建筑及裝飾材料_第一章

1、第一章第一章 建筑材料的基本性質(zhì)建筑材料的基本性質(zhì) （一）密度（一）密度 材料在絕對密實狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。 = m/v （kg/m3） 式中 密度 m 材料的質(zhì)量，kg。 v 材料在絕對密實狀態(tài)下的體積，m3。 測定方法：幾何法、排液法(密度瓶法）。視密度視密度（二）表觀密度（二）表觀密度多孔固體材料在自然狀態(tài)下單位體積的重量。 。 = m/v。 式中 。 表觀密度，kg/m3或g/cm3 。 m 材料的質(zhì)量，kg。 V。 材料的自然體積，m3。測量方法：幾何法、排水法或排油法(表面蠟封）（三）堆積密度（三）堆積密度 粉狀、顆粒狀材料在堆積狀態(tài)下單位體積的重量。 。 = m/v。 （kg/

2、m3） 式中 。 堆積密度 m 材料的質(zhì)量，kg。 v。 材料的堆積體積，m3。 影響因素：散粒材料的視密度、含水率、堆積的疏密程度 1、密實度：是指材料體積內(nèi)，被固體物質(zhì)、密實度：是指材料體積內(nèi)，被固體物質(zhì)充滿的程度，用充滿的程度，用D表示。表示。 D =D = v/vv/v。 100%100% = = 。/ 100% 100% 2、孔隙率孔隙率：是指材料體積內(nèi)，孔隙體積所是指材料體積內(nèi)，孔隙體積所占的比例。占的比例。 P =P =（ v v。- - v v）/v/v。 100%100% = = （1- 1- 。/ ） 100% 100% D + P = 1 1、填充率：是指散粒材料在其堆積

3、體積中，被顆粒實體體積填充的程度，用D D 表示表示。 D = vD = v。/v/v。 100% 100% = = 。/ 。 100% 100% 2、空隙率：是指散粒材料在其堆積體積中，顆粒間的空隙體積所占的比例，以P P 表示。表示。 P =P =（ v v。- v v。）。）/v/v。 100% 100% = (1- = (1- 。/ 。） 100% 100% D +P = 1（ a） 親 水 性 材 料（b） 憎 水 性 材 料材 料 浸 潤 示 意 圖 氣 氣液液固固（ a ） 親 水 性 材 料（b） 憎 水 性 材 料材 料 浸 潤 示 意 圖 氣 氣液液固固（二）吸水性（二）吸

4、水性 吸水性是指材料在水中吸收水分的性質(zhì)，有吸水性是指材料在水中吸收水分的性質(zhì)，有質(zhì)量吸質(zhì)量吸水率水率和和體積吸水率體積吸水率兩種表達(dá)方式，分別以兩種表達(dá)方式，分別以W質(zhì)質(zhì)和和W體體表示：表示： W質(zhì)質(zhì)=(m吸吸-m干干)/m干干 100% W體體=V水水/V干干=(m吸吸-m干干)/ （V干干 w w） 100%式中式中 W質(zhì)質(zhì)質(zhì)量吸水率（質(zhì)量吸水率（%）；）； W體體 體積吸水率（體積吸水率（%）；）； m吸吸 材料在吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量；材料在吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量； m干干 材料在絕對干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（材料在絕對干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（g）；）； V水水 材料所吸收水分的體積（材料所吸收水分的

5、體積（cm3）；）； w w 水的密度，常溫下可取水的密度，常溫下可取1g/ cm3。（三）吸濕性（三）吸濕性 干燥材料在空氣中，吸收空氣中水分的能力。干燥材料在空氣中，吸收空氣中水分的能力。用含水率表示。用含水率表示。 W W含含=(m=(m含含-m-m干干）/m/m干干 W含含m m含含m m干干（四）耐水性（四）耐水性（五）抗?jié)B性（五）抗?jié)B性）hWdb.b.抗?jié)B等級抗?jié)B等級 在標(biāo)準(zhǔn)在標(biāo)準(zhǔn)試驗條件下試驗條件下，材料的最大滲水壓力（，材料的最大滲水壓力（MPa)MPa)。用。用P P表示。表示?；炷梁蜕皾{抗?jié)B性的好壞常用混凝土和砂漿抗?jié)B性的好壞常用抗?jié)B等極來表示。抗?jié)B等極來表示。 材料的抗

6、滲性主要與材料的孔隙狀況有關(guān)。材料的抗?jié)B性主要與材料的孔隙狀況有關(guān)。（六）（六）.抗凍性抗凍性 材料在吸水飽和狀態(tài)下，抵抗多次凍融循環(huán)材料在吸水飽和狀態(tài)下，抵抗多次凍融循環(huán)，不破壞、強度也不顯著降低的性質(zhì)。，不破壞、強度也不顯著降低的性質(zhì)。 抗凍性用抗凍等級抗凍性用抗凍等級F表示。例如：表示。例如： F10 （一）導(dǎo)熱性（一）導(dǎo)熱性 導(dǎo)熱系數(shù)越小，材料的保溫隔熱性越強。導(dǎo)熱系數(shù)越小，材料的保溫隔熱性越強。 （三）材料的溫度變形性（三）材料的溫度變形性 溫度升高或降低時材料的體積變化程度。溫度升高或降低時材料的體積變化程度。單向尺寸上表現(xiàn)為線膨脹或線收縮。技術(shù)指標(biāo)單向尺寸上表現(xiàn)為線膨脹或線收縮。

7、技術(shù)指標(biāo)為線膨脹系數(shù)（為線膨脹系數(shù)（）LL）（21tt式中L 第二節(jié)第二節(jié) 材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì) 前面我們講了材料的物理性質(zhì)，下面我們要給大前面我們講了材料的物理性質(zhì)，下面我們要給大家介紹材料的另外一種性質(zhì)家介紹材料的另外一種性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)。力學(xué)性質(zhì)。 材料的力學(xué)性質(zhì)是指材料在外力作用下，抵抗破材料的力學(xué)性質(zhì)是指材料在外力作用下，抵抗破壞的能力和變形方面的性質(zhì)。壞的能力和變形方面的性質(zhì)。 應(yīng)力應(yīng)力：作用于材料表面或內(nèi)部單位面積的力。用：作用于材料表面或內(nèi)部單位面積的力。用表示。表示。 應(yīng)變應(yīng)變：材料在外力作用方向上，所發(fā)生的相對變：材料在外力作用方向上，所發(fā)生的相對變形值。用形值。用表示

8、。表示。 = =L/LL/L（ L L為試件受力方向為試件受力方向上的變形值，上的變形值，L L為試件原長）。為試件原長）。一、材料的強度一、材料的強度1.1.材料的強度材料的強度 材料在外力（荷載）作用下抵抗破壞的能力稱材料在外力（荷載）作用下抵抗破壞的能力稱為為強度強度。定量描述為材料在外力作用下發(fā)生破壞時。定量描述為材料在外力作用下發(fā)生破壞時的的極限應(yīng)力值極限應(yīng)力值，用，用f表示。單位為兆帕（表示。單位為兆帕（MPa）抗壓強度抗壓強度 材料抵抗壓力破壞能力材料抵抗壓力破壞能力抗拉強度抗拉強度 材料抵抗拉力破壞能力材料抵抗拉力破壞能力抗彎強度抗彎強度 材料抵抗彎曲破壞能力材料抵抗彎曲破壞能

9、力抗剪強度抗剪強度 材料抵抗剪力破壞能力材料抵抗剪力破壞能力材料基本強度的分類表和計算公式材料基本強度的分類表和計算公式2.2.影響材料試驗結(jié)果的因素影響材料試驗結(jié)果的因素（1 1）主要因素是材料的）主要因素是材料的組成及構(gòu)造組成及構(gòu)造 a a、構(gòu)造越致密、越均勻，強度越高、構(gòu)造越致密、越均勻，強度越高 b b、內(nèi)部構(gòu)造非均質(zhì)，不同方向強度不同、內(nèi)部構(gòu)造非均質(zhì)，不同方向強度不同（2 2）實驗條件）實驗條件 a a、試件的形狀和大小、試件的形狀和大?。捍笤嚰∮谛≡嚰捍笤嚰∮谛≡嚰?，棱柱體小于正立方體，棱柱體小于正立方體 b b、加荷速度、加荷速度：速度越快，強度值越高：速度越快，強度值越高

10、木材紋理木材紋理混凝土路面混凝土路面 c、表面狀況表面狀況：承壓板與試件間摩擦越小，強度值：承壓板與試件間摩擦越小，強度值越低越低（3）溫度溫度：溫度越高，強度值越低：溫度越高，強度值越低（4）含水情況含水情況：含水試件小于干燥試件：含水試件小于干燥試件 為使測試結(jié)果準(zhǔn)確、可靠、具有可比性，必須嚴(yán)為使測試結(jié)果準(zhǔn)確、可靠、具有可比性，必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)試驗方法進(jìn)行強度的測試。格按照標(biāo)準(zhǔn)試驗方法進(jìn)行強度的測試。3.3.強度等級強度等級 a、材料按強度的分級，人為劃分，不連續(xù)。材料按強度的分級，人為劃分，不連續(xù)。 b、來源于強度，不等同于強度。、來源于強度，不等同于強度。 不同種類的材料抵抗不同形式力

11、的作用，按其相不同種類的材料抵抗不同形式力的作用，按其相應(yīng)極限強度的大小，劃分為若干不同的強度等級。應(yīng)極限強度的大小，劃分為若干不同的強度等級。 水泥、石材、磚、混凝土、砂漿：主要用于承壓水泥、石材、磚、混凝土、砂漿：主要用于承壓部位，抗壓強度來劃分強度等級。部位，抗壓強度來劃分強度等級。 建筑鋼材：主要用于承受拉力荷載，以其屈服強建筑鋼材：主要用于承受拉力荷載，以其屈服強度作為劃分強度等級的依據(jù)。度作為劃分強度等級的依據(jù)。4.4.比強度比強度 材料的強度與其體積密度之比，衡量材料輕材料的強度與其體積密度之比，衡量材料輕質(zhì)高強性能的指標(biāo)質(zhì)高強性能的指標(biāo)。如松木（如松木（0.2）和低碳鋼（）和低

12、碳鋼（0.054）。）。低碳低碳鋼絲鋼絲松木松木二、材料的彈性和塑性二、材料的彈性和塑性1 1、彈性：彈性是指材料在外力作用下產(chǎn)生變形，外力、彈性：彈性是指材料在外力作用下產(chǎn)生變形，外力取消后，能完全恢復(fù)原來形狀和大小的性質(zhì)。這種變形取消后，能完全恢復(fù)原來形狀和大小的性質(zhì)。這種變形稱為稱為彈性變形或可恢復(fù)變形彈性變形或可恢復(fù)變形。明顯具有彈性變形特征的。明顯具有彈性變形特征的材料稱為材料稱為彈性材料。彈性材料。彈性模量彈性模量：E= / ，反，反映材料抵抗變形能力的映材料抵抗變形能力的指標(biāo)，其值越大，表明指標(biāo)，其值越大，表明材料的剛度越大。材料的剛度越大。2 2、塑性：、塑性：塑性塑性是指材料

13、在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)是指材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后，仍保持變形后的形狀和尺寸，并且不外力取消后，仍保持變形后的形狀和尺寸，并且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)。這種變形稱為產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)。這種變形稱為塑性變形或殘余變塑性變形或殘余變形形，明顯具有塑性變形特征的材料稱為，明顯具有塑性變形特征的材料稱為塑性材料塑性材料。3 3、彈塑性材料、彈塑性材料 實際上，純彈性與純塑性的材料都是不存在的。大實際上，純彈性與純塑性的材料都是不存在的。大部分材料是彈性、塑性分階段發(fā)生。部分材料是彈性、塑性分階段發(fā)生。a. a. 低碳鋼在受力不大時，僅產(chǎn)生彈性變形，此時，應(yīng)低碳鋼在受力不大時，僅產(chǎn)生彈性變形，此時，

14、應(yīng)力與應(yīng)變的比值為一常數(shù)。隨著外力增大至超過彈性極力與應(yīng)變的比值為一常數(shù)。隨著外力增大至超過彈性極限后，則出現(xiàn)另一種變形限后，則出現(xiàn)另一種變形塑性變形塑性變形。b. b. 混凝土，在它受力一開始，彈性變形和塑性變混凝土，在它受力一開始，彈性變形和塑性變形就同時發(fā)生，除去外力后，彈性變形可以恢復(fù)形就同時發(fā)生，除去外力后，彈性變形可以恢復(fù)（消失），而塑性變形不能消失，這種變形稱為（消失），而塑性變形不能消失，這種變形稱為彈塑性變形，其應(yīng)力應(yīng)變?nèi)缦聢D所示，具有這種彈塑性變形，其應(yīng)力應(yīng)變?nèi)缦聢D所示，具有這種變形特征的材料叫做彈塑性材料。變形特征的材料叫做彈塑性材料。三、材料韌性和脆性三、材料韌性和脆性

15、1.1.韌性韌性（1 1）韌性的定義）韌性的定義 韌性韌性是指材料在沖擊或振動荷載作用下，能是指材料在沖擊或振動荷載作用下，能吸收較大能量，產(chǎn)生一定的變形，而不至破壞的吸收較大能量，產(chǎn)生一定的變形，而不至破壞的性能，又叫性能，又叫沖擊韌度沖擊韌度。具有這種性質(zhì)的材料叫。具有這種性質(zhì)的材料叫韌韌性材料。性材料。變形0荷載（2 2）韌性材料的特點）韌性材料的特點 a. a. 塑性變形大塑性變形大 b. b. 受力時產(chǎn)生的抗拉強度接近或高于抗壓受力時產(chǎn)生的抗拉強度接近或高于抗壓強度強度 c. c. 破壞前有明顯征兆破壞前有明顯征兆 d. d. 主要適用于承受拉力或動荷載。主要適用于承受拉力或動荷載。

16、 木材、建筑鋼材、瀝青混凝土等屬于韌性材木材、建筑鋼材、瀝青混凝土等屬于韌性材料。用作路面、橋梁、吊車梁等需要承受沖擊荷料。用作路面、橋梁、吊車梁等需要承受沖擊荷載和有抗震要求的結(jié)構(gòu)用建筑材料均應(yīng)具有較高載和有抗震要求的結(jié)構(gòu)用建筑材料均應(yīng)具有較高的韌性。的韌性。瀝青混凝土路面瀝青混凝土路面吊車梁吊車梁2 2、脆性：、脆性： 脆性脆性是指材料在外力達(dá)到一定限度時，材料是指材料在外力達(dá)到一定限度時，材料發(fā)生無先兆的突然破壞，且破壞時無明顯塑性變發(fā)生無先兆的突然破壞，且破壞時無明顯塑性變形的性質(zhì)。具有這種破壞性質(zhì)的材料稱為形的性質(zhì)。具有這種破壞性質(zhì)的材料稱為脆性材脆性材料料。荷載變形o四、材料的硬度

17、和耐磨性四、材料的硬度和耐磨性1.1.硬度硬度 硬度是指材料表面耐較硬物體刻劃或壓入而產(chǎn)生硬度是指材料表面耐較硬物體刻劃或壓入而產(chǎn)生塑性變形的能力。塑性變形的能力。 硬度大的材料耐磨性較好，但不易加工。硬度大的材料耐磨性較好，但不易加工。 一般說，硬度較大的材料，強度也較高，有些材一般說，硬度較大的材料，強度也較高，有些材料硬度與強度之間有較好的相互關(guān)系。料硬度與強度之間有較好的相互關(guān)系。 硬度的測定方法：硬度的測定方法：壓入法：韌性材料，布氏硬度、洛氏硬度壓入法：韌性材料，布氏硬度、洛氏硬度刻劃法刻劃法；脆性材料，莫氏硬度，；脆性材料，莫氏硬度，10級級2.2.耐磨性耐磨性 指材料表面抵抗磨

18、損的能力，用磨損率表示，指材料表面抵抗磨損的能力，用磨損率表示，等于試件在標(biāo)準(zhǔn)試驗條件下磨損前后的質(zhì)量差與等于試件在標(biāo)準(zhǔn)試驗條件下磨損前后的質(zhì)量差與試件受磨表面積之商。磨損率越大，材料的耐磨試件受磨表面積之商。磨損率越大，材料的耐磨性越差。性越差。 地面、路面等經(jīng)常受摩擦的部位要求材料有地面、路面等經(jīng)常受摩擦的部位要求材料有較好的耐磨性能。較好的耐磨性能。 硬度大、強度高、韌性好、構(gòu)造均勻致密的硬度大、強度高、韌性好、構(gòu)造均勻致密的材料，耐磨性較好。材料，耐磨性較好。第三節(jié) 材料的聲學(xué)性與裝飾性一、材料的聲學(xué)性質(zhì)一、材料的聲學(xué)性質(zhì) 聲源聲源：發(fā)出聲音的發(fā)聲體：發(fā)出聲音的發(fā)聲體 聲波入射到建筑材

19、料表面產(chǎn)生三種現(xiàn)象聲波入射到建筑材料表面產(chǎn)生三種現(xiàn)象反射反射 聲音返回到聲源一側(cè)聲音返回到聲源一側(cè) 產(chǎn)生雜生產(chǎn)生雜生透射透射 對相鄰空間產(chǎn)生噪聲干擾對相鄰空間產(chǎn)生噪聲干擾吸收吸收 被材料吸收形成其他能量被材料吸收形成其他能量吸聲系數(shù)吸聲系數(shù)0EE二、材料的吸聲性能二、材料的吸聲性能 定義定義：材料吸收聲波的能力。：材料吸收聲波的能力。影響因素影響因素：a.聲波聲波 方向和頻率方向和頻率 b.材料材料 孔隙率和孔隙構(gòu)造孔隙率和孔隙構(gòu)造應(yīng)用應(yīng)用：使材料表面具有不同孔徑的孔隙：使材料表面具有不同孔徑的孔隙孔木吸音板孔木吸音板0EE三、材料的隔聲性能三、材料的隔聲性能透射系數(shù)透射系數(shù)隔絕空氣聲隔絕空氣

20、聲 反射反射 墻或板的單位面積質(zhì)量墻或板的單位面積質(zhì)量隔絕固體聲隔絕固體聲 吸聲吸聲 采用不連續(xù)結(jié)構(gòu)采用不連續(xù)結(jié)構(gòu)四、材料的裝飾性四、材料的裝飾性 材料對所覆蓋建筑物外觀美化的效果。材料對所覆蓋建筑物外觀美化的效果。作用作用：美化建筑物、保護(hù)建筑主體、防水、保溫：美化建筑物、保護(hù)建筑主體、防水、保溫裝飾效果體現(xiàn)裝飾效果體現(xiàn)：a.色彩色彩 b.質(zhì)感質(zhì)感 c.尺寸、形狀、紋尺寸、形狀、紋理理第四節(jié)第四節(jié) 材料的耐久性與環(huán)境協(xié)調(diào)性材料的耐久性與環(huán)境協(xié)調(diào)性 1 1、耐久性的定義、耐久性的定義 耐久性是指材料在使用過程中，抵抗各種自然因素耐久性是指材料在使用過程中，抵抗各種自然因素及其它有害物質(zhì)長期作用

21、，能長久及其它有害物質(zhì)長期作用，能長久保持其原有性質(zhì)保持其原有性質(zhì)的能的能力。力。 2 2、耐久性的含義、耐久性的含義 耐久性是衡量材料在長期使用條件下的安全性能的耐久性是衡量材料在長期使用條件下的安全性能的一項一項綜合指標(biāo)綜合指標(biāo)，包括抗凍性、抗風(fēng)化性、抗老化性、耐，包括抗凍性、抗風(fēng)化性、抗老化性、耐化學(xué)腐蝕性等。化學(xué)腐蝕性等。 3 3、材料耐久性降低的機(jī)理、材料耐久性降低的機(jī)理 材料在使用過程中，會與周圍環(huán)境和各種自然因素材料在使用過程中，會與周圍環(huán)境和各種自然因素發(fā)生作用。這些作用包括物理、化學(xué)和生物的作用發(fā)生作用。這些作用包括物理、化學(xué)和生物的作用 （1 1）物理作用）物理作用 一般是

22、指一般是指干濕變化干濕變化、溫度變化溫度變化、凍融循環(huán)凍融循環(huán)等。這些作用會等。這些作用會使材料發(fā)生體積變化或引起內(nèi)部裂紋的擴(kuò)展，而使材料逐漸破使材料發(fā)生體積變化或引起內(nèi)部裂紋的擴(kuò)展，而使材料逐漸破壞，如混凝土、巖石、外裝修材料的熱脹冷縮等。壞，如混凝土、巖石、外裝修材料的熱脹冷縮等。 （2 2）化學(xué)作用）化學(xué)作用 包括包括酸、堿、鹽酸、堿、鹽等物質(zhì)的水溶液及等物質(zhì)的水溶液及有害氣體有害氣體的侵蝕作用。的侵蝕作用。這些侵蝕作用會使材料逐漸變質(zhì)而破壞，如水泥石的腐蝕，鋼這些侵蝕作用會使材料逐漸變質(zhì)而破壞，如水泥石的腐蝕，鋼筋的銹蝕、混凝土在海水中的腐蝕、石膏在水中的溶解作用等筋的銹蝕、混凝土在海

23、水中的腐蝕、石膏在水中的溶解作用等。 （3 3）生物作用）生物作用 是指菌類、昆蟲等的侵害作用，包括使材料因蟲蛀、腐朽是指菌類、昆蟲等的侵害作用，包括使材料因蟲蛀、腐朽而破壞，如木材的腐蝕等。而破壞，如木材的腐蝕等。 因而，材料的耐久性實際上是衡量材料在上述多種作用下因而，材料的耐久性實際上是衡量材料在上述多種作用下，能長久保持原有性質(zhì)而保證安全正常使用的性質(zhì)。，能長久保持原有性質(zhì)而保證安全正常使用的性質(zhì)?；炷粮g混凝土腐蝕混凝土柱鋼筋銹蝕混凝土柱鋼筋銹蝕白蟻白蟻白蟻巢白蟻巢 （4 4）綜合影響：）綜合影響： 實際工程中，材料往往受多種破壞因素的同時作實際工程中，材料往往受多種破壞因素的同時作用。用。材料性質(zhì)不同，其耐久性的內(nèi)容各不相同。材料性質(zhì)不同，其耐久性的內(nèi)容各不相同。 a. a. 金屬材料往往由于電化學(xué)作用引起腐蝕、破金屬材料往往由于電化學(xué)作用引起腐蝕、破壞，其耐久性指標(biāo)主要是壞，其耐久性指標(biāo)主要是耐蝕性耐蝕性； b. b. 無機(jī)非金屬材料（如石材、磚、混凝土等）無機(jī)非金屬材料（如石材、磚、混凝土等）常因化學(xué)作用、溶解、凍融、風(fēng)蝕、溫差、摩擦等因常因化學(xué)作用