其它工程材料教程

1、第11章其他工程材料，11.1隔热材料在建筑中，用于控制室内热流出的材料传统上被称为隔热材料；阻止室外热量进入房间的材料称为隔热材料。保温材料的本质与保温材料相同，其标准术语称为保温材料。11.1.1导热系数11.1.1.1传热模式传导、对流、辐射11.1.1.2热阻和导热系数当材料的两个表面之间存在温差时，热量将自动从高温侧传递到低温侧。材料导热的能力被称为热导率。在稳态下，材料的热阻可以通过测量热通量、材料两个表面之间的温度和有效传热面积来计算。如果热阻与温度成线性关系，并且试样能够代表整个材料并且具有足够的厚度，那么材料的热导率可以通过以下公式计算：可以看出，材料热导率A的物理意义是当温

2、差为1K时，可以计算出厚度为lm的材料的热导率A。材料的导热系数越小，其隔热性能越好。11.1.1.3影响热导率的因素1。材料成分2。微观结构3。孔隙结构4。湿度5。温度6。热流方向11.1.2隔热材料的类型1。多孔2型。纤维类型3。11.1.3反射型常用隔热材料通常满足以下基本条件：导热系数小0.23瓦/(。绝热材料的微观结构通常是轻的、松散的和多孔的，并且孔优选是不相连的，其可以是松散的颗粒或纤维。要获得这种保温材料，可以从以下几个方面入手：使用天然多孔或纤维材料作为主要成分，如软木、浮石、甘蔗板等；在材料中加入引气剂或发泡剂，形成多孔结构，如加气混凝土、泡沫塑料等；加入可在高温下燃烧或分

3、解的材料，形成多孔材料，如多孔陶瓷；材料本身在高温下膨胀成多孔结构，如膨胀珍珠岩和膨胀蛭石。冰库保温采用多种保温材料和多层保温，聚苯乙烯泡沫作为墙体保温夹芯板，聚氨酯泡沫层喷涂在内墙作为保温材料，取得了良好的效果。11.2吸声材料和隔音材料，声压级常用来表示声音：11.2.1材料的吸声(1)吸声系数声音来源于物体的振动。当声波遇到材料表面对时，吸收的声能与入射声能之比称为“吸声系数”。声源停止后，声音因多次反射或散射而持续的现象称为混响。稳态声源停止后，声压级衰减60dB所需的时间称为混响时间。混响室法的吸声系数和材料的吸声特性也与声波的频率有关。为了充分反映材料的吸声特性，通常测量250HZ

4、、500HZ、1000HZ和2000HZ四个频段的实际吸声系数。六个频率的平均吸声系数大于0.2的材料称为吸声材料。吸声材料和结构有很多种，可分为三类：多孔吸声材料、共振吸声结构和其他吸声结构。吸声材料的孔隙是开放的并且相互连接。孔隙越多，吸收性能越好。它们中的大多数具有较低的吸收强度。(2)降噪系数和降噪量将250赫兹、500赫兹、1000赫兹和2000赫兹四个频段的实际吸声系数的算术平均值作为降噪系数。建筑吸声材料的吸声性能根据降噪系数分为四个等级，如表11.3所示。班级这种多孔材料的吸声系数一般从低频到高频逐渐增大，因此对中频和高频有较好的吸声效果。材料中的孔隙越开放、互连和细小，其吸声

5、性能就越好。(2)柔性吸声材料具有封闭的孔和某些弹性材料，例如泡沫塑料。(3)帘式吸音器帘式吸音器是一种具有通风性能的纺织品，安装在离路面或主孔一定距离的地方，后面设置有空气层。这种吸声体对中高频有一定的吸声效果。(4)悬浮空间的吸声器悬挂在空间的吸声器上，由于声波的衍射效应，增加了有效吸声面积，大大提高了实际吸声效果。空间吸收器可以设计成以各种形式悬挂在天花板下。(5)薄板减振结构胶合板、薄板、纤维板、石膏板等的外围。被钉在墙壁或天花板的龙骨上，并留下空气层，这是一种薄板减振结构。吸声结构主要吸收低频声波。(6)多孔板组合共振吸声结构由多种材料制成的多孔板周边固定在龙骨上，背面设置空气层，形

6、成多孔板组合共振吸声结构。这种吸声结构具有适合中频的吸声特性，应用广泛。(7)空腔共振吸声结构空腔共振吸声结构由封闭空腔和较小的武器组成，具有很强的频率选择性。在共振频率附近，吸声系数较大，但远离共振频率时，吸声系数很小。常用吸声材料的吸声系数见表11.4。几种吸声体的吸声特性见图11.1-11 . 2 . 3隔声材料。主要起隔音作用的材料称为隔音材料，主要用于外墙、门窗、隔墙、隔墙等。隔音可以分为两种类型：空气绝缘和固体绝缘。他们的原则完全不同。隔音不仅与材料有关，还与建筑结构密切相关。(1)空气隔声对于空气隔声来说，它主要遵循质量定律，即材料的体积密度越大，质量越大，隔声效果越好，因此应选

7、择密度大的材料作为隔声材料，如砖、粘土混凝土、钢板等。如果使用轻质材料或薄壁材料，应使用多孔吸声材料或夹层结构。例如，夹层玻璃是一种很好的隔音材料。材料隔绝空气声音的能力可以通过材料对声波的透射系数或材料的隔音性来测量。(2)对于固体声的隔声，最有效的措施是采用不连续的结构处理，即在墙体与承重梁之间、房屋的框架与墙板之间增加弹性衬垫，如毛毡、软木、橡胶等材料，或在地板上增加弹性地毯。近年来，一些城市在城市周围修建了高架道路，这给交通带来了便利，但同时也带来了沿线的噪声污染。因此，必须采取相应的降噪措施，减少机动车对附近居民的干扰。下图显示了一个降噪设施。这个盘子表面没有洞。请讨论一下这个盘子的

8、功能。11.3装饰材料，在建筑物中，铺设、粘贴或涂在建筑物内外表面上的主要起装饰作用的材料，称为装饰材料。建筑装饰材料有很多种。本节仅介绍天然石材、建筑陶瓷、建筑玻璃和建筑涂料。11.3.1天然石从天然岩石中开采的任何石头，无论是加工的还是未加工的，统称为天然石。例如，河北赵州桥和北京人民大会堂的现代建筑。天然岩石有很多种，其中花岗岩和大理石主要用于装饰。花岗岩板，大理石板花岗岩具有以下特征：(1)色彩鲜艳，有斑点的纹理图案；(2)硬度高，耐磨性好；(3)耐久性好；(4)高耐酸性和耐腐蚀性；(5)耐火性差；(6)可以打磨和抛光；11.3.1.2大理石在云南大理以其丰富而闻名。从岩石的形成来看，

9、它属于变质岩，是由石灰岩或白云石变质形成的。主要造岩矿物是方解石(结晶碳酸钙)或白云石(结晶碳酸钙镁复盐)。其化学成分主要是碳酸钙(CaO约占50%)，酸性氧化物二氧化硅很少，属于碱性结晶岩。大理石的特性如下：(1)美丽的颜色和多彩的纹理。(2)硬度中等，耐磨性不如花岗岩。(3)耐酸腐蚀性差，大理石表面会被酸性介质腐蚀。(4)易于研磨和抛光。(5)耐久性不如花岗岩。大理石主要用作室内高档装修材料，也可用作室内地板或台阶(耐磨性不如花岗岩)。大理石不适合户外装饰，因为它是碱性岩石，不耐酸。11.3.2建筑陶瓷所有以粘土、长石和应时为基本原料，经过配料、制坯、干燥和焙烧而成的成品统称为陶瓷制品。建

10、筑工程中使用的陶瓷产品称为建筑陶瓷，主要包括釉面砖、外墙砖、地砖、陶瓷马赛克砖、玻璃制品、卫生陶瓷等。11.3.2.1陶瓷产品的质地分类陶瓷产品根据其致密性(吸水性)分为三类：陶器、瓷器和炻器。陶瓷制品具有多孔结构，高吸水率(10)，断面粗糙，不透明，敲击声粗糙。通常，陶器产品可分为粗陶器和细陶器。建筑中常用的烧结粘土砖和瓦是粗陶制品。细陶通常上釉，用于建筑装饰的各种釉面砖都是细陶。陶瓷制品结构紧凑，吸水率小(1)，有一定的透明度。它们在建筑中用于外墙装饰和地板铺设。陶瓷锦砖和日常餐饮茶具都是瓷器。炻器介于陶器和瓷器之间，也称为半瓷器。其结构致密，吸水率在1-10之间，无半透明性。炻器也可以分

11、为粗炻器和细炻器。建筑中使用的外墙瓷砖和地砖是粗糙的炻器，而日常的炻器(如茶壶)是精细的炻器。11.3.2.2陶瓷制品的表面装饰方法有很多，其中常用的有以下几种：(1)上釉(2)上漆(3)贵金属装饰，11.3.2.3建筑陶瓷制品的重要技术性能(1)外观质量(2)吸水性(3)耐快速冷却和加热(4)弯曲11.3.2.4常用的陶瓷制品(1)釉面内墙面砖釉面内墙面砖，又称内墙面砖、釉面砖、瓷砖，是精细陶瓷制品，主要用于装饰和保护建筑物的内部场景，如厨房、卫生间、浴室、墙裙等釉面内墙砖有许多颜色，包括颜色，图案，浮雕和斑点釉面砖除了白色釉面砖。釉面砖的装饰效果主要取决于釉面的色彩图案和纹理。釉面内墙砖的

12、质量应符合GBT410092釉面内墙砖的规定。其质量指标包括：规格尺寸、外观质量、吸水率、耐急冷急热性、弯曲强度、白度和色差等。(2)彩釉陶瓷墙地砖彩釉陶瓷墙地砖与釉面砖基本相同，但生产工艺为二次烧成，纹理为石雕。彩釉陶瓷墙地砖吸水率小、强度高、耐磨、抗冻性好、化学性能稳定，主要用于铺设外墙，有时也用于铺设地面。质量指标应符合GB1194789关于彩釉陶瓷墙地砖的规定。与釉面内墙砖相比，质量指标提高了抗冻性、耐磨性和耐化学腐蚀性。陶瓷马赛克陶瓷马赛克，俗称马赛克，是一种小片状瓷砖质量应符合JC50l93无釉陶瓷地砖。(5)陶瓷夹心砖陶瓷夹心砖是由粘土经配料、真空挤压成型、干燥、烘烤、劈裂(将双

13、面砖分成两块砖)制成。该产品造型独特，富有个性，简单大方，适合墙面装饰。(6)建筑玻璃制品玻璃制品是由耐火粘土经配料、成型、干燥、烧制而成，然后涂上玻璃釉。它是一种精美的陶器产品，颜色有金、黄、绿、蓝和青色。品种分为三类：瓷砖(板砖、滴水砖、管状瓷砖和沟头)、脊和装饰品(吻、古董和野兽)。卫生陶瓷卫生陶瓷是用瓷土制成的精细雏形产品，如洗面奶、小便池、水箱和水槽等。它们主要用于浴室、盥洗室和厕所。产品质量应符合卫生陶瓷GB695286的规定。11.3.3建筑玻璃的基本知识11.3.3.1玻璃(1)玻璃的原料和成分是一种透明的无定形硅酸盐固体物质。熔融玻璃的原料主要包括石英砂、纯碱、长石、石灰石等

14、。石英砂是玻璃的主要材料。纯碱主要用作熔剂。石灰石使玻璃具有良好的耐水性，并起到稳定剂的作用。建筑玻璃的化学成分主要是二氧化硅、氧化钠、氧化钙、氧化铝、氧化镁、K2O等。(2)玻璃和玫瑰花的制造过程是熔化、成型和退火；(3)普通玻璃透明易碎，热稳定性差，急冷急热时易破碎，化学稳定性好，抗盐和酸侵蚀能力强。表观密度约为24502550kgm3。最大导热系数为0.75瓦(mK)。11.3.3.2玻璃产品(1)普通平板玻璃，(2)安全玻璃安全玻璃是指具有良好安全性能的玻璃。主要特点是较高的机械强度和较好的抗冲击性。破碎时，碎片不会飞溅伤人，具有防火功能。钢化玻璃钢化玻璃是通过物理强化方法或化学强化方

15、法处理平板玻璃而得到的玻璃产品。它比普通玻璃(也称为强化玻璃)具有更好的机械强度、耐热性和抗震性能。钢化玻璃的生产分为物理法和化学法。(3)隔热玻璃隔热玻璃包括吸热玻璃、热反射玻璃和隔热玻璃。它们不仅具有良好的装饰效果，还具有特殊的保温功能。除了普通的门窗外，它们还经常被用作幕墙的碎玻璃。普通窗玻璃对太阳光的近红外线有很高的透过率，容易造成温室效应，使室内空调能耗大，因此一般不适合做幕墙玻璃。吸热玻璃吸热玻璃是一种能吸收大量红外辐射并保持良好透光率的平板玻璃。吸热玻璃是通过在玻璃中引入彩色氧化物或在玻璃表面喷涂彩色氧化膜制成的。吸热玻璃可以是灰色、棕色、蓝色、绿色等颜色。吸热玻璃广泛应用于建筑

16、工程的门窗和幕墙。也可作为原板加工成钢化碎玻璃、夹层玻璃或中空玻璃。热反射玻璃热反射玻璃是具有高热反射能力和良好透光性能的玻璃，也称为银膜玻璃或镜面玻璃。应该注意的是，热反射玻璃的不当使用会给环境带来光污染。中空玻璃中空玻璃由两块或多块平板玻璃组成，平板玻璃由一个框架隔开，外围边缘用密封剂密封，玻璃层用干燥气体填充。除了普通退火玻璃之外，构成中空玻璃的原始玻璃也可以是钢化玻璃、吸热玻璃、热反射玻璃等。中空玻璃的特点是隔热、节能和隔音效果好，并能有效防止结露，因此非常适合在住宅建筑中使用。(4)压花玻璃、磨砂玻璃和喷涂玻璃压花玻璃是在玻璃硬化前，用刻有图案的滚筒在玻璃的一面或两面压制各种深浅不同的图案。磨砂玻璃是通过机械喷砂、手工研磨或氢氟酸溶解制成的。喷涂玻璃是通过在平板玻璃表面粘贴图案，涂上保护层并喷砂