建筑与装饰材料 第一章.ppt

第一章第一章第一章第一章 建筑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 材料的声学性与装饰性材料的声学性与装饰性第四节第四节 材料的耐久性与环境协调性材料的耐久性与环境协调性 材料的体积组成材料的体积组成材料的体积组成材料的体积组成 单体材料的体积构成：绝对密实的体积单体材料的体积构成：绝对密实的体积V V、开口孔隙体、开口孔隙体积积V V开开、闭口孔隙体积、闭口孔隙体积V V闭闭。自然体积V0绝对密实的体积绝对密实的体积V V闭口孔隙体积闭口孔隙体积V V闭闭开口孔隙体积开口孔隙体积V V开开堆积材料：堆积材料：堆积体积堆积体积V0自然体积V0空隙体积V空第一节第一节 材料的基本物理性质材料的基本物理性质一、与质量有关的性质一、与质量有关的性质一、与质量有关的性质一、与质量有关的性质（一）密度（一）密度 材料在绝对密实状态下单位体积的质量。=m/v （kg/m3）式中 密度 m 材料的质量，kg。v 材料在绝对密实状态下的体积，m3。测定方法：几何法、排液法(密度瓶法）。视密度视密度（二）表观密度（二）表观密度 多孔固体材料在自然状态下单位体积的重量。=m/v。式中 。表观密度，kg/m3。m 材料的质量，kg。V。材料的自然体积，m3。测量方法：几何法、排水法或排油法(表面蜡封）（三）堆积密度（三）堆积密度 粉状、颗粒状材料在堆积状态下单位体积的重量。=m/v。（kg/m3）式中 。堆积密度 m 材料的质量，kg。v。材料的堆积体积，m3。影响因素：散粒材料的视密度、含水率、堆积的疏密程度（四）密实度与孔隙率1 1、密实度：是指材料体积内，被固体物质、密实度：是指材料体积内，被固体物质充满的程度，用充满的程度，用D D表示。表示。D=D=v/vv/v。100%100%=。/100%100%2 2、孔隙率孔隙率：是指材料体积内，孔隙体积所是指材料体积内，孔隙体积所占的比例。占的比例。P=P=（v v。-v v）/v/v。100%100%=（1-1-。/）100%100%D+P=1（五）填充率、空隙率1、填充率：是指散粒材料在其堆积体积中，被颗粒实体体积填充的程度，用D D 表示表示。D=vD=v。/v/v。100%100%=。/。100%100%2、空隙率：是指散粒材料在其堆积体积中，颗粒间的空隙体积所占的比例，以P P 表示。表示。P=P=（v v。-v v。）。）/v/v。100%100%=(1-=(1-。/。）100%100%D+P=1二、材料与水有关的性质二、材料与水有关的性质 （一）亲水性与憎水性（一）亲水性与憎水性 在材料、水、空气在材料、水、空气在材料、水、空气在材料、水、空气三相交点三相交点三相交点三相交点处，沿水滴表处，沿水滴表处，沿水滴表处，沿水滴表面所作切线，切线经过水与材料表面的夹角称为面所作切线，切线经过水与材料表面的夹角称为面所作切线，切线经过水与材料表面的夹角称为面所作切线，切线经过水与材料表面的夹角称为润湿角润湿角润湿角润湿角，润湿角可能出现如下两种情况，如下图，润湿角可能出现如下两种情况，如下图，润湿角可能出现如下两种情况，如下图，润湿角可能出现如下两种情况，如下图所示。所示。所示。所示。a.a.a.a.润湿角润湿角润湿角润湿角90909090 的材料为亲水性材料，如砖、石料、的材料为亲水性材料，如砖、石料、的材料为亲水性材料，如砖、石料、的材料为亲水性材料，如砖、石料、混凝土、木材等。混凝土、木材等。混凝土、木材等。混凝土、木材等。b.b.b.b.润湿角润湿角润湿角润湿角180180180180 90909090 的材料，如沥青、石蜡、塑料等。的材料，如沥青、石蜡、塑料等。的材料，如沥青、石蜡、塑料等。的材料，如沥青、石蜡、塑料等。这些憎水性材料常用于防水、防潮、防磨材料，也可以用作这些憎水性材料常用于防水、防潮、防磨材料，也可以用作这些憎水性材料常用于防水、防潮、防磨材料，也可以用作这些憎水性材料常用于防水、防潮、防磨材料，也可以用作亲水性材料的表面处理，以提高其耐久性。亲水性材料的表面处理，以提高其耐久性。亲水性材料的表面处理，以提高其耐久性。亲水性材料的表面处理，以提高其耐久性。c.c.c.c.当当当当=0=0=0=0 时，完全被水润湿。时，完全被水润湿。时，完全被水润湿。时，完全被水润湿。（二）吸水性（二）吸水性 吸水性是指材料在水中吸收水分的性质，有吸水性是指材料在水中吸收水分的性质，有质量吸水质量吸水率率和和体积吸水率体积吸水率两种表达方式，分别以两种表达方式，分别以WW质质和和WW体体表示：表示：WW质质=(m=(m吸吸-m-m干干)/m)/m干干 100%100%WW体体=V=V水水/V/V干干=(m=(m吸吸-m-m干干)/)/（V V干干 w w）100%100%式中式中 WW质质质量吸水率（质量吸水率（%）；）；WW体体 体积吸水率（体积吸水率（%）；）；mm吸吸 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；mm干干 材料在绝对干燥状态下的质量（材料在绝对干燥状态下的质量（g g）；）；V V水水 材料所吸收水分的体积（材料所吸收水分的体积（cmcm3 3）；）；w w 水的密度，常温下可取水的密度，常温下可取1g/cm1g/cm3 3。两种吸水率的关系：两种吸水率的关系：两种吸水率的关系：两种吸水率的关系：WW体体体体=W=W质质质质 0 0 影响材料吸水性的主要因素：材料的化学组成、结构和影响材料吸水性的主要因素：材料的化学组成、结构和影响材料吸水性的主要因素：材料的化学组成、结构和影响材料吸水性的主要因素：材料的化学组成、结构和构造状况，尤其是孔隙状况。构造状况，尤其是孔隙状况。构造状况，尤其是孔隙状况。构造状况，尤其是孔隙状况。（三）吸湿性（三）吸湿性 干燥材料在空气中，吸收空气中水分的能力。干燥材料在空气中，吸收空气中水分的能力。用含水率表示。用含水率表示。W W含含=(m=(m含含-m-m干干）/m/m干干 100%100%100%100%式中式中式中式中 W含含材料的含水率（材料的含水率（材料的含水率（材料的含水率（%）；）；）；）；m m含含材料吸湿后的质量（材料吸湿后的质量（材料吸湿后的质量（材料吸湿后的质量（g g g g）；）；）；）；m m干干材料在绝对干燥状态下的质量（材料在绝对干燥状态下的质量（材料在绝对干燥状态下的质量（材料在绝对干燥状态下的质量（g g g g）。）。）。）。（四）耐水性（四）耐水性 材料在长期饱和水的作用下不破坏，强度也不显著降材料在长期饱和水的作用下不破坏，强度也不显著降材料在长期饱和水的作用下不破坏，强度也不显著降材料在长期饱和水的作用下不破坏，强度也不显著降低的性质称为耐水性。材料的耐水性用低的性质称为耐水性。材料的耐水性用低的性质称为耐水性。材料的耐水性用低的性质称为耐水性。材料的耐水性用软化系数软化系数软化系数软化系数表示，可表示，可表示，可表示，可按下式计算按下式计算按下式计算按下式计算 KK软软软软=f=f饱饱饱饱 /f/f干干干干式中式中式中式中 KK软软软软材料的软化系数，取值在材料的软化系数，取值在材料的软化系数，取值在材料的软化系数，取值在0 01 1之间之间之间之间；f f饱饱饱饱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（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）；）；）；）；f f干干干干材料在绝对干燥状态下的抗压强度材料在绝对干燥状态下的抗压强度材料在绝对干燥状态下的抗压强度材料在绝对干燥状态下的抗压强度(MPa)(MPa)。软化系数越小，材料耐水性越差。材料浸水后，软化系数越小，材料耐水性越差。材料浸水后，软化系数越小，材料耐水性越差。材料浸水后，软化系数越小，材料耐水性越差。材料浸水后，会降低材料组成微粒间的结合力，引起强度的下会降低材料组成微粒间的结合力，引起强度的下会降低材料组成微粒间的结合力，引起强度的下会降低材料组成微粒间的结合力，引起强度的下降。降。降。降。b.b.b.b.软化系数大于软化系数大于软化系数大于软化系数大于0.80.80.80.8的材料，通常可以认为是的材料，通常可以认为是的材料，通常可以认为是的材料，通常可以认为是耐水材料。耐水材料。耐水材料。耐水材料。c.c.c.c.对于经常位于水中或处于潮湿环境中的重要对于经常位于水中或处于潮湿环境中的重要对于经常位于水中或处于潮湿环境中的重要对于经常位于水中或处于潮湿环境中的重要建筑物所选用的材料要求其软化系数应大于建筑物所选用的材料要求其软化系数应大于建筑物所选用的材料要求其软化系数应大于建筑物所选用的材料要求其软化系数应大于0.850.850.850.85；d.d.d.d.对于受潮较轻或次要建筑物所用的材料，软对于受潮较轻或次要建筑物所用的材料，软对于受潮较轻或次要建筑物所用的材料，软对于受潮较轻或次要建筑物所用的材料，软化系数容许稍有降低，但不宜小于化系数容许稍有降低，但不宜小于化系数容许稍有降低，但不宜小于化系数容许稍有降低，但不宜小于0.70.70.70.7。（五）抗渗性（五）抗渗性 材料抵抗压力水或其它液体渗透的性质称为抗渗材料抵抗压力水或其它液体渗透的性质称为抗渗材料抵抗压力水或其它液体渗透的性质称为抗渗材料抵抗压力水或其它液体渗透的性质称为抗渗性（不透水性）。性（不透水性）。性（不透水性）。性（不透水性）。a.a.渗透系数渗透系数渗透系数渗透系数 材料在压力水作用下透过水量的多少遵守材料在压力水作用下透过水量的多少遵守材料在压力水作用下透过水量的多少遵守材料在压力水作用下透过水量的多少遵守达西定达西定达西定达西定律律律律，即在一定时间内，透过材料试件的水量与试件的，即在一定时间内，透过材料试件的水量与试件的，即在一定时间内，透过材料试件的水量与试件的，即在一定时间内，透过材料试件的水量与试件的渗水面积及水头差成正比，与试件厚度成反比，如图渗水面积及水头差成正比，与试件厚度成反比，如图渗水面积及水头差成正比，与试件厚度成反比，如图渗水面积及水头差成正比，与试件厚度成反比，如图所示，用公式表示为所示，用公式表示为所示，用公式表示为所示，用公式表示为 Q=k Q=k Q=k Q=k （HAtHAtHAtHAt）/d /d /d /d 可得可得可得可得 k=Qd/(HAt)k=Qd/(HAt)k=Qd/(HAt)k=Qd/(HAt)式中式中式中式中 k k k k渗透系数（渗透系数（渗透系数（渗透系数（cm/hcm/hcm/hcm/h）；）；）；）；Q Q Q Q透过材料试件的水量（透过材料试件的水量（透过材料试件的水量（透过材料试件的水量（cmcmcmcm3 3 3 3）；）；）；）；t t t t渗水时间（渗水时间（渗水时间（渗水时间（h h h h）；）；）；）；A A A A渗水面积（渗水面积（渗水面积（渗水面积（cmcmcmcm2 2 2 2）；）；）；）；H H H H水头差（水头差（水头差（水头差（cmcmcmcm）；）；）；）；d d d d试件厚度（试件厚度（试件厚度（试件厚度（cmcmcmcm）。）。）。）。b.b.抗渗等级抗渗等级 在标准在标准试验条件下试验条件下，材料的最大渗水压力，材料的最大渗水压力（MPaMPa)。用。用P P表示。表示。混凝土和砂浆抗渗性的好坏常混凝土和砂浆抗渗性的好坏常用抗渗等极来表示。用抗渗等极来表示。材料的抗渗性主要与材料的孔隙状况有关。材料的抗渗性主要与材料的孔隙状况有关。（六）（六）.抗冻性抗冻性 材料在吸水饱和状态下，抵抗多次冻融循环，材料在吸水饱和状态下，抵抗多次冻融循环，不破坏、强度也不显著降低的性质。不破坏、强度也不显著降低的性质。抗冻性用抗冻等级抗冻性用抗冻等级F表示。例如：表示。例如：F10 三、材料的热工性质三、材料的热工性质三、材料的热工性质三、材料的热工性质（一）导热性（一）导热性 材料传导热量的性质称为材料传导热量的性质称为材料传导热量的性质称为材料传导热量的性质称为导热性。导热性。导热性。导热性。材料导热材料导热材料导热材料导热 性的大小用性的大小用性的大小用性的大小用导热系数导热系数导热系数导热系数表示。表示。表示。表示。=Qd/At(T =Qd/At(T =Qd/At(T =Qd/At(T1 1 1 1-T-T-T-T2 2 2 2)式中式中式中式中 导热系数，导热系数，导热系数，导热系数，W/W/W/W/（m.Km.Km.Km.K）；）；）；）；Q Q Q Q传导的热量，传导的热量，传导的热量，传导的热量，J J J J；A A A A热传导面积，热传导面积，热传导面积，热传导面积，m2m2m2m2；d d d d材料厚度，材料厚度，材料厚度，材料厚度，m m m m；t t t t热传导时间，热传导时间，热传导时间，热传导时间，s s s s；T T T T1 1 1 1-T-T-T-T2 2 2 2材料两侧温差，材料两侧温差，材料两侧温差，材料两侧温差，K K K K。导热系数越小，材料的保温隔热性越强。导热系数越小，材料的保温隔热性越强。小于小于小于小于0.23W/(m 0.23W/(m K)K)的材料称为绝热材料。的材料称为绝热材料。的材料称为绝热材料。的材料称为绝热材料。与材料导热系数有关的因素：与材料导热系数有关的因素：与材料导热系数有关的因素：与材料导热系数有关的因素：a.a.材料的化学组成和物理结构材料的化学组成和物理结构材料的化学组成和物理结构材料的化学组成和物理结构 b.b.孔隙状况孔隙状况孔隙状况孔隙状况 c.c.环境的温湿度环境的温湿度环境的温湿度环境的温湿度（二）热容（二）热容（二）热容（二）热容 材料受热时吸收热量，冷却时放出热量的性材料受热时吸收热量，冷却时放出热量的性材料受热时吸收热量，冷却时放出热量的性材料受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质称为质称为质称为质称为热容。热容。热容。热容。比热容是单位质量的材料，温度升高或降低比热容是单位质量的材料，温度升高或降低比热容是单位质量的材料，温度升高或降低比热容是单位质量的材料，温度升高或降低1K1K1K1K时，所吸收或放出的热量，用下式表示时，所吸收或放出的热量，用下式表示时，所吸收或放出的热量，用下式表示时，所吸收或放出的热量，用下式表示 C=Q/m(TC=Q/m(TC=Q/m(TC=Q/m(T2 2 2 2-T-T-T-T1 1 1 1)式中式中式中式中 C C C C材料的比热容，材料的比热容，材料的比热容，材料的比热容，J/J/J/J/（g.kg.kg.kg.k）；）；）；）；Q Q Q Q材料吸收或放出的热量，材料吸收或放出的热量，材料吸收或放出的热量，材料吸收或放出的热量，J J J J；m m m m材料的质量，材料的质量，材料的质量，材料的质量，g g g g；T T T T2 2 2 2-T-T-T-T1 1 1 1材料受热或冷却前后的温度差材料受热或冷却前后的温度差材料受热或冷却前后的温度差材料受热或冷却前后的温度差（K K K K）。）。）。）。材料的热容用热容量表示，等于比热容材料的热容用热容量表示，等于比热容材料的热容用热容量表示，等于比热容材料的热容用热容量表示，等于比热容C C C C与与与与质量质量质量质量m m m m的乘积，单位为的乘积，单位为的乘积，单位为的乘积，单位为k k k kJ/KJ/KJ/KJ/K。（三）材料的温度变形性（三）材料的温度变形性 温度升高或降低时材料的体积变化程度。温度升高或降低时材料的体积变化程度。单向尺寸上表现为线膨胀或线收缩。技术指标单向尺寸上表现为线膨胀或线收缩。技术指标为线膨胀系数（为线膨胀系数（）式中L 线膨胀或线收缩量（线膨胀或线收缩量（线膨胀或线收缩量（线膨胀或线收缩量（mmmm）；）；）；）；（t t1 1-t-t2 2）材料升降温前后的温度差（材料升降温前后的温度差（材料升降温前后的温度差（材料升降温前后的温度差（KK）；）；）；）；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（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）；）；）；）；L L 材料原来的长度（材料原来的长度（材料原来的长度（材料原来的长度（mmmm）。）。）。）。第二节第二节 材料的力学性质材料的力学性质 前面我们讲了材料的物理性质，下面我们要给大前面我们讲了材料的物理性质，下面我们要给大家介绍材料的另外一种性质家介绍材料的另外一种性质力学性质。力学性质。材料的力学性质是指材料在外力作用下，抵抗破材料的力学性质是指材料在外力作用下，抵抗破坏的能力和变形方面的性质。坏的能力和变形方面的性质。应力应力：作用于材料表面或内部单位面积的力。用：作用于材料表面或内部单位面积的力。用表示。表示。应变应变：材料在外力作用方向上，所发生的相对变：材料在外力作用方向上，所发生的相对变形值。用形值。用表示。表示。=L/LL/L（L L为试件受力方向上为试件受力方向上的变形值，的变形值，L L为试件原长）。为试件原长）。一、材料的强度一、材料的强度1.1.材料的强度材料的强度 材料在外力（荷载）作用下抵抗破坏的能力称材料在外力（荷载）作用下抵抗破坏的能力称为为强度强度。定量描述为材料在外力作用下发生破坏时。定量描述为材料在外力作用下发生破坏时的的极限应力值极限应力值，用，用f表示。单位为兆帕（表示。单位为兆帕（MPa）抗压强度抗压强度 材料抵抗压力破坏能力材料抵抗压力破坏能力抗拉强度抗拉强度 材料抵抗拉力破坏能力材料抵抗拉力破坏能力抗弯强度抗弯强度 材料抵抗弯曲破坏能力材料抵抗弯曲破坏能力抗剪强度抗剪强度 材料抵抗剪力破坏能力材料抵抗剪力破坏能力材料基本强度的分类表和计算公式材料基本强度的分类表和计算公式2.2.影响材料试验结果的因素影响材料试验结果的因素（1 1）主要因素是材料的）主要因素是材料的组成及构造组成及构造 a a、构造越致密、越均匀，强度越高、构造越致密、越均匀，强度越高 b b、内部构造非均质，不同方向强度不同、内部构造非均质，不同方向强度不同（2 2）实验条件）实验条件 a a、试件的形状和大小、试件的形状和大小：大试件小于小试件，：大试件小于小试件，棱柱体小于正立方体棱柱体小于正立方体 b b、加荷速度、加荷速度：速度越快，强度值越高：速度越快，强度值越高木材纹理木材纹理混凝土路面混凝土路面 c、表面状况表面状况：承压板与试件间摩擦越小，强度值：承压板与试件间摩擦越小，强度值越低越低（3）温度温度：温度越高，强度值越低：温度越高，强度值越低（4）含水情况含水情况：含水试件小于干燥试件：含水试件小于干燥试件 为使测试结果准确、可靠、具有可比性，必须严为使测试结果准确、可靠、具有可比性，必须严格按照标准试验方法进行强度的测试。格按照标准试验方法进行强度的测试。3.3.强度等级强度等级 a、材料按强度的分级，人为划分，不连续。材料按强度的分级，人为划分，不连续。b、来源于强度，不等同于强度。、来源于强度，不等同于强度。不同种类的材料抵抗不同形式力的作用，按其相不同种类的材料抵抗不同形式力的作用，按其相应极限强度的大小，划分为若干不同的强度等级。应极限强度的大小，划分为若干不同的强度等级。水泥、石材、砖、混凝土、砂浆：主要用于承压水泥、石材、砖、混凝土、砂浆：主要用于承压部位，抗压强度来划分强度等级。部位，抗压强度来划分强度等级。建筑钢材：主要用于承受拉力荷载，以其屈服强建筑钢材：主要用于承受拉力荷载，以其屈服强度作为划分强度等级的依据。度作为划分强度等级的依据。4.4.比强度比强度 材料的强度与其体积密度之比，衡量材料轻材料的强度与其体积密度之比，衡量材料轻质高强性能的指标质高强性能的指标。如松木如松木（0.2）和低碳钢和低碳钢（0.054）。低碳低碳钢丝钢丝松木松木二、材料的弹性和塑性二、材料的弹性和塑性1 1、弹性：弹性是指材料在外力作用下产生变形，外力取、弹性：弹性是指材料在外力作用下产生变形，外力取消后，能完全恢复原来形状和大小的性质。这种变形称消后，能完全恢复原来形状和大小的性质。这种变形称为为弹性变形或可恢复变形弹性变形或可恢复变形。明显具有弹性变形特征的材。明显具有弹性变形特征的材料称为料称为弹性材料。弹性材料。弹性模量弹性模量：E=/，反，反映材料抵抗变形能力的映材料抵抗变形能力的指标，其值越大，表明指标，其值越大，表明材料的刚度越大。材料的刚度越大。2 2、塑性：、塑性：塑性塑性是指材料在外力作用下产生变形，当是指材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，仍保持变形后的形状和尺寸，并且不外力取消后，仍保持变形后的形状和尺寸，并且不产生裂缝的性质。这种变形称为产生裂缝的性质。这种变形称为塑性变形或残余变塑性变形或残余变形形，明显具有塑性变形特征的材料称为，明显具有塑性变形特征的材料称为塑性材料塑性材料。3 3、弹塑性材料、弹塑性材料 实际上，纯弹性与纯塑性的材料都是不存在的。大实际上，纯弹性与纯塑性的材料都是不存在的。大部分材料是弹性、塑性分阶段发生。部分材料是弹性、塑性分阶段发生。a.a.低碳钢在受力不大时，仅产生弹性变形，此时，应低碳钢在受力不大时，仅产生弹性变形，此时，应力与应变的比值为一常数。随着外力增大至超过弹性极力与应变的比值为一常数。随着外力增大至超过弹性极限后，则出现另一种变形限后，则出现另一种变形塑性变形塑性变形。b.b.混凝土，在它受力一开始，弹性变形和塑性变混凝土，在它受力一开始，弹性变形和塑性变形就同时发生，除去外力后，弹性变形可以恢复形就同时发生，除去外力后，弹性变形可以恢复（消失），而塑性变形不能消失，这种变形称为（消失），而塑性变形不能消失，这种变形称为弹塑性变形，其应力应变如下图所示，具有这种弹塑性变形，其应力应变如下图所示，具有这种变形特征的材料叫做弹塑性材料。变形特征的材料叫做弹塑性材料。三、材料韧性和脆性三、材料韧性和脆性1.1.韧性韧性（1 1）韧性的定义）韧性的定义 韧性韧性是指材料在冲击或振动荷载作用下，能是指材料在冲击或振动荷载作用下，能吸收较大能量，产生一定的变形，而不至破坏的吸收较大能量，产生一定的变形，而不至破坏的性能，又叫性能，又叫冲击韧度冲击韧度。具有这种性质的材料叫。具有这种性质的材料叫韧韧性材料。性材料。变形0荷载（2 2）韧性材料的特点）韧性材料的特点 a.a.塑性变形大塑性变形大 b.b.受力时产生的抗拉强度接近或高于抗压受力时产生的抗拉强度接近或高于抗压强度强度 c.c.破坏前有明显征兆破坏前有明显征兆 d.d.主要适用于承受拉力或动荷载。主要适用于承受拉力或动荷载。木材、建筑钢材、沥青混凝土等属于韧性材木材、建筑钢材、沥青混凝土等属于韧性材料。用作路面、桥梁、吊车梁等需要承受冲击荷料。用作路面、桥梁、吊车梁等需要承受冲击荷载和有抗震要求的结构用建筑材料均应具有较高载和有抗震要求的结构用建筑材料均应具有较高的韧性。的韧性。沥青混凝土路面沥青混凝土路面吊车梁吊车梁2 2、脆性：、脆性：脆性脆性是指材料在外力达到一定限度时，材料是指材料在外力达到一定限度时，材料发生无先兆的突然破坏，且破坏时无明显塑性变发生无先兆的突然破坏，且破坏时无明显塑性变形的性质。具有这种破坏性质的材料称为形的性质。具有这种破坏性质的材料称为脆性材脆性材料料。荷载变形o四、材料的硬度和耐磨性四、材料的硬度和耐磨性1.1.硬度硬度 硬度是指材料表面耐较硬物体刻划或压入而产生硬度是指材料表面耐较硬物体刻划或压入而产生塑性变形的能力。塑性变形的能力。硬度大的材料耐磨性较好，但不易加工。硬度大的材料耐磨性较好，但不易加工。一般说，硬度较大的材料，强度也较高，有些材一般说，硬度较大的材料，强度也较高，有些材料硬度与强度之间有较好的相互关系。料硬度与强度之间有较好的相互关系。硬度的测定方法：硬度的测定方法：压入法：韧性材料，布氏硬度、洛氏硬度压入法：韧性材料，布氏硬度、洛氏硬度刻划法刻划法；脆性材料，莫氏硬度，；脆性材料，莫氏硬度，10级级2.2.耐磨性耐磨性 指材料表面抵抗磨损的能力，用磨损率表示，指材料表面抵抗磨损的能力，用磨损率表示，等于试件在标准试验条件下磨损前后的质量差与等于试件在标准试验条件下磨损前后的质量差与试件受磨表面积之商。磨损率越大，材料的耐磨试件受磨表面积之商。磨损率越大，材料的耐磨性越差。性越差。地面、路面等经常受摩擦的部位要求材料有地面、路面等经常受摩擦的部位要求材料有较好的耐磨性能。较好的耐磨性能。硬度大、强度高、韧性好、构造均匀致密的硬度大、强度高、韧性好、构造均匀致密的材料，耐磨性较好。材料，耐磨性较好。第三节 材料的声学性与装饰性一、材料的声学性质一、材料的声学性质 声源声源：发出声音的发声体：发出声音的发声体 声波入射到建筑材料表面产生三种现象声波入射到建筑材料表面产生三种现象反射反射 声音返回到声源一侧声音返回到声源一侧 产生杂生产生杂生透射透射 对相邻空间产生噪声干扰对相邻空间产生噪声干扰吸收吸收 被材料吸收形成其他能量被材料吸收形成其他能量吸声系数吸声系数二、材料的吸声性能二、材料的吸声性能 定义定义：材料吸收声波的能力。：材料吸收声波的能力。影响因素影响因素：a.声波声波 方向和频率方向和频率 b.材料材料 孔隙率和孔隙构造孔隙率和孔隙构造应用应用：使材料表面具有不同孔径的孔隙：使材料表面具有不同孔径的孔隙孔木吸音板孔木吸音板三、材料的隔声性能三、材料的隔声性能透射系数透射系数隔绝空气声隔绝空气声 反射反射 墙或板的单位面积质量墙或板的单位面积质量隔绝固体声隔绝固体声 吸声吸声 采用不连续结构采用不连续结构四、材料的装饰性四、材料的装饰性 材料对所覆盖建筑物外观美化的效果。材料对所覆盖建筑物外观美化的效果。作用作用：美化建筑物、保护建筑主体、防水、保温：美化建筑物、保护建筑主体、防水、保温装饰效果体现装饰效果体现：a.色彩色彩 b.质感质感 c.尺寸、形状、纹尺寸、形状、纹理理第四节第四节 材料的耐久性与环境协调性材料的耐久性与环境协调性 1 1、耐久性的定义、耐久性的定义 耐久性是指材料在使用过程中，抵抗各种自然因素耐久性是指材料在使用过程中，抵抗各种自然因素及其它有害物质长期作用，能长久及其它有害物质长期作用，能长久保持其原有性质保持其原有性质的能的能力。力。2 2、耐久性的含义、耐久性的含义 耐久性是衡量材料在长期使用条件下的安全性能的耐久性是衡量材料在长期使用条件下的安全性能的一项一项综合指标综合指标，包括抗冻性、抗风化性、抗老化性、耐，包括抗冻性、抗风化性、抗老化性、耐化学腐蚀性等。化学腐蚀性等。3 3、材料耐久性降低的机理、材料耐久性降低的机理 材料在使用过程中，会与周围环境和各种自然因素材料在使用过程中，会与周围环境和各种自然因素发生作用。这些作用包括物理、化学和生物的作用发生作用。这些作用包括物理、化学和生物的作用 （1 1）物理作用）物理作用 一般是指一般是指干湿变化干湿变化、温度变化温度变化、冻融循环冻融循环等。这些作用会等。这些作用会使材料发生体积变化或引起内部裂纹的扩展，而使材料逐渐破使材料发生体积变化或引起内部裂纹的扩展，而使材料逐渐破坏，如混凝土、岩石、外装修材料的热胀冷缩等。坏，如混凝土、岩石、外装修材料的热胀冷缩等。（2 2）化学作用）化学作用 包括包括酸、碱、盐酸、碱、盐等物质的水溶液及等物质的水溶液及有害气体有害气体的侵蚀作用。的侵蚀作用。这些侵蚀作用会使材料逐渐变质而破坏，如水泥石的腐蚀，钢这些侵蚀作用会使材料逐渐变质而破坏，如水泥石的腐蚀，钢筋的锈蚀、混凝土在海水中的腐蚀、石膏在水中的溶解作用等。筋的锈蚀、混凝土在海水中的腐蚀、石膏在水中的溶解作用等。（3 3）生物作用）生物作用 是指菌类、昆虫等的侵害作用，包括使材料因虫蛀、腐朽是指菌类、昆虫等的侵害作用，包括使材料因虫蛀、腐朽而破坏，如木材的腐蚀等。而破坏，如木材的腐蚀等。因而，材料的耐久性实际上是衡量材料在上述多种作用下，因而，材料的耐久性实际上是衡量材料在上述多种作用下，能长久保持原有性质而保证安全正常使用的性质。能长久保持原有性质而保证安全正常使用的性质。混凝土腐蚀混凝土腐蚀混混凝凝土土柱柱钢钢筋筋锈锈蚀蚀白蚁白蚁白蚁巢白蚁巢 （4 4）综合影响：）综合影响：实际工程中，材料往往受多种破坏因素的同时作实际工程中，材料往往受多种破坏因素的同时作用。用。材料性质不同，其耐久性的内容各不相同。材料性质不同，其耐久性的内容各不相同。a.a.金属材料往往由于电化学作用引起腐蚀、破坏，金属材料往往由于电化学作用引起腐蚀、破坏，其耐久性指标主要是其耐久性指标主要是耐蚀性耐蚀性；b.b.无机非金属材料（如石材、砖、混凝土等）常无机非金属材料（如石材、砖、混凝土等）常因化学作用、溶解、冻融、风蚀、温差、摩擦等因素因化学作用、溶解、冻融、风蚀、温差、摩擦等因素综合作用，其耐久性指标更多地包括综合作用，其耐久性指标更多地包括抗冻性、抗风化抗冻性、抗风化性、抗渗性、耐磨性性、抗渗性、耐磨性等方面的要求；等方面的要求；c.c.有机材料常由生物作用、光、热电作用而引起有机材料常由生物作用、光、热电作用而引起破坏，其耐久性包括破坏，其耐久性包括抗老化性、耐蚀性抗老化性、耐蚀性指标。指标。4 4、研究材料耐久性的实际意义、研究材料耐久性的实际意义 建筑物的安全性、经济性和使用寿命。建筑物的安全性、经济性和使用寿命。5 5、提高材料的耐久性的措施、提高材料的耐久性的措施 a.a.首先应根据工程的重要性、所处的环境合理首先应根据工程的重要性、所处的环境合理选择材料选择材料 b.b.增强自身对外界作用的抵抗能力，如提高材增强自身对外界作用的抵抗能力，如提高材料的密实度等；或采取保护措施，使主体材料与腐料的密实度等；或采取保护措施，使主体材料与腐蚀环境相隔离蚀环境相隔离 c.c.甚至可以从改善环境条件入手减轻对材料的甚至可以从改善环境条件入手减轻对材料的破坏。破坏。6 6、材料耐久性的判断、材料耐久性的判断 由于耐久性是材料的一项长期性质，所以对耐由于耐久性是材料的一项长期性质，所以对耐久性最可靠的判断是在使用条件下进行久性最可靠的判断是在使用条件下进行长期的观察长期的观察和测定，这样做需要很长的时间。通常是根据使用和测定，这样做需要很长的时间。通常是根据使用要求，在要求，在试验室进行快速试验试验室进行快速试验，并据此对耐久性做，并据此对耐久性做出判断，快速检查的项目有干湿循环、冻融循环、出判断，快速检查的项目有干湿循环、冻融循环、加湿与紫外线干燥循环、碳化、盐溶液浸渍与干燥加湿与紫外线干燥循环、碳化、盐溶液浸渍与干燥循环、化学介质浸渍等。循环、化学介质浸渍等。二、材料的环境协调性