建筑裝飾材料建筑裝飾材料的基本性能

第一頁，共四十三頁，2022年，8月28日本章內(nèi)容1.1

材料的基本物理性質(zhì)1.2

材料的力學(xué)性質(zhì)1.3

材料的耐久性第二頁，共四十三頁，2022年，8月28日1.1材料的基本物理性質(zhì)材料在絕對密實狀態(tài)下（內(nèi)部不含任何孔隙），單位體積的質(zhì)量稱為材料的密度，以ρ表示。其計算式為：

絕對密實狀態(tài)下的體積，是指不包括材料內(nèi)部孔隙的固體物質(zhì)的真實體積。1.1.1材料的基本物性參數(shù)1.1.1.1密度第三頁，共四十三頁，2022年，8月28日

表觀密度是指材料在自然狀態(tài)下，單位體積所具有的質(zhì)量，其計算式為：

表觀體積是指包含材料內(nèi)部孔隙在內(nèi)的體積。對外形規(guī)則的材料，其幾何體積即為表觀體積；對外形不規(guī)則的材料，可用排水法測定。一般所指的表觀密度，是以干燥狀態(tài)下的測定值為準。1.1.1.2表觀密度第四頁，共四十三頁，2022年，8月28日

堆積密度（舊稱松散容重），是指散狀（粉狀、粒狀或纖維狀）材料在自然堆積狀態(tài)下單位體積（包含了顆粒內(nèi)部的孔隙即顆粒之間的空隙）所具有的質(zhì)量。其計算式為：

常用建筑材料的基本物理參數(shù)見表1.1。1.1.1.3堆積密度第五頁，共四十三頁，2022年，8月28日表1.1常用建筑材料的密度、表觀密度、堆積密度和孔隙率

材料密度ρ(kg/m3)表觀密度ρ0(kg/m3)堆積密度ρ′0(kg/m3)孔隙率(%)石灰?guī)r2.601800~2600____花崗巖2.60~2.902500~2800__0.5~3.0碎石(石灰?guī)r)2.60__1400~1700__砂2.60__1450~1650__普通粘土磚2.50~2.801600~1800____粘土空心磚2.501000~1400____第六頁，共四十三頁，2022年，8月28日材料密度ρ(kg/m3)表觀密度ρ0(kg/m3)堆積密度ρ′0(kg/m3)孔隙率(%)水泥

3.10__1200~1300__普通混凝土

__2100~2600__5~20木材1.55400~800__55~75鋼材7.857850__0泡沫塑料__20~50____玻璃2.55______續(xù)表1.1第七頁，共四十三頁，2022年，8月28日(1)密度

密實度是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)所充實的程度，也就是固體物質(zhì)的體積占總體積的比例，以D表示。其計算式為：1.1.1.4密實度與孔隙率第八頁，共四十三頁，2022年，8月28日(2)孔隙率

孔隙率是指材料體積內(nèi)孔隙體積占材料總體積的百分率，以P表示。其計算式為：第九頁，共四十三頁，2022年，8月28日

材料的總體積是由該材料的固體物質(zhì)與其所包含的孔隙所組成的。建筑材料的許多性能如強度、吸水性、耐久性、導(dǎo)熱性等均與材料的孔隙有關(guān)?？紫栋雌涑叽绱笮∮挚煞譃槲⒖?、細孔和大孔。幾種常用建筑材料的孔隙率見表1.1。第十頁，共四十三頁，2022年，8月28日(1)填充率

填充率是指散粒狀材料在其堆積體積內(nèi)，被其顆粒填充的程度，以D′表示。其計算式為：1.1.1.5填充率與空隙率第十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日(2)空隙率

空隙率是指散粒狀材料在堆積體積中，顆粒之間的空隙體積占堆積體積的百分率，以P′表示。其計算式為：第十二頁，共四十三頁，2022年，8月28日空隙率的大小反映了散粒狀材料的顆粒之間相互填充的致密程度。填充率與空隙率的關(guān)系為：第十三頁，共四十三頁，2022年，8月28日

潤濕是水在材料表面被吸附的過程，材料被水潤濕的程度可用潤濕角θ表示，如圖1.1所示。一般認為，潤濕角θ≤90°（如圖1.1（a）所示）的材料為親水性材料。反之，θ＞90°時，表明該材料不能被水潤濕，稱為憎水性材料(如圖1.1（b）所示)。1.1.2材料與水有關(guān)的性質(zhì)1.1.2.1親水性與憎水性第十四頁，共四十三頁，2022年，8月28日圖1.1材料的潤濕示意圖

(a)親水性材料；（b）憎水性材料

第十五頁，共四十三頁，2022年，8月28日(1)吸水性

材料在浸水狀態(tài)下吸入水分的能力稱為吸水性。吸水性的大小，以吸水率表示，有兩種表示方法：質(zhì)量吸水率和體積吸水率。

①質(zhì)量吸水率材料吸水達飽和時，其所吸收水分的質(zhì)量占材料干燥時質(zhì)量的百分率，可表示為：1.1.2.2吸水性與吸濕性第十六頁，共四十三頁，2022年，8月28日

②體積吸水率是指材料體積內(nèi)被水充實的體積。即材料吸水達飽和時，所吸收水分的體積占干燥材料自然體積的百分率，可按下式計算：質(zhì)量吸水率與體積吸水率有如下的關(guān)系：

第十七頁，共四十三頁，2022年，8月28日(2)吸濕性

材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)稱為吸濕性。吸濕性的大小可用含水率表示。材料所含水的質(zhì)量占材料干燥質(zhì)量的百分率，稱為材料的含水率，可用下式計算：第十八頁，共四十三頁，2022年，8月28日

材料長期在飽和水作用下而不破壞，其強度也不顯著降低的性質(zhì)稱為耐水性。一般材料隨著含水量的增加，會減弱其內(nèi)部的結(jié)合力，強度也會不同程度地降低。材料的耐水性用軟化系數(shù)表示，可按下式計算：1.1.2.3耐水性第十九頁，共四十三頁，2022年，8月28日

材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)稱為抗?jié)B性（或不透水性），可用滲透系數(shù)K表示。

材料的透水性可用達西定律來描述，即在一定時間內(nèi)，透水材料試件的水量與試件的斷面積及水頭差（液壓）成正比，與試件的厚度成反比。可用下式表示：1.1.2.4抗?jié)B性第二十頁，共四十三頁，2022年，8月28日

滲透系數(shù)反映了材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)。滲透系數(shù)越大，材料的抗?jié)B性越差。對于混凝土和砂漿材料，抗?jié)B性常用抗?jié)B等級S表示。材料抗?jié)B性的好壞與材料的孔隙率和孔隙特征有關(guān)。第二十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日

抗凍性是材料抵抗凍融循環(huán)作用，保持其原有性能的能力。對結(jié)構(gòu)材料，主要指保持強度的能力，并以抗凍標號來表示。

抗凍標號是用材料在吸水飽和狀態(tài)下（最不利狀態(tài)），經(jīng)凍融循環(huán)作用，強度損失和質(zhì)量損失均不超過規(guī)定值時，所能抵抗的最多凍融循環(huán)次數(shù)來表示，記作D25、D50、D100、D150等。1.1.2.5抗凍性第二十二頁，共四十三頁，2022年，8月28日

材料抗凍性的高低決定于材料的吸水飽和程度和材料對結(jié)冰體積膨脹所產(chǎn)生的壓力的抵抗能力?？箖鲂猿Ｗ鳛榭疾椴牧夏途眯缘囊粋€指標。材料的強度愈高，耐水性愈好，其抗凍性愈好。第二十三頁，共四十三頁，2022年，8月28日

材料傳導(dǎo)熱量的能力，稱為導(dǎo)熱性。材料導(dǎo)熱能力的大小可以用導(dǎo)熱系數(shù)（λ）表示。

導(dǎo)熱系數(shù)在數(shù)值上等于厚度為1m的材料，當其相對兩側(cè)表面的溫度差為1K時，經(jīng)單位面積（1m2）單位時間（1s）所通過的熱量。1.1.3材料的熱工性質(zhì)1.1.3.1導(dǎo)熱性第二十四頁，共四十三頁，2022年，8月28日

材料的導(dǎo)熱系數(shù)除與其本身的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、密度有關(guān)外，還與材料的含水率及環(huán)境溫度等有關(guān)?？捎孟率奖硎荆旱诙屙?，共四十三頁，2022年，8月28日

材料加熱或冷卻時，吸收或放出熱量的性質(zhì)，稱為熱容量。熱容量的大小用比熱容（也稱熱容量系數(shù)，簡稱比熱）表示，比熱容表示1g材料，溫度升高1K時所吸收的熱量，或降低1K時放出的熱量。材料吸收或放出的熱量和比熱，可用下式計算：1.1.3.2比熱容第二十六頁，共四十三頁，2022年，8月28日

比熱是反映材料的吸熱或放熱能力大小的物理量。常見建筑材料的熱工指標見表1.2。第二十七頁，共四十三頁，2022年，8月28日表1.2幾種典型材料的熱工性質(zhì)指標

材料導(dǎo)熱系數(shù)(W/（m·K）)比熱容(J/（g·K）)鋼材580.48銅材3700.38花崗巖3.490.92混凝土1.510.84燒結(jié)普通磚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密閉空氣0.0231.00第二十八頁，共四十三頁，2022年，8月28日

在建筑工程中常把1/λ稱為材料的熱阻，用R表示。

導(dǎo)熱系數(shù)和熱阻都是評定建筑材料保溫隔熱性能的重要指標。材料的導(dǎo)熱系數(shù)越小，其熱阻越大，則材料的保溫隔熱性能越好。常將λ≤0.175W/（m·K）的材料稱為絕熱材料。1.1.3.3材料的保溫隔熱性第二十九頁，共四十三頁，2022年，8月28日

聲能穿透材料和被材料消耗的性質(zhì)稱為材料的吸聲性，用吸聲系數(shù)α(吸收聲功率與入射聲功率之比)表示。吸聲系數(shù)α越大，材料的吸聲性越好。吸聲系數(shù)與聲音的頻率和入射方向有關(guān)。通常使用的六個頻率為125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz和4000Hz。1.1.4材料的聲學(xué)性質(zhì)1.1.4.1吸聲性第三十頁，共四十三頁，2022年，8月28日

一般將上述6個頻率的平均吸聲系數(shù)α≥0.20的材料稱為吸聲材料。最常用的吸聲材料大多為多孔材料。影響材料吸聲效果的主要因素有：

(1)

材料的孔隙率和體積密度

(2)

材料的孔隙特征

(3)

材料的厚度第三十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日(1)隔空氣聲透射聲功率與入射聲功率的比值稱為聲透射系數(shù)，用τ表示，該值越大則材料的隔聲性越差。材料的隔聲能力用隔聲量R（R=10lg(1/τ)來表示，單位為dB。與聲透射系數(shù)τ相反，隔聲量越大，材料的隔聲性能越好。1.1.4.2隔聲性第三十二頁，共四十三頁，2022年，8月28日(2)隔固體聲

固體聲是由于振源撞擊固體材料，引起固體材料受迫振動而發(fā)聲，并向四周輻射聲能。固體聲在傳播過程中，聲能的衰減極少。彈性材料如地毯、木板、橡膠片等具有較高的隔固體聲的能力。第三十三頁，共四十三頁，2022年，8月28日1.2材料的力學(xué)性質(zhì)

材料的力學(xué)性能，就是指材料在外力（荷載）作用下，抵抗破壞和變形的能力。1.2.1材料的強度材料因抵抗外力（荷載）作用而引起破壞的最大能力，即為該材料的強度。其值是以材料受力破壞時單位面積上所承受的力表示。計算式為：第三十四頁，共四十三頁，2022年，8月28日

材料在建筑物上所承受的力，主要有拉力、壓力、彎曲力及剪應(yīng)力等。材料抵抗上述外力破壞的能力，分別稱為抗拉、抗壓、抗彎和抗剪強度。靜力強度的分類和計算公式見表1.3。大部分建筑材料，根據(jù)極限強度的大小，可劃分為若干不同的強度等級。材料的強度與材料本身的組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造等有很大關(guān)系。鋼材的抗拉、抗壓強度都很高，如表1.4所示。第三十五頁，共四十三頁，2022年，8月28日表1.3靜力強度分類

強度類別舉例計算式附注抗壓強度fc(MPa)fc=F/AF—破壞荷載(N)A—受荷面積(mm2)l—跨度(mm)b—斷面寬度(mm)h—斷面高度(mm)抗拉強度ft(MPa)ft=F/A抗剪強度fv(MPa)fv=F/A抗彎強度ftm(MPa)ftm=3Fl/(2bh2)第三十六頁，共四十三頁，2022年，8月28日表1.4鋼材、木材和混凝土的強度比較

材料表觀密度ρ0（kg/m3）抗壓強度fc（MPa）比強度fc/ρ0

普通混凝土240029.40.012低碳鋼78604150.053松木50034.3(順紋)0.069第三十七頁，共四十三頁，2022年，8月28日

材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當外力取消后，材料變形即可消失并能完全恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)，稱為彈性。這種當外力取消后瞬間即可完全消失的變形，稱為彈性變形。這種變形屬于可逆變形，其數(shù)值的大小與外力成正比。其比例系數(shù)E稱為彈性模量。1.2.2材料的彈性和塑性第三十八頁，共四十三頁，2022年，8月28日在彈性變形范圍內(nèi)，彈性模量E為常數(shù)，其值等于應(yīng)力σ與應(yīng)變ε的比值，即：

材料在外力作用下產(chǎn)生變形，但不破壞，并且當外力停止作用后，不能自動恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)，稱為塑性。這種不能消失的變形稱為塑性變形或不可恢復(fù)變形。第三十九頁，共四十三頁，2022年，8月28日在外力作用下，當外力達到一定限度后，材料突然破壞而又無明顯的塑性變形的性質(zhì)，稱為脆性。在