第一章建筑材料的基本性质.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一章建筑材料的基本性质,*,第一章建筑材料的基本性质,2026/11/7,第一章建筑材料的基本性质,学习目的和要求,本章为全书的重点章节之一。,通过本章内容的学习，熟悉本课程经常涉及的与材料性质有关的基本概念，为学好以后各章节具体材料创造条件。要求了解材料的组成、结构，以及它们与材料性质的关系；,掌握:材料的物理性质、力学性质、与水有关的性质、热工性质的概念及表示方法，并能较熟练地应用。,要求了解材料的声学性质及耐久性的基本概念。,建筑材料-,基本性质,第一章建筑材料的基本性质,1.1 材料的组成、结构与性质的关系,一.材料的组成,材料的组成是决定材料的性质的内在因素之一,(一)化学组成,(,化学成分),无机非金属材料 各氧化物含量,表示方法 金属材料 化学元素含量,有机材料 各化合物含量,(二)矿物组成,(,是由一种或几种化学组成经过一定的生产工艺过程，形成具有一定,结构特征,的单质或化合物，如水泥),建筑材料-,基本性质,第一章建筑材料的基本性质,二.材料的结构,按尺寸大小分三个层次来研究结构与性质的关系,(一),微观结构,（原子级和分子级结构）,晶体：,质点,按一定规律排列的固体，固定的几何外形和熔点。,非晶体:熔融物在,急冷,过程中得到的，内部质点,无序排列,的固体或液态固体，无固定的熔点、各向,同性,(二)显微结构,（um）：主要研究内部的晶粒、颗粒的大小形态、界面、孔隙、微裂纹的大小、形状及分布。特点:材料内部的晶粒越,细小,，分布越,均匀,，则材料的 受力越均匀，,强度,越高，脆性越差，,耐久性,越高；界面粘结越好，强度和耐久性越高。,建筑材料-,基本性质,第一章建筑材料的基本性质,(三),宏观结构,（mm）：主要研究材料中的大孔隙、裂纹、不同材料的组合与复合方式、各组成材料的分布。,1.单一材料,致密结构：高强，不透水（钢材、玻璃、沥青）,多孔结构：轻质、保温（泡沫玻璃、泡沫塑料）,纤维结构：高抗拉（木材、纤维）,聚集结构:强度较高（陶瓷、砖）,建筑材料-,基本性质,第一章建筑材料的基本性质,2.复合材料：,两种或两种以上组成材料以适当的方式结合,而成的新材料（普通混凝土，钢筋混凝土，胶合板）,优点：,取长补短，使材料具有多种功能（如强度、防水、,装饰、保温）或具有某些特殊功能。,粒状聚集结构：综合性能好、价格较低廉（混凝土）,纤维聚集结构：轻质、保温、吸声或抗拉（纤维板),多孔结构：轻质、保温（加气混凝土）,叠合结构:综合性能好（胶合板）,建筑材料-,基本性质,第一章建筑材料的基本性质,宏观结构是影响材料性质的重要因素，材料的宏观结构,较易改变,。,三种结构的关系,组成及微观结构相同，宏观结构不同，物理性质不同（玻璃和泡沫玻璃；普通混凝土和加气混凝土）,组成及微观结构不同，宏观结构相同，物理性质相似（泡沫玻璃、泡沫塑料、加气混凝土）,建筑材料-,基本性质,第一章建筑材料的基本性质,三.,结构中的孔隙与性质的关系,(一)孔隙形成的原因,(1)水分子的占据作用。建筑材料加水拌和,用水量通常超过理论上的用水量,多余的水分占据的空间即为孔隙。,(2)外加的发泡作用。如生产加气混泥土等的各种发泡剂,可在材料中形成大量的孔隙。,(3)火山爆发作用。火山爆发时,喷到空中的岩浆,冷却后在岩石中形成大量的孔隙。,(4)焙烧作用。材料中掺入的可燃材料在高温下燃烧掉而形成孔隙；由于某些成分的作用产生气体而形成孔隙,建筑材料-,基本性质,第一章建筑材料的基本性质,(二)孔隙的分类,1.,按大小.,微细孔隙,（对于无机非金属材料而言,20nm的为无害孔隙，）、,毛细孔隙、较粗大孔隙、大孔,2.按形状.,球形、片状（裂纹）、管状、尖角状,3.按常压进水与否.,开口孔隙：对性能影响较大,闭口孔隙：水压较高时，水分也可进入,建筑材料-,基本性质,第一章建筑材料的基本性质,(三)孔隙对材料性质的影响(孔隙增多),(1)材料的体积密度减小。,(2)材料受力的有效面积减小,强度降低。,(3)体积密度减小,导热系数和热容随之减小。,(4)透气性,透水性,吸水性变大。,(5)对抗冻性、抗渗性,要视孔隙大小和形态而定,有,一些能提高抗冻性、抗渗性。,(6)吸声性、吸湿性、吸水性增强。,建筑材料-,基本性质,第一章建筑材料的基本性质,材料的物理性质,材料的基本物理性质,材料与水有关的性质,材料与热有关的性质,建筑材料-,基本性质,第一章建筑材料的基本性质,1.2 材料的基本物理性质,一.不同状态下的各种密度,密度,视密度,体积密度,堆积密度,建筑材料-,基本性质,第一章建筑材料的基本性质,1.密度材料在,绝对密实,状态下单位体积的质量。,公式：=m/V,式中:实际密度（g/cm,3,）,m材料的质量（g）,V材料在绝对密实状态下的体积(cm,3,）,绝对密实,状态下的体积,是指构成材料的,固体物,质本身,的体积，或称实体积，,不含孔隙,在内的,体积。,建筑材料-,基本性质,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,2.视密度,材料在自然状态下,不含开口孔隙,时，单位体积的质量。,公式：,=m/V,式中,视密度（g/cm,3,）,m材料的质量（g）,V,材料在自然状态下不含开口孔隙时的体积,可用,排水法,求得的体积（cm,3,）,V,b,材料内部闭口孔隙的体,积,V,=V+V,b,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,3.体积密度,材料在自然状态下单位体积的质量。,公式：,o,=m/V,o,=m/(V+V,b,+V,k,),式中 ,o,表观密度（kg/cm,3,）,m材料的质量（kg）,V,o,材料在自然状态下的体积（m,3,）,V,k,材料内部开口孔隙的体积（m,3,）,材料的质量可以是任意状态下的，但必须说明含水情,况。通常所指的体积密度是材料在气干状态下的,称为,气干体积密度，简称体积密度。材料 在绝干状态时，,则称为绝干体积密度，以P,0d,表示(P,0d,mV,0,)。,V,o,=V+V,b,+V,k,材料的孔隙率越大，含水率越小，则材料的体积密度,越小。,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,4.堆积密度,散粒状材料,在自然堆积状态下单位体积的质量称为堆积密度。,公式:,o,=m/V,o,=m/(V,o,+V,v,),式中 ,o,堆积密度（kg/m,3,）,m 材料的质量（kg）,V,o,材料的堆积体积（m,3,）,V,v,颗粒之间空隙的体积（m,3,）,同一材料:,o,o,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,二.材料的孔隙率与密实度,1.孔隙率,指材料中孔隙体积与材料在自然状态下的体积之比的百分率。,公式,：P=V,p,/V,o,100%,式中 P,孔隙率,V,p,材料中全部孔隙的体积,V,p,=V,b,+V,k,V,o,材在自然状态下的体积,P=(V,o,V)/V,o,100%=(1-,od,/)100%,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,2.开口孔隙率:,是指材料中开口孔隙的体积与材料在,自然状态下的体积之比的百分率。,公式:P,K,=(m,2,-m,1,)/(v,0,w,)100%,式中 m,1,干燥状态下材料的质量,g,m,2,水饱和状态下材料的质量,g,w,水的密度，常温下可取 1 g/cm,3,3.与闭口孔隙率:,是指材料中闭口孔隙的体积与材料在自然状态下的体积之比的百分率。p,b,为总空隙率与开口孔隙率之差。,即P,B,=P-P,K,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,4.密实度,-是指材料在自然状态下，材料体积内固体,物质的充实程度。,公式:D=V/V,0,100%=,od,/100%,三、空隙率,空隙率,:是指材料在自然堆积状态下，颗粒间的体积占堆积体积的百分率。,公式:P,=V,V,/V,0,100%=(1-,od,/,od,)100%,对于致密材料，如普通砂、石，可用视密度,近视替,代绝干体积密度,od,。,在配制混凝土时，宜选用,空隙率,小的砂、石。,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,1.3材料的力学性质,一、材料的受力变形,1.弹性变形 2.塑性变形 3.徐变,二、材料的强度,材料在外力或应力作用下，抵抗破坏的能力称为材料的强度，并以材料在破坏时的最大应力值来表示。,(一)材料的理论强度,(二)材料的强度,材料的实际强度，常采用破坏性试验来测定，根据受,力形式分有抗压强度、抗拉强度、抗折强度、抗剪强,度等。,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,*影响强度的因素：,内因：组成与结构,外因：试验条件,试件形状,试件尺寸,加荷速度,表面粗糙程度,含水程度,温度,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,三、脆性与韧性,1.,脆性,是材料在荷载作用下，在破坏前,无明显的塑性变形,，而表现为,突发性破坏,的性质。,脆性材料的特点,是,塑性交形很,小,，且抗压强度与抗拉强度的比值,较大,。,无机非金属材料,多属于脆性材料。,2.,韧性,又称冲击韧性，是材料抵抗冲击振动荷载的作用，而,不发生突发性破坏,的性质；或是在冲击振动荷载作用下，吸收能量、抵抗破坏的能力。,韧性材料的特点是,塑性变形,大,，抗拉强度,接近,或高于抗压强度。木材、建筑钢材、橡胶等属于韧性材料。,有冲击振动荷载时,须考虑,材料的韧性。,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,四、强度等级、标号,为便于合理使用材料，对于以强度为主要指标的材料，通常按材料强度值的高低划分为成若干等级，称为材料的强度等级或标号。脆性材料主要以抗压强度来划分，塑性材料和韧性材料主要以抗拉强度来划分。,五、比强度,是材料强度与体积密度的比值。比强度是衡量材料轻质高强性能的一项重要指标。,比强度越大，则材料的轻质高强性能越好。,六、硬度与耐磨性,硬度,是材料抵抗较硬物体压入或刻划的能力。采用钢球或钢铁(圆锥或角铁)压入法来测定，有时也用刻划法(又称莫氏硬度)测定，并划分有十级。,耐磨性,是材料表面抵抗磨损的能力，以磨损前后单位表面的质量损失，即磨损率表示。,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,1.4 材料与水有关的性质,一、材料亲水性与憎水性,1.亲水性,:材料与水接触后，水可以在材料表面上铺展开，亦即材料表面可以被水所润湿或浸润。此种性质称为材料的亲水性，具备这种性质的材料称为亲水性材料。,2.憎水性:,材料与水接触后，苦水不能在材料的表面上铺展开，即材料表面不能被水所润湿或浸润，则称为憎水性，此种材料称为憎水性材料。,3.表示方法：,润湿角。,90,o,时，材料表现为,亲,水性；,90,o,时，材料表现为,憎,水性。,憎水性材料,常用作,防水材料,，也可用于对亲水性材料进行表面处理，以降低吸水率，提高抗渗性。,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,二、吸水性与吸湿性,(一)吸水性,1.吸水性是材料在水中吸收水分的性质。,2.表示方法：质量吸水率W,m,，或体积吸水率W,V,.,质量吸水率,：W,m,=(m,2,-m,1,)/m,1,100%,式中 W,m,质量吸水率，%;,m,1,材料在绝对干燥状态下的质量,g或Kg;,m,2,材料在浸水饱,和状态下的质量,g或Kg.,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,体积吸水率,W,v,=(m,2,-m,1,)/V,0,w,100%=,P,K,体积吸水率与质量吸水率的关系为：,W,v,=W,m,od,吸水率主要与材料的孔隙率，特别是开口孔隙率有关，并与材料的亲水性和憎水性有关。,由于封闭孔隙不吸水(常压下)，而是开口孔隙吸水，因此可以认为当材料吸水饱和时，材料所吸水的体积与开口孔隙的体积相等，可得:,P,k,W,v,。,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,(二)吸湿性,吸湿性 是材料在空气中吸收水蒸气的性质。,表示方法：含水率,含水率是指材料所含水的,质量m,w,与材料绝干质量m,的百分比。,(三)含水对材料性质的影响,(1)材料吸水或吸湿后，引起强度下降.,(2)材料的体积密度和导热性增加.,(3)几何尺寸略有增加.,(4)而使材料的保温性、吸声性下降，并使材料受到,的冻害、腐蚀等加剧.,由此可见含水使材料的绝大多数性质下降或变差,.,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,三、耐水性,1.耐水性材料长期在水的作用下，保持其原有性质的能力。,2.表示方法：,软化系数,K,p,（结构材料）,公,式:K,P,=f,W,/f,式中 K,P,材料的软化系数,f 材料在干燥状态下的抗压强度（MPa）,f,W,材料在浸水饱和状态下的抗压强度（MPa）K,p,越小，耐水性越差。K,p,0.85,-耐水性材料,3.选用,经常受到潮湿或水作用的结构，须选用K,P,0.75,的材料，重要结构须选用K,P,0.85,的材料。,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,四、抗渗性,1.抗渗性-指材料抵抗压力水或其它液体渗透的性质。,2.表示方法：渗透系数,K,或抗渗等级P,n,渗透系数越大，材料的抗渗性越差。抗渗等级越,大，材料的抗渗性越好。如P4、P6分别表示可抵,抗0.4、0.6MPa的水压力。,3.影响因素,（1）亲水性与憎水性,（2）孔隙率，特别是开口孔隙率,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,4.抗渗性与耐久性的关系,一般面言，材料的抗渗性越高，水及各种腐蚀性液体或气体越不易进入材料内部，则材料的其它耐久性越高。,地下建筑及水工建筑等所用材料应具有一定的抗渗性，对于防水材料则应具有很好的抗惨性。,五、抗冻性,1.抗冻性-材料抵抗冻融循环作用，保持其原有性质的能力。,2.表示方法：抗冻等级。抗冻等级用材料在吸水饱和状态下(最不利状态)，经冻融循环作用，强度损失和质量损失均不超过规定值时所能抵抗的最多冻融循环次数来表示。如F25、F50等，分别表示在经受25、50次的冻融循环后仍可满足使用要求。,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,3.影响材料抗冻性的主要因素有：,(1)材料的孔,隙率,P,和开口孔隙率,P,k,。一般情况下，,P,越大，特别是,P,k,越大，则材料的抗冻性越差。,(2)孔隙的充水程度,K,s,=P,k,/P,理论上，若材料内部孔隙分布均匀，当水饱和度,K,s,0.91时，结冰不会引起冻害。但实际上,K,s,0.80时。,为提高材料的抗冻性，常有意引入部分封闭的孔隙。引入的闭口孔隙可切断材料内部的毛细孔隙，当开口的毛细孔隙中的水结冰时，所产生的压力可将开口孔隙中尚未结冰的水挤入到无水的封闭孔隙中(由于毛细作用，微细孔隙中水的冰点低于0)，即这些封闭的孔隙可起到卸压的作用。,(3)材料本身的强度,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,六、干缩与湿胀,多孔材料在干燥时会产生收缩，吸湿时产生膨胀。大孔中的水失去时，不会引起收缩。毛细孔隙中的水失去时，会引起毛细孔内水面后退，弯月面的曲率增大，在表面张力作用下，水的内部压力比外部小，其压力差P为：,式中 水与空气的表面张力(即水的表面张力)，Nm；,水面的曲率半径,m。,干燥程度越高，失水量越多，毛细孔隙中水的弯月面的曲率越大，即曲率半径越小，产生的收缩力越大。吸湿时，弯月面的曲率减小，压差减少，产生湿胀。材料中的毛细孔隙越多，则,材料的干缩湿胀值越大。,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,1.5 材料的热物理的性质,材料导热性,材料,热容量,材料耐急冷急热性,材料耐燃性与耐火性,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,1.5 材料的热物理的性质,传热指的是包括各种形式热能转移现象的总称。根据传热机理的不同，传热的基本式分为,导热、对流、辐射,三种。,导热,是由温度不同的质点(分子、原子、自由电子)，在热运动中引起的热能传递过程。在固体、液体和气体中均能产生导热现象，但在不同物质中导热的机理是有区别的。,对流传热,只发生在流体（液体或气体）之中，它是因温度不同的各部分流体之间发生相对运动，互相掺合而传递热能的。促使流体产生对流的原因有二：一是本来温度相同的流体因其中某一部分受热(或冷却)而产生温度差，形成对流运动，这种对流叫“自然对流”；二是国受外力作用(如风吹、泵压等)，迫使流体产生对流，这叫作“受迫对流”。,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,1.5 材料的热物理的性质,辐射传热,与导热和对流有本质的区别，它是以电磁波传递热能的。凡温度高于绝对零度的物体都能发射辐射热。,在结构本身的传热过程中，实体材料层以导热为主，空气层一般以辐射传热为主。当然，即使是实体结构也因大多数建筑材料都合有或多或少的孔隙，而孔隙中的传热则又包括三种基本传热方式，特别是那些孔隙很多的轻质材料，孔隙传热的影响是很大的。,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,1.5 材料的热物理的性质,一、材料导热性与导温性,1.导热性-,材料传导热量的性质。,2.表示方法：,导热系数 。,式中：,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,导热系数 的,物理意义,：材料单位面积为1m,2,，单位厚度为1m的单层平壁，当材料两侧温差为1K时，经单位,时间1s所传导的热量。,材料的,导热系数愈小,，表明材料愈不容易导热，其,绝热性能愈好,。,各种建筑材料导热系数的差别很大，非金属材料大致在0.0353.000,W(mK),之间，如发泡塑料=0.035,W(mK),，大理石=3.48,WmK),。,通常将,0.23,W(,mK),的材料为绝热材料,习惯把用于控制室内热量外流的材料叫,保温材料,;防止室外热量进入的材料叫,隔热材料.,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,3.影响,导热性,的主要因素,导热系数与材料的化学组成、显微结构、孔隙率、形态特征、含水率及导热时的温度有关。,(1)材料的组成与结构,金属,非金属,、,无机,有机、,晶体,非晶体,(2)材料的孔隙率P 及孔隙形态特征,P越大，即体积密度越小，越小。但当体积密度小到一定程度之后，如果再继续加大其孔隙率，则,导热系数不仅不再降低，相反还会变,大。,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,这是因为太大的孔隙率不仅意味着孔隙的数量多，且,孔隙必然越来越大。其结果，孔壁温差变大，辐射传热量,加大，同时，大孔隙内的对流传热也增多，特别是由于材,料骨架所剩无几，使许多孔隙变成互相贯通的，使对流传,热明显增大。细小孔隙、闭口孔隙比粗大孔隙、开口孔隙,对降低导热系数更为有利。,(3)含水率.,冰,(2.33),水,(0.58),空气,(0.03),(4)温度.温度越高，越大(金属材料除外)。,(5)热流方向.表现在各向异性材料，当热流平行纤维方向时，导热系数较大，当热流方向垂直子纤维时，导热系数较小。,上述因素一定时，材料的导热系数为常数。,第一章建筑材料的基本性质,4.导温性,指在加热或冷却过程中,材料内部质点达到同样温度的速度。,表示方法：导温系数=/(c,)，更能反映材料的保温能力。值越小，保温能力越强，但不利方面是，当局部受热时，易炸裂。如玻璃、花岗岩。,单位：m,2,/h，表示单位时间内温度扩散的面积。,建筑材料-,基本性质,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,二、传热系数与热阻,1.传热系数,墙体或其它围护结构的传热能力常用,传热系数,来表,示，即导热系数与材料厚度的比值。,定义式如,下：K=/d,式中 K材料层的传热系数,W(m,2,K)；,d材料层的厚度，m。,传热系数的物理意义：材料两面,温差为1K时，单位时间内,通过单位面积的热量。传热系数越小，墙体或其它围护结,构的保温隔热性越好,。,由上式可见，材料的导热系数越小，材料层或维护,结构的传热系数越小。增加材料层的厚度也可降低传热系,数，但会增加材料的用量和建筑物的自重。,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,导热系数与传热系数是评定材料保温隔热性能的主要指标。,2.热阻：,传热系数的,倒数,。,R=d/,热阻越大，材料层抵抗热流通过的能力越大，保温隔热性越好。,三、热容量,材料加热时吸收热量，冷却时放出热量的性质。材料的,热容量用,比热,表示。,比热C（比热容或热容量系数）：单位质量材料在温度变化1K时，材料吸收或放出的热量。,R,-,-,热阻,(m,2,K)W,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,热容量值等于,材料,比热,与材料,质量,之积。公式 Q=cm,材料的热容量大，则有利于保证室内温度相对稳定。,材料的导热系数,和热容量,cm,是设计建筑物围护结构(墙体、屋面)的重要参数，应选用,小，cm 较大,的建筑材料，以使建筑物保持室内温度的稳定性。,为了正确选择保温材料,除首先考虑其物理性能外,还应了解材料的强度、耐久性、耐火及耐侵蚀性能等是否满足要求。一般地说，无机材料的耐久性好，耐化学,侵蚀性强，也能耐较高的温、湿度作用，而有机材料则相对差些。多孔材料因质量轻，导热系数小，应用最广。,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,几种典型材料的热工性质指标,材料,导热系数 （W/(m.K),比热,(J/(g.K),钢,花岗岩,普通混凝土,普通烧结砖,松木,泡沫塑料,水,静止空气,55,2.9,1.8,0.55,0.15,0.3,0.6,0.025,0.16,0.80,0.88,0.84,1.63,1.30,1.19,1.00,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,四、耐燃性与耐火性,1.耐燃性：材料抵抗和延缓燃烧的性质。其是影响建筑物防火或 耐火等级的重要因素。,按燃烧的性质分为：,（受到火或高温作用时）,不燃性材料：,不起火、不燃烧、不炭化。无机材料（砖，钢筋),难燃性材料：,难起火、难燃烧、难炭化，离开火源后，燃烧或,微燃立即停止。复合材料（刨花板、沥青混凝土）,可燃性材料：,立即起火或燃烧，离开火源后，仍继续燃烧或微,燃（木材及大部分有机材料）,易燃性材料：,立即起火并迅速燃烧，离开火源后，仍继续迅速,燃烧。（纤维织物）,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,四、耐燃性与耐火性,2.耐热性(耐火性)：长期高温作用下(30min)，不失去,使用功能,的性质。,表示方法：,耐火极限，从材料受到火的作用时间起，到材料失去支持能力，完整性及隔火作用的时间(h)，如钢柱(0.25h),长期高温作用下，发生性质变化，影响材料的正常使用：,热变质(如石英的相变、二水石膏化学分解、木材的,炭化),热变形(钢材、混凝土),提高耐热性的方法：,在表面涂刷防火涂料,(,水玻璃,),第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,四、耐燃性与耐火性,必须指出的是，这里所说的,耐火等级,与高温窑池工业中耐火材料的,耐火性,完全不同。,耐火材料的耐火性,是指材料抵抗熔化的性质，用,耐火度,来表示，即材料在不发生软化时所能抵抗的最高温度。耐火材料一般要求材料能长期抵抗高温或火的作用，具有一定的高温力学强度、高温体积稳定性、,抗热震性,等。,五、,耐急冷急热性(抗热震性）：材料抵抗急冷急热交替作的能力。,许多无机非金属材料在,急冷急热交替,作用下，易产生巨大的,温度应力,而使材料开裂或炸裂破坏。,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,当声波传播到材料的表面时，一部分声波被反射，另,一部分穿透材料，其余部分则由于材料的振动或声音在其,中传播时介质摩擦和热传递而被消耗，通常说它被材料吸,收。这里介绍,吸声性和隔声性。,一、,吸声性：声能穿透材料和被材料消耗的性质,。,1.6 材料的,材料的声学性质,E。,E,r,E,a,E,入射总声能,反射声能,吸收声能,透过声能,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,1.表示方法：,吸声系数,2.吸声系数的计算方法,吸声系数与声音的频率和入射方向有关，因此吸声系数采用声音从各个方向入射的吸收平均值表示，并指出是那一频率下的吸收值。通常使用的六个频率为125、250、500、1000、2000、4000Hz。一般将上述六个频率的平均吸声系数,0.2的材料称为吸声材料,。,3.吸声系数越大，材料的吸声性能越好。,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,4.吸声机理,多孔材料吸声的先决条件是声波进入孔隙中。,对于含有大量开口孔隙的多孔材料(如各种有机和无机纤维制品、膨胀珍珠岩制品等)，传递给材料的声能在材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吸收或消耗掉。,对于含有大量封闭孔隙的柔性多孔材料(如聚氯乙烯泡沫塑料制品)，传递给材料的声能在空气振动的作用下孔壁也产生振动，使声能在振动时因克服内部摩擦而被消耗掉。,对材料进行构造处理，也可获得较好的吸声性。例如穿孔吸声结构、微孔吸声结构、薄壁薄板吸声结构。,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,5.影响因素,（1）孔隙率：P越小，对低频声音的吸收效果越好，高频声音的吸,收降低。,（2）孔隙特征：,开口孔隙,的多孔材料，开口孔隙越多，则吸声效果越好（纤维制品膨胀珍珠岩）,封闭孔隙,的多孔材料，吸声效果差。,但大部分,封闭孔隙,的,柔性,多孔材料（聚氯乙烯泡沫塑料吸板），,吸声效果越好。,（3）材料的厚度：增加多孔材料的厚度，可提高对低频声音的吸收效果，而对高频声音没有多大的效果。,吸声材料能抑制噪声和减弱声波的反射作用。在音质要求高的场所，如音乐厅、影剧院、播音室等，必须使用吸声材料。在燥声大的某些工业厂房，为改善劳动条件，也应使用吸声材料。,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,二、,隔声性,1.,隔声性,：阻隔声能透射的能力。隔声,是控制躁声的重要措施。,隔声性包括隔空气,声和隔固体声。,2.声波传播的基本途径,按传播规律分析，声波在围护结构中的传播分三种途径,(1),经由空气直接传播。如敞开的门窗，门窗、管道的缝隙,(2),通过围护结构传播。经由空气传播的声音遇到密实的墙壁时，墙壁在声波作用下受到激发而产生振动，使声音透过墙壁而传到邻室。,(3),由于建筑物中机械的撞击或振动的直接作用，使围护结构产生振动而发声。,(1)、(2)为空气传声，（3）为固体传声。对空气传声和,固体传声的控制方法不同。,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,3.隔空气声:用隔声量表示,E,a,/,E。,人们常把,值小的材料，称为隔声材料，但在工程中习惯于用,分贝表示构件的隔声能力，即隔声量,R,。,R,与,的关系如小式。,墙的单位面积质量每增加一倍，隔声量约增加6dB，因此，靠,增加墙的质量来提高隔声量是不合理，也是不经济的。,均质材料，,R,符合“质量定律”：,体积密度越大，,R,越大.,-,声透射系数,R -,隔声量，dB,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,提高轻质材料隔声性的措施,(1),将密实材料用多孔弹性材料分隔，做成夹层结构。,(2),对多层材料，应使各层的厚度相同而质量不同，,以防止 引起结构的谐振。,(3),将空气层增加到75cm以上，增加隔声量810dB,(4),在空气层中填充松软的吸声材料,增加隔声量,28dB,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,4.隔固体声,（1）固体声：,是由于振源撞击固体材料，引起固体材料受迫振动而发声，并向四周辐射声能。,固体声在沿固体传播时，声能衰减极少。,（2）隔固体声主要措施,a.表面设置弹性面层，如楼板上铺设地毯、木板、橡胶片等。(减弱撞击能量),b.在楼板的结构层与面层间设置弹性垫层。(减振，以降低结构层的振动),c.在楼板下做吊顶处理。(解决空气声的隔绝),第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,一.重要意义：满足人们的需求，美观舒适,二、,建筑装饰材料的,功能：,1.装饰作用,2.保护建筑结构作用,3.改善使用功能作用（绝热、防潮、防火、吸声、,隔音或耐磨）,三、,建筑装饰材料的基本要求,建筑装饰材料是用于建筑物表面，起到装饰作用的,材料。对装饰材料的基本要求有以,下,几个方面。,1.7 材料的装饰性质,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,1.颜色、光泽、透明性（显示材料外观特征）,颜色：,材料对光的反射效果，通过人的眼睛感到的着色光。不同的颜色给人以不同的感觉。,浅色：庞大、肥胖；深色：瘦小、苗条,暖色：红橙黄（热烈、兴奋）冷色：绿蓝紫（宁静、优雅）,光泽：,镜面反射的结果。用光泽度（反射的与入射的光通量之比）表示。光洁度越高，反射越强，光泽度越高。,透明性：,光线透射材料的结果。用透明度（透射的与入射的光通量之比）表示。,透明体(透视又透光)、半透明体,（,透光不透视）、不透明体,（,不透光、不透视）,利用不同的透明度可隔断或调整光线的明暗，造成特殊的光,学效果，也可使物象清晰或朦胧。,1.7 材料的装饰性质,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,2.花纹、图案、形状、尺寸,改变装饰材料的形状和尺寸，并配合花纹、颜色、光泽等,可拼镶山各种线型和图案，从而获得不同的装饰效果，以满足,不同建筑型体和线型的需要，最大限度地发挥材料的装饰性。,例如小房间：花纹、图案、形状不可过于复杂，尺寸不易过大。,3.质感：表面视感和触感，综合性。钢材、陶瓷、木材、玻璃、,呢绒,等材料在人的感官中的表面粗细、软硬、冷暖、纹理构造、,明暗色差等感觉。,四、选用原则,充分考虑建筑装饰材料的上述三项性质及建筑装饰材料的,其它性质，最大限度地表现出建筑装饰材料的,装饰效果,，并做,到,经济、耐久。,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,一、耐久性,材料在使用环境中，受多种因素的作用，能经久不变质，不破,坏且保持原有性质的能力。,二、影响耐久性的主要因素,1.内部因素：组成、结构,2.外部因素,：,（1）化学作用:,化学腐蚀或氧化（金属材料）,（2）物理作用:,光、电、热、,温度差、湿度差、干湿循环，冻,融循环，导致材料结构变化，产生微裂纹或孔隙率增加等,（3）机械作用:冲击,荷载、疲劳荷载，各种气、液、固引起材,料的磨损与磨耗,（4）生物作用:,菌类、昆虫等导致材料的腐朽等,1.8 材料的耐久性,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,实际工程中，材料受到的外界破坏因素是,多种因,素,共同作用，因此,耐久性,是一项综合性质。,不同种类,的材料，,其耐久性的内容各不相同；即使,同种材料，,由于其使用部位不同、所处环境不同，,其耐久性的内,容也各不相同。提高材料的耐久性应根据材料,种类及,所处的使用条件,进行具体分析。,三、耐久性的评定,根据使用条件和要求，,进行快速试验。,实验室快速试,验包括：干湿循环，冻融循环，加湿与紫外线干燥循,环，碳化，盐溶液浸渍与干燥循环，化学介质浸渍等。,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,1、,材料的组成,、,结构与构造是影响材料性质的内因.,宏观结构 对材料的许多性质影响极大。,2、材料的基本物理性质:根据材料所处状态不同,材料,分为密 度、视密度、体积密度和堆积密度,它们与孔,隙率、空隙率等描绘材料在不同状态下的疏密程度。,3、材,料的物理性质包括与水有关的性质及与热有关的,性质.这些性质主要取决于材料的组成、结构,外界环,境条件对其也有影响。,小结,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,4、材料的力学性质主要包括在外力作用下的变形和抵抗破,坏的能力.按外力取消后变形能否恢复分为弹性与塑性变形。按破 坏前有无明显塑性变形，分为脆性材料与韧性材料。脆性材料具有较大的抗压强度，受静压荷载，不宜承受冲击振动荷载。韧性材料具有较高的抗拉强度，宜承受冲击振动荷载。材料受冲击振动作用时，应考虑材料的冲击韧性。,5、声,学性质包括吸声性质和隔声性质。吸声性质由吸声系数评定。吸声系数与声音的频率和入射方向有关。吸声系数越大，材料的吸声性能越好。隔声性包括隔空气声和隔固体声。对隔空气声采用质量大的材料，对隔固体声最有效的措施是采用不连续的结构处理。,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,6、对装饰材料的基本要求有颜色、光泽、透明性，花,纹、图案、形状、尺寸，质感等几方面。,7、,耐久性受多种因素共同作用，是一项综合性质。其,耐久性的内容是多方面的。提高材料的耐久性应根据,材料种类及所处的使用条件进行具体分析。根据使用,条件和要求，进行快速试验加以评定。,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,填空题,1 材料的吸湿性是指材料的性质。2 材料的抗冻性以材料在吸水饱和状态下所能抵抗的来表示。3 水可以在材料表面展开，即材料表面可以被水浸润，这种性质称为。,4.孔隙率增大，材料的密度，体积密度,，保温性,，强度,。,5.材料在水中吸收水分的性质称为。,答案 1.在空气中吸收水分 2.冻融循环次数,3.亲水性 4.不变、增大、提高、降低 5.吸水性,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,选择填空题,1.理想的保温材料往往具有的特征是（）。,A.孔隙率大、孔隙尺寸小，吸水率大,B.孔隙率大、孔隙尺寸大、且为开孔隙,C.孔隙率大、孔隙尺寸小，吸水率小,D.孔隙率小，吸 水率小,2.致密结构的材料具有的特性有（）。,A.导热系数小,B.强度高,C.抗渗性差 D.体积密度小,3.多孔结构的材料具有的特性有（）。,A.体积密度小、导热系数小,B.体积密度大、强度高,C.保温性差、抗渗性差 D.体积密度小、导热性高,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,4.脆性材料适合的荷载类型为（）。,A.拉力 B.冲击振动荷载,C.压力,D.弯曲力,5.材料含水率增加时，材料的（）。,A.强度下降,B.体积密度下降,C.导热系数下降 D.吸水率下降,6.材料含水率变化时，随之变化的材料性质为（）。,A.密度,B.体积密度,C.视密度 D.吸水率,7.材料吸水后，材料的（）。,A.强度提高 B.抗冻性提高,C.导热系数增,D.吸水率增大,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,8.对同一材料而言，其不同状态下的密度关系为（）。,A.密度体积密度视密度堆积密度,B.密度视密度体积密度堆积密度,C.密度视密度堆积密度体积密度,D.视密度视密度体积密度堆积密度,9.材料开口孔隙率在数值上等于材料的（）。,A.空隙率 B.质量吸水率 C.体积含水率,D.体积吸水率,10.某材料的在气干状态、绝干状态和吸水饱和状态下的抗压强度分别为128、132、112MPa，则该材料的软化系数为（）。,A.0.88,B.0.85,C.0.97 D.0.15,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,11.提高材料的密实度，材料的耐久性（）。,A.提高,B.降低 C.不变 D.不确定,12.选择墙体材料时通常选用（）。,A.导热系数小、热容（热容量）小,B.导热系数小、热容（热容量）大,C.导热系数大、热容（热容量）大,D.导热系数大、热容（热容量）小,13.对材料抗冻性影响最大的因素是材料的（）。,A.抗渗性,B.吸水饱和程度（水饱和度）,C.孔隙率 D.吸水率,14.能对冻融破坏作用起到缓冲作用的是（）。,A.开口孔隙,B.闭口孔隙,C.毛细孔隙 D.粗大孔隙,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,15.F15表示材料在吸水饱和状态下，最多能抵抗().,A.15次冻融循环,B.15个昼夜的冻融循环,C.15个月的冻融循环 D.15年的冻融循环,16.承受冲击振动荷载的结构应选用（）。,A.塑性材料,B.韧性材料,C.弹性材料 D.弹塑性材料,17.抗压强度大于（或大大高于）抗拉强度的材料通常属于（）。,A.塑性材料 B.韧性材料 C.弹性材料,D.脆性材料,18.比强度是衡量材料（）。,A.抗拉强度与抗压强度比值大小的一项指标,B.抗压强度与抗拉强度比值大小的一项指标,C.强度与弹性变形比值大小的一项指标,D.轻质高强的一项指标,第一章建筑材料的基本性质,建筑材料-,基本性质,计算题,1、某种材料在气干、绝干、吸水饱和情况下测得质量分别为2570g