装材材料的基本性质 PPT课件

1第2章装饰材料的基本性质22.1建筑装饰材料的装饰性能1．色彩色彩：材料对可见光谱选择吸收后的结果。温暖、热烈的粉色、红色，清凉、宁静的蓝色、紫色，平衡、生机的绿色，稳定、镇静的黑色。时代和社会属性2．光泽和透明性光泽：材料表面方向性反射光线的一种特性镜面反射漫反射透明性:材料与光线有关的一种性质。透明体半透明体33.质地与质感质地：指材料表面的粗糙程度质感：指材料由表面组织结构、纹理、颜色、光泽等给人的一种表现物体特质的综合感觉。4．形状和尺寸装饰材料的形状和尺寸往往受到生产工艺的影响和制约。5．立体造型压花(如塑料发泡壁纸)、浮雕(如浮雕装饰板)、植绒42.2建筑装饰材料的基本性质材料的基本性质可归纳为以下几类：物理性质：包括材料的密度、孔隙状态、与水有关的性质、热工性能等。化学性质：包括材料的的抗腐蚀性、化学稳定性等，因材料的化学性质相异较大，故该部分内容在以后各章中分别叙述。力学性质：材料的力学性质应包括在物理性质中，但因其对建筑物的安全使用有重要意义，故对其单独研究，包括材料的强度、变形、脆性和韧性、硬度和耐磨性等。耐久性：材料的耐久性是一项综合性质，虽很难对其量化描述，但对材料的使用至关重要。52.2.1材料的物理性质1、材料与质量有关的性质（1）几个密度指标1）密度定义：材料在绝对密实状态下单位体积的质量。表示式：ρ＝m/Vρ－材料的密度，g/m3。“V”的测定：（a）密实材料（形状规则）：测量计算（b）密实外形不规则材料（石子、砂）：排水法：所得密度称为表观密度ρ，ρ＝m/V(V＝V+V闭)（c）非密实材料：磨成细粉→粉末体积认为V，消除孔隙影响。62）体积密度：定义：材料在自然状态下单位体积的质量表示式：ρ0＝m/V0m－材料的质量（不一定干燥），g或kg。V0－材料在自然状态下的体积，cm3或m3。（V0＝V+V闭＋V开＝V+V孔）ρ0－材料的体积密度，g/cm3或kg/m3。“V0”的测定：（1）形状规则材料：测量计算（2）形状不规则材料：排水法（但需表面涂腊以保证V0包括V开）ρ0的影响因素：材料本身（组成、孔隙）;材料的含水情况73）堆积密度空隙：散粒材料颗粒之间的空间。定义：粉状、颗粒状或纤维状材料在堆积状态下单位体积的质量。表达式：ρ0＝m/V0m－散粒材料的质量（不一定干燥），kg。V0－散粒材料在的堆积体积，m3。ρ0－堆积密度，kg/m3。“V0”的测定：容积桶。ρ0的影响因素：材料本身（组成、孔隙）；含水情况；堆积状况。84）几种密度间的区别（a）大小：ρ≥ρ≥ρ0≥ρ0（b）影响因素：（c）计算表示式中体积的不同ρ:V＝V＋V闭；ρ0:V0＝V＋V闭＋V开＝V＋V孔ρ0:V0＝V＋V闭＋V开＋V空＝V＋V孔＋V空（d）计算表达式中质量的不同ρ，ρ中m为绝对干燥的质量ρ0，ρ0中m为自然状态下的质量（可能含水）9（2）材料的孔隙（空隙）指标1、密实度材料的体积内，被固体物质充满的程度，用D表示：D=（ρ0/ρ）×100℅2、孔隙率孔隙率是指在材料的体积内，孔隙体积所占的比例，用P表示：P=(1—ρ0/ρ)×100℅进而直接可导出P+D=13、填充率：散粒状材料在其堆积体积中，被颗粒实体体积填充的程度，以D，表示。D，=（ρ0/ρ0）×100℅４、空隙率：定义：散粒材料的堆积体积内，颗粒之间的空隙体积所占的比例，以P′表示。P’=(1—ρ’0/ρ0)×100℅102、材料与水有关的性质(1)亲水性与憎水性：润湿角：材料、水、空气三相交点处水滴表面的切线与材料表面（经过水）所成的角度。亲水性材料：θ≤90的材料（水与材料间吸引力水分子间吸引力）材料能被水润湿（亲水）憎水性材料：θ90的材料(水与材料间吸引力水分子间吸引力)材料不能被水润湿（憎水）11（2）吸水性与吸水率吸水性：材料在水中吸收水分（饱合）的能力。表达方式（指标）：吸水率：材料吸水饱合后，所吸收水分质量占材料干燥质量的百分率。表示式：Wｗ=(m2－m1)/m1（可大于1）m1－材料在绝对干燥状态下的质量，g。m2－材料在浸水饱合状态下的质量，g。Wｗ－质量吸水率。影响吸水率的因素：（P闭↑不易吸水）材料的亲水、憎水性；孔隙率；孔隙形态特征（孔径大，Pk↑不易吸水）（孔径小，P↑不易吸水）12吸水率对材料性能影响：（指吸水饱合后）W↑Ｐ↑（吸水后）导热性↑强度↓抗冻性↓（3）吸湿性和含水率：吸湿性：材料在潮湿空气中吸收水分的性质。含水率：材料在潮湿空气中吸收水分的质量占材料干燥质量的百分率。W=（m含－m干）/m干影响因素：除与吸水率的影响因素相同外，还与环境的温湿度有关。13（4）耐水性定义：材料在长期饱合水作用下，不破坏，强度也不显著降低的性质。表示方法（指标）：软化系数KPKP＝fw/f(0~1)fw－材料浸水饱合状态下的抗压强度，MPa。f－材料干燥状态下的抗压强度，MPa。Kp↑耐水性↑Kp↓耐水性↓，Kp≥0.8耐水材料长期水浸，受潮严重工程：Kp≮0.85受潮较轻或次要结构：Kp≮0.7５14(5)抗渗性定义：材料抵抗压力水渗透的能力。表示方法：1）渗透系数KQ=KHFt/dK=Qd/FthK－渗透系数，cm/hd－试件厚度，cm。Q－渗透水量，cm3H－水头差，cm。F－渗水面积，cm2t－渗水时间，h。2）抗渗等级Ｐ：按规定方法制作的材料试件，在标准试验方法下所能承受的最大水压（MPa）值。如Ｐ6代表所能承受的最大水压为0.6MＰa，影响抗渗性因素：孔隙率；孔隙特征。（P↓密实或P闭↑的Ｐ↑）。15（6）抗冻性定义：材料在浸水饱合情况下，经多次冻融循环，不破坏，强度也不显著降低的性质。表示方法：抗冻标号Ｆ例如抗冻标号Ｆ8，表示在8次冻融循环作用下，强度损失≯25％，质量损失≯5％。冻害原因：（1）水结冰，V↑9％，对孔壁产生压应力可达100MPa（2）内外温度差温度应力。影响抗冻性因素：孔隙率与孔隙特征；孔隙中水充满程度；材料抵抗冰冻应力的能力。163、与热有关的性质（1）导热性定义：材料传导热量的能力表示方法：导热系数λQ=λA(Ｔ2－Ｔ1)ｔ/dλ=Qd/A(Ｔ2－Ｔ1)ｔQ－传递的热量，J。Ｔ2－Ｔ1－材料两侧温差，K。A－材料面积，m2。d－材料厚度，m。λ－导热系数，W／m·kｔ－导热时间（S）λ↓绝热性↑保温隔热性能↑绝热材料：λ0.15w/m·k材料的导热示意图17影响导热系数的因素：1）化学组成和（显微）结构：λ晶体λ玻璃体λ金属λ无机λ无机λ有机2）体积密度：ρ0↑（P↓）λ↑3）孔隙状况：P↑P闭↑孔径小λ↓4）环境的温、湿度2.330.580.023λ冰λ水λ空气4倍25倍18（2）热容热容是指材料受热吸收（蓄存）热量或冷却放出热量的性能。1）比热容：1kg材料温度升高1k（或降低1k）所吸收（或放出）的热量：Q=c·m(t2－t1)c=Q/m(t2－t1)Q－材料吸收（放出）的热量，KJ。m－材料的质量，kg。t2－t1－材料受热（冷却）前后的温度差，K。c－材料的比热容，KJ／kg·k。2）热容：热容＝c·m（＝Q／(t2－t1）单位：kJ／K3）热容的实用意义：保持室内房间温度的稳定；（在一定范围内，采用热容值较高的材料,冬季施工材料的加热。）192.2.2材料的力学性能1、强度和强度等级强度：材料抵抗在应力作用下破坏的能力。“f”，单位：MＰa(N/m2)表示式：f=σmax,σmax为材料在外力作用下，破坏截面的极限应力值。材料在不同受力方式下的强度：1）轴向抗压、抗拉强度和抗剪强度f压（拉、剪）=Pmax/APmax－最大荷载，N。（荷载：作用于材料试件或构件的外力）A－破坏截面的面积，mm2。f压（拉、剪）－抗压（抗拉、抗剪）强度，MPa。2）抗弯强度（抗折强度）f弯＝3PmaxL/2bh220强度等级：按材料强度值大小划分的等级。材料强度等级与强度的关系与区别：材料强度值是其力学性质的指标（是随机连续的）；强度等级是根据强度划分的级别。（是人为确定的，不连续的。）比强度：按材料单位质量计算的强度（MPa/kg/m3）材料轻质高强的标志。如f/ρ0：钢：73~78塑料：100~4002、韧性和脆性韧性：冲击韧性是指材料抵抗冲击荷载破坏的能力。（不能用以上静力强度来判断）（说明材料在冲击荷载作用下能吸收较多的能量，而不破坏的能力。）冲击韧性高的材料：建筑钢材、木材、塑料213、弹性和塑性应变：材料单位长度的变形量：ε=⊿L/L应力：材料单位面积上的作用力。σ=P/A（1）弹性变形和塑性变形：弹性变形；塑性变形塑性材料：在破坏前有显著塑性变形的材料。（软钢，铝合金）脆性材料：在破坏前无显著塑性变形的材料。（石材、陶瓷、玻璃）（2）弹性模量：弹性模量：表示材料在弹性范围（线弹性范围）内应变ε与应力σ间的线性关系。ε＝σ／EE＝σ／εE↑在相同σ条件下，ε越小。也说明材料在外力作用下抗弹性变形能力越强。224、硬度及耐磨性硬度：材料抵抗较硬物体压力（或刻划），产生局部塑性变形的能力。常用的测量方法：（1）刻划法：（莫氏硬度）10级（滑石、石膏、磷灰石、正长石、硫铁矿、黄玉、金刚石等），适于陶瓷、玻璃等脆性材料。（2）压入法：（布氐硬度，洛氏硬度）HB＝P／A（或压痕深度Ｈ），适于木材、金属等韧性材料。耐磨性：材料表面抵抗磨损的性能。指标：磨损率KmKm=（m2－m1）/Am1，m2－试件磨损前，后的质量，g。A－试件受磨的表面积，cm2.压入法硬度示意232.2.3材料的耐久性耐久性的定义：耐久性是指材料在外界环境的物理、化学、生物等多种因素作用下，经久不变质、不破坏，尚能保持原有性能的综合能力。耐久性的具体内容：因材料的组成和结构的不同而不同：钢材→腐蚀：无机非金属材料→氧化、溶蚀、冻融、干湿有机材料→腐烂、虫蚀、紫外线照射耐久性的判断：多指标体系。（1）长期在使用条件下观测：很难实现（2）快速试验：抗渗性、抗冻性、抗腐蚀性（盐溶液浸渍）耐久性的确定原则：适宜、适当