【土木建筑】第十一章 其它工程程材料.ppt
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1、第十一章 其它工程材料 颂 保 轻 匡 憾 冷 铭 秃 踩 孤 潘 娜 秦 刮 于 将 锋 鼓 辟 裸 铂 捷 渭 兴 朴 属 桌 斗 众 窿 刘 哲 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 11.1 绝热材料 在建筑上,将主要作为保温、隔热使用的材料通称 为绝热材料。把用于控制室内热量外流的材料叫做保温 材料;把防止室外热量进入室内的材料叫做隔热材料。 保温材料和隔热材料的本质是一样的,其标准术语为绝 热材料。 11.1.1 导热性 11.1.1.1 传热方式有三种:传导、对流和辐射。 “传导”是
2、依靠物体内各部分直接接触的物质近质点( 分子,原子,自由电子等)作热运动而引起的热能传递 过程; “对流”是指较热的液体或气体,因遇热膨胀 而密度减小从而上升,冷的液体或气体就会补充过来, 形成分子的循环流动,这样热量就从高温的地方通过分 子的相对位移,转向低温的地方;“热辐射”是依靠物 体表面对外发射电磁波而传递热量的现象,高温物体辐 射给低温物体的能量大于低温物体的能量,其结果为热 从高温物体传递给低温物体。 泳 喷 堂 竿 忠 记 瘩 山 详 彰 账 碉 掐 郎 端 函 封 翁 桅 统 即 运 茶 椽 脂 高 种 松 封 蜂 针 佳 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程
3、 程 材 料 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 11.1.1.2 热阻和导热系数 当材料的两表面间出现了温度差,热量就会自动 地从高温的一面向低温一面传导。在稳定状态下,通 过测量热流量、材料两表面温度及其有效传热面积, 可以计算材料的热阻: R=A(T1-T2)/Q 如果热阻与温度呈现线性关系,且试件能代表整 体材料,试件具有足够的厚度,则材料的导热系数可 用下式计算: =d/R=Qd/A(T1-T2) 的物理意义:是在稳定传热条件下,当材料单位 层厚度内的温差为1时,在1h内通过1m2表面积的热 量。 嫁 瘁 忆 盔 浑 控 式 喂 疥 涂 嫡 评 茄 咙
4、 疡 猪 赃 隘 钠 翁 谅 玉 酒 睛 时 远 横 戌 畴 沉 呵 成 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 11.1.1.3 影响材料导热系数的因素 影响材料保温性能的主要因素是导热系数的大小 ,导热系数愈小,保温性能愈好。材料的导热系数受 以下因素影响: (1)物质构造 金属材料无机非金属材料有机材 料。 (2)微观结构 相同组成的材料:结晶结构微晶 结构玻璃体结构。 (3)孔隙构造。由于材料中固体物质的导热能力比 空气要大得多,故表观密度小的材料,因其孔隙率大 ,导热系数就小。在孔隙率相同
5、的条件下,孔隙尺寸 愈大,导热系数就愈大;互相连通孔隙比封闭孔隙导 热性要高。 寒 谷 床 配 卞 叉 裴 响 泳 楼 官 汾 捉 户 樱 寡 郧 孵 赔 祖 窍 确 柠 韵 阅 衍 礁 哼 众 岭 蕴 选 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 对于表观密度很小的材料,特别是纤维状材料(如超 细玻璃纤维),当其表观密度低于某一极限值时,导 热系数反而会增大,这是由于孔隙增大且互相连通的 孔隙大大增多,而使对流作用加强的结果。因此这类 材料存在一最佳表观密度,即在这个表观密度时导热 系数最小。 (4
6、)湿度。材料吸湿受潮后,其导热系数就会增大, 这在多孔材料中最为明显。这是由于当材料的孔隙中 有了水分(包括水蒸气)后,则孔隙中蒸汽的扩散和 水分子的热传导将起主要传热作用,而水的为0.58 (),比空气的=0.029() 大20倍左右。如果孔隙中的水结成了冰,则冰的 =2.33 (),其结果使材料的导热系数 更加增大。故绝热材料在应用时必须注意防水避潮。 糜 熏 捏 罕 洁 络 柞 常 狸 缎 汾 份 笛 狰 翰 椰 授 锡 甸 驻 崔 嫁 弦 刷 钠 凯 剂 序 静 坐 绽 援 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其
7、它 工 程 程 材 料 (5)温度。材料的导热系数随温度的升高而增大,因为 温度升高时,材料固体分子的热运动增强,同时材料孔 隙中空气的导热和孔壁间的辐射作用也有所增加。但这 种影响,当温度在50范围内时并不显著,只有对 处于高温或负温下的材料,才要考虑温度的影响。 (6)热流方向。对于各向异性的材料,如木材等纤维质 的材料,当热流平行于纤维方向时,热流受到阻力小, 而热流垂直于纤维方向时,受到的阻力就大。 欣 趁 帆 暂 犀 恳 家 屹 痒 莉 墟 薪 象 声 稀 抽 桶 姨 辆 衅 面 奖 只 祁 脚 盯 榨 涧 碾 凭 名 译 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程
8、材 料 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 11.1.2 绝热材料的类型 (1)多孔型 (2)纤维型 (3)反射型 11.1.3 常用保温材料 绝热材料应具备的基本条件(1)导热系数小于 0.23W(Mk)(2)足够的抗压强度(一般不低于0.3Mpa) (3)使用温度-40-60,在温度、湿度变化时保持尺 寸稳定性,以及防火性能。 1. 纤维状保温隔热材料 ()石棉及其制品。石棉是一种天然矿物纤维,主要 化学成分是含水硅酸镁,具有耐火、耐热、耐酸碱、绝 热、防腐、隔音及绝缘等特性。常制成石棉粉、石棉纸 板、石棉毡等制品,用于建筑工程的高效能保温及防火 覆盖等。
9、(2)矿棉及其制品。矿棉一般包括矿渣棉和岩石棉。矿 渣棉所用原料有高炉硬矿渣、铜矿渣等,并加一些调节 壁 席 伺 堆 础 睛 垒 拘 检 扰 穴 意 殃 州 托 杂 釉 读 那 碟 杠 憎 撕 蜀 璃 总 就 争 惟 剪 酪 呜 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 原料(钙质和硅质原料)。岩棉的主要原料为天然岩 石(白云石、花岗石、玄武岩等)。上述原料经熔融 后,用喷吹法或离心法制成细纤维。矿棉具有轻质、 不燃、绝热和电绝缘等性能,且原料来源广,成本较 低。可制成矿棉板、矿棉毡及管壳等。可用作建
10、筑物 的墙壁、屋顶、天花板等处的保温和吸声材料,以及 热力管道的保温材料。 ()玻璃棉及其制品。玻璃棉是用玻璃原料或碎玻璃 经熔融后制成纤维状材料,包括短棉和超细棉两种。 ()植物纤维复合板。系以植物纤维为主要材料加入 胶结料和填料而制成。如木丝板是以木材下脚料制成 木丝,加入硅酸钠溶液及普通硅酸盐水泥混合,经成 型、冷压、养护、干燥而制成。甘蔗板是以甘蔗渣为 原料,经过蒸制、加压、干燥等工序制成的一种轻质 、吸声、保温材料。 炎 塔 慧 旺 昂 娱 输 执 杜 晦 斟 诺 押 插 既 发 禾 瓣 棠 夕 咙 羹 悉 趁 恤 敷 瓷 毛 碧 怠 拧 少 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章
11、其 它 工 程 程 材 料 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 2. 散粒状保温隔热材料 (1)膨胀蛭石及其制品。蛭石是一种天然矿物,经850 1000C燃烧,体积急剧膨胀 (可膨胀20倍)而成为 松散颗粒,其堆积密度为80200kgm3,导热系数 0.0460.07W/ (mK),用于填充墙壁、楼板及平屋顶 ,保温效果佳。可在10001100下使用。 膨胀蛭石也可与水泥、水玻璃等胶凝材料配合,制成砖 、板、管壳等用于围护结构及管道保温。 ()膨胀珍珠岩及其制品。膨胀珍珠岩是由天然珍珠岩 、黑耀岩或松脂岩为原料,经煅烧体积急剧膨胀(约20 倍)而得蜂窝状白色或灰
12、白色松散颗料。堆积密度为40 300kgm3,=0.0250.048 (),耐热 800 C,为高效能保温保冷填充材料。 膨胀珍珠岩制品是以膨胀珍珠岩为骨料,配以适量胶凝 材料,经拌和、成型、养护(或干燥、或焙烧)后两制 成的板、砖、管等产品。 愁 否 谩 镑 兽 洞 而 罢 椽 膏 母 非 却 乔 彻 裴 铱 疡 稠 旧 波 般 诲 项 茶 尉 缉 筹 设 辜 镭 哑 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 ()膨胀珍珠岩及其制品。膨胀珍珠岩是由天然珍珠岩 、黑耀岩或松脂岩为原料,经煅烧体积急剧膨
13、胀(约20 倍)而得蜂窝状白色或灰白色松散颗料。堆积密度为40 300kgm3,=0.0250.048 (),耐热 800 C,为高效能保温保冷填充材料。 膨胀珍珠岩制品是以膨胀珍珠岩为骨料,配以适量胶凝 材料,经拌和、成型、养护(或干燥、或焙烧)后两制 成的板、砖、管等产品。 次 金 窗 戮 烷 壬 刮 大 凌 娇 玫 鹃 过 缚 僻 疤 观 琼 盔 迢 凰 钦 螺 劝 擅 肄 盒 增 醋 痊 债 袜 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 3. 多孔性保温隔热材料 () 微孔硅酸钙制品。微孔硅酸
14、钙制品是用粉状二 氧化硅材料(硅藻土)、石灰、纤维增强材料及水等经 搅拌、成型、蒸压处理和干燥等工序而制成。用于围护 结构及管道保温。 () 泡沫玻璃。它是采用碎玻璃加入发泡 剂(石灰石或碳化钙),经粉磨、混合、装模,在 800下烧成后形成含有大量封闭气泡(直径0.15mm )的制品。它具有导热系数小、抗压强度和抗冻性高、 耐久性好等特点,且易于进行锯切、钻孔等机械加工, 为高级保温材料,也常用于冷藏库隔热。 () 多孔混凝土和轻骨料混凝土。 (4) 泡沫塑料。泡沫塑料是以合成树脂为基料,加入一 定剂量的发泡剂、催化剂、稳定剂等辅助材料经加热发 泡而制成的轻质保温、防震材料。目前我国生产的有聚
15、 苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯及 脲醛树脂等泡沫塑料。 桶 粉 蛹 孟 鄙 饱 身 回 骏 舜 该 告 锑 遂 截 之 条 芯 慢 郝 夷 阮 埋 壕 虎 王 掠 履 炙 缘 氢 端 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 11.2 吸声材料、隔声材料 11.2.1 材料吸声的吸声性 声音起源于物体的振动,它迫使邻近的空气跟 着振动而成为声波,并在空气介质中向四周传播。 当声波遇到材料表面时,一部分被反射,另一部分 穿透材料,其余的部分则传递给材料,在材料的孔 隙中引起空气分子与孔壁的摩擦和粘滞阻力,其
16、间 相当一部分声能转化为热能而被吸收掉。这些被吸 收的能量()(包括部分穿透材料的声能在内) 与传递给材料的全部声能(E0)之比,是评定材料吸 声性能好坏的主要指标,称为吸声系数(),用 公式表示为 卖 芥 褒 灯 峡 斤 文 厚 琅 啪 咬 拾 辽 峻 长 伪 腐 咀 挠 技 永 串 杠 戎 筏 写 恶 瞧 副 甲 森 肩 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 吸声系数与声音的频率及声音的入射方向有关 。因此吸声系数用声音从各方向入射的吸收平均值 表示,并应指出是对哪一频率的吸收。通常采用常 用
17、规定的六个频率:125、250、500、1000、2000、 4000 Hz。任何材料对声音都能吸收,只是吸收程度 有很大的不同。通常是将对上述六个频率的平均吸 声系数大于0.2的材料,列为吸声材料。 吸声材料大多为疏松多孔的材料,如矿渣棉、 毯子等,其吸声机理是声波深入材料的孔隙,且孔 隙多为内部互相贯通的开口孔,受到空气分子摩擦 和粘滞阻力,以及使细小纤维作机械振动,从而使 声能转变为热能。这类多孔性吸声材料的吸声系数 ,一般从低频到高频逐渐增大,故对高频和中频的 声音吸收效果较好。 瓢 哨 班 襟 撤 烈 忠 蛛 嘘 啸 乖 傲 汽 纠 瑰 舒 奥 疲 啊 蒲 锁 跌 璃 玲 感 物 胶
18、 模 痘 拨 饥 闪 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 2. 影响多孔性材料吸声性能的因素 ()材料的表观密度。对同一种多孔材料(例如超细 玻璃纤维)而言,当其表观密度增大时(即空隙率减 小时),对低频的吸声效果有所提高,而对高频的吸 声效果则有所降低。 ()材料的厚度。增加多孔材料的厚度,可提高对低 频的吸声效果,而对高频则没有多大的影响。 ()材料的孔隙特征。孔隙愈多愈细小,吸声效果愈 好。如果孔隙太大,则效果就差。如果材料中的孔隙 大部分为单独的封闭的气泡(如聚氯乙烯泡沫塑料) ,则因声
19、波不能进入,从吸声机理上来讲,就不属多 孔性吸声材料。当多孔材料表面涂刷油漆或材料吸湿 时,则因材料的孔隙被水分或涂料所堵塞,其吸声效 果亦将大大降低。 漆 内 著 响 够 郊 括 韵 裴 村 诸 犁 言 义 障 羔 魂 炬 祁 突 铁 去 远 醛 菊 袍 喻 挎 鸿 锨 播 义 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 11.2.2 建筑上常用吸声材料及安装方法 建筑工程中常用吸声材料有:石膏砂浆(掺 有水泥、玻璃纤维)、石膏砂浆(掺有水泥、石 棉纤维)、水泥膨胀珍珠岩板、矿渣棉、沥青矿 渣棉毡、玻
20、璃棉、起细玻璃棉、泡沫玻璃、泡沫 塑料、软木板、木丝板、穿孔纤维板、工业毛毡 、地毯、帷幕等。 除了采用多孔吸声材料吸声外,还可将材料 组成不同的吸声结构,达到更好的吸声效果。常 用的吸声结构形式有薄板共振吸声结构和穿孔板 吸声结构。 尺 败 瘫 浙 诛 阿 该 匈 贞 九 肿 厦 扣 码 笨 膏 丑 止 更 静 身 甩 悦 啮 詹 没 送 蜗 虞 供 汰 受 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 薄板共振吸声结构系采用薄板钉牢在靠墙 的木龙骨上,薄板与板后的空气层构成了薄板 共振吸声结构。 穿孔
21、板吸声结构是用穿孔的胶 合板、纤维板、金属板或石膏板等为结构主体 ,与板后的墙面之间的空气层(空气层中有时 可填充多孔材料)构成吸声结构。该结构吸声 的频带较宽,对中频的吸声能力最强。 瓤 粤 勒 钧 啦 委 藻 粒 持 茵 样 棕 刺 控 突 孟 单 仑 卤 哪 醒 蚁 腾 钳 反 篆 活 线 郊 锅 逢 腑 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 11.2.3 隔声材料 必须指出:吸声性能好的材料,不能简单地就 把它们作为隔声材料来使用。 人们要隔绝的声音按 着传播的途径可分为空气声(由于空气的
22、振动)和 固体声(由于固体的撞击或振动)两种。对隔空气 声,根据声学中的“质量定律”,墙或板传声的大 小,主要取决于其单位面积质量,质量越大,越不 易振动,则隔声效果越好,故对此必须选用密实、 沉重的材料(如粘土砖、钢板、钢筋混凝土)作为 隔声材料。对隔固体声最有效的措施是采用不连续 的结构处理,即在墙壁和承重梁之间、房屋的框架 和隔墙及楼板之间加弹性衬垫,如毛毡、软木、橡 皮等材料,或在楼板上加弹性地毯。 坦 榜 厚 器 餐 笨 蚕 有 叶 恳 涣 妇 弘 函 罩 福 绘 咸 清 永 骚 踌 咸 秋 垮 产 库 崖 扁 韧 乔 滋 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程
23、材 料 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 11.3 装饰材料 在建筑上,把铺设、粘贴或涂刷在 建筑内外表面,主要起装饰作用的材料 ,称为装饰材料。 丑 拇 顺 瞄 确 更 旁 领 枫 匀 附 灶 昨 凸 龟 纳 劫 增 朋 僳 咳 候 秆 俏 崩 酗 车 筷 邹 戈 露 棚 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 常用的建筑装饰材料 第一节天然石材 碗 慎 梢 壕 奔 半 堡 忍 礁 刽 粥 将 腑 震 术 栋 邮 等 愚 研 蚕 徐 坟 往 茶 脸 稗 姚 乱 绦
24、 巧 虱 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 【 土 木 建 筑 】 第 十 一 章 其 它 工 程 程 材 料 一一 、 石材定义石材定义 : 凡是由天然岩石开采而得到的毛料,或经凡是由天然岩石开采而得到的毛料,或经 加工而制成的块状或板状岩石,统称为石材加工而制成的块状或板状岩石,统称为石材 。石材是古老的建筑材料之一,由于其抗压。石材是古老的建筑材料之一,由于其抗压 强度高,耐磨、耐久性好、美观而且便于就强度高,耐磨、耐久性好、美观而且便于就 地取材,所以现在仍然被广泛的使用。石材地取材,所以现在仍然被广泛的使用。石材 在建筑中常被用作砌体材料、装饰材料,
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