第 11 章其它工程材料 Chapter 11 other engineering materials

《土木工程材料》 Civil Engineering Materials 第11章其它工程材料Chapter 11 other engineering materials 李崇智北京建筑工程学院土木系，100044 Department of Civil Engineering, Beijing Institute of Civil Engineering and Architecture.100044

相关内容与知识点 • 11.1 绝热材料 • 11.2 吸声材料 • 11.3 装饰材料 • 11.4 新型防水材料

11.1 绝热材料

1、导热性 1、导热系数： • Q——传递热量，d——厚度， A——面积， t——时间。 • 导热系数越大，绝热性越好。

2、影响λ的因素： • 1、物质构成：金属>无机非金属>有机 • 2、微观结构：晶体>微径>玻璃体。 • 3、孔隙构造：P↑，λ↓；孔径↑，λ↑。 • 4、湿度：含水λ↑。 • 5、温度：t↑,λ↑。 • 6、热流方向：对各向异性材料明显，顺纤维>垂直于纤维。

3、绝热材料的基本特征： • 1、λ<0.23 w/（mk），小 • 2、ρ0<600 kg/m3， • 3、 R>0.3MPa，适宜 • 抗冻性、耐水性（较小吸湿或吸水性）、耐热性和耐低温性热稳、耐腐等。

常用绝热材料 • 无机绝热材料：多孔轻质类无机绝热材料、纤维状无机绝热材料和泡沫状无机绝热材料； • 有机绝热材料：泡沫塑料和硬质泡沫橡胶。

序号名称表观密度（kg/m3）导热系数（w/mk） 1 矿棉 45～150 0.049～0.44 矿棉毡 135～160 0.048～0.052 酚醛树脂矿棉毡 <150 <0.046 2 玻璃棉（短） 100～150 0.035～0.058 玻璃棉（超细） >18 0.028～0.037 3 陶瓷纤维 140～150 0.116～0.186 4 微孔硅酸钙 250 0.041 泡沫玻璃 15～600 0.06～0.13 5 泡沫塑料 15～50（堆积密度） 0.028～0.055 6 膨胀蛭石 80～200（堆积密度） 0.046～0.07 膨胀珍珠岩 40～300（堆积密度） 0.025～0.048 6类11种。

11.2 吸声材料

1、吸声原理： • 1、吸声系数——吸收和穿透材料的声能占传递给材料表面全部声能之比。 • 2、六个声音频率（125、250、500、1000、2000、4000HZ）的平均吸声系数大于0.2的材料，称为吸声材料。

吸声材料的结构 • 多孔吸声材料 • 共振吸声结构 • 其它吸声结构 • 与隔热材料结构特征的区别隔热材料：封闭的微孔多孔吸声材料：孔隙相互连通并通向外表

多孔吸声材料 吸中高频，开放、连通、细孔好柔性吸声材料如泡沫塑料，因振动吸收能量、消耗声能帘幕吸声体通气的纺织品＋后设空气层，吸中高频好，能量穿透悬挂空间吸声体增加有效吸声面积薄板振动吸声结构胶合板、纤维板等＋后设空气层，吸低频好穿孔板组合吸声结构穿小孔薄板钉于龙骨＋后设空气层，吸中频好 2、吸声材料及构造：

3、隔声概念： • “质量定律”——厚重材料（单位面积的重量kg/m2大）隔空气声好。 • 隔固体声靠结构断续（加橡皮、毛毡、软木等弹性衬垫）。

11.3 装饰材料

1、选用原则 • 1、满足使用功能——保护、强度、防火、耐水、其他声光热电物理性能，耐久。 • 2、符合审美要求——美观（形、色、质、光），气氛、意境。 • 3、长远、整体经济。

建筑装饰材料的基本特征 • 一定的环保、强度、硬度、防火性、阻燃性、耐水性、抗冻性、耐污染性、耐腐蚀性等特性 • 颜色、光泽、透明度、表面组织及形状尺寸等美感 • 绿色环保、防火功能

2、主要种类： • 石材 • 陶瓷 • 玻璃 • 涂料 • 塑料 • 木材 • 金属

天然石材花岗岩、大理石建筑陶瓷陶、炻、瓷三类。施釉、彩绘、贵金属装饰。内墙砖、地砖、锦砖、劈离砖、琉璃制品、卫生陶瓷等建筑玻璃平板玻璃、安全（钢化夹层夹丝）玻璃、绝热（热反射吸热中空）玻璃、压花磨砂喷花玻璃、空心砖、马赛克建筑涂料基料、辅料、助剂组成。溶剂型、水性。内墙、外墙、顶棚、地面涂料四类：

建筑陶瓷 • 定义：以粘土、长石、石英为基本原料，经配料、制坯、干燥、培烧而制得的成品，统称为陶瓷制品。 • 主要化学组成包括：SiO2、Al2O3、K2O、Na2O等。 • 用于建筑工程的陶瓷制品：釉面砖、外墙面砖、地面砖、陶瓷锦砖、卫生陶瓷等。 • 主要技术性质：外观质量、机械性能、与水有关的性能、热性能和化学性能。

建筑玻璃 • 定义：玻璃是以石英砂、纯碱、长石、石灰石等为主要原料，经熔融、成型、冷却、固化后得到的透明非晶态无机物。 • 化学组成：SiO2、Na2O、K2O、AL2O3、MgO和CaO等，此外还有用于着色、改性等其它成分。 • 优点：具有透明、坚硬、耐蚀、耐热及电学和光学方面的优良性质。 • 缺点：典型的脆性材料，在冲击荷载作用下极易破碎。热稳定性差，遇沸水易破裂。

安全玻璃 • 定义：具有良好安全性能的玻璃，强度高，抗冲击能力好。被击碎时，碎块不飞溅伤人，兼有防火的功能。 • 品种：钢化玻璃、夹层玻璃。

建筑玻璃分类 • 按其功能一般分为以下五类：平板玻璃、饰面玻璃、安全玻璃、功能玻璃、玻璃砖。 • 平板玻璃：建筑玻璃中用量最大的一类，主要利用其透光感透视特性，用作建筑物的门窗、橱窗及屏风等装饰，包括普通平板玻璃、磨光玻璃、浮法玻璃、花纹玻璃和有色玻璃等品种。

功能玻璃 • 定义：兼备采光、调制光线，调节热量进入或散失，防止噪音，增加装饰效果，改善居住环境，节约空调能源及降低建筑物自重等多种功能的玻璃制品，归类为功能玻璃。 • 特性：吸热或反射热、吸收或反射紫外线、光控或电控变色 • 应用：高级建筑物的门窗、橱窗等装饰用；玻璃幕墙； • 主要品种：吸热玻璃、热反射玻璃、防紫外线玻璃、光致变色玻璃、中空玻璃等。

建筑涂料 • 定义：涂于建筑物表面，并形成连结性涂膜，对建筑物起到保护、装饰或使其具有某些特殊功能的材料，如防火、防水、吸声隔声、隔热保温、防辐射等。 • 基本组成：基料、颜料、填料、溶剂（或水）及各种配套助剂。

功能 • ①墙面涂料：保护墙体和装饰墙体的立面，提高墙体的耐久性或弥补墙体在功能方面的不足。外墙涂料和内墙涂料。 • 　②地面涂料：耐磨损性。对地面起装饰和保护作用，有的还有特殊功能如防腐蚀、防静电等。 • 　③防水涂料：取代传统的沥青卷材，简化施工程序，加快施工速度，柔性、延伸性，不龟裂、粉化。 • 　④防火涂料：钢结构防火涂料、木结构防火涂料和混凝土防火涂料。 • 　⑤特种涂料：保护和装饰作用，还具有特殊功能如卫生涂料、防静电涂料和发光涂料。

常见的建筑涂料 • 合成树脂乳液砂壁状建筑涂料、 • 复层涂料、 • 合成树脂乳液内外墙涂料、 • 溶剂型外墙涂料、 • 无机建筑涂料 • 聚乙烯醇水玻璃内墙涂料

11.4 新型防水材料

防水卷材沥青 / 高聚物改性沥青 SBS橡胶（低温柔性好）或APP树脂（耐高温性好）改性，聚酯毡及玻纤毡胎基合成高分子无胎卷材。三元乙丙（EPDM）橡胶（耐老化）； PVC塑料（抗拉、便宜）；氯化聚乙烯-橡胶共混（性能近EPDM价低）防水涂料沥青基已述高聚物改性沥青氯丁橡胶沥青型：水乳型（应用极广），溶剂型（地下浸水环境）合成高分子聚氨酯、聚氨酯煤焦油、丙烯酸酯、硅橡胶几类。聚氨酯弹性好、耐磨、耐候、耐油、耐海水、不燃、耐久（10年以上）密封材料沥青基已述合成高分子丙烯酸酯（耐水较差）、聚氨酯、聚硫（高档）、硅酮（高档）刚性防水防水砼已述防水砂浆已述瓦传统材，有改进防水材料总的分类：

思考题 • 1 为什么釉面砖一般适用于室内，而不宜用于室外？2 为什么绝热材料受潮后，其绝热性能明显下降？3 选用吸声材料有何要求？4 为何一般钾玻璃或钠玻璃在水蒸汽的作用下会发霉？

一、填空题1 隔声主要是指隔绝＿＿声和隔绝＿＿声。2 安全玻璃主要有＿＿和＿＿等。 • 二、选择题1 土木工程材料的防火性能包括＿＿。 ①燃烧性能　②耐火性能　③燃烧时的毒性　④发烟性　⑤临界屈服温度。A ①②④⑤ B ①②③④C ②③④⑤ D ①②③④⑤2 建筑结构中，主要起吸声作用且吸声系数不小于＿＿的材料称为吸声材料。 A 0.1 B 0.2C 0.3D 0.4 • 三、是非判断题1 釉面砖常用于室外装饰。2 大理石宜用于室外装饰。 • 3 三元乙丙橡胶不适合用于严寒地区的防水工程。

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