定形体结构)

——排列没有规律性。

胶体结构

——尺寸在10-7-10-9m的固体颗粒(分散相,称为胶粒)分散在连续相介质中所形成的分散体系。

溶胶—凝胶溶胶—若分散介质为液体,则此胶体称为液溶胶(俗称溶胶)；凝胶—溶胶颗粒具有自发相互吸附凝聚成较大颗粒的趋势,凝聚后构成连续的空间