建筑与装饰材料的基本性质

积。由于材料在自然状态下并非绝对密实，所以绝对密实体 积一般难以直接测定，只有钢材、玻璃等材料可近似地直接 测定。在测定有孔隙的材料密度时，可以把材料磨成细粉或 采用排液置换法测量其体积。材料磨得越细，测得的体积越 接近绝对体积，所得密度值就越准确。材料的质量是指材料 所含物质的多少，实际工程中常以重量的多少来衡量质量的 大小。但质量与重量在概念上是有本质区别的。
Ky
'
' m
100%
(1-8)
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第一节建筑材料的基本性质
Ky-散粒状材料的压实度(%);
' -散粒状材料经压实后的实测干堆积密度(kg/m3) ;
' m
-散粒状材料经充分压实后的最大干堆积密度(kg/m3)
散粒状材料的堆积密度是可变的， '的大小与材料被压实的
程度有很大关系，当散粒状材料经充分压实后，其堆积密度
与材料孔隙率相对应的另一个概念是材料的密实度。它反映 厂材料内部固体的含量，对材料性质的影响正好与孔隙率对 材料性质的影响相反。
在建筑工程中，计算材料的用量和构件自重、进行配料计 算、确定材料堆放空间及组织运输时，经常要用材料的密度、 表观密度和堆积密度进行计算。常用建筑材料的密度、表观 密度、堆积密度及孔隙率见表1-1。
几种常用建筑材料的导热系数和比热值见表1-3。
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(三)与水有关的材料性质 水对于正常使用阶段的建筑材料，绝大多数都有不同程度
的有害作用。但在建筑物使用过程中，材料又不可避免地会 受到外界雨、雪、地下水、冻融等因素的影响，故要特别注 意建筑材料和水有关的性质，包括材料的亲水性和憎水性， 以及材料的耐水性、吸水性、吸湿性、抗渗性、抗冻性等。 1.亲水性与憎水性(疏水性) 当水与建筑材料在空气中接触时，会出现两种不同的现象。 图1-1 ( a)中水在材料表面易于扩展，这种与水的亲和性称为 亲水性。表面与水亲和力较强的材料称为亲水性材料。
(1)密度。密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。
密度( )的计算公式为:
m/V
-材料的密度(g/cm3或kg/m3) ;
(1-1)
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m-材料的质量(g或kg); V-材料在绝对密实状态下的体积，即材料体积内固体物质的
实体积(cm3或m3)。 材料在绝对密实状态下的体积是指不包括内部孔隙的材料体
值达到最大干密度
' m
，相应的孔隙率P’值达到最小值，此时
的堆积体最为稳定。因此，散粒状材料压实后的压实度Ky值 愈大，其构成的结构物就愈稳定。
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(二)与热有关的材料性质 1.耐燃性和耐火性 耐燃性是指材料在火焰或高温作用下可否燃烧的性质。我
国相关规范把材料按耐燃性分为非燃烧材料(如钢铁、砖、石 等)、难燃材料(如纸面石膏板、水泥刨花板等)和可燃材料(如 木材、竹材等)。在建筑物的不同部位，根据其使用特点和重 要性的不同可选择不同耐燃性的材料。
3.吸水性
材料的吸水性是指材料在水中吸收水分达到饱和的能力，
上式导出:
Q c
m(T2 T1)
(1-11)
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比热表示质量为1 g的材料，在温度每改变1 K时所吸收或放 出热量的大小。材料的比热值大小与其组成和结构有关。通 常所说材料的比热值是指其干燥状态下的比热值。
比热、与质量刀:的乘积称为热容。选择高热容材料作为墙 体、屋面、内装饰，在热流变化较大时，对稳定建筑物内部 温度变化有重要意义。
(1-6)
(2)空隙率。空隙率是指散粒状材料在堆积体积内颗粒之间的 空隙体积所占的百分率。空隙率P'的计算公式为:
P' V0' V0 100% (1 V0 ) 100%
V0'
V0'
(1-7)
(1 0' ) 100% (1 D' ) 100% 0
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第一节建筑材料的基本性质
第一章建筑与装饰材料的基本性质
第一节建筑材料的基本性质 第二节装饰材料的要求及选用原则
第一节建筑材料的基本性质
一、材料的基本物理性质
(一)与质量有关的材料性质
材料与质量有关的性质主要是指材料的各种密度和描述其 孔隙与空隙状况的指标，在这些指标的表达式中都有质量这 一参数。
1.密度
根据材料所处状态的不同，材料的密度可分为密度、表观密 度和堆积密度。
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耐火性是指材料在火焰或高温作用下，保持其不破坏、性能 不明显下降的能力。用其耐受时间(h)来表示，称为耐火极限。 要注意耐燃性和耐火性概念的区别，耐燃的材料不一定耐火， 耐火的一般都耐燃。如钢材是非燃烧材料，但其耐火极限仅 为0. 25 h，故钢材虽为重要的建筑结构材料，但其耐火性却 较差，使用时须进行特殊的耐火处理。
常用材料的热性能见表1-2。
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2.导热性
导热性是指材料传导热量的能力。材料导热能力的大小可用
导热系数 表示。导热系数 的计算公式为:
Qd
At(T2 T1)
源自文库
-材料的导热系数[W/ (m·K)];
(1-9)
Q-传导的热量(J);
d-材料厚度(m) ;
软化系数波动在0~1之间，软化系数越小，说明材料吸水饱 和后强度降低得越多，耐水性越差。受水浸泡或处于潮湿环 境中的重要建筑物所选用的材料其软化系数不得低于0. 85。 因此，软化系数大于0. 85的材料常被认为是耐水的。干燥环 境中使用的材料可不考虑其耐水性。
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根据其堆积状态的不同，同一材料表现的体积大小可能不 同，松散堆积状态下的体积较大，密实堆积状态下的体积较 小。材料的堆积体积，常用材料填充容器的容积大小来测量。
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2.密实度与孔隙率
(1)密实度。密实度是指材料体积内被固体物质所充实的程 度。密实度D的计算公式为:
隙尺寸及孔的特征等有关，与材料的表观密度有很好的相关 性。当材料的表观密度小、孔隙率大、闭口孔多、孔分布均 匀、孔尺寸小、含水率小时，导热性差，绝热性好。通常所 说的材料导热系数是指干燥状态下的导热系数，材料一旦吸 水或受潮，导热系数会显著增大，绝热性变差。
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第一节建筑材料的基本性质
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第一节建筑材料的基本性质
在自然状态下，材料内部的孔隙可分为两类:有的孔之间相 互连通，且与外界相通，称为开口孔;有的孔互相独立，不与 外界相通，称为闭口孔。大多数材料在使用时其体积包括内 部石所材有、孔混在凝内土的等体。积有，的即材自料然如状砂态、下石的在外拌形制体混积凝(土V时0)，，如因砖其、 内部的开口孔被水占据，因此材料体积只包括材料实体积及 其闭口孔体积(以V‘表示)。为了区别这两种情况，常将包括 所有孔隙在内时的密度称为表观密度;把只包括闭口孔在内时
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第一节建筑材料的基本性质
水在亲水性材料表面上的润湿边角(固、气、液三态交点处，
沿水滴表面的切线与水和固体接触面所成的夹角 90。
与此相反，材料与水接触时，不与水亲和，这种性质称为憎 水性。水在憎水性材料表面上呈现图1-1 ( b)所示的状
态， 90 。
亲水性材料(大多数的无机硅酸盐材料和石膏、石灰等)有较 多的毛细孔隙，对水有强烈的吸附作用;而像沥青一类的憎水 性材料则对水有排斥作用，故常用作防水材料。
P'-散粒状材料在堆积状态下的空隙率(%)。
空隙率考虑的是材料颗粒间的空隙，这对填充和钻结散粒
材料、研究散粒状材料的空隙结构和计算胶结材料的需要量 十分重要。
4.压实度
材料的压实度是指散粒状材料被压实的程度。即散粒状材料
经密压度实m'后值的的干比堆率积百密分度数。' 压与实该度材K料y的经计充算分公压式实为后:的干堆积
(2)孔隙率。孔隙率是指材料中孔隙体积所占整个体积的百分
率。孔隙率P的计算公式为:
P V0 V 100% (1 V )100% (1 0 )100 % (1 D)100%
V0
V0
(1-5)
孔隙率反映厂材料内部孔隙的多少，它会直接影响材料的多
种性质。孔隙率越大，则材料的表观密度、强度越小，耐磨
2.耐水性 材料长期在水的作用下不被损坏，其强度也不显著降低的
性质称为耐水性。
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材料含水后，将会以不同方式来减弱其内部结合力，使强度 有不同程度的降低。材料的耐水性用软化系数表示为:
K=f1/f
K-材料的软化系数;
(1-12)
f1-材料在吸水饱和状态下的抗压强度(MPa) f-材料在干燥状态下的抗压强度(MPa)。
D V 100 % 0 100 %
V0
(1-4)
D-材料的密实度(%);
V-材料中固体物质的体积(cm3或m3) ;
V0-材料体积(包括内部孔隙体积)(cm3或m3) ;
-材料的表观密度(g/cm3或kg/m3) ;
0-材料的密度(g/cm3或kg/m3)。
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3.填充率与空隙率 对于松散颗粒状态的材料，如砂、石子等，可用填充率和
空隙率表示互相填充的疏松致密程度。
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(1)填充率。填充率是指散粒状材料在堆积体积内被颗粒所填 充的程度。填充率D'的计算公式为:
D'
V0 V0'
100%
0' 0
100%
D'-散粒状材料在堆积状态下的填充率(%)。
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(2) 表观密度(亦称体积密度)。表观密度是材料在自然状态下 单位体积的质量。表观密度 0 的计算公式为:
0 m /V0
(1-2)
0 -材料的表观密度(g/cm3或kg/m3)； m-在自然状态下材料的质量(g或kg);
V0-在自然状态下材料的体积(cm3或m3)。
的砂密、度石称在为混视 凝密 土度 中， 的用 实际体'表积示时，有即实用' =意m义/V。'。视密度在计算
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第一节建筑材料的基本性质
在自然状态下，材料内部常含有水分，其质量随含水程度而
改变，因此视密度应注明其含水程度。干燥材料的表观密度 称为干表观密度。可见，材料的视密度除决定于材料的密度 及构造状态外，还与含水的程度有关。
性、抗冻性、抗渗性、耐腐蚀性、耐水性及耐久性越差，而
保温性、吸声性、吸水性与吸湿性越强。上述性质不仅与材
料的孔隙率大小有关，还与孔隙特征(如开口孔隙、闭口孔隙、 球型孔隙等)有关。此外，孔隙尺寸的大小、孔隙在材料内部 分布的均匀程度等都是孔隙在材料内部的特征表现。
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第一节建筑材料的基本性质
A-材料的传热面积(m2);
t-传热的时间(s);
T2-T1-材料两侧的温度差(K)。
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材料的导热系数大，则导热性强;反之，绝热性强。建筑材
料的导热系数差别很大，下程上通常把 <0. 23 W/ (m·K)的
材料作为保温隔热材料。 材料导热系数的大小与材料的组成、含水率、孔隙率、孔
3.热容量与比热
热容量是指材料受热时吸收热量或冷却时放出热量的能力。 热容量Q的计算公式为:
Q=cm(T2-T1)
Q-材料的热容量(J);
(1-10)
c-材料的比热[J/ (g·K)];
m-材料的质量(g);
T2-T1-材料受热或冷却前后的温度差(K)。
其中比热c值是真正反映不同材料热容性差别的参数，它可由
(3)堆积密度。堆积密度是指粉块状材料在堆积状态下单位
体积的质量。堆积密度
' 0
的计算公式为:
' 0
m / V0'
(1-3)
' 0
-材料的堆积密度(kg/m3)
;
m-材料的质量(kg);
V0' -材料的堆积体积(m3)。
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第一节建筑材料的基本性质
材料的堆积体积是指散粒状材料在堆积状态下的总体外观体 积。散粒状堆积材料的堆积体积既包括了材料颗粒内部的孔 隙，也包括了颗粒间的空隙。除了颗粒内孔隙的多少及其含 水多少外，颗粒间空隙的大小也会影响堆积体积的大小。因 此，材料的堆积密度与散粒状材料在自然堆积时颗粒间空隙、 颗粒内部结构、含水状态、颗粒间被压实的程度有关。