第二章 建筑装饰材料的基本性质要点
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(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。
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。
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。
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:
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、 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。
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
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。
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。
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 )
4、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,也就是固体物质的体积占总体积的比例,
以D表示。
其计算式为:
V 0 D 100% V0
(2) 孔隙率 孔隙率是指材料体积内孔隙体积占材料总体 积的百分率,以P表示。
其计算式为:
V0 V 0 V P 1 (1 ) 100% V0 V0
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 __ __
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
(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。
表2-2 建筑材料的燃烧性能分级
等级
燃烧性能
燃烧特征
在空气中受到火烧或高温作ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ时不起火、不燃烧、不碳化的材料,如金属材料及无机矿物 材料等 在空气中受到火烧或高温作用时难起火、难燃烧、难碳化,当离开火源后燃烧或微燃立即 停止的材料,如沥青混凝土、水泥刨花板等 在空气中受到火烧或高温作用时立即起火或微燃,且离开火源后仍能继续燃烧或微燃的材 料,如木材、部分塑料制品等 在空气中受到火烧或高温作用时立即起火,并迅速燃烧,且离开火源后仍能继续燃烧的材 料,如部分未经阻燃处理的塑料、纤维织物等
5、 材料的保温隔热性
在建筑工程中常把2/λ称为材料的热阻,用R
表示。
导热系数和热阻都是评定建筑材料保温隔热
性能的重要指标。材料的导热系数越小,其热阻
越大,则材料的保温隔热性能越好。
常将λ≤0.275W/(m· K)的材料称为绝热材料。
四、材料的声学性质
声音是靠振动的声波来传播的,当声波到达
材料表面时出产生三种现象:反射、透射、吸收。
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,
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。
三、材料的热工性质
1、 导热性 材料传导热量的能力,称为导热性。材料导 热能力的大小可以用导热系数(λ)表示。
导热系数在数值上等于厚度为2m的材料,当
其相对两侧表面的温度差为2K时,经单位面积
(2m2)单位时间(2s)所通过的热量。
可用下式表示:
Q At (T2 T1 )
材料的导热系数除与其本身的性质、结构、 密度有关外,还与材料的含水率及环境温度等有 关。
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)
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。
1、 吸声性 声能穿透材料和被材料消耗的性质称为 材料的吸声性,用吸声系数α(吸收声功率 与入射声功率之比)表示。
E E0
吸声系数α越大,材料的吸声性越好。 吸声系数与声音的频率和入射方向有关。 通常使用的六个频率为225Hz、250Hz、 500Hz、2000Hz、2000Hz和4000Hz。
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。
第二章 建筑装饰材料的基本性质
本章提要
主要介绍建筑装饰材料的基本物理性质、 力学性能、材料的耐久性以及有关参数、性
能指标和计算公式等,通过对材料基本性能
的了解与掌握,为今后的学习与实践打下一
定的基础。
本章内容
1 材料的基本物理性质 2 材料的力学性质 3 材料的耐久性
1 材料的基本物理性质 一、材料与质量有关的性质
(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