第2章-裝飾材料的基本性質(zhì)

第2章建筑裝飾材料的基本性質(zhì)

2.1材料的基本物理性質(zhì)

一.材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)

1.幾種密度（1）密度(比重)：材料在絕對密實、絕干狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。

（2）表觀密度（亦稱體積密度或容重)—材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。

m為任意含水狀態(tài)下的材料質(zhì)量(因此必須注明含水情況)。通常所指的ρ0是材料在氣干狀態(tài)(即在空氣中干燥)下的氣干體積密度，材料在絕干狀態(tài)時的體積密度稱為絕干體積密度。ρ0與ρ、材料內(nèi)部孔隙體積及材料含水率有很大關(guān)系。（3）堆積密度

—反映散粒狀材料堆積的緊密（壓實）程度及可能的堆放空間。式中v1包含顆粒之間的空隙和顆粒內(nèi)部的孔隙?！干⒘畈牧显诙逊e狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。2.孔隙率和空隙率（1）孔隙率與密實度(對應(yīng)概念)—塊狀材料

孔隙率

密實度

同理，可計算出開口閉口孔隙率,實用意義不大。P和D的大小直接反映了材料的致密程度。內(nèi)部孔隙：開口孔隙(亦稱連通孔隙)

閉口孔隙(亦稱封閉孔隙)

一般地,P越大,材料的ρ0,強(qiáng)度就會降低,耐磨性、抗凍性、抗?jié)B性、耐水性和耐腐蝕性越差；而保溫隔熱性、吸聲性、吸水性、吸濕性就會越好。另外,孔隙的形狀與特征(例如連通與否)對材料的性質(zhì)也有一定影響。（2）空隙率與填充度—散粒狀材料P’可作為控制混凝土骨料級配與計算砂率的依據(jù)?？障堵?/p>

填充度

二.材料與水有關(guān)的性質(zhì)

1.親水性與憎水性—當(dāng)材料與水接觸時，能被水潤濕的材料具有親水性；不能被水潤濕的材料具有憎水性?！皟?nèi)聚力與吸引力”理論水分子之間的力稱為內(nèi)聚力，水分子與材料分子之間的力稱為吸引力。親水性材料：潤濕角θ≤90°內(nèi)聚力＜吸引力(即水分子更傾向于與材料分子結(jié)合)憎水性材料：潤濕角θ＞90°內(nèi)聚力＞吸引力(即水分子更傾向于自身之間的結(jié)合)2.

吸水性與吸濕性

（1）吸水性—材料在水中吸收水分的性質(zhì)，常用飽水狀態(tài)（吸水飽和）下的吸水率表示。

質(zhì)量吸水率：材料飽水狀態(tài),所吸水分質(zhì)量占干質(zhì)量的百分率；體積吸水率：材料飽水狀態(tài),所吸收水分體積占干體積的百分率。

（2）吸濕性—材料在潮濕的空氣中吸收水分的性質(zhì)，常以含水率表示(含水但不一定飽和)。

含水率：材料所含水分質(zhì)量占其干質(zhì)量的百分率。m1——材料濕質(zhì)量mo——材料干質(zhì)量

3.耐水性

—材料長期在飽和水的作用下,保持其原有性質(zhì),抵抗破壞的能力。指標(biāo)：軟化系數(shù)fb—材料飽水狀態(tài)抗壓強(qiáng)度，MPafg—材料干燥狀態(tài)抗壓強(qiáng)度，MPa

注意：隨含水量增加，減弱其內(nèi)部結(jié)合力，導(dǎo)致強(qiáng)度下降。KR>0.85，稱為耐水材料。

4.抗?jié)B性

—材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)

(亦稱不透水性)（1）滲透系數(shù)（2）抗?jié)B等級指石料、砼或砂漿所能承受的最大水壓力。如：最大承水壓力為0.2MPa，表示為P2，有P2、P4、P6、P8……滲透系數(shù)：透水量：Ks的意義：抗?jié)B系數(shù)越小，表明抗?jié)B性能越好。5.抗凍性

—材料在飽水狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融交替作用，保持其原有性質(zhì)，抵抗破壞的能力。凍融破壞機(jī)理影響因素：材料的孔隙率(特別是開口孔隙率),吸水飽和程度,溫度等。抗凍等級：能經(jīng)受凍融循環(huán)的最大次數(shù)，記為F50、F100、F200、F300……

三.材料與熱有關(guān)的性質(zhì)1.導(dǎo)熱性—材料傳導(dǎo)熱量的性質(zhì),一般用導(dǎo)熱系數(shù)λ表示。λ越小表明導(dǎo)熱性越差,隔(絕)熱保溫性能越好。

λ≤0.23w/(m·k)—絕熱材料；

λ水=0.58，λ冰=2.33，λ密閉空氣=0.025w/(m·k)。2.熱容量—材料在受熱(冷卻)時吸收(放出)熱量的性質(zhì),可用比熱c與質(zhì)量m的乘積表示。3.耐急冷急熱性(亦稱熱穩(wěn)定性或抗熱震性)—材料抵抗急冷急熱的交替作用,并能保持其原有性質(zhì)的能力。4.耐燃性—材料抵抗燃燒的性質(zhì)。5.耐火性—材料抵抗高熱或火的作用，保持其原有性質(zhì)的能力，可用耐火極限(通常用時間)來表示。四.材料與聲學(xué)有關(guān)的性質(zhì)1.吸聲性—聲能穿透材料和被材料消耗的性質(zhì)。吸聲原理表示方法影響因素2.隔聲性隔空氣聲隔固體聲2.2材料的基本力學(xué)性質(zhì)一.強(qiáng)度—材料抵抗外力破壞的能力。

1.幾種強(qiáng)度（1）抗壓、抗拉、抗剪強(qiáng)度

（2）抗彎強(qiáng)度（抗折強(qiáng)度）

單點加荷

三分點加荷

不同材料，強(qiáng)度等級有不同的劃分方法，具體劃分在各章分講。(3).影響因素1).材料的組成、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造。2).測試條件例如:溫度、試件的形狀、尺寸、表面特征、加載速度等—條件性。2.比強(qiáng)度

——指材料強(qiáng)度與其表觀密度之比。

意義：反映材料輕質(zhì)高強(qiáng)的指標(biāo)。值越大，材料越輕質(zhì)高強(qiáng)。二.彈性和塑性1.彈性—材料在外力作用下產(chǎn)生的變形,當(dāng)外力取消后變形能完全自行恢復(fù)的性質(zhì)。指標(biāo)：彈性模量

意義：E表示材料抵抗變形的指標(biāo)，E值越大，材料越不易變形，即抵抗變形的能力越強(qiáng)。2.塑性—材料在外力作用下產(chǎn)生的變形,當(dāng)外力取消后變形不能自行恢復(fù)的性質(zhì)。三.韌性和脆性

1.脆性——材料在外力作用下直至破壞前并無明顯塑性變形，而發(fā)生突然破壞的性質(zhì)。

脆性材料：石、磚、砼、陶瓷、玻璃、鑄鐵等。

2.韌性(亦稱沖擊韌性)——在沖擊、震動荷載作用下,材料能夠吸收較大的能量同時也能產(chǎn)生一定的變形而不致破壞的性質(zhì)。

韌性材料：低碳鋼、木材、玻璃鋼等。四.硬度和耐磨性

1.硬度—材料抵抗其它較硬物體壓入或刻劃的能力。

可采用莫氏硬度（劃痕法,如石料、陶瓷等）；布氏、洛氏硬度（壓痕法,如金屬材料、砼等）等表示。

特點：硬度高，耐磨性強(qiáng)，但不易加工。硬度—強(qiáng)度?(混凝土回彈儀)

2.耐磨性—材料表面抵抗磨損的能力，可用耐磨率表示。

磨損和磨耗磨損—材料受外界物質(zhì)的摩擦作用而減小質(zhì)量和體積的現(xiàn)象；磨耗—材料同時受外界物質(zhì)的摩擦和沖擊兩種作用而減小質(zhì)量和體積的現(xiàn)象。材料的耐磨性有時也用磨損前后的體積損失或耐磨次數(shù)來表示。2.3材料的耐久性與環(huán)境協(xié)調(diào)性一.耐久性——材料長期抵抗各種內(nèi)外破壞因素或腐蝕介質(zhì)的作用,保持其原有性質(zhì),不被破壞的能力。

綜合性質(zhì)：

(抗?jié)B性、抗凍性、抗蝕性、抗老化、耐熱性、耐磨性等)

不同環(huán)境中，應(yīng)考慮相應(yīng)的性質(zhì)。二.環(huán)境協(xié)調(diào)性

——對資源和能源消耗少,對環(huán)境污染小,循環(huán)再生利用率高。提倡“綠色建材”2.4材料的組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造一.材料的組成

1.化學(xué)組成——化學(xué)元素及化合物的種類與數(shù)量。

2.礦物組成——構(gòu)成材料的礦物種類和數(shù)量。

3.相組成——具有相同物理和化學(xué)性質(zhì)的均勻部分稱為相。二.材料的結(jié)構(gòu)

1.宏觀結(jié)構(gòu)

(肉眼或放大鏡,>10-3m)1).致密結(jié)構(gòu)—無宏觀層次的孔隙存在的結(jié)構(gòu);2).多孔結(jié)構(gòu)—具有粗大孔隙存在的結(jié)構(gòu);3).微孔結(jié)構(gòu)—具有微細(xì)孔隙存在的結(jié)構(gòu)。

2.細(xì)(亞微)觀結(jié)構(gòu)(光學(xué)顯微鏡,10-3-10-6m)

例如:某些材料中的基本組織形態(tài)巖石—礦物、晶體顆粒、非晶體組成等;

木材—木纖維、導(dǎo)管、髓線、樹脂道等;

鋼材—鐵素體、滲碳體、珠光體等。3.微觀結(jié)構(gòu)材料原子、分子層次的結(jié)構(gòu)(電子顯微鏡或X射線,10-6-10-10m)。

晶體結(jié)構(gòu)

——按一定的規(guī)則在空間呈有規(guī)律的排列，晶體具有各向異性。晶體材料?

非晶體結(jié)構(gòu)(玻璃體或無定形體結(jié)構(gòu))

——排列沒有規(guī)律性。

膠體結(jié)構(gòu)

——尺寸在10-7-10-9m的固體顆粒(分散相,稱為膠粒)分散在連續(xù)相介質(zhì)中所形成的分散體系。

溶膠—凝膠溶膠—若分散介質(zhì)為液體,則此膠體稱為液溶膠(俗稱溶膠)；凝膠—溶膠顆粒具有自發(fā)相互吸附凝聚成較大顆粒的趨勢,凝聚后構(gòu)成連續(xù)的空間