材料的基本性質

材料的基本性質第一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一2.1建筑材料分類2.2建筑材料中的有害成分

本章小結

思考題

本章內容2.3裝飾裝修材料中的有害物質

第二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一學習重點1。材料的分類2。材料的基本性質3。建筑材料中的有害成分4。材料中有害成分可能引起的工程問題5。裝飾裝修工程中常見有害物質及其危害第三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一第四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一第五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一第六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一第七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一第八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一基本概念建筑材料：在土木工程建筑中，常用于制作各種類型的承重構件（梁、板、柱等）、建造維護結構、實施裝飾裝修工程的常用材料稱為建筑材料。常用的建筑材料有水泥、木材、磚、瓦、砂、石、鋼材等。建筑材料的基本性質：主要是指建筑材料本身所具有的基本特性，包括物理性質、化學性質、放射性質、以及其它特性等。第九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一

2.1

建筑材料的分類一、按使用歷史進行分類

1．傳統(tǒng)建筑材料使用歷史較長的建筑材料，如磚、瓦、砂、石及水泥、鋼材、木材等。2．新型建筑材料：使用歷史較短，尤其是新開發(fā)的建筑材料，例如建筑用鋼纖維、聚丙烯纖維、碳纖維等。

2.1.1建筑材料的分類

第十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一

1．結構性材料：主要是指由于建筑結構的承重材料，如水泥、骨料（砂、石、輕骨料等）、混凝土外加劑、混凝土、砂漿、磚和砌塊等墻體材料、鋼筋及各種建筑鋼材、公路和市政工程中大量使用的瀝青混凝土等，此類材料通常具有符合工程要求的的力學性質。結構性材料主要是滿足建筑物的安全性要求。

二、按主要用途進行分類

第十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一2．功能性材料：具有特殊性質的建筑材料，例如防水材料、建筑涂料、絕熱材料、防火材料、建筑玻璃、防腐涂料、金屬或塑料管道材料等。該種材料能賦予建筑物以必要的防水功能、裝飾效果、保溫隔熱功能、防火功能、維護和采光功能、防腐蝕功能以及給水排水功能。功能性材料主要是滿足建筑物的使用性要求。

第十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一1．無機材料：主要分為金屬材料和非金屬材料，金屬材料又分為黑色金屬材料（鋼筋以及各種建筑鋼材）；有色金屬材料（銅、鋁、及其合金材料）；非金屬材料指水泥、粗細骨料、混凝土、砂漿、磚和砌塊、玻璃等。無機材料是由無機物構成的建筑材料。

三、按化學成分進行分類

第十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一2．有機材料：（有機）建筑涂料、建筑塑料、混凝土外加劑（有機類）、聚苯乙烯和聚氨酯類絕熱材料，有機類防火涂料等。有機材料是由有機物構成的建筑材料。

3．復合材料：由不同性能和功能的材料復合制成的建筑材料，可以由有機材料復合而成，也可以由無機材料復合而成或由有機材料和無機材料復合而成。鋼筋混凝土就是復合材料的典型例子。復合材料是由不同性質的建筑材料復合而成的建筑材料。

第十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一2.1.2

建筑材料的常用知識

1．材料的力學性質（1）變形性質：彈性變形和塑性變形。（2）材料強度：

①抗彎強度；②抗壓強度；③抗剪強度；④抗沖擊強度；⑤抗拉強度；⑥撓度；⑦開裂強度；第十五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一

（3）脆性：無明顯塑性變形而破壞的性質；（4）韌性：材料在沖擊、振動荷載作用下能承受較大變形而不破壞的性質；

（5）硬度：材料表面抵抗其它較硬物體壓入或刻畫的能力；（6）耐磨性：材料表面抵抗磨損的能力；

第十六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一

（1）密度：材料在絕對密實條件下，單位體積的質量；（2）表觀密度：材料在自然狀態(tài)下，單位體積的質量；（3）堆密度：疏松狀態(tài)材料，單位堆積體積的質量；（4）密實度：材料體積內固體物質所充實的程度；（5）孔隙率：材料體積內孔隙體積與材料總體積（自然狀態(tài)）的比率；

2．與材料質量相關的物理量

第十七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一

（1）親水性與憎水性：在材料、水和空氣三相的交點處，沿水滴表面所引切線與材料表面所形成的夾角為潤濕角，濕潤角小于90度，材料屬于親水性材料；大于90度屬于憎水性材料；等于90度，屬于順水性材料。

3．材料與水的相關性質

（2）吸水性：材料在水中吸收水分的性質成為材料的吸水性，

第十八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一（3）吸濕性：材料在潮濕空氣中吸收水分的性質成為材料的吸濕性，（4）耐水性：材料在吸水飽和狀態(tài)下不發(fā)生破壞，強度也不顯著降低的性能，稱為材料的耐水性。

第十九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一（5）抗凍性：材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受反復凍融作用而不破壞，強度無顯著降低的性能，稱為材料的抗凍性。（6）抗?jié)B性：材料在壓力水作用下抵抗水滲透的性能，稱為抗?jié)B性。

第二十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一4．材料與熱的相關性質

（1）導熱性：熱量由材料一面通過材料傳導至另一面的性質，用導熱率表示。（2）熱容量和比熱：材料在受熱時吸收熱量，冷卻時放出熱量的性質稱為材料的熱容量。（3）熱阻和傳熱系數(shù)：材料層抵抗熱流通過的能力，稱為熱阻；熱阻的倒數(shù)稱為材料層的傳熱系數(shù)。

第二十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一5．材料的化學性質

（1）酸堿度（值）：根據(jù)PH值將材料的酸堿度分為中性、酸性、堿性；

（2）建筑材料的性能變化及其耐久性：①建筑材料的碳（酸）化；②建筑材料的抗凍性能；③建筑材料的抗?jié)B透性能；④混凝土的抗硫酸鹽侵蝕性能；⑤鋼筋混凝土中的鋼筋銹蝕；⑥高分子材料的耐老化性能（耐候性）；第二十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一6．材料的放射性

（1）放射性常識：①放射性衰變的模式和三種射線，三種射線是：射線；②放射性衰變的指數(shù)規(guī)律和半衰期；③放射性的強度；（2）建筑材料放射性核素限量；（3）建筑材料放射性的測量；第二十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一7．材料的耐久性

（1）材料的破壞因素：①物理作用；②機械作用；③化學作用；④生物作用；（2）材料的耐久性與破壞因素的關系

第二十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一2.2建筑材料中的有害成分

2.2.1

水泥中有害物質引起的問題

1．水泥中的有害物質影響體積安定性體積安定性是指：水泥漿體硬化后因體積膨脹導致的影響強度發(fā)展，甚至造成龜裂、崩潰、疏松等現(xiàn)象的發(fā)生。影響水泥安定性的因素：水泥中含有過量的游離氧化鈣、游離氧化鎂和硫酸鈣，與水后水化形成氫氧化鈣、氫氧化鎂，引起晶體體積增大，導致結構破壞。

第二十五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一

2．使用工業(yè)石膏引起的問題水泥磨制時應加入適量的天然石膏，若為降低成本加入工業(yè)廢渣、磷石膏或氟石膏，可能由于和某些減水劑不相適應導致混凝土閃凝而報廢。

3．水泥中的堿含量過高導致的問題水泥中的堿含量過高可能導致誘發(fā)堿-骨料反應而造成破壞。第二十六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一

2.2.2砂石骨料中有害物質的影響及堿-骨料反應

1．使用海砂必須控制氯化物含量，否則易引起鋼筋銹蝕；

2．使用含有非晶質的活性二氧化硅骨料與水泥中的堿性物質發(fā)生反應，生成堿性硅酸鹽凝膠，產生膨脹導致建筑物的破壞；

3．使用含黏土質的石灰?guī)r骨料引起堿-碳酸鹽反應，產生膨脹導致建筑物的破壞；第二十七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一

2.2.3

工業(yè)廢料利用及骨料中異物引起的問題混凝土骨料中含（混）有化學活動性強的異物時，在某些環(huán)境下可能發(fā)生強烈的水化膨脹，導致混凝土爆裂。第二十八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一2.3裝飾裝修材料中的危害物質

2.3.1

裝飾裝修材料中游離甲醛的危害甲醛（formaldehyde）是無色、具有強烈氣味的刺激性氣體。氣體比重1.06，略重于空氣，易溶于水。甲醛（HCHO）是一種揮發(fā)性有機化合物，污染源很多，污染濃度也較高，是室內的主要污染物。第二十九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一

甲醛是一種有毒物質，其毒作用有刺激、過敏和致癌等，通常人的甲醛嗅覺閥為0.06mg/m3，主要對人的鼻子和上呼吸道產生刺激癥狀，引起哮喘、呼吸道或支氣管炎。甲醛對眼睛也有強烈刺激作用，引起水腫、眼刺痛、眼紅、眼癢、流淚。皮膚接觸甲醛可引起皮炎、色斑、壞死。經(jīng)常吸入甲醛能引起慢性中毒，出現(xiàn)粘膜出血、皮膚刺激癥、過敏性皮炎、指甲角化和脆弱，全身癥狀有頭痛、乏力、胃納差、心悸、失眠以及植物神經(jīng)紊亂等。動物試驗表明，甲醛對大鼠鼻腔有致癌性。第三十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一

2.3.2

裝飾裝修材料中苯、甲苯繼二甲苯的危害

1．苯的物理性狀：苯是一種無色、具有特殊芳香氣味的油狀液體，微溶于水，能與醇、醚、丙酮和二硫化碳等互溶。甲苯和二甲苯都屬于苯的同系物，都是煤焦油分餾或石油的裂解產物。涂料、膠粘劑和防水材料產品常采用苯作為溶劑或稀釋劑，新的規(guī)范規(guī)定，禁止使用含苯（包括重質苯、石油苯、溶液苯和純苯）的涂料、稀釋劑和溶劑。第三十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一

2．苯的化學毒性：苯屬于中等毒性物質，嗅覺閥值4.8-15.0mg/m3。1993年世界衛(wèi)生組織確定苯為致癌物。苯對人體健康的影響主要表現(xiàn)在血液毒性、遺傳毒性和致癌性。吸入高濃度笨蒸汽將導致中樞神經(jīng)癥狀（痙攣和麻醉作用），引起頭暈、頭痛、惡心。長期吸入低濃度笨能導致血液和造血機能改變（急性非淋巴白血病，ANLL）及對神經(jīng)系統(tǒng)影響，嚴重時表現(xiàn)為全血細胞減少癥、再生障礙性貧血癥、骨髓發(fā)育異常綜合癥和血球減少。此外，苯對皮膚、眼睛和上呼吸道有刺激作用，導致喉頭水腫、支氣管炎以及血小板下降。經(jīng)常接觸苯，可導致皮膚脫脂變干，嚴重時導致過敏性皮疹。第三十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一

3．甲苯和二甲苯的化學毒性：甲苯和二甲苯因其揮發(fā)性，主要分布在空氣中，對眼、鼻、喉等粘膜組織和皮膚等有強烈刺激和損傷，可引起呼吸系統(tǒng)炎癥。長期接觸，甲苯可危害人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的感覺運動和信息加工過程，對神經(jīng)系統(tǒng)產生影響，具有興奮和麻醉作用，導致煩躁、健忘、注意力分散、反應遲鈍、身體協(xié)調性下降以及頭暈、惡心、呼吸困難和四肢麻木等癥狀，嚴重時可導致粘膜出血、抽搐和昏迷。女性對苯以及苯的同系物更為敏感，甲苯和二甲苯對生殖功能也有一定影響。苯還可導致胎兒的畸形、神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙以及生長發(fā)育遲緩等多種先天性缺陷。第三十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一2.3.3其它常見有毒有害物質

1．重金屬的來源和危害：建筑材料中的重金屬主要來源于生產過程中加入的各種助劑以及顏料和各種填料中所含的雜質。室內環(huán)境中重金屬污染主要來自溶劑型木器涂料、內墻涂料、木家具、壁紙、聚氯乙烯卷材地板等裝飾裝修材料。涂料中的重金屬主要來自著色顏料，如紅丹、鉛鉻黃、鉛白等。第三十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一

重金屬主要通過接觸、吸入、誤食等途徑進入人體，并逐漸在體內蓄積，轉化成毒性更強的金屬有機化合物，對人體健康造成嚴重影響。過量的鉛能損傷神經(jīng)、造血和生殖系統(tǒng)，引起抽搐、頭痛、腦麻痹、失明、智利遲鈍；鉛還可引起免疫功能的變化；鉛對兒童的危害更大，能嚴重影響兒童生長發(fā)育和智力發(fā)展。長期吸入鎘可損害腎、肺功能；長期接觸鉻化物能引起接觸性皮炎或濕疹；汞主要影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)。第三十五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期一

2．TDI（甲苯二異氰酸酯）的來源和危害

TDI（甲苯二異氰酸酯）是無色液體，是溶劑型涂料中常存在的一種有毒物質。其毒性很大，對呼吸道有明顯刺激，可引起頭痛、氣短、支氣管炎及過敏性哮喘等呼吸道疾病，刺激閥濃度為0.5×10-6。TDI對人的眼睛也有明顯刺激，引起眼角發(fā)干、疼痛，嚴重時引起視力下降，接觸皮膚后會引起過敏性皮炎，嚴重時引起