第9章 建筑功能材料

9.4.1 建筑玻璃
基础知识
1. 玻璃的组成与性质 2. 建筑玻璃的分类与应用
1. 玻璃的组成与性质
玻璃是以石英砂、纯碱、长石、石灰石等为主要 原料，经熔融、成型、冷却、固化后得到的透明非晶 态无机物。普通玻璃的化学组成主要是SiO2、Na2O、 K2O、AL2O3、 MgO和CaO等，此外还有用于着色、改性 等各种其他成分。 玻璃是典型的脆性材料，在冲击荷载作用下极易 破碎。热稳定性差，遇沸水易破裂。但玻璃具有透明、 坚硬、耐蚀、耐热及电学和光学方面的优良性质，能 够用多种成型和加工方法制成各种形状和大小的制品， 可以通过调整化学组成改变其性质，以适应不同的使 用要求。
9.3 吸声与隔声材料
观察与讨论
高架路的降噪声 近年，一些城市建设了环市高架路，在方便了 交通的同时，却产生了沿线噪声污染的问题，为此 必须采用相应的降噪音措施。下图为其中一种降低 噪声的设施。该板表面无孔，请讨论此板的作用。
讨论
高架路隔声板
高架路的降噪声
车辆噪音的隔声属空气声隔绝。构成隔声结构 的材料大致分为三类：①密实板，如钢板、混凝土 板；②多孔板，如玻璃棉、泡沫塑料；③减振板， 如阻尼板等。该隔声板属于减振板隔声，但效果不 是很理想。
9.2.1 绝热材料的性能要求
导热性指材料传递热量的能力。材料的导热能 力用导热系数表示。 1）材料组成：材料的导热系数由大到小为：金 属材料＞无机非金属材料＞有机材料。 2）微观结构：相同组成的材料，结晶结构的导 热系数最大，微晶结构次之，玻璃体结构最小，如 水淬矿渣就是一种较好的绝热材料。 3）孔隙率：孔隙率越大，材料导热系数越小。 4）孔隙特征：在孔隙相同时，孔径越大，孔 隙间连通越多，导热系数越大。 5）含水率
9.3.2 隔声材料
建筑上把主要起隔绝声音作用的材料称为隔声 材料。隔声材料主要用于外墙、门窗、隔墙以及隔 断等。隔声可分为隔绝空气声（通过空气传播的声 音）和隔绝固体声（通过撞击或振动传播的声音）。 两者的隔声原理截然不同。 对于空气声，根据声学中的“质量定律”，其 传声的大小主要取决于墙或板的单位面积质量，质 量越大，越不易震动，则隔声效果越好。可以认为： 固体声的隔绝主要是吸收，这和吸声材料是一致的； 而空气声的隔绝主要是反射，因此必须选择密实、 沉重的如粘土砖、钢板等作为隔声材料。
9.1.3 密封材料
（1）建筑防水沥青嵌缝油膏 建筑防水沥青嵌缝油膏以石油沥青为基料，加入改性材料、稀 释剂及填充料混合制成的冷用膏状密封材料。主要用于各种混凝 土屋面板、墙板等建筑构件节点的防水密封。 （2）聚氨脂建筑密封膏 聚氨酯建筑密封膏是以异氰酸基（-NCO）为基料，与含有活性 氢化物的固化剂组成的一种常温固化弹性密封材料。 （3）聚硫建筑密封膏 聚硫建筑密封膏是由液态硫橡胶为主剂与金属过氧化物等硫化 剂反应在常温下形成的弹性体密封膏。国内多为双组分产品。 （4）建筑用硅酮结构密封胶 建筑用硅酮结构密封胶是以在机硅氧烷为主剂，加入适量硫化 剂、硫化促进剂、增强填充料和颜料等组成的。
讨论
石油沥青纸胎油毡与SBS改性沥青防水卷材的比较
讨论
石油沥青纸胎油毡是我国传统防水材料，其价 格较低，目前在我国屋面工程中仍占主导地位。但 其温度稳定性及防水层使用年限等不如SBS改性沥 青防水卷材等新型防水材料，新型防水材料已代表 了防水卷材的发展方向。
9.1 建筑防水堵漏材料
夏季中午铺设沥青防水卷材
2. 建筑装饰材料的基本要求
建筑装饰材料的基本要求除了颜色、光泽、透 明度、表面组织及形状尺寸等美感方面外，还应根 据不同的装饰目的和部位，要求具有一定的环保、 强度、硬度、防火性、阻燃性、耐水性、抗冻性、 耐污染性、耐腐蚀性等特性要求。为了加强对室内 装饰装修材料污染的控制，保障人民群众的身体健 康和人身安全，国家制订了GB 6566-2001《建筑材 料放射性核素限量》以及关于室内装饰装修材料有 害物质限量等10项国家标准，并于2002年正式实施。
9.1.2 防水涂料
（1）沥青基防水涂料 沥青基防水涂料是以沥青为基料配制而成的水乳型或溶剂 型防水涂料。 （2）改性沥青类防水涂料 改性沥青类防水涂料指以沥青为基料，用合成高分子聚合 物进行改性，制成的水乳型或溶剂型防水涂料。 （3）合成高分子类防水涂料 合成高分子防水涂料指以合成橡胶或合成树脂为主要成膜 物质制成的单组分或多组分的防水涂料。这类涂料具有高弹 性、高耐久性及优良的耐高低温性能。
现象
工程实例分析
某住宅楼面于8月份施工，铺贴沥青防水卷 材，全是白天施工，后来卷材出现了鼓泡、渗 漏。
原因分析
夏季中午铺设沥青防水卷材
原因分析
夏季中午炎热，屋顶受太阳辐射，温度较高。 此时铺贴沥青防水卷材，基层中的水气会蒸发，集 中于铺贴的卷材内表面，并会使卷材鼓泡。此外， 高温时沥青防水卷材软化，卷材膨胀，当温度降低 后卷材产生收缩，导致断裂。还需指出的是，沥青 中还含有对人体有害的挥发物，在强烈阳光照射下， 会使操作工人患皮炎等疾病。故铺贴沥青防水卷材 应尽量避开炎热的中午。
9.2 绝热材料
现象
工程实例分析
绝热材料的应用
Baidu Nhomakorabea
某冰库绝热采用多种绝热材料、多层隔热，以聚苯 乙烯泡沫作为墙体隔热夹芯板，在内墙喷涂聚胺酯泡沫 层作绝热材料，取得良好了的效果(见下图）。
聚苯乙烯泡沫夹心板
内墙喷涂聚胺酯泡沫层
原因分析
绝热材料的应用
原因分析
应用于墙体、屋面或冷藏库等处的绝热材料包 括：以酚醛树脂粘结岩棉，经压制而成的岩棉板； 以玻璃棉、树脂胶等为原料的玻璃棉毡；以碎玻璃、 发泡剂等经熔化、发泡而得的泡沫玻璃；以水泥、 水玻璃等胶结膨胀蛭石而成的膨胀蛭石制品；或者 以聚苯乙烯树脂、发泡剂等经发泡而得的聚苯乙烯 泡沫塑料等材料。其中岩棉板、膨胀蛭石制品和聚 苯乙烯泡沫塑料等绝热材料还可应用于热力管道中。
9.2.2 绝热材料的种类及使用要点
绝热材料按照它们的化学组成可以分为无机绝 热材料和有机绝热材料。常用无机绝热材料有多孔 轻质类无机绝热材料、纤维状无机绝热材料和泡沫 状无机绝热材料；常用有机绝热材料有泡沫塑料和 硬质泡沫橡胶。
9.2 绝热材料
观察与讨论
绝热材料微观结构
请观察常用绝热材料的微观结构，如下图所示。 并分析可如何获得具有此类微观结构特点的绝热材料。
第9章 建筑功能材料
本章学习指导 历史回顾 9.1 建筑防水堵漏材料 9.2 绝热材料 9.3 吸声与隔声材料 9.4 建筑装饰及复合功能材料 9.5 建筑功能材料的新发展 创新能力培养 常见问题及解答 练习题 材料综合选用
本章学习指导
本章共5个知识点。本章的学习目标是： ⑴ 掌握防水及堵水材料的主要类型及性能特点； ⑵ 了解绝热材料的主要类型及性能特点； ⑶ 了解吸声隔声材料的主要类型及性能特点； ⑷ 了解装饰材料的主要类型及性能特点； ⑸ 了解其它功能材料的新进展。 本章的重点是防水及堵水材料。难点是吸声与隔 声材料。建议本章课内5学时,课外3学时。
讨论
绝热材料微观结构
绝热材料微观结构
讨论
绝热材料一般系轻质、疏松多孔的，且孔隙最 好不连通，可为松散颗粒或纤维状，欲获得此类绝 热材料，可从以下几方面着手： ①利用天然多孔或纤维状的材料为主要组成材 料，如软木、浮石、甘蔗板等； ②在材料中掺入加气剂或者泡沫剂以形成多孔 结构，如加气混凝土、泡沫塑料等； ③在材料中加入能被烧去或于高温下可分解出 气体而形成多孔的材料，如多孔陶瓷； ④材料本身在高温下自行膨胀为多孔结构，如 膨胀珍珠岩、膨胀蛭石。
9.4 建筑装饰及复合功能材料 9.4.1 建筑玻璃 9.4.2 建筑卫生陶瓷 9.4.3 建筑涂料 9.4.4 其它装饰材料
基础知识
1. 建筑装饰材料的分类
在建筑上，把铺设、粘贴或涂刷在建筑内外表面， 主要起装饰作用的材料，称为装饰材料。建筑装饰材 料通常按照在建筑中的装饰部位分类，也有按材料的 组成来分类的。常用的建筑装饰材料有由木材、塑料、 石膏、铝合金、铝塑等制作的装饰材料，此外还有涂 料、玻璃制品、陶瓷、饰面石材等。
9.3 吸声与隔声材料
基础知识
9.3.1 吸声材料 9.3.2 隔声材料
9.3.1 吸声材料
1. 吸声材料的定义 当声波遇到材料表面时，被吸收声能与入射声 能之比，称为吸声系数。通常取125Hz ，250Hz ，5 00Hz ，1000Hz ，2000Hz ，4000Hz六个频率的吸声 系数来表示材料的吸声频率特性。凡六个频率的平 均吸声系数大于0.2的材料，称为吸声材料。 2. 吸声材料及其结构 吸声材料和吸声结构的种类很多，按其材料结 构状况可分为多孔吸声结构、薄板振动吸声结构、 共振吸声结构、穿孔板组合共振吸声结构、柔性吸 声材料、悬挂空间吸声体和帘幕吸声体等。
9.1 建筑防水堵漏材料
基础知识
建筑功能材料是以材料的力学性能以外的功能 为特征的建筑材料，它赋予建筑防水、防火、绝热、 采光、防腐等功能。 9.1.1 防水材料的分类与组成 9.1.2 防水材料的性能与选用 9.1.3 建筑堵水材料的种类与用途
9.1.1 防水卷材及片材
（1）沥青防水卷材 沥青防水卷材是以沥青为主要浸涂材料所制成的卷材。分有胎卷材 和无胎卷材两类。有胎沥青防水卷材是以原纸、纤维毡等材料中的一 种或数种复合为胎基，浸涂沥青、改性沥青或改性焦油，并用隔离材 料覆盖其表面所制成的防水卷材，即含有增强材料的油毡。无胎沥青 防水卷材是不含有增强材料的油毡。 （2）改性沥青防水卷材 改性沥青防水卷材是以改性沥青为涂盖层，纤维织物或纤维毡为胎 体，粉状，片状，粒状或薄膜材料为覆盖层材料制成可卷曲的片状防 水材料。改性沥青防水卷材改善了普通沥青防水卷材温度稳定性差、 延伸率小等缺点，具有高温不流淌、低温不脆裂、拉伸强度较高、延 伸率较大等特点。分为弹性体和塑性体改性沥青防水卷材。 （3）高分子防水材料片材 高分子防水材料片材是指以合成橡胶、合成树脂等高分子材料为主 材料，以挤出或压延等方法生产，用于各类工程防水、防渗、防潮、 隔气、防污染、排水等片状防水材料。
9.1.5 灌浆材料
1. 水泥基灌浆材料 2. 聚氨酯灌浆材料 3. 混凝土裂缝用环氧树脂灌浆材料
9.1 建筑防水堵漏材料
观察与讨论
石油沥青纸胎油毡与SBS改性沥青防水卷材的比较 石油沥青纸胎油毡与SBS改性沥青防水卷材两种 卷材相比。前者在高温下（85℃）表面变软发粘，而 且在低温下较脆易裂。请分析产生这种现象的原因。
9.1.4 刚性防水材料
刚性防水材料可通过两种方法实现： （1）聚合物水泥防水砂浆：以硅酸盐水泥为基料， 加入无机或有机外加剂配制而成的防水砂浆、防水混 凝土。如外加剂防水混凝土、聚合物防水砂浆等。以 膨胀水泥为主的特种水泥为基材配制的防水砂浆、防 水混凝土。 （2）水泥基渗透结晶型防水材料：用于水泥混凝土 的刚性防水材料。与水作用，形成针状结晶体。 （3）无机防水堵漏材料：以水泥为主要组分，掺入 添加剂经一定工艺加工制成的用于防水、抗渗、堵漏 的粉状无机材料，代号为FD。分为缓凝型和速凝型。
9.3 吸声与隔声材料
现象
工程实例分析
吸声材料的工程应用
广州地铁坑口车站为地面站，一层为站台，二 层为站厅。站厅顶部为纵向水平设置的半圆形拱顶， 长84m，拱跨27.5m。离地面最高点10m，最低点4.2 。 m，钢筋混凝土结构。在未作声学处理前该厅严重 的声缺陷是低频声的多次回声现象。发一次信号枪， 枪声就像轰隆的雷声，经久才停。声学工程完成以 后声环境大大改善，经电声广播试验后，主观听声 效果达到听清分散式小功率扬声器播音。总之，声 学材料需根据其所用的结构、环境选用。
9.2 绝热材料
基础知识
在建筑中，习惯上把用于控制室内热量外流的 材料叫做保温材料；把防止室外热量进入室内的材 料叫做隔热材料。保温材料和隔热材料统称为绝热 材料。工程上将导热系数λ<0.23W/（m·K）的材料 称为绝热材料。 9.2.1 绝热材料的性能要求 9.2.2 绝热材料的种类及使用要点
历史回顾
千年悬空寺
悬空寺位于山西浑源县，历经千 年仍保持完好。悬空寺距地面高度约50m， 其凌空栈道只有数条立木和横木支撑。这 些横木又称“铁扁担”，是由当地特产铁 杉木加工而成，据说用桐油浸过，以防白 蚁防腐。悬空寺的阁楼底座铺设在许多 “铁扁担”上。除借助“铁扁担”之力外， 立木即柱子也立下汗马功劳。在山崖上先 开凿窟窿，将粗大的飞梁插到这些窟窿里， 这样看上去像是空中楼阁平地起，实际上 楼阁的重心在山体。 我国古代劳动人民勤劳智慧，善 用建材，巧夺天工。