第二章建筑装饰材料的基本性质.ppt

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1、建筑装饰材料建筑装饰材料第二章第二章建筑装饰材料的基本性质建筑装饰材料的基本性质 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质 第一节第一节 材料的基本物理性质材料的基本物理性质 第二节第二节 材料的力学性质材料的力学性质第三节第三节 材料与水有关的性质材料与水有关的性质 第四节第四节 材料的装饰性和耐久性材料的装饰性和耐久性 2.2.1 1 材料的物理性质材料的物理性质一、一、材料的密度、表观密度、堆积密度材料的密度、表观密度、堆积密度 （1）密度 密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。用下式表示：（1-1）式中 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，c

2、m3。2.2.1 1 材料的物理性质材料的物理性质材材料料在在绝绝对对密密实实状状态态下下的的体体积积是是指指不不包包括括孔孔隙隙在在内内的的体体积积。除除了了钢钢材材、玻玻璃璃等等少少数数材材料料外外，绝绝大大多多数数材材料料内内部部都都存存在在一一些些孔孔隙隙。因因此此，在在测测定定有有孔孔隙隙的的材材料料密密度度时时，应应把把材材料料磨磨成成细细粉粉，来来测测定定其其在在绝绝对对密密实实状状态态下下的的体体积积。材材料磨得越细，测得的密度值越精确。料磨得越细，测得的密度值越精确。2.2.1 1 材料的物理性质材料的物理性质 （2）表观密度 表观密度是指材料在自然状态下，单位体积的质量。用

3、下式表示：（1-2）式中 表观密度，g/cm3或kg/m3；材料的质量，g或kg；材料在自然状态下的体积，cm3或m3。2.2.1 1 材料的物理性质材料的物理性质材材料料在在自自然然状状态态下下的的体体积积又又称称表表观观体体积积，是是指指包包含含材材料料内内部部孔孔隙隙在在内内的的体体积积。几几何何形形状状规规则则的的材材料料，可可直直接接按按外外形形尺尺寸寸计计算算出出表表观观体体积积；几几何何形形状状不不规规则则的的材材料料，可可用用排液法测量其表观体积。排液法测量其表观体积。当当材材料料含含有有水水分分时时，其其质质量量和和体体积积将将发发生生变变化化，影影响响材材料料的的表表观观密

4、密度度，故故在在测测定定表表观观密密度度时时，应应注注明明其其含含水水情情况况。一一般般情情况况下下，材材料料的的表表观观密密度度是是指指在在在在烘烘干干状状态态下下的的表观密度，又称为干表观密度。表观密度，又称为干表观密度。2.2.1 1 材料的物理性质材料的物理性质 （3 3）堆积密度）堆积密度堆堆积积密密度度是是指指粉粉状状（水水泥泥、石石灰灰等等）或或散散粒粒材材料料（砂砂子子、石石子子等等）在在堆堆积积状状态态下下，单单位位体体积积的的质质量量。用用下下式式表表示：示：（1-3）式中式中 堆积密度，堆积密度，kg/mkg/m3 3；材料的质量，材料的质量，kgkg；材料的堆积体积，材

5、料的堆积体积，m m3 3。2.1 2.1 材料的物理性质材料的物理性质材材料料的的堆堆积积体体积积包包含含了了颗颗粒粒内内部部的的孔孔隙隙和和颗颗粒粒之之间间的的空空隙隙。测测定定材材料料的的堆堆积积密密度度时时，按按规规定定的的方方法法将将散散粒粒材材料料装装入入一一定定容容积积的的容容器器中中，材材料料质质量量是是指指填填充充在在容容器器内内的的材材料质量，材料的堆积体积则为容器的容积。料质量，材料的堆积体积则为容器的容积。在在建建筑筑工工程程中中，计计算算材材料料的的用用量量和和构构件件的的自自重重，进进行行配配料料计计算算以以及及确确定定材材料料的的堆堆放放空空间间时时，经经常常要要

6、用用到到密密度度、表表观观密密度度和和堆堆积积密密度度等等数数据据。表表1-11-1列列举举了了常常用用建建筑筑材材料料的密度、表观密度和堆积密度。的密度、表观密度和堆积密度。2.1 2.1 材料材料的物理性质的物理性质 二、材料的孔隙率和密实度二、材料的孔隙率和密实度孔孔隙隙率率是是指指在在材材料料体体积积内内，孔孔隙隙体体积积所所占占的的比比例例，以以P P表表示示。可可按下式计算：按下式计算：（1-41-4）孔孔隙隙率率的的大大小小直直接接反反映映了了材材料料的的致致密密程程度度。孔孔隙隙率率越越小小，说说明明材材料越密实。料越密实。同一材料同一材料:密实度密实度+孔隙率孔隙率=1=1.

7、材材料料内内部部孔孔隙隙可可分分为为连连通通孔孔隙隙和和封封闭闭孔孔隙隙两两种种构构造造。连连通通孔孔隙隙不不仅仅彼彼此此连连通通而而且且与与外外界界相相通通，封封闭闭孔孔隙隙不不仅仅彼彼此此封封闭闭且且与与外外界界相相隔隔绝绝。孔孔隙隙按按其其孔孔径径尺尺寸寸大大小小可可分分为为细细小小孔孔隙隙和和粗粗大大孔孔隙隙。材材料料的的许许多多性性能能，如如表表观观密密度度、强强度度、吸吸湿湿性性、导导热热性性、耐耐磨磨性性、耐耐久久性性等等，都都与与材材料料孔隙率的大小和孔隙特征有关。孔隙率的大小和孔隙特征有关。2.2.1 1 材料的物理性质材料的物理性质表表1-1 1-1 常用建筑材料的密度、表

8、观密度和堆积密度常用建筑材料的密度、表观密度和堆积密度 材料名称密度/（g/cm3）表观密度/（kg/m3）堆积密度/（kg/m3）建筑钢材7.857850普通混凝土21002600烧结普通砖2.502.7016001900花岗岩2.703.025002900碎石（石灰岩）2.482.762300270014001700砂2.502.6014501650粉煤灰1.952.40550800木材1.551.60400800水泥2.83.112001300普通玻璃2.452.5524502550铝合金2.72.927002900 2.2.1 1 材料的物理性质材料的物理性质三、材料的空隙率和填充度

9、散粒状材料,在一定的疏松堆放状态下,颗粒之间空隙的体积,占堆积体积的百分率,称为空隙率.空隙率用P可写作下式：空隙率和填充度的大小，都能反映出散粒材料颗粒之间相互填充的致密状态。上述几项基本的物理参数，既是判别、推断或改进材料性能性质的重要指标，又是在材料的估算、贮运、验收和配料等方面，直接使用的数据。2.2.1 1 材料的物理性质材料的物理性质 2.2.1 1 材料的物理性质材料的物理性质四、导热性四、导热性 导热系数越小，材料传导热量的能力就越差，其保温导热系数越小，材料传导热量的能力就越差，其保温隔热性能越好。通常把隔热性能越好。通常把0.23 W/(0.23 W/(mKmK)的材料叫做

10、绝热材料。的材料叫做绝热材料。材料的导热系数与材料的成分、孔隙构造、含水率等材料的导热系数与材料的成分、孔隙构造、含水率等因素有关。一般金属材料、无机材料的导热系数分别大于因素有关。一般金属材料、无机材料的导热系数分别大于非金属材料、有机材料。材料孔隙率越大，导热系数越小；非金属材料、有机材料。材料孔隙率越大，导热系数越小；在孔隙率相同的情况下，材料内部细小孔隙、封闭孔隙越在孔隙率相同的情况下，材料内部细小孔隙、封闭孔隙越多，导热系数越小。材料含水或含冰时，会使导热系数急多，导热系数越小。材料含水或含冰时，会使导热系数急剧增加，这是因为空气的导热系数仅为剧增加，这是因为空气的导热系数仅为0.0

11、23 W/(0.023 W/(mKmK)，而，而水的导热系数为水的导热系数为0.58 W/(0.58 W/(mKmK)，冰的导热系数为，冰的导热系数为2.33 2.33 W/(W/(mKmK)。因此，保温绝热材料在使用和保管过程中应注意。因此，保温绝热材料在使用和保管过程中应注意保持干燥，以避免吸收水分降低保温效果。保持干燥，以避免吸收水分降低保温效果。2.2.1 1 材料的物理性质材料的物理性质四、四、温度变形性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，温度积变化。绝大多数建筑材料在温度

12、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：或线收缩。材料的单向线膨胀量或线收缩量计算公式为：(1-8)(1-8)式中式中 线膨胀或线收缩量，线膨胀或线收缩量，mmmm或或cmcm；材料升温或降温前后的温度差，材料升温或降温前后的温度差，K K；材料在常温下的平均线膨胀系数，材料在常温下的平均线膨胀系数，1/K1/K；材料原来的长度，材料原来的长度，mmmm或或cmcm。2.2.1 1 材料的物理性质材料的物理性质 五、材料的燃烧性能五、材料的燃烧性能近年来，我国发生的

13、重大伤亡性火灾，几乎都与建筑装修和建筑近年来，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。给予足够的重视。1 1建筑装饰材料燃烧所产生的破坏和危害建筑装饰材料燃烧所产生的破坏和危害 燃烧作用燃烧作用 在建筑物发生火灾时，燃烧可将金属结构红软、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，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

14、生的高温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。作用对人也有巨大的危害。发烟作用发烟作用 材料燃烧时，尤其是有机材料燃烧时，会产生大材料燃烧时，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。救援。毒害作用毒害作用 部分建筑装饰材料，尤其是有机材料，燃烧时会部分建筑装饰材料，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。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。2 2.1 1 材料的物理性质材

15、料的物理性质 2 2建筑材料的燃烧性能分级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，见表建筑材料按其燃烧性能分为四个等级，见表1-21-2。表表1-2 建筑材料的燃烧性能分级建筑材料的燃烧性能分级等级燃烧性能燃烧特征A不燃性在空气中受到火烧或高温作用时不起火、不燃烧、不碳化的材料，如金属材料及无机矿物材料等B1难燃性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B2可燃性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B3易燃性在空气中受到火烧或高温作用

16、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 2 2.1 1 材料的物理性质材料的物理性质在选用建筑装饰材料时，应优先考虑采用不燃或难燃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。取相应的消防措施。（4 4）材料的耐火性）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

17、质的能力。金属材料、玻璃等虽属于不燃性材料，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，以用的时间，以h h（小时）或（小时）或minmin（分钟）计。（分钟）计。2 2.1 1 材料

18、的物理性质材料的物理性质六、六、材料的声学性质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。反射容易使建筑时出产生三种现象：反射、透射、吸收。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筑物室内的声音大于50dB50dB，就应该考虑采取措施；声音大，就应该考虑采取措施；声音大于于120dB120dB，将危害人体健康

19、。因此，在建筑装饰工程中，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、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。舒适的工作和生活环境。（1 1）材料的吸声性）材料的吸声性吸声性是指材料吸收声波的能力。吸声性的大小用吸吸声性是指材料吸收声波的能力。吸声性的大小用吸声系数表示。声系数表示。2 2.1 1材料的物理性质材料的物理性质当声波传播到材料表面时，一部分被反射，另一部分穿当声波传播到材料表面时，一部分被反射，另一部分穿透材料，其余的部分则传递给材料，在材料的孔隙中引起空透材料，其余的部分则传递给材料，在材料的孔隙

20、中引起空气分子与孔壁的摩擦和粘滞阻力，使相当一部分的声能转化气分子与孔壁的摩擦和粘滞阻力，使相当一部分的声能转化为热能而被材料吸收掉。当声波遇到材料表面时，被材料吸为热能而被材料吸收掉。当声波遇到材料表面时，被材料吸收的声能与全部入射声能之比，称为材料的吸声系数。用公收的声能与全部入射声能之比，称为材料的吸声系数。用公式表示如下：式表示如下：(1-10)(1-10)材料的吸声系数越大，吸声效果越好。材料的吸声系数越大，吸声效果越好。材料的吸声性能除与声波的入射方向材料的吸声性能除与声波的入射方向有关外，还与声波的频率有关。同一种材料，对于不同频率的吸声系数不同，通有关外，还与声波的频率有关。同

21、一种材料，对于不同频率的吸声系数不同，通常取常取125Hz125Hz、250Hz250Hz、500Hz500Hz、1000Hz1000Hz、2000Hz2000Hz、4000Hz4000Hz等六个频率的吸声系数来表等六个频率的吸声系数来表示材料吸声的频率特征。凡示材料吸声的频率特征。凡6 6个频率的平均吸声系数大于个频率的平均吸声系数大于0.20.2的材料，称为吸声材的材料，称为吸声材料。料。2 2.1 1材料的物理性质材料的物理性质 （2 2）材料的隔声性）材料的隔声性 声波在建筑结构中的传播主要通过空气和固体来实现，声波在建筑结构中的传播主要通过空气和固体来实现，因而隔声可分为隔绝空气声（

22、通过空气传播的声音）和隔因而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（通过固体的撞击或振动传播的声音）两种。绝固体声（通过固体的撞击或振动传播的声音）两种。隔绝空气声，主要服从声学中的隔绝空气声，主要服从声学中的“质量定律质量定律”，即材，即材料的表观密度越大，质量越大，隔声性能越好。因此，应料的表观密度越大，质量越大，隔声性能越好。因此，应选用密度大的材料作为隔空气声材料，如混凝土、实心砖、选用密度大的材料作为隔空气声材料，如混凝土、实心砖、钢板等。如采用轻质材料或薄壁材料，则需辅以多孔吸声钢板等。如采用轻质材料或薄壁材料，则需辅以多孔吸声材料或采用夹层结构，如夹层玻璃就是一种

23、很好的隔空气材料或采用夹层结构，如夹层玻璃就是一种很好的隔空气声材料。弹性材料，如地毯、木板、橡胶片等具有较高的声材料。弹性材料，如地毯、木板、橡胶片等具有较高的隔固体声能力。隔固体声能力。2 2.1 1材料的物理性质材料的物理性质六、六、材料的光学性质材料的光学性质当光线照射在材料表面上时，一部分被当光线照射在材料表面上时，一部分被反射反射，一部分被，一部分被吸收吸收，一，一部分部分透过透过。根据能量守恒定律，这三部分光通量之和等于入射光通量，。根据能量守恒定律，这三部分光通量之和等于入射光通量，通常将这三部分光通量分别与入射光通量的比值称为光的反射比、吸收通常将这三部分光通量分别与入射光通

24、量的比值称为光的反射比、吸收比和透射比。材料对光波产生的这些效应，在建筑装饰中会带来不同的比和透射比。材料对光波产生的这些效应，在建筑装饰中会带来不同的装饰效果。装饰效果。（1 1）光的反射）光的反射 当光线照射在光滑的材料表面时，会产生镜面发射，使材料具有当光线照射在光滑的材料表面时，会产生镜面发射，使材料具有较强的光泽；当光线照射在粗糙的材料表面时，使反射光线呈现无序传较强的光泽；当光线照射在粗糙的材料表面时，使反射光线呈现无序传播，会产生漫反射，使材料表现出较弱的光泽。在装饰工程中往往采用播，会产生漫反射，使材料表现出较弱的光泽。在装饰工程中往往采用光泽较强的材料，使建筑外观显得光亮和绚

25、丽多彩，使室内显得宽敞明光泽较强的材料，使建筑外观显得光亮和绚丽多彩，使室内显得宽敞明亮。亮。2 2.1 1材料的物理性质材料的物理性质 （2 2）光的透射）光的透射光光的的透透射射又又称称为为折折射射，光光线线在在透透过过材材料料的的前前后后，在在材材料料表表面面处处会会产产生生传传播播方方向向的的转转折折。材材料料的的透透射射比比越越大大，表表明明材材料料的的透光性越好。如透光性越好。如2 2mmmm厚的普通平板玻璃的透射比可达到厚的普通平板玻璃的透射比可达到88%88%。当材料表面当材料表面光滑且两表面为平行面时，光线束透过材料只光滑且两表面为平行面时，光线束透过材料只产生整体转折，不会

26、产生各部分光线间的相对位移（见图产生整体转折，不会产生各部分光线间的相对位移（见图1-1-1 1a a）。此时，材料一侧景物所散发的光线在到达另一侧时不会此时，材料一侧景物所散发的光线在到达另一侧时不会产生畸变，使景象完整地透过材料，这种现象称之为透视。大产生畸变，使景象完整地透过材料，这种现象称之为透视。大多数建筑玻璃属于透视玻璃。当透光性材料内部不均匀、表面多数建筑玻璃属于透视玻璃。当透光性材料内部不均匀、表面不光滑或两表面不平行时，入射光束在透过材料后就会产生相不光滑或两表面不平行时，入射光束在透过材料后就会产生相对位移（见图对位移（见图1-11-1b b），使材料一侧景物的光线到达另一

27、侧后不使材料一侧景物的光线到达另一侧后不能正确地反映出原景象，这种现象称为透光不透视。在装饰工能正确地反映出原景象，这种现象称为透光不透视。在装饰工程中根据使用功能的不同要求也经常采用透光不透视材料，如程中根据使用功能的不同要求也经常采用透光不透视材料，如磨砂玻璃、压花玻璃等。磨砂玻璃、压花玻璃等。2 2.1 1材料的物理性质材料的物理性质 2 2.1 1材料的物理性质材料的物理性质 （3 3）光的吸收）光的吸收 光线在透过材料的过程中，材料能够有选择地吸收部光线在透过材料的过程中，材料能够有选择地吸收部分波长的能量，这种现象称为光的吸收。材料对光吸收的分波长的能量，这种现象称为光的吸收。材料

28、对光吸收的性能在建筑装饰等方面具有广阔的应用前景。例如：吸热性能在建筑装饰等方面具有广阔的应用前景。例如：吸热玻璃就是通过添加某些特殊氧化物，使其选择吸收阳光中玻璃就是通过添加某些特殊氧化物，使其选择吸收阳光中携带热量最多的红外线，并将这些热量向外散发，可保持携带热量最多的红外线，并将这些热量向外散发，可保持室内既有良好的采光性能，又不会产生大量热量；有些特室内既有良好的采光性能，又不会产生大量热量；有些特殊玻璃还会通过吸收大量光能，将其转变为电能、化学能殊玻璃还会通过吸收大量光能，将其转变为电能、化学能等；太阳能热水器就是利用吸热涂料等材料的吸热效果来等；太阳能热水器就是利用吸热涂料等材料的

29、吸热效果来使水温升高的。使水温升高的。返回 2.2 2.2材料的力学性质材料的力学性质一、材料的强度与比强度一、材料的强度与比强度 （1 1）强度）强度 材材料料在在外外力力（荷荷载载）作作用用下下抵抵抗抗破破坏坏的的能能力力称称为为强强度度。当当材材料料承承受受外外力力作作用用时时，内内部部产产生生应应力力，随随着着外外力力增增大大，内内部部应应力力也也相相应应增增大大。直直到到材材料料不不能能够够再再承承受受时时，材材料料即即破坏，此时材料所承受的极限应力值就是材料的强度。破坏，此时材料所承受的极限应力值就是材料的强度。根根据据所所受受外外力力的的作作用用方方式式不不同同，材材料料强强度度

30、有有抗抗压压强强度度、抗抗拉拉强强度度、抗抗弯弯强强度度及及抗抗剪剪强强度度等等。各各种种强强度度指指标标均均要要根根据据国国家家规规定定的的标标准准方方法法来来测测定定。常常用用建建筑筑材材料料的的强强度度值值见见表表1-31-3。2.2 2.2材料的基本力学性质材料的基本力学性质 表表1-3 常用建筑材料的强度常用建筑材料的强度材料名称抗压强度/MPa抗拉强度/MPa抗弯强度/MPa抗剪强度/MPa钢 材215160021516002151600200355普通混凝土1010018-2.53.5烧结普通砖7.530-1.84.01.84.0花岗岩1002505810141319松木（顺纹）

31、305080120601006.36.92.22.2材料的基本力学性质材料的基本力学性质 材料的强度与其组成及结构有密切关系。一般材料的孔隙率越大，材料强度越低。不同种类的材料具有不同的抵抗外力的特点，如砖、石材、混凝土等非匀质材料的抗压强度较高，而抗拉和抗折强度却很低；钢材为匀质的晶体材料，其抗拉强度和抗压强度都很高。建筑材料常根据其强度的大小划分为若干不同的强度等级，如砂浆、混凝土、砖、砌块等常按抗压强度划分强度等级等。将建筑材料划分为若干个强度等级，对掌握材料性能、合理选用材料、正确进行设计和控制工程质量都是非常重要的。（2）比强度 比强度是材料强度与其表观密度的比值，是衡量材料轻质高强

32、的重要指标。对建筑物的大部分材料来说，相当一部分的承载能力用于承受材料本身的自重，对于装饰材料来说，其自重越大，对建筑物造成的荷载就越大。因此，为了减轻建筑物的自重，就应选择轻质高强材料。在高层建筑及大跨度结构工程中也常采用比强度高的材料，这类轻质高强材料，是未来建筑材料发展的主要方向。2.22.2材料的基本力学性质材料的基本力学性质 在常用材料中，木材、钢材的比强度较高，可达到0.2以上，而普通混凝土的比强度为0.017，烧结普通砖的比强度为0.006。几种常用材料的参考比强度值见表1-4。表表1-4 1-4 几种常用材料的参考比强度值几种常用材料的参考比强度值 材料（受力状态）强度/MPa

33、表观密度/（kg/m3）比强度玻璃钢（抗弯）低碳钢（抗拉）铝材（抗压）铝合金（抗压）花岗岩（抗压）石灰岩（抗压）松木（顺纹抗拉）普通混凝土（抗压）烧结普通砖（抗压）450420170450175140104010200078502700280025502500500240017000.2250.0540.0630.1600.0690.0560.2000.0170.006 2.22.2材料的基本力学性质材料的基本力学性质 二、二、材料的变形性质材料的变形性质1.1.弹性与塑性弹性与塑性 材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，材料变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质称为弹性。这种可恢复的变形称

34、为弹性变形。材料在外力作用下产生变形，但不破坏，当外力取消后不能自动恢复到原来形状的性质称为塑性。这种不可恢复的变形称为塑性变形。工程实际中，完全的弹性材料或完全的塑性材料是不存在的，大多数材料的变形既有弹性变形，也有塑性变形。例如建筑钢材在受力不大的情况下，仅产生弹性变形；当受力超过一定限度后产生塑性变形。再如混凝土在受力时弹性变形和塑性变形同时发生，当取消外力后，弹性变形可以恢复，而塑性变形则不能恢复。2.22.2材料的基本力学性质材料的基本力学性质 2.2.材料的脆性与韧性材料的脆性与韧性 当外力作用达到一定限度后，材料突然破坏且破坏时无明显的塑性变形，材料的这种性质称为脆性。具有这种性

35、质的材料称为脆性材料，如混凝土、砖、石材、陶瓷、玻璃等。一般脆性材料的抗压强度很高，但抗拉强度低，抵抗冲击荷载和振动作用的能力差。材料在冲击或振动荷载作用下，能产生较大的变形而不致破坏的性质称为韧性。具有这种性质的材料称为韧性材料，如建筑钢材、木材等。韧性材料抵抗冲击荷载和振动作用的能力强，可用于桥梁、吊车梁等承受冲击荷载的结构和有抗震要求的结构。2.22.2材料的基本力学性质材料的基本力学性质 3.3.材料的硬度和耐磨性材料的硬度和耐磨性（1）硬度 硬度是材料抵抗较硬物体压入或刻划的能力。为了保持建筑物装饰的使用性能或外观，常要求材料具有一定的硬度，以防止其他物体对装饰材料磕碰、刻划造成材料

36、表面破损或外观缺陷。工程中用于表示材料硬度的指标有多种。对金属、木材、混凝土等多采用压入法检测其硬度，其表示方法有洛氏硬度（HRA、HRB、HRC，以金刚石圆锥或圆球的压痕深度计算求得）、布氏硬度（HB，以压痕直径计算求得）等。天然矿物如大理石、花岗岩等脆性材料的硬度常用莫氏硬度表示，莫氏硬度是以金刚石、滑石等10种矿石作为标准，根据划痕深浅的比较来确定硬度等级。2.22.2材料的基本力学性质材料的基本力学性质 （2 2）耐磨性）耐磨性 材料的耐磨性，是指材料表面抵抗磨损的能力。材料的材料的耐磨性，是指材料表面抵抗磨损的能力。材料的耐磨性用磨损率表示，磨损率计算公式为：耐磨性用磨损率表示，磨损

37、率计算公式为：(1-11)(1-11)式中式中 材料的磨损率，材料的磨损率，g/cm2g/cm2；材料磨损前的质量，材料磨损前的质量，g g；材料磨损后的质量，材料磨损后的质量，g g；材料试件的受磨面积，材料试件的受磨面积，cm2cm2。材材料料的的 磨磨损损率率越越低低，表表明明材材料料的的耐耐磨磨性性越越好好。一一般般硬硬度度较较高高的的材材料料，耐耐磨磨性性也也较较好好。楼楼地地面面、楼楼梯梯、走走道道、路路面面等经常受到磨损作用的部位，应选用耐磨性好的材料。等经常受到磨损作用的部位，应选用耐磨性好的材料。返回2.2.3 3 材料与水有关的性质材料与水有关的性质 第三节第三节 材料与水

38、有关的性质材料与水有关的性质一、材料的吸水性和吸湿性一、材料的吸水性和吸湿性 （1 1）吸水性）吸水性 材材料料在在水水中中吸吸收收水水分分的的性性质质称称为为吸吸水水性性。材材料料吸吸水水性性的的大小常用质量吸水率表示。大小常用质量吸水率表示。质质量量吸吸水水率率是是指指材材料料在在吸吸水水饱饱和和时时，所所吸吸收收水水分分的的质质量量占材料干燥质量的百分率。质量吸水率的计算公式为：占材料干燥质量的百分率。质量吸水率的计算公式为：（1-51-5）式中式中:材料的质量吸水率，材料的质量吸水率，%；材料在吸水饱和状态下的质量，材料在吸水饱和状态下的质量，g g或或kgkg；材料在干燥状态下的质量

39、，材料在干燥状态下的质量，g g或或kgkg。2.3 2.3 2.2.3 3 材料与水有关的性质材料与水有关的性质 材材料料吸吸水水性性的的大大小小，主主要要取取决决于于材材料料孔孔隙隙率率和和孔孔隙隙特特征征。一一般般孔孔隙隙率率越越大大，吸吸水水性性也也越越强强。封封闭闭孔孔隙隙水水分分不不易易渗渗入入，粗粗大大孔孔隙隙水水分分只只能能润润湿湿表表面面而而不不易易在在孔孔内内存存留留，故故在在相相同同孔孔隙隙率率的的情情况况下下，材材料料内内部部的的封封闭闭孔孔隙隙、粗粗大大孔孔隙隙越越多多，吸吸水水率越小；材料内部细小孔隙、连通孔隙越多，吸水率越大。率越小；材料内部细小孔隙、连通孔隙越多

40、，吸水率越大。各各种种材材料料由由于于孔孔隙隙率率和和孔孔隙隙特特征征不不同同，质质量量吸吸水水率率相相差差很很大大。如如花花岗岗岩岩等等致致密密岩岩石石的的质质量量吸吸水水率率仅仅为为0.5%0.5%0.7%0.7%，普普通通混混凝凝土土为为2%2%3%3%，普普通通粘粘土土砖砖为为8%8%20%20%，而而木木材材及及其其他轻质材料的质量吸水率常大于他轻质材料的质量吸水率常大于100%100%。2.2.3 3 材料与水有关的性质材料与水有关的性质 （2 2）吸湿性）吸湿性材材料料在在潮潮湿湿空空气气中中吸吸收收水水分分的的性性质质称称为为吸吸湿湿性性。吸吸湿湿性性的的大大小小用用含含水水率

41、率表表示示。含含水水率率是是指指材材料料含含水水的的质质量量占占材材料干燥质量的百分率，可按下式计算料干燥质量的百分率，可按下式计算：(1-6)(1-6)式中式中 材料的含水率，材料的含水率，%；材料含水时的质量，材料含水时的质量，g g或或kgkg；材料在干燥状态下的质量，材料在干燥状态下的质量，g g或或kgkg。2.2.3 3 材料与水有关的性质材料与水有关的性质当当较较干干燥燥的的材材料料处处于于较较潮潮湿湿的的空空气气中中时时，会会吸吸收收空空气气中中的的水水分分；而而当当较较潮潮湿湿的的材材料料处处于于较较干干燥燥的的空空气气中中时时，便便会会向向空空气气中中释释放放水水分分。在在

42、一一定定的的温温度度和和湿湿度度条条件件下下，材材料料与与周周围围空气湿度达到平衡时的含水率称为平衡含水率。空气湿度达到平衡时的含水率称为平衡含水率。材材料料含含水水率率的的大大小小，除除与与材材料料的的孔孔隙隙率率、孔孔隙隙特特征征有有关关外外，还还与与周周围围环环境境的的温温度度和和湿湿度度有有关关。一一般般材材料料孔孔隙隙率率越越大大，材材料料内内部部细细小小孔孔隙隙、连连通通孔孔隙隙越越多多，材材料料的的含含水水率率越越大大；周周围环境温度越低，相对湿度越大，材料的含水率也越大。围环境温度越低，相对湿度越大，材料的含水率也越大。2.32.3 材料与水有关的性质材料与水有关的性质二、二、

43、耐水性、抗渗性和抗冻性耐水性、抗渗性和抗冻性 （1 1）耐水性）耐水性材料长期在饱和水作用下不破坏，其强度也不显著降材料长期在饱和水作用下不破坏，其强度也不显著降低的性质称为耐水性。材料耐水性的大小用软化系数表示，低的性质称为耐水性。材料耐水性的大小用软化系数表示，软化系数的计算公式如下：软化系数的计算公式如下：(1-7)(1-7)式中式中 材料的软化系数；材料的软化系数；材料在吸水饱和状态下的抗压强度，材料在吸水饱和状态下的抗压强度，MPaMPa；材料在干燥状态下的抗压强度，材料在干燥状态下的抗压强度，MPaMPa。2.32.3 材料与水有关的性质材料与水有关的性质软软化化系系数数的的值值在

44、在0 0 1 1之之间间，软软化化系系数数越越小小，说说明明材材料料吸吸水水饱饱和和后后的的强强度度降降低低越越多多，其其耐耐水水性性就就越越差差。通通常常将将软软化化系系数数大大于于0.850.85的的材材料料称称为为耐耐水水性性材材料料，耐耐水水性性材材料料可可以以用用于于水水中中和和潮潮湿湿环环境境中中的的重重要要结结构构；用用于于受受潮潮较较轻轻或或次次要要结结构构时时，材材料料的的软软化化系系数数也也不不宜宜小小于于0.750.75。处处于于干干燥燥环环境境中中的的材料可以不考虑软化系数。材料可以不考虑软化系数。2.2.3 3 材料与水有关的性质材料与水有关的性质 （2 2）抗渗性）

45、抗渗性材料抵抗压力水（也可指其它液体）渗透的性质称为抗材料抵抗压力水（也可指其它液体）渗透的性质称为抗渗性。建筑工程中许多材料常含有孔隙、空洞或其它缺陷，渗性。建筑工程中许多材料常含有孔隙、空洞或其它缺陷，当材料两侧的水压差较高时，水可能从高压侧通过材料内部当材料两侧的水压差较高时，水可能从高压侧通过材料内部的孔隙、空洞或其它缺陷渗透到低压侧。这种压力水的渗透，的孔隙、空洞或其它缺陷渗透到低压侧。这种压力水的渗透，不仅会影响工程的使用，而且渗入的水还会带入腐蚀性介质不仅会影响工程的使用，而且渗入的水还会带入腐蚀性介质或将材料内的某些成分带出，造成材料的破坏。或将材料内的某些成分带出，造成材料的

46、破坏。材料抗渗性的大小用抗渗等级表示。抗渗等级是以规定的试材料抗渗性的大小用抗渗等级表示。抗渗等级是以规定的试件、在标准试验方法下所能承受的最大水压力来确定。抗渗件、在标准试验方法下所能承受的最大水压力来确定。抗渗等级以符号等级以符号“P P”和材料可承受的最大水压力值（以和材料可承受的最大水压力值（以0.1MPa0.1MPa为单位）来表示，如混凝土的抗渗等级为为单位）来表示，如混凝土的抗渗等级为P6P6、P8P8、P12P12、P16P16，表示分别能够承受，表示分别能够承受0.6MPa0.6MPa、0.8MPa0.8MPa、1.2MPa1.2MPa、1.6MPa1.6MPa的水的水压力而不

47、渗水。材料的抗渗等级越高，其抗渗性越强。压力而不渗水。材料的抗渗等级越高，其抗渗性越强。2.2.3 3 材料与水有关的性质材料与水有关的性质 （3 3）抗冻性）抗冻性材料的抗冻性是指材料在吸水饱和状态下，能经受多材料的抗冻性是指材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，同时也不严重降低强度的性质。次冻融循环作用而不破坏，同时也不严重降低强度的性质。冰冻的破坏作用是由于材料孔隙内的水分结冰而引起的，冰冻的破坏作用是由于材料孔隙内的水分结冰而引起的，水结冰时体积约增大水结冰时体积约增大9%9%，从而对孔隙产生压力而使孔壁开，从而对孔隙产生压力而使孔壁开裂。当冰被融化后，某些被冻胀的裂缝

48、中还可能再渗入水裂。当冰被融化后，某些被冻胀的裂缝中还可能再渗入水分，再次受冻结冰时，材料会受到更大的冻胀和裂缝扩张。分，再次受冻结冰时，材料会受到更大的冻胀和裂缝扩张。如此反复冻融循环，最终导致材料破坏。如此反复冻融循环，最终导致材料破坏。材料的抗冻性主要与孔隙率、孔隙特性、抵抗胀裂的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。对于室外温度低于于室外温度低于 的地区，其主要工程材料必须进行的地区，其主要工程材料必须进行抗冻性试验。抗冻性试验。2.3 2.3 材料与水有关的性质材料与水有关的性质

49、三、亲水性与憎水性三、亲水性与憎水性材材料料与与水水接接触触时时能能被被水水润润湿湿的的性性质质称称为为称称为为亲亲水水性性。具具备备这这种种性性质质的的材材料料称称为为亲亲水水性性材材料料。大大多多数数建建筑筑材材料料，如如砖砖、混混凝凝土土、木木材材、砂砂、石石、钢钢材材、玻玻璃璃等等都都属属于于亲亲水水性材料。性材料。材材料料与与水水接接触触时时不不能能被被水水润润湿湿的的性性质质称称为为称称为为憎憎水水性性。具具备备这这种种性性质质的的材材料料称称为为憎憎水水性性材材料料，如如沥沥青青、石石蜡蜡、塑塑料料等等。憎憎水水性性材材料料一一般般能能阻阻止止水水分分渗渗入入毛毛细细管管中中，因

50、因而而可可用用作作防防水水材材料料，也也可可用用于于亲亲水水性性材材料料的的表表面面处处理理，以以降降低低其吸水性。其吸水性。2.4 2.4 材料的装饰性和耐久性材料的装饰性和耐久性 一、一、材料的装饰性材料的装饰性 材料的装饰性是装饰材料主要性能要求之一。材料的装饰性是指材料对所覆盖的建筑物外观美化的效果。建筑不仅仅是人类赖以生存的物质空间，更是人们进行文化交流和情感生活的重要精神空间。合理而艺术地使用装饰材料的外观效果不仅能将建筑物的室内外环境装饰得层次分明，情趣盎然，而且能给人美的精神感受。如西藏的布达拉宫在修缮的过程中，大量地使用金箔、琥珀等材料进行装饰，使这座建筑显得高贵华丽、流光溢