第二章 建筑装饰材料的基本性质

m 0 ' V0
'
常用建筑材料的基本物理参数见表2.1。
表2.1 常用建筑材料的密度、表观密度、堆积 密度和孔隙率
材料 石灰岩 花岗岩 碎石(石灰岩) 砂 普通粘土砖 密度ρ(kg/m3) 2.60 2.60~2.90 2.60 2.60 2.50~2.80 表观密度 堆积密度
ρ0(kg/m3)
的结合力，强度也会不同程度地降低。
材料的耐水性用软化系数表示，可按下式计
算：
f饱 K软 f干
软化系数的值在0～1之间，软化系数越小，说 明材料吸水饱和后的强度降低越多，其耐水性就 越差。通常将软化系数大于 0.85 的材料称为耐水
性材料，耐水性材料可以用于水中和潮湿环境中
的重要结构；用于受潮较轻或次要结构时，材料 的软化系数也不宜小于 0.75 。处于干燥环境中的 材料可以不考虑软化系数。
m湿 m干 W质 100% m干
②体积吸水率
是指材料体积内被水充实的
体积。即材料吸水达饱和时，所吸收水分的体积 占干燥材料自然体积的百分率，可按下式计算：
V水 m湿 m干 1 W体 100%= 100% V0 V0 水
质量吸水率与体积吸水率有如下的关系：
W体 W质 0
1
水
W质 0
(2) 吸湿性
材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿
性。吸湿性的大小可用含水率表示。
材料所含水的质量占材料干燥质量的百分率，
称为材料的含水率，可用下式计算：
m含 m干 W含 100% m干
（3） 耐水性 材料长期在饱和水作用下而不破坏，其强度 也不显著降低的性质称为耐水性。 一般材料随着含水量的增加，会减弱其内部
反射容易使建筑物室内产生噪音或杂音，影响室
内音响效果；透射容易对相邻空间产生噪音干扰，
影响室内环境的安静。通常当建筑物室内的声音 大于50dB，就应该考虑采取措施；声音大于 120dB，将危害人体健康。因此，在建筑装饰工 程中，应特别注意材料的声学性能，以便于给人
们提供一个安全、舒适的工作和生活环境。
其计算式为：
V 0 D 100% V0
(2) 空隙率 空隙率是指散粒状材料在堆积体积中，颗粒 之间的空隙体积占堆积体积的百分率，以P′表示。
其计算式为：
V0 V0 V0 0 P 1 (1 ) 100% V0 V0 0
填充率与空隙率的关系为：
材料的抗冻性主要与孔隙率、孔隙特性、抵抗 胀裂的强度等有关，工程中常从这些方面改善材
料的抗冻性。对于室外温度低于
的地区，其
主要工程材料必须进行抗冻性试验。
材料抗冻性的高低决定于材料的吸水饱和程度
和材料对结冰体积膨胀所产生的压力的抵抗能力。 抗冻性常作为考查材料耐久性的一个指标。 材料的强度愈高，耐水性愈好，其抗冻性愈好。
2、 比热容 材料加热或冷却时，吸收或放出热量的性质，
称为热容量。
热容量的大小用比热容（也称热容量系数，
简称比热）表示，比热容表示2g材料，温度升高
2K时所吸收的热量，或降低2K时放出的热量。
材料吸收或放出的热量和比热，可用下式计
算：
Q cm(T2 T1 )
Q c m(T2 T1 )
级S表示。
S 10 H 1
材料抗渗性的好坏与材料的孔隙率和孔隙特
征有关 。
（5） 抗冻性 抗冻性是材料抵抗冻融循环作用，保持其原
有性能的能力。
对结构材料，主要指保持强度的能力，并以
抗冻标号来表示。
抗冻标号是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，记作D25、D50、D200、D250等。
2、 表观密度 表观密度是指材料在自然状态下，单位体积 所具有的质量，其计算式为(见辅）：
m 0 V0
表观体积是指包含材料内部孔隙在内的体积。 对外形规则的材料，其几何体积即为表观体积； 对外形不规则的材料，可用排水法测定。 一般所指的表观密度，是以干燥状态下的测 定值为准。
3、 堆积密度 堆积密度（旧称松散容重），是指散状（粉 状、粒状或纤维状）材料在自然堆积状态下单位 体积（包含了颗粒内部的孔隙即颗粒之间的空隙） 所具有的质量。 其计算式为：
表明该材料不能被水润湿，称为憎水性材料(如图
2.1（b）所示)。
图2.1 材料的润湿示意图
(a)亲水性材料；（b）憎水性材料
2、 吸水性与吸湿性（见辅） (1) 吸水性
材料在浸水状态下吸入水分的能力称为吸水
性。吸水性的大小，以吸水率表示，有两种表示
方法：质量吸水率和体积吸水率。
①质量吸水率 表示为： 材料吸水达饱和时，其所 吸收水分的质量占材料干燥时质量的百分率，可
A
不燃性
B1
难燃性
B2
可燃性
B3
易燃性
在选用建筑装饰材料时，应优先考虑采用不燃或难燃 的材料。对有机建筑装饰材料，应考虑其阻燃性及其阻燃 剂的种类和特性。如果必须采用可燃型的建筑材料，应采 取相应的消防措施。 （3）材料的耐火性 材料的耐火性是指材料抵抗高温或火的作用，保持其 原有性质的能力。金属材料、玻璃等虽属于不燃性材料， 但在高温或火的作用下在短时间内就会变形、熔融，因而 不属于耐火材料。建筑材料或构件的耐火性常用耐火极限 来表示。耐火极限是指按规定方法，从材料受到火的作用 起，直到材料失去支持能力或完整性被破坏或失去隔火作 用的时间，以h（小时）或min（分钟）计。
P D 1
材料的总体积是由该材料的固体物质与其所 包含的孔隙所组成的。
建筑材料的许多性能如强度、吸水性、耐久
性、导热性等均与材料的孔隙有关。 孔隙按其尺寸大小又可分为微孔、细孔和大 孔。 几种常用建筑材料的孔隙率见表2.2。
5、 填充率与空隙率 (1) 填充率 填充率是指散粒状材料在其堆积体积内，被 其颗粒填充的程度，以D′表示。
1、 密度 材料在绝对密实状态下（内部不含任何孔 隙），单位体积的质量称为材料的密度，以ρ表
示。其计算式为：
绝对密实状态下的体积，是指不包括材料内
部孔隙的固体物质的真实体积。
m V
式中: ρ——密度，g/cm3； m——材料在干燥状态的质量，g； v——材料在绝对密实状态下的体积，cm3。 材料在绝对密实状态下的体积是指不包括孔 隙在内的体积。除了钢材、玻璃等少数材料外， 绝大多数材料内部都存在一些孔隙。因此，在测 定有孔隙的材料密度时，应把材料磨成细粉，来 测定其在绝对密实状态下的体积。材料磨得越细， 测得的密度值越精确。
2800~2600 2500~2800 __ __ 2600~2800
ρ′0(kg/m3)
__ __ 2400~2700 2450~2650 __
孔隙率(%) __ 0.5~3.0 __ __ __
粘土空心砖
2.50
2000~2400
__
__
续表2.1
材料 水泥 普通混凝土 木材 钢材 泡沫塑料 玻璃 密度ρ(kg/m3) 3.20 __ 2.55 7.85 __ 2.55 表观密度 ρ0(kg/m3) __ 2200~2600 400~800 7850 20~50 __ 堆积密度 ρ′0(kg/m3) 2200~2300 __ __ __ __ __ 孔隙率(%) __ 5~20 55~75 0 __ __
比热是反映材料的吸热或放热能力大小的物 理量。
常见建筑材料的热工指标见表2.3。
3、温度变形性
材料的温度变形性，是指温度升高或降低时材料的体 积变化。绝大多数建筑材料在温度升高时体积膨胀，温度 下降时体积收缩。这种变化表现在单向尺寸时，为线膨胀 或线收缩。材料的单向线膨胀量或线收缩量计算公式为：
L (T2 T L 或cm； 1 ) 式中 L ——线膨胀或线收缩量， mm (T2 T1 ) ——材料升温或降温前后的温度差，K； ——材料在常温下的平均线膨胀系数，1/K； L ——材料原来的长度，mm或cm。
(2-8)
4、材料的燃烧性能
近年来，我国发生的重大伤亡性火灾，几乎都与建筑装修和 建筑装饰材料有关。因此，在选择建筑装饰材料时，对材料的燃 烧性能应给予足够的重视。 （1）建筑装饰材料燃烧所产生的破坏和危害 ①燃烧作用 在建筑物发生火灾时，燃烧可将金属结构红 软、熔化，可将水泥混凝土脱水粉化及爆裂脱落，可将可燃材料 烧成灰烬，可使建筑物开裂破坏、坠落坍塌、装修报废等，同时 燃烧产生的高温作用对人也有巨大的危害。 ②发烟作用 材料燃烧时，尤其是有机材料燃烧时，会产 生大量的浓烟。浓烟会使人迷失方向，且造成心理恐惧，妨碍及 时逃逸和救援。 ③毒害作用 部分建筑装饰材料，尤其是有机材料，燃烧 时会产生剧毒气体，这种气体可在几秒至几十秒内，使人窒息而 死亡。
（4） 抗渗性 材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性（或 不透水性），可用渗透系数K表示。 材料的透水性可用达西定律来描述，即在一
定时间内，透水材料试件的水量与试件的断面积
及水头差（液压）成正比，与试件的厚度成反比。
可用下式表示：
h Wh W K At 或 K 100% d Ath
渗透系数反映了材料抵抗压力水渗透的性质。 渗透系数越大，材料的抗渗性越差。 对于混凝土和砂浆材料，抗渗性常用抗渗等
P D 1
空隙率的大小反映了散粒状材料的颗粒之间 相互填充的致密程度。
二、材料与水有关的性质（见辅）
1、 亲水性与憎水性 润湿是水在材料表面被吸附的过程，材料被 水润湿的程度可用润湿角θ表示，如图2.1所示。
一般认为，润湿角θ≤90°（如图2.1（a）所
示）的材料为亲水性材料。反之，θ＞90°时，
（2）建筑材料的燃烧性能分级
建筑材料按其燃烧性能分为四个等级，见表2-2。