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第二章建筑裝飾材料的基本性質(zhì)
主要介紹建筑裝飾材料的基本物理性質(zhì)、力學(xué)性能、材料的耐久性以及有關(guān)參數(shù)、性能指標(biāo)和計(jì)算公式等,通過(guò)對(duì)材料基本性能的了解與掌握,為今后的學(xué)習(xí)與實(shí)踐打下一定的基礎(chǔ)。本章提要第二章建筑裝飾材料的基本性質(zhì)主要介紹建筑裝飾材料的本章內(nèi)容1
材料的基本物理性質(zhì)2
材料的力學(xué)性質(zhì)3材料的耐久性本章內(nèi)容1材料的基本物理性質(zhì)1材料的基本物理性質(zhì)材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下(內(nèi)部不含任何孔隙),單位體積的質(zhì)量稱為材料的密度,以ρ表示。其計(jì)算式為:
絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積,是指不包括材料內(nèi)部孔隙的固體物質(zhì)的真實(shí)體積。一、材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)1、密度1材料的基本物理性質(zhì)材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下(內(nèi)部不含任式中:ρ——密度,g/cm3;m——材料在干燥狀態(tài)的質(zhì)量,g;v——材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積,cm3。材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積是指不包括孔隙在內(nèi)的體積。除了鋼材、玻璃等少數(shù)材料外,絕大多數(shù)材料內(nèi)部都存在一些孔隙。因此,在測(cè)定有孔隙的材料密度時(shí),應(yīng)把材料磨成細(xì)粉,來(lái)測(cè)定其在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積。材料磨得越細(xì),測(cè)得的密度值越精確。式中:ρ——密度,g/cm3;
表觀密度是指材料在自然狀態(tài)下,單位體積所具有的質(zhì)量,其計(jì)算式為(見輔):
表觀體積是指包含材料內(nèi)部孔隙在內(nèi)的體積。對(duì)外形規(guī)則的材料,其幾何體積即為表觀體積;對(duì)外形不規(guī)則的材料,可用排水法測(cè)定。一般所指的表觀密度,是以干燥狀態(tài)下的測(cè)定值為準(zhǔn)。2、表觀密度表觀密度是指材料在自然狀態(tài)下,單位體積所具有的質(zhì)量,其
堆積密度(舊稱松散容重),是指散狀(粉狀、粒狀或纖維狀)材料在自然堆積狀態(tài)下單位體積(包含了顆粒內(nèi)部的孔隙即顆粒之間的空隙)所具有的質(zhì)量。其計(jì)算式為:
常用建筑材料的基本物理參數(shù)見表2.1。3、堆積密度堆積密度(舊稱松散容重),是指散狀(粉狀、粒狀或纖維狀表2.1常用建筑材料的密度、表觀密度、堆積密度和孔隙率
材料密度ρ(kg/m3)表觀密度ρ0(kg/m3)堆積密度ρ′0(kg/m3)孔隙率(%)石灰?guī)r2.602800~2600____花崗巖2.60~2.902500~2800__0.5~3.0碎石(石灰?guī)r)2.60__2400~2700__砂2.60__2450~2650__普通粘土磚2.50~2.802600~2800____粘土空心磚2.502000~2400____表2.1常用建筑材料的密度、表觀密度、堆積密度和孔隙率材材料密度ρ(kg/m3)表觀密度ρ0(kg/m3)堆積密度ρ′0(kg/m3)孔隙率(%)水泥
3.20__2200~2300__普通混凝土
__2200~2600__5~20木材2.55400~800__55~75鋼材7.857850__0泡沫塑料__20~50____玻璃2.55______續(xù)表2.1材料密度ρ(kg/m3)表觀密度ρ0(kg/m3)堆積(1)密實(shí)度
密實(shí)度是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)所充實(shí)的程度,也就是固體物質(zhì)的體積占總體積的比例,以D表示。其計(jì)算式為:4、密實(shí)度與孔隙率(1)密實(shí)度4、密實(shí)度與孔隙率(2)孔隙率
孔隙率是指材料體積內(nèi)孔隙體積占材料總體積的百分率,以P表示。其計(jì)算式為:(2)孔隙率
材料的總體積是由該材料的固體物質(zhì)與其所包含的孔隙所組成的。建筑材料的許多性能如強(qiáng)度、吸水性、耐久性、導(dǎo)熱性等均與材料的孔隙有關(guān)。孔隙按其尺寸大小又可分為微孔、細(xì)孔和大孔。幾種常用建筑材料的孔隙率見表2.2。材料的總體積是由該材料的固體物質(zhì)與其所包含的孔隙所組成的(1)填充率
填充率是指散粒狀材料在其堆積體積內(nèi),被其顆粒填充的程度,以D′表示。其計(jì)算式為:5、填充率與空隙率(1)填充率5、填充率與空隙率(2)空隙率
空隙率是指散粒狀材料在堆積體積中,顆粒之間的空隙體積占堆積體積的百分率,以P′表示。其計(jì)算式為:(2)空隙率空隙率的大小反映了散粒狀材料的顆粒之間相互填充的致密程度。填充率與空隙率的關(guān)系為:空隙率的大小反映了散粒狀材料的顆粒之間相互填充的致密程度
潤(rùn)濕是水在材料表面被吸附的過(guò)程,材料被水潤(rùn)濕的程度可用潤(rùn)濕角θ表示,如圖2.1所示。一般認(rèn)為,潤(rùn)濕角θ≤90°(如圖2.1(a)所示)的材料為親水性材料。反之,θ>90°時(shí),表明該材料不能被水潤(rùn)濕,稱為憎水性材料(如圖2.1(b)所示)。二、材料與水有關(guān)的性質(zhì)(見輔)1、親水性與憎水性潤(rùn)濕是水在材料表面被吸附的過(guò)程,材料被水潤(rùn)濕的程度可用潤(rùn)圖2.1材料的潤(rùn)濕示意圖
(a)親水性材料;(b)憎水性材料
圖2.1材料的潤(rùn)濕示意圖(a)親水性材料;(b)憎水性材(1)吸水性
材料在浸水狀態(tài)下吸入水分的能力稱為吸水性。吸水性的大小,以吸水率表示,有兩種表示方法:質(zhì)量吸水率和體積吸水率。
①質(zhì)量吸水率材料吸水達(dá)飽和時(shí),其所吸收水分的質(zhì)量占材料干燥時(shí)質(zhì)量的百分率,可表示為:2、吸水性與吸濕性(見輔)(1)吸水性2、吸水性與吸濕性(見輔)
②體積吸水率是指材料體積內(nèi)被水充實(shí)的體積。即材料吸水達(dá)飽和時(shí),所吸收水分的體積占干燥材料自然體積的百分率,可按下式計(jì)算:質(zhì)量吸水率與體積吸水率有如下的關(guān)系:
②體積吸水率是指材料體積內(nèi)被水充實(shí)的體積。即材料吸水達(dá)(2)吸濕性
材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)稱為吸濕性。吸濕性的大小可用含水率表示。材料所含水的質(zhì)量占材料干燥質(zhì)量的百分率,稱為材料的含水率,可用下式計(jì)算:(2)吸濕性
材料長(zhǎng)期在飽和水作用下而不破壞,其強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)稱為耐水性。一般材料隨著含水量的增加,會(huì)減弱其內(nèi)部的結(jié)合力,強(qiáng)度也會(huì)不同程度地降低。材料的耐水性用軟化系數(shù)表示,可按下式計(jì)算:(3)耐水性材料長(zhǎng)期在飽和水作用下而不破壞,其強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)
軟化系數(shù)的值在0~1之間,軟化系數(shù)越小,說(shuō)明材料吸水飽和后的強(qiáng)度降低越多,其耐水性就越差。通常將軟化系數(shù)大于0.85的材料稱為耐水性材料,耐水性材料可以用于水中和潮濕環(huán)境中的重要結(jié)構(gòu);用于受潮較輕或次要結(jié)構(gòu)時(shí),材料的軟化系數(shù)也不宜小于0.75。處于干燥環(huán)境中的材料可以不考慮軟化系數(shù)。 軟化系數(shù)的值在0~1之間,軟化系數(shù)越小,說(shuō)明材料吸水飽和
材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)稱為抗?jié)B性(或不透水性),可用滲透系數(shù)K表示。
材料的透水性可用達(dá)西定律來(lái)描述,即在一定時(shí)間內(nèi),透水材料試件的水量與試件的斷面積及水頭差(液壓)成正比,與試件的厚度成反比??捎孟率奖硎荆海?)抗?jié)B性材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)稱為抗?jié)B性(或不透水性),可用滲
滲透系數(shù)反映了材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)。滲透系數(shù)越大,材料的抗?jié)B性越差。對(duì)于混凝土和砂漿材料,抗?jié)B性常用抗?jié)B等級(jí)S表示。材料抗?jié)B性的好壞與材料的孔隙率和孔隙特征有關(guān)。滲透系數(shù)反映了材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)。滲透系數(shù)越大,材
抗凍性是材料抵抗凍融循環(huán)作用,保持其原有性能的能力。對(duì)結(jié)構(gòu)材料,主要指保持強(qiáng)度的能力,并以抗凍標(biāo)號(hào)來(lái)表示。
抗凍標(biāo)號(hào)是用材料在吸水飽和狀態(tài)下(最不利狀態(tài)),經(jīng)凍融循環(huán)作用,強(qiáng)度損失和質(zhì)量損失均不超過(guò)規(guī)定值時(shí),所能抵抗的最多凍融循環(huán)次數(shù)來(lái)表示,記作D25、D50、D200、D250等。(5)抗凍性抗凍性是材料抵抗凍融循環(huán)作用,保持其原有性能的能力。(5材料的抗凍性主要與孔隙率、孔隙特性、抵抗脹裂的強(qiáng)度等有關(guān),工程中常從這些方面改善材料的抗凍性。對(duì)于室外溫度低于的地區(qū),其主要工程材料必須進(jìn)行抗凍性試驗(yàn)。
材料抗凍性的高低決定于材料的吸水飽和程度和材料對(duì)結(jié)冰體積膨脹所產(chǎn)生的壓力的抵抗能力。
抗凍性常作為考查材料耐久性的一個(gè)指標(biāo)。
材料的強(qiáng)度愈高,耐水性愈好,其抗凍性愈好。材料的抗凍性主要與孔隙率、孔隙特性、抵抗脹裂的強(qiáng)度等有關(guān)
材料傳導(dǎo)熱量的能力,稱為導(dǎo)熱性。材料導(dǎo)熱能力的大小可以用導(dǎo)熱系數(shù)(λ)表示。
導(dǎo)熱系數(shù)在數(shù)值上等于厚度為2m的材料,當(dāng)其相對(duì)兩側(cè)表面的溫度差為2K時(shí),經(jīng)單位面積(2m2)單位時(shí)間(2s)所通過(guò)的熱量。三、材料的熱工性質(zhì)1、導(dǎo)熱性材料傳導(dǎo)熱量的能力,稱為導(dǎo)熱性。材料導(dǎo)熱能力的大小可以用
材料的導(dǎo)熱系數(shù)除與其本身的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、密度有關(guān)外,還與材料的含水率及環(huán)境溫度等有關(guān)??捎孟率奖硎荆翰牧系膶?dǎo)熱系數(shù)除與其本身的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、密度有關(guān)外,還與材
材料加熱或冷卻時(shí),吸收或放出熱量的性質(zhì),稱為熱容量。熱容量的大小用比熱容(也稱熱容量系數(shù),簡(jiǎn)稱比熱)表示,比熱容表示2g材料,溫度升高2K時(shí)所吸收的熱量,或降低2K時(shí)放出的熱量。材料吸收或放出的熱量和比熱,可用下式計(jì)算:2、比熱容材料加熱或冷卻時(shí),吸收或放出熱量的性質(zhì),稱為熱容量。2、
比熱是反映材料的吸熱或放熱能力大小的物理量。常見建筑材料的熱工指標(biāo)見表2.3。比熱是反映材料的吸熱或放熱能力大小的物理量。 材料的溫度變形性,是指溫度升高或降低時(shí)材料的體積變化。絕大多數(shù)建筑材料在溫度升高時(shí)體積膨脹,溫度下降時(shí)體積收縮。這種變化表現(xiàn)在單向尺寸時(shí),為線膨脹或線收縮。材料的單向線膨脹量或線收縮量計(jì)算公式為:
(2-8)
式中——線膨脹或線收縮量,mm或cm;——材料升溫或降溫前后的溫度差,K;——材料在常溫下的平均線膨脹系數(shù),1/K;——材料原來(lái)的長(zhǎng)度,mm或cm。
3、溫度變形性 材料的溫度變形性,是指溫度升高或降低時(shí)材料的體積變化。絕 近年來(lái),我國(guó)發(fā)生的重大傷亡性火災(zāi),幾乎都與建筑裝修和建筑裝飾材料有關(guān)。因此,在選擇建筑裝飾材料時(shí),對(duì)材料的燃燒性能應(yīng)給予足夠的重視。
(1)建筑裝飾材料燃燒所產(chǎn)生的破壞和危害①燃燒作用在建筑物發(fā)生火災(zāi)時(shí),燃燒可將金屬結(jié)構(gòu)紅軟、熔化,可將水泥混凝土脫水粉化及爆裂脫落,可將可燃材料燒成灰燼,可使建筑物開裂破壞、墜落坍塌、裝修報(bào)廢等,同時(shí)燃燒產(chǎn)生的高溫作用對(duì)人也有巨大的危害。②發(fā)煙作用材料燃燒時(shí),尤其是有機(jī)材料燃燒時(shí),會(huì)產(chǎn)生大量的濃煙。濃煙會(huì)使人迷失方向,且造成心理恐懼,妨礙及時(shí)逃逸和救援。③毒害作用部分建筑裝飾材料,尤其是有機(jī)材料,燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生劇毒氣體,這種氣體可在幾秒至幾十秒內(nèi),使人窒息而死亡。
4、材料的燃燒性能 近年來(lái),我國(guó)發(fā)生的重大傷亡性火災(zāi),幾乎都與建筑裝修和建筑
(2)建筑材料的燃燒性能分級(jí) 建筑材料按其燃燒性能分為四個(gè)等級(jí),見表2-2。表2-2建筑材料的燃燒性能分級(jí)等級(jí)燃燒性能燃燒特征A不燃性在空氣中受到火燒或高溫作用時(shí)不起火、不燃燒、不碳化的材料,如金屬材料及無(wú)機(jī)礦物材料等B1難燃性在空氣中受到火燒或高溫作用時(shí)難起火、難燃燒、難碳化,當(dāng)離開火源后燃燒或微燃立即停止的材料,如瀝青混凝土、水泥刨花板等B2可燃性在空氣中受到火燒或高溫作用時(shí)立即起火或微燃,且離開火源后仍能繼續(xù)燃燒或微燃的材料,如木材、部分塑料制品等B3易燃性在空氣中受到火燒或高溫作用時(shí)立即起火,并迅速燃燒,且離開火源后仍能繼續(xù)燃燒的材料,如部分未經(jīng)阻燃處理的塑料、纖維織物等(2)建筑材料的燃燒性能分級(jí)
在選用建筑裝飾材料時(shí),應(yīng)優(yōu)先考慮采用不燃或難燃的材料。對(duì)有機(jī)建筑裝飾材料,應(yīng)考慮其阻燃性及其阻燃劑的種類和特性。如果必須采用可燃型的建筑材料,應(yīng)采取相應(yīng)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溫或火的作用,保持其原有性質(zhì)的能力。金屬材料、玻璃等雖屬于不燃性材料,但在高溫或火的作用下在短時(shí)間內(nèi)就會(huì)變形、熔融,因而不屬于耐火材料。建筑材料或構(gòu)件的耐火性常用耐火極限來(lái)表示。耐火極限是指按規(guī)定方法,從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壞或失去隔火作用的時(shí)間,以h(小時(shí))或min(分鐘)計(jì)。 在選用建筑裝飾材料時(shí),應(yīng)優(yōu)先考慮采用不燃或難燃的材料。對(duì)
在建筑工程中常把2/λ稱為材料的熱阻,用R表示。
導(dǎo)熱系數(shù)和熱阻都是評(píng)定建筑材料保溫隔熱性能的重要指標(biāo)。材料的導(dǎo)熱系數(shù)越小,其熱阻越大,則材料的保溫隔熱性能越好。常將λ≤0.275W/(m·K)的材料稱為絕熱材料。5、材料的保溫隔熱性在建筑工程中常把2/λ稱為材料的熱阻,用R表示。5、
聲音是靠振動(dòng)的聲波來(lái)傳播的,當(dāng)聲波到達(dá)材料表面時(shí)出產(chǎn)生三種現(xiàn)象:反射、透射、吸收。反射容易使建筑物室內(nèi)產(chǎn)生噪音或雜音,影響室內(nèi)音響效果;透射容易對(duì)相鄰空間產(chǎn)生噪音干擾,影響室內(nèi)環(huán)境的安靜。通常當(dāng)建筑物室內(nèi)的聲音大于50dB,就應(yīng)該考慮采取措施;聲音大于120dB,將危害人體健康。因此,在建筑裝飾工程中,應(yīng)特別注意材料的聲學(xué)性能,以便于給人們提供一個(gè)安全、舒適的工作和生活環(huán)境。四、材料的聲學(xué)性質(zhì)聲音是靠振動(dòng)的聲波來(lái)傳播的,當(dāng)聲波到達(dá)材料表面時(shí)出產(chǎn)生三聲能穿透材料和被材料消耗的性質(zhì)稱為材料的吸聲性,用吸聲系數(shù)α(吸收聲功率與入射聲功率之比)表示。吸聲系數(shù)α越大,材料的吸聲性越好。吸聲系數(shù)與聲音的頻率和入射方向有關(guān)。通常使用的六個(gè)頻率為225Hz、250Hz、500Hz、2000Hz、2000Hz和4000Hz。
1、吸聲性聲能穿透材料和被材料消耗的性質(zhì)稱為材料的吸聲性,
一般將上述6個(gè)頻率的平均吸聲系數(shù)α≥0.20的材料稱為吸聲材料。最常用的吸聲材料大多為多孔材料。影響材料吸聲效果的主要因素有:
(1)
材料的孔隙率和體積密度
(2)
材料的孔隙特征
(3)
材料的厚度一般將上述6個(gè)頻率的平均吸聲系數(shù)α≥0.20的材料稱為吸表2.3幾種典型材料的熱工性質(zhì)指標(biāo)
材料導(dǎo)熱系數(shù)(W/(m·K))比熱容(J/(g·K))鋼材580.48銅材3700.38花崗巖3.490.92混凝土2.520.84燒結(jié)普通磚0.80.88松木0.27~0.362.72泡沫塑料0.032.30冰2.202.05水0.64.29密閉空氣0.0232.00表2.3幾種典型材料的熱工性質(zhì)指標(biāo)材料導(dǎo)熱系數(shù)(W/((1)隔空氣聲透射聲功率與入射聲功率的比值稱為聲透射系數(shù),用τ表示,該值越大則材料的隔聲性越差。材料的隔聲能力用隔聲量R(R=20lg(2/τ)來(lái)表示,單位為dB。與聲透射系數(shù)τ相反,隔聲量越大,材料的隔聲性能越好。2、隔聲性(1)隔空氣聲2、隔聲性(2)隔固體聲
固體聲是由于振源撞擊固體材料,引起固體材料受迫振動(dòng)而發(fā)聲,并向四周輻射聲能。固體聲在傳播過(guò)程中,聲能的衰減極少。彈性材料如地毯、木板、橡膠片等具有較高的隔固體聲的能力。(2)隔固體聲隔絕空氣聲,主要服從聲學(xué)中的“質(zhì)量定律”,即材料的表觀密度越大,質(zhì)量越大,隔聲性能越好。因此,應(yīng)選用密度大的材料作為隔空氣聲材料,如混凝土、實(shí)心磚、鋼板等。如采用輕質(zhì)材料或薄壁材料,則需輔以多孔吸聲材料或采用夾層結(jié)構(gòu),如夾層玻璃就是一種很好的隔空氣聲材料。彈性材料,如地毯、木板、橡膠片等具有較高的隔固體聲能力。第二章建筑裝飾材料的基本性質(zhì)要點(diǎn)課件五、材料的光學(xué)性質(zhì)
當(dāng)光線照射在材料表面上時(shí),一部分被反射,一部分被吸收,一部分透過(guò)。根據(jù)能量守恒定律,這三部分光通量之和等于入射光通量,通常將這三部分光通量分別與入射光通量的比值稱為光的反射比、吸收比和透射比。材料對(duì)光波產(chǎn)生的這些效應(yīng),在建筑裝飾中會(huì)帶來(lái)不同的裝飾效果。
1、光的反射 當(dāng)光線照射在光滑的材料表面時(shí),會(huì)產(chǎn)生鏡面發(fā)射,使材料具有較強(qiáng)的光澤;當(dāng)光線照射在粗糙的材料表面時(shí),使反射光線呈現(xiàn)無(wú)序傳播,會(huì)產(chǎn)生漫反射,使材料表現(xiàn)出較弱的光澤。在裝飾工程中往往采用光澤較強(qiáng)的材料,使建筑外觀顯得光亮和絢麗多彩,使室內(nèi)顯得寬敞明亮。五、材料的光學(xué)性質(zhì)
當(dāng)光線照射在材料表面上時(shí),一部分被反 光的透射又稱為折射,光線在透過(guò)材料的前后,在材料表面處會(huì)產(chǎn)生傳播方向的轉(zhuǎn)折。材料的透射比越大,表明材料的透光性越好。如2mm厚的普通平板玻璃的透射比可達(dá)到88%。 當(dāng)材料表面光滑且兩表面為平行面時(shí),光線束透過(guò)材料只產(chǎn)生整體轉(zhuǎn)折,不會(huì)產(chǎn)生各部分光線間的相對(duì)位移(見圖2-1a)。此時(shí),材料一側(cè)景物所散發(fā)的光線在到達(dá)另一側(cè)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生畸變,使景象完整地透過(guò)材料,這種現(xiàn)象稱之為透視。大多數(shù)建筑玻璃屬于透視玻璃。當(dāng)透光性材料內(nèi)部不均勻、表面不光滑或兩表面不平行時(shí),入射光束在透過(guò)材料后就會(huì)產(chǎn)生相對(duì)位移(見圖1-1b),使材料一側(cè)景物的光線到達(dá)另一側(cè)后不能正確地反映出原景象,這種現(xiàn)象稱為透光不透視。在裝飾工程中根據(jù)使用功能的不同要求也經(jīng)常采用透光不透視材料,如磨砂玻璃、壓花玻璃等。
2、光的透射 光的透射又稱為折射,光線在透過(guò)材料的前后,在材料表面處會(huì)第二章建筑裝飾材料的基本性質(zhì)要點(diǎn)課件3、光的吸收 光線在透過(guò)材料的過(guò)程中,材料能夠有選擇地吸收部分波長(zhǎng)的能量,這種現(xiàn)象稱為光的吸收。材料對(duì)光吸收的性能在建筑裝飾等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。例如:吸熱玻璃就是通過(guò)添加某些特殊氧化物,使其選擇吸收陽(yáng)光中攜帶熱量最多的紅外線,并將這些熱量向外散發(fā),可保持室內(nèi)既有良好的采光性能,又不會(huì)產(chǎn)生大量熱量;有些特殊玻璃還會(huì)通過(guò)吸收大量光能,將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?、化學(xué)能等;太陽(yáng)能熱水器就是利用吸熱涂料等材料的吸熱效果來(lái)使水溫升高的。
3、光的吸收2材料的力學(xué)性質(zhì)
材料的力學(xué)性能,就是指材料在外力(荷載)作用下,抵抗破壞和變形的能力。一、材料的強(qiáng)度材料因抵抗外力(荷載)作用而引起破壞的最大能力,即為該材料的強(qiáng)度。其值是以材料受力破壞時(shí)單位面積上所承受的力表示。計(jì)算式為:2材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性能,就是指材料在外力(
材料在建筑物上所承受的力,主要有拉力、壓力、彎曲力及剪應(yīng)力等。材料抵抗上述外力破壞的能力,分別稱為抗拉、抗壓、抗彎和抗剪強(qiáng)度。靜力強(qiáng)度的分類和計(jì)算公式見表2.4。大部分建筑材料,根據(jù)極限強(qiáng)度的大小,可劃分為若干不同的強(qiáng)度等級(jí)。材料的強(qiáng)度與材料本身的組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造等有很大關(guān)系。鋼材的抗拉、抗壓強(qiáng)度都很高,如表2.5所示。材料在建筑物上所承受的力,主要有拉力、壓力、彎曲力及剪應(yīng)表2.4靜力強(qiáng)度分類
強(qiáng)度類別舉例計(jì)算式附注抗壓強(qiáng)度f(wàn)c(MPa)fc=F/AF—破壞荷載(N)A—受荷面積(mm2)l—跨度(mm)b—斷面寬度(mm)h—斷面高度(mm)抗拉強(qiáng)度f(wàn)t(MPa)ft=F/A抗剪強(qiáng)度f(wàn)v(MPa)fv=F/A抗彎強(qiáng)度f(wàn)tm(MPa)ftm=3Fl/(2bh2)表2.4靜力強(qiáng)度分類強(qiáng)度類別舉例計(jì)算式附注抗壓強(qiáng)表2.5鋼材、木材和混凝土的強(qiáng)度比較
材料表觀密度ρ0(kg/m3)抗壓強(qiáng)度f(wàn)c(MPa)比強(qiáng)度f(wàn)c/ρ0
普通混凝土240029.40.022低碳鋼78604250.053松木50034.3(順紋)0.069表2.5鋼材、木材和混凝土的強(qiáng)度比較材料表觀密度ρ0
材料在外力作用下產(chǎn)生變形,當(dāng)外力取消后,材料變形即可消失并能完全恢復(fù)原來(lái)形狀的性質(zhì),稱為彈性。這種當(dāng)外力取消后瞬間即可完全消失的變形,稱為彈性變形。這種變形屬于可逆變形,其數(shù)值的大小與外力成正比。其比例系數(shù)E稱為彈性模量。二、材料的彈性和塑性材料在外力作用下產(chǎn)生變形,當(dāng)外力取消后,材料變形即可消失在彈性變形范圍內(nèi),彈性模量E為常數(shù),其值等于應(yīng)力σ與應(yīng)變?chǔ)诺谋戎担矗?/p>
材料在外力作用下產(chǎn)生變形,但不破壞,并且當(dāng)外力停止作用后,不能自動(dòng)恢復(fù)原來(lái)形狀的性質(zhì),稱為塑性。這種不能消失的變形稱為塑性變形或不可恢復(fù)變形。在彈性變形范圍內(nèi),彈性模量E為常數(shù),其值等于應(yīng)力σ與應(yīng)變?cè)谕饬ψ饔孟?,?dāng)外力達(dá)到一定限度后,材料突然破壞而又無(wú)明顯的塑性變形的性質(zhì),稱為脆性。在沖擊、震動(dòng)荷載作用下,材料能吸收較大的能量,產(chǎn)生一定的變形而不致破壞的性質(zhì),稱為韌性。韌性值可用材料受荷載達(dá)到破壞時(shí)所吸收的能量來(lái)表示,即:三、材料的脆性和韌性在外力作用下,當(dāng)外力達(dá)到一定限度后,材料突然破壞而又無(wú)明
硬度是材料表面抵抗其他物體壓入或刻劃的能力。硬度的測(cè)定方法有刻劃法和壓入法。按刻劃法,材料的硬度可劃分為2~20級(jí)(莫氏硬度)。木材、混凝土、鋼材等的硬度常用鋼球壓入法測(cè)定(布氏硬度HB)。
耐磨性是材料表面抵抗磨損的能力,常用磨損率表示:四、材料的硬度和耐磨性硬度是材料表面抵抗其他物體壓入或刻劃的能力。硬度的測(cè)定方3材料的耐久性材料長(zhǎng)期抵抗各種內(nèi)外破壞因素或腐蝕介質(zhì)的作用,保持其原有性質(zhì)的能力稱為材料的耐久性。材料的耐久性是材料的一項(xiàng)綜合性質(zhì),一般包括耐水性、抗?jié)B性、抗凍性、耐腐蝕性、抗老化性、耐熱性、耐溶蝕性、耐磨性等多項(xiàng)性能。破壞作用一般可分為物理作用、化學(xué)作用和生物作用等。3材料的耐久性材料長(zhǎng)期抵抗各種內(nèi)外破壞因素或腐蝕介物理作用包括干濕交替、凍融循環(huán)、光、電、熱、溫度差、濕度差等,這些都將引起材料的膨脹、收縮或產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力?;瘜W(xué)作用包括各種酸、堿、鹽及其水溶液以及各種腐蝕性氣體對(duì)材料產(chǎn)生的破壞作用。生物作用是指昆蟲、菌類等對(duì)材料所產(chǎn)生的蛀蝕、腐朽等破壞作用。物理作用包括干濕交替、凍融循環(huán)、光、電、熱、溫度差、濕度差等第二章建筑裝飾材料的基本性質(zhì)
主要介紹建筑裝飾材料的基本物理性質(zhì)、力學(xué)性能、材料的耐久性以及有關(guān)參數(shù)、性能指標(biāo)和計(jì)算公式等,通過(guò)對(duì)材料基本性能的了解與掌握,為今后的學(xué)習(xí)與實(shí)踐打下一定的基礎(chǔ)。本章提要第二章建筑裝飾材料的基本性質(zhì)主要介紹建筑裝飾材料的本章內(nèi)容1
材料的基本物理性質(zhì)2
材料的力學(xué)性質(zhì)3材料的耐久性本章內(nèi)容1材料的基本物理性質(zhì)1材料的基本物理性質(zhì)材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下(內(nèi)部不含任何孔隙),單位體積的質(zhì)量稱為材料的密度,以ρ表示。其計(jì)算式為:
絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積,是指不包括材料內(nèi)部孔隙的固體物質(zhì)的真實(shí)體積。一、材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)1、密度1材料的基本物理性質(zhì)材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下(內(nèi)部不含任式中:ρ——密度,g/cm3;m——材料在干燥狀態(tài)的質(zhì)量,g;v——材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積,cm3。材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積是指不包括孔隙在內(nèi)的體積。除了鋼材、玻璃等少數(shù)材料外,絕大多數(shù)材料內(nèi)部都存在一些孔隙。因此,在測(cè)定有孔隙的材料密度時(shí),應(yīng)把材料磨成細(xì)粉,來(lái)測(cè)定其在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積。材料磨得越細(xì),測(cè)得的密度值越精確。式中:ρ——密度,g/cm3;
表觀密度是指材料在自然狀態(tài)下,單位體積所具有的質(zhì)量,其計(jì)算式為(見輔):
表觀體積是指包含材料內(nèi)部孔隙在內(nèi)的體積。對(duì)外形規(guī)則的材料,其幾何體積即為表觀體積;對(duì)外形不規(guī)則的材料,可用排水法測(cè)定。一般所指的表觀密度,是以干燥狀態(tài)下的測(cè)定值為準(zhǔn)。2、表觀密度表觀密度是指材料在自然狀態(tài)下,單位體積所具有的質(zhì)量,其
堆積密度(舊稱松散容重),是指散狀(粉狀、粒狀或纖維狀)材料在自然堆積狀態(tài)下單位體積(包含了顆粒內(nèi)部的孔隙即顆粒之間的空隙)所具有的質(zhì)量。其計(jì)算式為:
常用建筑材料的基本物理參數(shù)見表2.1。3、堆積密度堆積密度(舊稱松散容重),是指散狀(粉狀、粒狀或纖維狀表2.1常用建筑材料的密度、表觀密度、堆積密度和孔隙率
材料密度ρ(kg/m3)表觀密度ρ0(kg/m3)堆積密度ρ′0(kg/m3)孔隙率(%)石灰?guī)r2.602800~2600____花崗巖2.60~2.902500~2800__0.5~3.0碎石(石灰?guī)r)2.60__2400~2700__砂2.60__2450~2650__普通粘土磚2.50~2.802600~2800____粘土空心磚2.502000~2400____表2.1常用建筑材料的密度、表觀密度、堆積密度和孔隙率材材料密度ρ(kg/m3)表觀密度ρ0(kg/m3)堆積密度ρ′0(kg/m3)孔隙率(%)水泥
3.20__2200~2300__普通混凝土
__2200~2600__5~20木材2.55400~800__55~75鋼材7.857850__0泡沫塑料__20~50____玻璃2.55______續(xù)表2.1材料密度ρ(kg/m3)表觀密度ρ0(kg/m3)堆積(1)密實(shí)度
密實(shí)度是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)所充實(shí)的程度,也就是固體物質(zhì)的體積占總體積的比例,以D表示。其計(jì)算式為:4、密實(shí)度與孔隙率(1)密實(shí)度4、密實(shí)度與孔隙率(2)孔隙率
孔隙率是指材料體積內(nèi)孔隙體積占材料總體積的百分率,以P表示。其計(jì)算式為:(2)孔隙率
材料的總體積是由該材料的固體物質(zhì)與其所包含的孔隙所組成的。建筑材料的許多性能如強(qiáng)度、吸水性、耐久性、導(dǎo)熱性等均與材料的孔隙有關(guān)??紫栋雌涑叽绱笮∮挚煞譃槲⒖住⒓?xì)孔和大孔。幾種常用建筑材料的孔隙率見表2.2。材料的總體積是由該材料的固體物質(zhì)與其所包含的孔隙所組成的(1)填充率
填充率是指散粒狀材料在其堆積體積內(nèi),被其顆粒填充的程度,以D′表示。其計(jì)算式為:5、填充率與空隙率(1)填充率5、填充率與空隙率(2)空隙率
空隙率是指散粒狀材料在堆積體積中,顆粒之間的空隙體積占堆積體積的百分率,以P′表示。其計(jì)算式為:(2)空隙率空隙率的大小反映了散粒狀材料的顆粒之間相互填充的致密程度。填充率與空隙率的關(guān)系為:空隙率的大小反映了散粒狀材料的顆粒之間相互填充的致密程度
潤(rùn)濕是水在材料表面被吸附的過(guò)程,材料被水潤(rùn)濕的程度可用潤(rùn)濕角θ表示,如圖2.1所示。一般認(rèn)為,潤(rùn)濕角θ≤90°(如圖2.1(a)所示)的材料為親水性材料。反之,θ>90°時(shí),表明該材料不能被水潤(rùn)濕,稱為憎水性材料(如圖2.1(b)所示)。二、材料與水有關(guān)的性質(zhì)(見輔)1、親水性與憎水性潤(rùn)濕是水在材料表面被吸附的過(guò)程,材料被水潤(rùn)濕的程度可用潤(rùn)圖2.1材料的潤(rùn)濕示意圖
(a)親水性材料;(b)憎水性材料
圖2.1材料的潤(rùn)濕示意圖(a)親水性材料;(b)憎水性材(1)吸水性
材料在浸水狀態(tài)下吸入水分的能力稱為吸水性。吸水性的大小,以吸水率表示,有兩種表示方法:質(zhì)量吸水率和體積吸水率。
①質(zhì)量吸水率材料吸水達(dá)飽和時(shí),其所吸收水分的質(zhì)量占材料干燥時(shí)質(zhì)量的百分率,可表示為:2、吸水性與吸濕性(見輔)(1)吸水性2、吸水性與吸濕性(見輔)
②體積吸水率是指材料體積內(nèi)被水充實(shí)的體積。即材料吸水達(dá)飽和時(shí),所吸收水分的體積占干燥材料自然體積的百分率,可按下式計(jì)算:質(zhì)量吸水率與體積吸水率有如下的關(guān)系:
②體積吸水率是指材料體積內(nèi)被水充實(shí)的體積。即材料吸水達(dá)(2)吸濕性
材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)稱為吸濕性。吸濕性的大小可用含水率表示。材料所含水的質(zhì)量占材料干燥質(zhì)量的百分率,稱為材料的含水率,可用下式計(jì)算:(2)吸濕性
材料長(zhǎng)期在飽和水作用下而不破壞,其強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)稱為耐水性。一般材料隨著含水量的增加,會(huì)減弱其內(nèi)部的結(jié)合力,強(qiáng)度也會(huì)不同程度地降低。材料的耐水性用軟化系數(shù)表示,可按下式計(jì)算:(3)耐水性材料長(zhǎng)期在飽和水作用下而不破壞,其強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)
軟化系數(shù)的值在0~1之間,軟化系數(shù)越小,說(shuō)明材料吸水飽和后的強(qiáng)度降低越多,其耐水性就越差。通常將軟化系數(shù)大于0.85的材料稱為耐水性材料,耐水性材料可以用于水中和潮濕環(huán)境中的重要結(jié)構(gòu);用于受潮較輕或次要結(jié)構(gòu)時(shí),材料的軟化系數(shù)也不宜小于0.75。處于干燥環(huán)境中的材料可以不考慮軟化系數(shù)。 軟化系數(shù)的值在0~1之間,軟化系數(shù)越小,說(shuō)明材料吸水飽和
材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)稱為抗?jié)B性(或不透水性),可用滲透系數(shù)K表示。
材料的透水性可用達(dá)西定律來(lái)描述,即在一定時(shí)間內(nèi),透水材料試件的水量與試件的斷面積及水頭差(液壓)成正比,與試件的厚度成反比。可用下式表示:(4)抗?jié)B性材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)稱為抗?jié)B性(或不透水性),可用滲
滲透系數(shù)反映了材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)。滲透系數(shù)越大,材料的抗?jié)B性越差。對(duì)于混凝土和砂漿材料,抗?jié)B性常用抗?jié)B等級(jí)S表示。材料抗?jié)B性的好壞與材料的孔隙率和孔隙特征有關(guān)。滲透系數(shù)反映了材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)。滲透系數(shù)越大,材
抗凍性是材料抵抗凍融循環(huán)作用,保持其原有性能的能力。對(duì)結(jié)構(gòu)材料,主要指保持強(qiáng)度的能力,并以抗凍標(biāo)號(hào)來(lái)表示。
抗凍標(biāo)號(hào)是用材料在吸水飽和狀態(tài)下(最不利狀態(tài)),經(jīng)凍融循環(huán)作用,強(qiáng)度損失和質(zhì)量損失均不超過(guò)規(guī)定值時(shí),所能抵抗的最多凍融循環(huán)次數(shù)來(lái)表示,記作D25、D50、D200、D250等。(5)抗凍性抗凍性是材料抵抗凍融循環(huán)作用,保持其原有性能的能力。(5材料的抗凍性主要與孔隙率、孔隙特性、抵抗脹裂的強(qiáng)度等有關(guān),工程中常從這些方面改善材料的抗凍性。對(duì)于室外溫度低于的地區(qū),其主要工程材料必須進(jìn)行抗凍性試驗(yàn)。
材料抗凍性的高低決定于材料的吸水飽和程度和材料對(duì)結(jié)冰體積膨脹所產(chǎn)生的壓力的抵抗能力。
抗凍性常作為考查材料耐久性的一個(gè)指標(biāo)。
材料的強(qiáng)度愈高,耐水性愈好,其抗凍性愈好。材料的抗凍性主要與孔隙率、孔隙特性、抵抗脹裂的強(qiáng)度等有關(guān)
材料傳導(dǎo)熱量的能力,稱為導(dǎo)熱性。材料導(dǎo)熱能力的大小可以用導(dǎo)熱系數(shù)(λ)表示。
導(dǎo)熱系數(shù)在數(shù)值上等于厚度為2m的材料,當(dāng)其相對(duì)兩側(cè)表面的溫度差為2K時(shí),經(jīng)單位面積(2m2)單位時(shí)間(2s)所通過(guò)的熱量。三、材料的熱工性質(zhì)1、導(dǎo)熱性材料傳導(dǎo)熱量的能力,稱為導(dǎo)熱性。材料導(dǎo)熱能力的大小可以用
材料的導(dǎo)熱系數(shù)除與其本身的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、密度有關(guān)外,還與材料的含水率及環(huán)境溫度等有關(guān)??捎孟率奖硎荆翰牧系膶?dǎo)熱系數(shù)除與其本身的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、密度有關(guān)外,還與材
材料加熱或冷卻時(shí),吸收或放出熱量的性質(zhì),稱為熱容量。熱容量的大小用比熱容(也稱熱容量系數(shù),簡(jiǎn)稱比熱)表示,比熱容表示2g材料,溫度升高2K時(shí)所吸收的熱量,或降低2K時(shí)放出的熱量。材料吸收或放出的熱量和比熱,可用下式計(jì)算:2、比熱容材料加熱或冷卻時(shí),吸收或放出熱量的性質(zhì),稱為熱容量。2、
比熱是反映材料的吸熱或放熱能力大小的物理量。常見建筑材料的熱工指標(biāo)見表2.3。比熱是反映材料的吸熱或放熱能力大小的物理量。 材料的溫度變形性,是指溫度升高或降低時(shí)材料的體積變化。絕大多數(shù)建筑材料在溫度升高時(shí)體積膨脹,溫度下降時(shí)體積收縮。這種變化表現(xiàn)在單向尺寸時(shí),為線膨脹或線收縮。材料的單向線膨脹量或線收縮量計(jì)算公式為:
(2-8)
式中——線膨脹或線收縮量,mm或cm;——材料升溫或降溫前后的溫度差,K;——材料在常溫下的平均線膨脹系數(shù),1/K;——材料原來(lái)的長(zhǎng)度,mm或cm。
3、溫度變形性 材料的溫度變形性,是指溫度升高或降低時(shí)材料的體積變化。絕 近年來(lái),我國(guó)發(fā)生的重大傷亡性火災(zāi),幾乎都與建筑裝修和建筑裝飾材料有關(guān)。因此,在選擇建筑裝飾材料時(shí),對(duì)材料的燃燒性能應(yīng)給予足夠的重視。
(1)建筑裝飾材料燃燒所產(chǎn)生的破壞和危害①燃燒作用在建筑物發(fā)生火災(zāi)時(shí),燃燒可將金屬結(jié)構(gòu)紅軟、熔化,可將水泥混凝土脫水粉化及爆裂脫落,可將可燃材料燒成灰燼,可使建筑物開裂破壞、墜落坍塌、裝修報(bào)廢等,同時(shí)燃燒產(chǎn)生的高溫作用對(duì)人也有巨大的危害。②發(fā)煙作用材料燃燒時(shí),尤其是有機(jī)材料燃燒時(shí),會(huì)產(chǎn)生大量的濃煙。濃煙會(huì)使人迷失方向,且造成心理恐懼,妨礙及時(shí)逃逸和救援。③毒害作用部分建筑裝飾材料,尤其是有機(jī)材料,燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生劇毒氣體,這種氣體可在幾秒至幾十秒內(nèi),使人窒息而死亡。
4、材料的燃燒性能 近年來(lái),我國(guó)發(fā)生的重大傷亡性火災(zāi),幾乎都與建筑裝修和建筑
(2)建筑材料的燃燒性能分級(jí) 建筑材料按其燃燒性能分為四個(gè)等級(jí),見表2-2。表2-2建筑材料的燃燒性能分級(jí)等級(jí)燃燒性能燃燒特征A不燃性在空氣中受到火燒或高溫作用時(shí)不起火、不燃燒、不碳化的材料,如金屬材料及無(wú)機(jī)礦物材料等B1難燃性在空氣中受到火燒或高溫作用時(shí)難起火、難燃燒、難碳化,當(dāng)離開火源后燃燒或微燃立即停止的材料,如瀝青混凝土、水泥刨花板等B2可燃性在空氣中受到火燒或高溫作用時(shí)立即起火或微燃,且離開火源后仍能繼續(xù)燃燒或微燃的材料,如木材、部分塑料制品等B3易燃性在空氣中受到火燒或高溫作用時(shí)立即起火,并迅速燃燒,且離開火源后仍能繼續(xù)燃燒的材料,如部分未經(jīng)阻燃處理的塑料、纖維織物等(2)建筑材料的燃燒性能分級(jí)
在選用建筑裝飾材料時(shí),應(yīng)優(yōu)先考慮采用不燃或難燃的材料。對(duì)有機(jī)建筑裝飾材料,應(yīng)考慮其阻燃性及其阻燃劑的種類和特性。如果必須采用可燃型的建筑材料,應(yīng)采取相應(yīng)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溫或火的作用,保持其原有性質(zhì)的能力。金屬材料、玻璃等雖屬于不燃性材料,但在高溫或火的作用下在短時(shí)間內(nèi)就會(huì)變形、熔融,因而不屬于耐火材料。建筑材料或構(gòu)件的耐火性常用耐火極限來(lái)表示。耐火極限是指按規(guī)定方法,從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壞或失去隔火作用的時(shí)間,以h(小時(shí))或min(分鐘)計(jì)。 在選用建筑裝飾材料時(shí),應(yīng)優(yōu)先考慮采用不燃或難燃的材料。對(duì)
在建筑工程中常把2/λ稱為材料的熱阻,用R表示。
導(dǎo)熱系數(shù)和熱阻都是評(píng)定建筑材料保溫隔熱性能的重要指標(biāo)。材料的導(dǎo)熱系數(shù)越小,其熱阻越大,則材料的保溫隔熱性能越好。常將λ≤0.275W/(m·K)的材料稱為絕熱材料。5、材料的保溫隔熱性在建筑工程中常把2/λ稱為材料的熱阻,用R表示。5、
聲音是靠振動(dòng)的聲波來(lái)傳播的,當(dāng)聲波到達(dá)材料表面時(shí)出產(chǎn)生三種現(xiàn)象:反射、透射、吸收。反射容易使建筑物室內(nèi)產(chǎn)生噪音或雜音,影響室內(nèi)音響效果;透射容易對(duì)相鄰空間產(chǎn)生噪音干擾,影響室內(nèi)環(huán)境的安靜。通常當(dāng)建筑物室內(nèi)的聲音大于50dB,就應(yīng)該考慮采取措施;聲音大于120dB,將危害人體健康。因此,在建筑裝飾工程中,應(yīng)特別注意材料的聲學(xué)性能,以便于給人們提供一個(gè)安全、舒適的工作和生活環(huán)境。四、材料的聲學(xué)性質(zhì)聲音是靠振動(dòng)的聲波來(lái)傳播的,當(dāng)聲波到達(dá)材料表面時(shí)出產(chǎn)生三聲能穿透材料和被材料消耗的性質(zhì)稱為材料的吸聲性,用吸聲系數(shù)α(吸收聲功率與入射聲功率之比)表示。吸聲系數(shù)α越大,材料的吸聲性越好。吸聲系數(shù)與聲音的頻率和入射方向有關(guān)。通常使用的六個(gè)頻率為225Hz、250Hz、500Hz、2000Hz、2000Hz和4000Hz。
1、吸聲性聲能穿透材料和被材料消耗的性質(zhì)稱為材料的吸聲性,
一般將上述6個(gè)頻率的平均吸聲系數(shù)α≥0.20的材料稱為吸聲材料。最常用的吸聲材料大多為多孔材料。影響材料吸聲效果的主要因素有:
(1)
材料的孔隙率和體積密度
(2)
材料的孔隙特征
(3)
材料的厚度一般將上述6個(gè)頻率的平均吸聲系數(shù)α≥0.20的材料稱為吸表2.3幾種典型材料的熱工性質(zhì)指標(biāo)
材料導(dǎo)熱系數(shù)(W/(m·K))比熱容(J/(g·K))鋼材580.48銅材3700.38花崗巖3.490.92混凝土2.520.84燒結(jié)普通磚0.80.88松木0.27~0.362.72泡沫塑料0.032.30冰2.202.05水0.64.29密閉空氣0.0232.00表2.3幾種典型材料的熱工性質(zhì)指標(biāo)材料導(dǎo)熱系數(shù)(W/((1)隔空氣聲透射聲功率與入射聲功率的比值稱為聲透射系數(shù),用τ表示,該值越大則材料的隔聲性越差。材料的隔聲能力用隔聲量R(R=20lg(2/τ)來(lái)表示,單位為dB。與聲透射系數(shù)τ相反,隔聲量越大,材料的隔聲性能越好。2、隔聲性(1)隔空氣聲2、隔聲性(2)隔固體聲
固體聲是由于振源撞擊固體材料,引起固體材料受迫振動(dòng)而發(fā)聲,并向四周輻射聲能。固體聲在傳播過(guò)程中,聲能的衰減極少。彈性材料如地毯、木板、橡膠片等具有較高的隔固體聲的能力。(2)隔固體聲隔絕空氣聲,主要服從聲學(xué)中的“質(zhì)量定律”,即材料的表觀密度越大,質(zhì)量越大,隔聲性能越好。因此,應(yīng)選用密度大的材料作為隔空氣聲材料,如混凝土、實(shí)心磚、鋼板等。如采用輕質(zhì)材料或薄壁材料,則需輔以多孔吸聲材料或采用夾層結(jié)構(gòu),如夾層玻璃就是一種很好的隔空氣聲材料。彈性材料,如地毯、木板、橡膠片等具有較高的隔固體聲能力。第二章建筑裝飾材料的基本性質(zhì)要點(diǎn)課件五、材料的光學(xué)性質(zhì)
當(dāng)光線照射在材料表面上時(shí),一部分被反射,一部分被吸收,一部分透過(guò)。根據(jù)能量守恒定律,這三部分光通量之和等于入射光通量,通常將這三部分光通量分別與入射光通量的比值稱為光的反射比、吸收比和透射比。材料對(duì)光波產(chǎn)生的這些效應(yīng),在建筑裝飾中會(huì)帶來(lái)不同的裝飾效果。
1、光的反射 當(dāng)光線照射在光滑的材料表面時(shí),會(huì)產(chǎn)生鏡面發(fā)射,使材料具有較強(qiáng)的光澤;當(dāng)光線照射在粗糙的材料表面時(shí),使反射光線呈現(xiàn)無(wú)序傳播,會(huì)產(chǎn)生漫反射,使材料表現(xiàn)出較弱的光澤。在裝飾工程中往往采用光澤較強(qiáng)的材料,使建筑外觀顯得光亮和絢麗多彩,使室內(nèi)顯得寬敞明亮。五、材料的光學(xué)性質(zhì)
當(dāng)光線照射在材料表面上時(shí),一部分被反 光的透射又稱為折射,光線在透過(guò)材料的前后,在材料表面處會(huì)產(chǎn)生傳播方向的轉(zhuǎn)折。材料的透射比越大,表明材料的透光性越好。如2mm厚的普通平板玻璃的透射比可達(dá)到88%。 當(dāng)材料表面光滑且兩表面為平行面時(shí),光線束透過(guò)材料只產(chǎn)生整體轉(zhuǎn)折,不會(huì)產(chǎn)生各部分光線間的相對(duì)位移(見圖2-1a)。此時(shí),材料一側(cè)景物所散發(fā)的光線在到達(dá)另一側(cè)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生畸變,使景象完整地透過(guò)材料,這種現(xiàn)象稱之為透視。大多數(shù)建筑玻璃屬于透視玻璃。當(dāng)透光性材料內(nèi)部不均勻、表面不光滑或兩表面不平行時(shí),入射光束在透過(guò)材料后就會(huì)產(chǎn)生相對(duì)位移(見圖1-1b),使材料一側(cè)景物的光線到達(dá)另一側(cè)后不能正確地反映出原景象,這種現(xiàn)象稱為透光不透視。在裝飾工程中根據(jù)使用功能的不同要求也經(jīng)常采用透光不透視材料,如磨砂玻璃、壓花玻璃等。
2、光的透射 光的透射又稱為折射,光線在透過(guò)材料的前后,在材料表面處會(huì)第二章建筑裝飾材料的基本性質(zhì)要點(diǎn)課件3、光的吸收 光線在透過(guò)材料的過(guò)程中,材料能夠有選擇地吸收部分波長(zhǎng)的能量,這種現(xiàn)象稱為光的吸收。材料對(duì)光吸收
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