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1、绿色建筑材料讲义第三章 建筑材料的基本性质绿色建筑材料Green Building Materials 绿色建筑材料讲义选择结构材料关注什么？选择保温材料关注什么？选择防水材料关注什么？问题导入绿色建筑材料讲义教学目标 通过本章的学习，了解在不同使用环境下，各类建筑材料的基本性质，并掌握各性质的涵义和影响这些性质的因素。并能联系工程中的实际应用，研究和改进材料的性质，对后面具体材料的学习作一个很好的铺垫。绿色建筑材料讲义本章内容3.1 建筑材料的基本物理参数3.2 建筑材料的热学性质3.3 建筑材料的力学性质3.4 建筑材料与水有关的性质3.5 建筑材料的耐久性3.6 建筑材料的环境协调性绿色
2、建筑材料讲义 定义：材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。表达式：=m/V（g/cm3）m材料干燥时的质量（g）V材料在绝对密实状态下的体积（cm3）即不包括任何孔隙在内的体积。意义：反映材料的结构状态，例如：用密度控制玻璃的生产。V的测定：a.比较密实的材料，如玻璃、钢材等，通常认为其处于绝对密实状态下，直接测其体积；b.一般多孔材料，如砖，应磨成细粉（粒径小于0.2mm）排除其内部孔隙，用密度瓶测其实际体积。密 度是否存在绝对密实的材料？2.1.13.1 建筑材料的基本物理参数绿色建筑材料讲义v 定义：材料在包含其内部闭口孔隙条件下的单位体积所具有的质量。v 表达式：（g/cm3）或(kg
3、/m3)m材料的质量（g 或kg）V材料在自然状态下不含开口孔隙的体积。v 意义：实际密度的近似密度，测量某些较致密的不规则的散粒材料。v V的测量：排水法，水中称重法。表观密度绿色建筑材料讲义v 定义：材料在自然状态下，单位体积的质量。v 表达式：（g/cm3）或(kg/m3)m材料的质量（g 或kg）V0材料在自然状态下的体积，也称表观体积(cm3 或 m3)。包括材料孔隙在内的体积，既包括开口孔隙，也包括闭口孔隙。v 意义：反映材料轻重的量，也与材料的强度有关，是选择结构材料和承重材料的依据。v V0的测量：对形状规则的材料，直接测量；对形状不规则的材料，蜡封后用排水法测量。体积密度绿色
4、建筑材料讲义u 定义：堆积密度指粉状、粒状、或纤维状材料在自然堆积状态下，单位体积的质量。u 表达式：（kg/m3）m材料的质量（kg）堆积体积（m3）u 的特点：包括了孔隙及材料颗粒间的空隙体积。u 的测定：用既定容积的容器测定。堆积密度绿色建筑材料讲义 定义：在材料体积内，固体物质的体积占总体积的比例。表达式：密实度绿色建筑材料讲义 定义：材料体积内，孔隙体积占总体积的比例。表达式：孔隙率与密实度的关系？孔隙率与材料性质的关系？材料的强度、材料的表观密度、吸水率、抗渗性、抗冻性、保温性能等。两个孔隙率相同的同种同体积的材料吸水率是否一定相同？材料的性质除了与孔的多少有关外，还与孔的特征、孔
5、的形状有关。孔的特征：包括开口孔和闭口孔，孔隙尺寸的大小、孔的形状、孔隙在材料内部的分布均匀程度等。孔隙率绿色建筑材料讲义观察与讨论 某工程顶层欲加保温层，以下两图为两种材料的剖面。请问选择何种材料？AB绿色建筑材料讲义讨 论保温层的目的是外界温度变化对住户的影响，材料保温性能的主要描述指标为导热系数和热容量，其中导热系数越小越好。观察两种材料的剖面，可见A材料为多孔结构，B材料为密实结构，多孔材料的导热系数较小，适于作保温层材料。绿色建筑材料讲义 某施工队原使用普通烧结粘土砖，后改为多孔、容量仅700 kg/m3的加气混凝土砌块。在抹灰前往墙上浇水，发觉原使用的普通烧结粘土砖易吸足水量，但加
6、气混凝土砌块表面看来浇水不少，但实则吸水不多，请分析原因。案例分析绿色建筑材料讲义分 析加气混凝土砌块虽多孔，但其气孔大多数为“墨水瓶”结构，肚大口小，毛细管作用差，只有少数孔是水分蒸发形成的毛细孔。故吸水及导湿均缓慢，材料的吸水性不仅要看孔数量多少，还需看孔的结构。绿色建筑材料讲义填充率 定义：在散粒材料的堆积体积中，颗粒体积占总体积的比例。表达式：2.1.3绿色建筑材料讲义空隙率 定义：在散粒材料的堆积体积中，空隙体积占总体积的比例。表达式：绿色建筑材料讲义 能源紧缺是一个世界性的问题，建筑行业是个耗能大户，国家规定高层建筑必须采用节能建筑材料，其中包括墙体节能、屋面节能和门窗节能。建筑节
7、能 保温材料 热学性质导热性热容量3.2 建筑材料的热学(工)性质绿色建筑材料讲义 定义：材料传导热量的能力（冬季材料保持热量不传递出去；夏季材料阻碍热量传入室内）。表示方法：用导热系数表示，导热系数的物理意义是：厚度为1 m的材料，当温度每改变1 K时，在l h时间内通过1 m2面积的热量。用公式表示为 式中 材料的导热系数，w/（mK）；Q 传导的热量，J；d 材料的厚度，m；A 材料传热的面积，m2；t 传热时间，h；（T1-T2）材料两侧温度差，K 在建筑工程中的意义：判断材料的保温隔热性能（越大，传热越快，保温性越差）。导热性绿色建筑材料讲义 各种材料的导热系数差别很大，常见建筑材料
8、的导热系数范围是0.0353.5 W(mK)，工程中通常把0.23 W(mK)的材料称为绝热材料（保温和隔热材料）。常用建筑材料的热工性质指标绿色建筑材料讲义 材料的化学组成与结构 化学组成不同的材料，其导热系数不同，所以不同材料的导热系数不同。如：一般情况下，导热系数的大小为：金属材料非金属材料有机材料 孔隙率和空隙构造特征 一般来说：P，导热性，原因是静止空气的 一般材料的。P 一定时，随着连通孔和粗孔的增多，因为若孔隙粗大或贯通，对流作用加强，。材料的湿度和温度 材料受潮后，导热性，保温隔热性（水空气）。材料受潮后再受冻，进一步，保温隔热性进一步(冰水)。影响导热性的因素棉袄浸水后保暖性
9、变差？孔多的材料保温性能好？绿色建筑材料讲义思考题1.中空玻璃为什么比同厚度的实心玻璃保温性能好？2.保温材料为什么保持干燥状态保温效果较好？绿色建筑材料讲义l 定义：材料受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质。用比热容C表示。l 在建筑工程中的作用：大比热容的材料对保持室内温度的相对稳定有很大影响。热 容绿色建筑材料讲义 材料的强度是材料在应力作用下抵抗破坏的能力。通常情况下，材料内部的应力多由外力（或荷载）作用而引起，随着外力增加，应力也随之增大，直至应力超过材料内部质点所能抵抗的极限，即强度极限，材料发生破坏。在工程上，通常采用破坏试验法对材料的强度进行实测。将预先制作的试件放置在材料试验机上，施加外力（荷载）直至破坏，根据试件尺寸和破坏时的荷载值，计算材料的强度。3.3 建筑材料的力学性质强 度绿色建筑材料讲义 根据外力作用方式的不同，材料的强度有抗压强度、抗拉强度、抗弯强度（或抗折强度）及抗剪强度等形式。如下图所示：