材料特性与建筑物风格.doc

第四章 材料特性与建筑物风格本章主要内容：1天然石材；2粘土砖、瓦；3建筑陶瓷；4建筑玻璃；5木材；6钢材；7混凝土 两个概念v 材料特性：v 建筑物风格与流派：远古建筑（埃及金字塔）。印度教传统建筑大型建筑物风格雄浑凝重，构图和谐统一，形式多样。中国传统的建筑主张“天人合一、浑然一体”，居住讲究“静”和“净”，环境的平和、建筑的含蓄。无论是写意的江南庭院，还是独立组团的四合院，都追求人与环境的和谐共生：讲究居住环境的稳定、安全和归属感。建筑风格因受不同时代的政治、社会、经济、建筑材料和建筑技术等的制约以及建筑设计思想、观点和艺术素养等的影响而有所不同。 1天然石材1）天然石材的分类名 称成岩情况主要品种岩浆岩熔融岩浆上升到地表附近或喷出地表，冷却凝结而成岩。花岗岩玄武岩辉绿岩沉积岩岩石风化后，再经沉积、胶结而成岩石灰岩砂岩变质岩岩石在温度、压力或化学的作用下，经变质而成岩大理岩片麻岩2）建筑中常用岩石的特性名 称组成密度花岗岩是岩浆岩中分布最广的一种主要矿物组成，典型的深成岩，属酸性岩石。表观密度25003100kg/m3抗压强度达120250MPa使用年限达75200年大理岩是由石灰岩或白云岩变质而成，主要的造岩矿物是方解石或白云石，属碳酸盐类。表观密度26002700kg/m3抗压强度达100150MPa纯净的大理石称汉白玉石灰岩俗称“青石”，是沉积岩的一种，主要成分是CaCO3，主要矿物成分是方解石，常含有白云石、菱镁石、粘土等。表观密度20002600kg/m3抗压强度达80160MPa砂 岩其主要造岩矿物有石英、及少量的长石、方解石和白云石，属沉积岩。表观密度22002500kg/m3抗压强度达5200MPa常用于建筑物的基础、墙身、踏步等。3）天然石材建筑4）石材特性不变形，硬度高，耐磨性强。抗磨蚀，耐高温，免维护。物理性稳定，组织缜密，受撞击晶粒脱落，表面不起毛边，不影响其平面精度。 5）石材建筑物的风格风格偏于庄重大方，整个建筑多采用对称造型，简洁大方；相邻各建筑整齐划一。贴近自然有厚重感，气势恢宏、壮观雄伟。极具艺术性。建设时间长，耗费大量财富，拆除亦难，具有永久性。2 粘土砖、瓦1）砖的生产工艺采土配料制坯干燥烧成v 红砖与青砖的生产工艺不同。红砖与青砖是以粘土，页岩，煤矸石等为原料，经粉碎，混合捏练后以人工或机械压制成型，粘土砖坯经干燥后，进入窑内烧制。若窑内为氧化气氛，则烧成红砖；若窑内为还原气氛，则烧成青砖。v 红砖与青砖的特点：红砖重量轻、使用寿命长；隔音效果好；硬度高，耐风化性能好；青砖和红砖的硬度差不多的，但青砖在抗氧化，水化，大气侵蚀等方面性能明显优于红砖。2）粘土砖建筑清华学堂-清水墙建筑、阿姆斯特丹火车站3）粘土砖瓦建筑的风格n 性质稳定可信赖，块小质轻易施工；外形规整、井井有序；具有承重、保温、装饰的效果。n 红砖建筑因墙体呈红色，活泼富贵。n 青砖建筑则给人以素雅，沉稳，古朴，宁静的美感 。3 建筑陶瓷概述： 建筑陶瓷是指建筑物室内外装饰用的较高级的烧土制品。 主要品种有内外墙面砖、地转、陶瓷锦砖、琉璃瓦、陶瓷壁画、陶瓷饰品和室内卫生陶瓷制品等。 China-英文单词“China”其首字母大写时意为“中国”， “china” 首字母小写时即意为“瓷器”，据考证，这个词是我国景德镇在北宋真宗景德年之前（公元1004年之前）的古名昌南镇的音译。 陶瓷制品的发展：三个阶段-陶器、原始瓷器、瓷器。三个突破-原料的选择和精制、窑炉的改进和烧成温度的提高、釉的发现和使用。 宋代五大名窑-官、汝、定、钧、哥窑。3.1陶瓷的概念1）基本概念v 凡是采用传统陶瓷的生产方法制成的多晶多相产品都属于陶瓷材料。 v 陶瓷的范围在国际上没有统一的界限。v 在欧洲，陶瓷是指传统的粘土质产品，后来又包括特种陶瓷。v 在美国和日本，陶瓷是硅酸盐或窑业产品的同义词，这里包括陶瓷和耐火材料，还包括水泥和玻璃等。2）陶瓷的分类（1）按陶瓷概念和用途分：（2) 按所用原料及特性不同,陶瓷分为陶器、瓷器和炻器 A陶器：v 特点 烧结程度较低，断面粗糙无光，不透明，敲击时声音粗哑。陶器气孔率高，吸水率大（10%-22%），强度较低，抗冻性较差，v 陶器制品有的施釉，有的不施釉。v 分为粗陶和精陶。v 粗陶制品 粘土砖、瓦、陶罐及日用瓦罐、瓦盆和缸器等；v 精陶制品 内墙釉面砖和卫生洁具等 ；B瓷器：v 特点 结构致密，强度高，基本不吸水，通常是洁白色，敲击时声音清脆，并具有一定的半透明性。v 表面一般要施釉。v 餐茶具、工艺美术品和电子产品都属于此类。 C炻器：v 炻器也称为半瓷。我国通常称为原始瓷器，或称为石胎瓷。v 炻器的气孔率很低，其坯体致密，达到了烧结的程度，吸水率通常小于2%。v 炻器与瓷器的区别是炻器坯体多数带有灰、红等颜色，不如瓷器洁白且无半透明性，其热稳定性优于瓷器。v 分为粗炻器和细炻器 ；v 炻器制品 外墙砖、地砖 、宜兴紫砂等。（3）按坯体的物理性能分类陶和瓷的区别：烧造原料不同、烧结温度不同、吸水率不同、透光率不同。3.2粘土的组成、分类和特性1）组成v 粘土是由天然岩石经长期风化而形成的，它的成分比较复杂，是多种矿物的混合物。组成粘土的矿物，我们习惯上称为粘土矿物；v 常见的粘土矿物有高岭石、蒙脱石和水云母等；v 这些矿物都是具有层状结晶结构的含水的铝硅酸盐，（xAl2O3ySiO2zH2O）。 2）粘土的分类：高岭土、易熔粘土、脊性粘土、页岩。3）粘土的特性：可塑性与结合性、收缩性、烧结性。3.3 陶瓷的装饰v 施釉v 彩绘v 贵金属装饰1）釉的分类2）彩绘根据彩绘在釉层中所处的位置可以分为两类，v 彩绘在釉层下方的叫釉下彩；v 彩绘在釉层上方的叫釉上彩。3）釉下彩v 釉下彩是在生坯或素烧后的坯体上进行彩绘，然后在其上施一层透明釉或半透明釉，再釉烧而成。v 釉下彩所用的颜料为高温颜料，现有种类比较少，生成的颜色不够丰富。v 彩绘图案不易磨损，画面清秀光亮，釉面平整光滑，使用过程中颜料不会溶出扩散，釉下彩绘使用比较安全。v 生产效率低，制品价格贵。 4）釉上彩v 釉上彩是在釉烧过的坯体釉层表面用低温颜料进行彩绘，而后进行彩烧而成的。 v 几乎可以采用目前所有的陶瓷颜料，所以釉上彩的色调丰富。 v 可以采用各种装饰法进行图案的制作，生产效率高，成本低，价格便宜 ；v 图案容易磨损，光滑性差，同时在使用过程中容易发生彩料中的铅被酸溶出而引起铅中毒。 釉上彩照片3.4 常见的建筑陶瓷制品a釉面砖b墙地砖c劈离砖d彩胎砖e玻化砖f金属光泽釉面砖g渗花砖h黑瓷装饰板i大型陶瓷艺术装饰板j陶瓷艺术砖k陶瓷壁画劈离砖的特点在于它兼有普通粘土砖和彩釉砖的特性，故其具有一定的强度、抗冲击性、抗冻性和可粘结性；而且表面可以施釉具有装饰效果及可清洗性。 3.5陶瓷制品贴面建筑风格o 琉璃制品（琉璃瓦）的颜色有黄、绿、黑、蓝、紫等色，富丽堂皇，经久耐用。多用于民族色彩的宫殿式大屋顶建筑中。 o 内、外墙面砖坚固耐用、色彩鲜艳，它不仅可以防止建筑物表面被大气侵蚀，而且使立面美观。 o 陶瓷壁画是以陶瓷面砖、陶板、锦砖等为原料而制作的具有较高艺术价值的现代装饰材料。建筑物具有色彩丰富、神形兼备、巧夺天工的艺术效果。 4 玻 璃玻璃是碱金属硅酸盐和碱土金属硅酸盐的固溶体。主要化学成分是氧化硅、氧化钠、和石灰等。1)玻璃的品种A安全玻璃B中空玻璃C夹丝玻璃D强化玻璃E紫外线透过玻璃F热吸收玻璃G镀铜浮法平板玻璃H结构玻璃2)玻璃用于建筑物的外观效果包括：轻快感和机能美、豪华感和大空间感、隔断与透光空间。5 木 材v 树木的躯干叫做木材，是天然生长的有机材料；v 人们最早利用的建筑材料；v 性能稳定、外观朴实；v 生长速度慢，不能满足人们的需求5.1 暖性材料，容易使人亲近v 木材具有良好的触觉效果v 木材导热系数小，不易传导热量v 木材做地板最舒适，价格最昂贵5.2 木材是轻质高强材料5.3 木材耐久性好六和塔建于公元970年、日本奈良药师寺内的西塔建于公元680年、蓟县独乐寺5.4 加工性能良好v 木材材质较软，易于加工；v 木材多用于造型复杂部位；v 木材雕刻的造型图案可以增加建筑物的美感；5.5 装饰性能好v 木材具有天然花纹，视觉性好；v 木材具有良好的触觉性；v 木材能够营造出宁静、轻松的氛围；5.6 木材的缺点v 木材的各向异性；v 很强的吸湿性；v 容易被虫蛀或腐朽；v 木材易燃，天然缺陷多；5.7 木材资源与地球环境森林对自然资源的作用：v 净化空气；v 涵养水分，保持水土；v 防风治沙，保护农田和草地；6 钢 材6.1 钢材的分类1）按化学成分分类(1)碳素钢：a.低碳钢（C0.25%）；b.中碳钢（C0.250.60%）；c.高碳钢（C0.60%）。(2)合金钢：a.低合金钢（合金元素总含量5%）；b.中合金钢（合金元素总含量为510%）；c.高合金钢（合金元素总含量10%）。2）按脱氧程度分类：沸腾钢、镇静钢、半镇静钢、特殊镇静钢3）按有害杂质含量分类：普通钢、优质钢、高级优质钢和特殊优质钢。6.2 钢材的性能v 轻质高强；v 韧性好，抗冲击能力强；v 外表轻巧、华美，具有光泽；v 容易腐蚀；v 耐火性差；7 混凝土v 混凝土是由胶凝材料、骨料和水按适当的比例配合，拌合制成混合物，经一定时间后硬化而成的坚硬固体。7.1 分类v 按表观密度分类；重质混凝土（1900kg/m3)、中质混凝土（8001900kg/m3)、轻质混凝土（或轻骨料混凝土）（800kg/m3)v 按用途分类；水工混凝土、海工混凝土、普通建筑混凝土、道路桥梁混凝土、耐热混凝土、防辐射混凝土v 按所用胶凝材料分类；水泥混凝土、水玻璃氟硅酸钠混凝土、石膏混凝土、沥青混凝土、聚和物混凝土v 按生产和施工方法分类；普通混凝土、高性能混凝土、超高性能混凝土、特优性能混凝土、流态混凝土、高强高性能混凝土、功能混凝土：如自感知混凝土、自修复混凝土、温度自调节混凝土等。7.2 混凝土的特性v 原材料来源广，造价低；v 利于浇