模块1建筑与装饰材料的性质

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❖ 1)导热系数越小，材料的隔热保温性能越好； ❖ 2)金属材料的导热系数大于非金属材料的导热系数
； ❖ 3)细小而封闭的孔隙，导热系数越小； ❖ 开口而粗大、连通的孔隙，导热系数越大；
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❖ (2)材料的热容量 ❖ 是指材料受热时吸收热量、冷却时放出热量的性质
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❖ 4.抗渗性 ❖ 抗渗性：材料抵抗压力水渗透的性质；
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❖ （三）材料的热工性能(比热、导热性) ❖ (1)材料的导热性：是指材料存在温差时，热量能从
材料的一面通过材料本身传到另一面的性质，称为 导热性. ❖ 导热性一般用 导热系数 λ 表示！
位体积的质量； ❖ 计算公式为：
❖
❖ 上式中：
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❖ 思考题：如何测定砂和石子的堆积密度？ ❖ （1）首先采用前述方法测定其干质量m; ❖ （2）然后采用容量升来测定砂子、石子的堆积积 ❖ 方法如下： ❖ 1）砂子采用1L、5L的容量来测堆积体积； ❖ 2）石子采用10、20L、30L的容量来测定其堆积体
同的条件下，结合成的矿物往往也是不同的。 ❖ 金属材料和有机材料也与无机非金属材料一样，有其各自
的基本组成，决定着同一种类材料的主要性质。
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❖ 2 、 材料的结构 ❖ （1）不同层次的结构 ❖ a.宏观结构（亦称构造） ❖ 用放大镜或肉眼即可分辨的毫米级组织称为宏观结
构。 ❖ b.亚微观结构（显微或细观结构） ❖ 由光学显微镜所看到的微米级组织结构。 ❖ 该结构主要涉及到材料内部的晶粒等的大小和形态
混凝土、石等；反之为憎水性材料，如沥青，石蜡 、塑料等 ❖ 思考：1）材料亲水和憎水的原因是什么？ ❖ 2）防水防潮材料应优先选用哪种材料？
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❖ 2.材料的吸水性和吸湿性 ❖ （1）含水率 ❖ 是指材料中所含水的质量占其干质量的百分率，用
Wh表示. ❖ 计算公式如下：
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❖ 4. 材料的硬度和耐磨性 ❖ (1)硬度： ❖ 是指材料表面抵抗较硬物体压入或刻划的能力； ❖ (2)耐磨性: ❖ 是指材料抵抗磨损的能力. ❖ 一般用磨损率来表示，计算公式如下：
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❖ 四、材料的耐久性、装饰性 ❖ 耐久性： ❖ 材料在使用过程中，能抵抗周围各种介质的侵蚀而
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以下为参考资料
❖ 2.1 材料组成、结构及构造对性质的影响 ❖ 2.2.1 材料的组成 ❖ � 材料的组成包括化学组成和矿物组成； ❖ （1）化学组成： ❖ � 定义：化学组成是指构成材料的化学成分。 ❖ � 化学组成对材料性质的影响： ❖ 不同化学组成的材料其性质不同；
，称为热容量 ❖ *什么叫比热： ❖ 是指单位质量的材料，在温度升高或下降1K时，吸
收或放出的热量
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❖ **P14 几种常见材料的导热系数和比热 ❖ 问题：空气、水和冰的导热性能哪个最大？ ❖ 并由此说明为什么保温隔热材料要注意防潮？
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❖ （3）热变形性 ❖ 材料随温度的升降而产生热胀冷缩变形的性质，称
）、管状孔隙、带尖角的孔隙等。 ❖ 按 常压下水能否进入孔隙中，又可分为开口孔隙（
或连通孔隙）、闭口孔隙（封闭孔隙）。当然压力 很高的水可能会进入到部分闭口孔隙中。 ❖ b.孔隙对材料性质的影响
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❖ 二、材料的基本物理性质 ❖ （一）与质量有关的性质 ❖ (1) 密度 ❖ 指的是材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。
积. ❖ （3）利用公式计算堆积密度： ❖ 思考题:烧结普通砖的尺寸为24024 *11511 *535
， ❖ 其干燥质量为2487，孔隙率为37%，求其密度和
表观密度？
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❖ 2.材料的密实度和孔隙率 ❖ (1)材料的密实度 ❖ 是指材料体积内被固体物质充实的程度，也就是 ❖ 固体体积占总体积的比例，用D来表示。
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❖ 一、 材料的组成、结构与性质 ❖ 1、材料的组成 ❖ （1）化学组成 ❖ 无机非金属材料的化学组成以各种氧化物的含量表示。金
属材料以元素含量来表示。 ❖ 化学组成决定着材料的化学性质，影响着物理性质和力学
性质。 ❖ （2）矿物组成 ❖ 矿物组成，是无机非金属材料中化合物存在的基本形式。 ❖ 化学组成不同，有不同的矿物。而相同的化学组成，在不
❖ (2)强度等级 ❖ 强度等级的定义： ❖ 大多数建筑材料根据其极限强度的大小，把材料划
分为若干不同的等级，称为材料的强度等级； ❖ 材料强度等级划分的标准： ❖ 1)脆性材料主要根据其抗压强度来划分强度等级，
如混凝土、水泥、粘土砖等； ❖ 例：混凝土的强度等级划分为9级： ❖ C1 ，C20~C55; ❖ 2)韧性材料主要根据其抗拉强度来划分强度等级，
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❖ 3)材料的吸湿性 ❖ 吸湿性是指材料吸收空气中水分的性质；
❖ 平衡含水率：当材料中所含水分与空气湿度达到相 对平衡时的含水率
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❖ 3.材料的耐水性 ❖ 耐水性：是指材料长期在水的作用下，其强度也没
有显著下降的性质； ❖ 一般用软化系数表示：
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❖ 例：化学元素碳对钢材性质的影响如下图：
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❖ （2） 矿物组成 ❖ 许多无机非金属材料都是由各种矿物组成的。 ❖ 相同的化学成分组成的材料，不同矿物的矿物成分
，材料的性质也是不同的。 ❖ 例如：硅酸盐水泥熟料中，铝酸三钙、硅酸三钙、
硅酸二钙和铁铝酸四钙的性能都是不同的；
❖ 但是对于绝大多数材料而言，在自然状态下材料是 含有一些孔隙的；
❖ �有孔隙材料的体积测定方法： ❖ � 一般采用李氏瓶测定有孔材料的实体积 ❖ 思考题： 如何测量有孔隙材料的密度？
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❖ 2.表观密度 ❖ 指的是材料在自然状态下，单位体积的干质量； ❖ 表观密度的计算公式为：
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❖ 5.材料的填充率与空隙率 ❖ (1)填充率 ❖ 填充率是指散粒材料（如砂子、石子等）在堆积体
积中，被其颗粒填充的程度。 ❖ 填充率一般用D’来表示，按下式计算：
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❖ (2)空隙率 ❖ 空隙率是指散粒材料在堆积体积中，颗粒之间的空
隙体积占堆积体积的百分率，用P’表示：
❖
❖ 上式中: ❖ ρ0— 表观密度（kg/m3)； ❖ m—材料在干燥状态下的质量（kg）； ❖ vo—材料在自然状态下的体积（m3). ❖ *体自积然v状孔态下的体积vo= 密实状态下的体积v +孔隙 ❖ 思考题：比较密度和表观密度的大小？
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❖ 3.堆积密度 ❖ 指的是颗粒状或粉状材料在堆积状态下，单
❖ 计算公式为：
源自文库
❖ 上式中，ρ— 密度（g/cm3)；
❖
m—材料在干燥状态下的质量（g）；
❖
v—材料在绝对密实状态下的体积（cm3)
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❖ 材料在致密状态下的体积指的是不包含材料内部孔 隙的实体积；
❖ 对于致密材料（如钢材、玻璃等）而言，内部是不 含孔隙的，故体积很容易测定；
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❖ 低碳钢的σ～ε曲线
低碳钢受拉时应力 -应变曲线
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❖ 3 .材料的脆性和韧性 ❖ (1)脆性 ❖ 是指材料在外力作用下，直到破坏前无明显的塑性变
形而发生突然破坏的性质，称为脆性，如玻璃、混凝 土、水泥等； ❖ (2)韧性 ❖ 是指材料在冲击或震动荷载的作用下，能吸收较大能 量，并产生较大变形而不发生破坏的性质，称为韧性 ，如钢材、木材、橡胶等； ❖ 问题：脆性材料和塑性材料的主要区别是什么？
、晶界或界面、孔隙、微裂纹等。 ❖ c.微观结构 ❖ 利用电子显微镜、X射线衍射仪、扫描隧道显微镜
等手段来研究的原子或分子级的结构。
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❖ (2) 孔隙 ❖ a.孔隙的分类
材料内部的孔隙按尺寸大小，可分为微细孔隙、细 ❖ 小孔隙、较粗大孔隙、粗大孔隙等。 ❖ 按孔隙的形状可分为球形孔隙、片状孔隙（即裂纹
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❖ （2）吸水率 ❖ 是指材料与水接触吸收水分的性质，吸水性的大小用 ❖ 吸水率表示，吸水率用两种表示方式。 ❖ 1）质量吸水率：
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❖ 2）体积吸水率 ❖ 材料在吸水饱和状态下，所吸收水的体积占材料自
然体积的百分率。
❖ 思考：材料的亲水性和吸水性有什么区别？
不破坏，也不失去其原有性能的性质，称为耐久性 ； ❖ 1)物理作用：干湿变化、温度变化和冻融变化； ❖ 2)化学作用：酸、碱、盐 类的腐蚀 ❖ 3）生物作用：菌类、昆虫等的侵害；
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❖ 装饰材料： ❖ 主要指用于建筑物内、外墙面、柱面、地面和顶棚
等处的饰面材料； ❖ 装饰效果主要取决于以下几个方面： ❖ （1）色彩； ❖ （2）质感； ❖ （3）线形； ❖ （4）尺寸、形状、纹理； ❖ （5）耐沾污性、易洁性和耐擦性
增强塑料； ❖ 5）片状或层状结构 − − 如胶合板、夹心板等； ❖ 6）散粒结构 − − − 如砂子、石子等；
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❖ （2）细观结构：用光学显微镜观察到的微米级的 组织结构；
❖ （3）微观结构：用电子显微镜、X光射线衍射仪等 手段来研究材料分子、原子级的微观组织，称为微 观结构；
为材料的热变形性，亦称为温度变形； ❖ 温度变形一般用热膨胀系数α表示
❖ （4）耐燃性 ❖ 材料在空气中遇火不着火不燃烧的性能，称为耐燃
性
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❖ 三、材料的力学性质 ❖ 1.材料的强度 ❖ (1)材料的强度 ❖ 材料的强度是指材料在外力作用下不破坏时所能承
受的最大应力；
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❖ (2) 孔隙率 ❖ 是指材料体积内，孔隙体积占总体积的百分率，用
P表示。
❖
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❖ �密实度和孔隙率反映了材料的致密程度。 ❖ 一般来说，同一种材料，孔隙率越小，连接孔隙越
少，则： ❖ �其强度越高； ❖ �吸水越少； ❖ �抗渗性和抗冻性越好； ❖ �但是导热性差；
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❖ 2.1.2 材料的结构和构造 ❖ 1宏观结构；2细观结构；3微观结构
❖ （1）宏观结构：用肉眼或放大镜能够分辨的毫米级以上 的粗大组织；
❖ 1）致密结构 − − 内部无孔隙，如钢材、玻璃、天然石 材等；
❖ 2）多孔结构 − − 内部具有粗大孔隙：如泡沫塑料等； ❖ 3 ）微孔结构 − − 建筑石膏等； ❖ 4）纤维结构：内部组织具有方向性，如木材、玻璃纤维
0.053，0.069；
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❖ 2. 材料的弹性和塑性 ❖ (1)弹性 ❖ 是指材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，
能完全恢复原形状的性质，称为弹性； ❖ (2)塑性 ❖ 是指材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，
仍保持变形后的形状和尺寸的性质，称为塑性； ❖ 例如：低碳钢为弹塑性材料
如钢材等；
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❖ (3)比强度 ❖ 比强度：是指材料的强度与其表观密度的比值； ❖ 比强度的意义： ❖ 1）衡量材料轻质高强性能的一项重要指标； ❖ 2）选用比强度高的材料或者提高材料的比强度，
对大跨度、高高度建筑十分有利； ❖ 普通混凝土、低碳钢、松木的比强度分别0.012，
❖ �空隙率的大小反映了散粒 材料的颗粒之间相互填 充的致密程度；
❖ 思考：空隙率与孔隙率有什么区别？
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❖ （二）材料与水有关的性质 ❖ 1.材料的亲水性和憎水性 ❖ 1）亲（憎）水性 ❖ 材料在空气中与水接触时，能被水湿润的，称为亲
水性，否则为憎水性 ❖ 2）亲（憎）水性材料 ❖ 具有亲水性的材料称为亲水性材料，如木材、砖、