第一篇建筑与装饰材料的基本性质 在人类发展的历史长河中材料起着 .doc

第一篇 建筑与装饰材料的基本性质 在人类发展的历史长河中，材料起着举足轻重的作用，人类对材料的应用一直是社会文明进程的里程碑。古代的石器、青铜器、铁器等的兴起和广泛利用，极大地改变了人们的生活和生产方式，对社会进步起到了关键性的推动作用，这些具体的材料（石器、青铜器、铁器）被历史学家作为划分某一个时代的重要标志，如石器时代、青铜器时代、铁器时代等。自20世纪下半叶开始，历史进入新技术革命时代，材料与能源、信息一道被公认为现代文明的三大基础支柱。材料科学的发展不仅是科技进步、社会发展的物质基础，同时也改变着人们在社会活动中的实践方式和思维方式，由此极大地推动社会进步。 材料，一般是指可以用来制造有用的构件、器件或其它物品的物质。材料按组成、结构特点分为金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料；按功能分为结构材料、功能材料；按用途分为建筑材料、水工材料、军事工程材料、……等。 广义的建筑材料是指建筑工程中所有材料的统称。既包括构成建、构筑物本身的材料及所有土木工程中的构成材料，又包括施工过程中所用的材料。通常所指的“建筑材料”主要是指构成建、构筑物本身的材料，即狭义的建筑材料。装饰材料是建筑材料中的一种，由于其近年发展较快，使用的量大面广，故有很多书籍将其与建筑材料并列。 材料的基本性质 建筑与装饰材料在工程中的作用，从根本上讲就是其性质的外在表现。建筑与装饰材料在建（构）筑物的部位不同、使用环境不同，所起的作用就不同。如梁、板、柱以及承重的墙体，主要承受各种荷载作用；房屋屋面，主要承受风霜、雨雪的作用，且能保温、隔热、防水；而高层建筑外墙的装饰，主要应注意光泽、质感、图案、花纹等。这就要求用于不同部位的材料应具有相应的性质。材料的性质是由材料的组成与结构决定（即结构决定性能），而结构又是由材料的生产工艺及原料的成分决定。即学习时应抓住材料的“性能——结构——生产工艺——原料成分”这条主线。 1.1 学习指导 1.1.1 材料的组成、结构与性质 1.1.1.1 材料的组成 （1）化学组成 无机非金属建筑材料的化学组成以各种氧化物的含量表示。金属材料以元素含量来表示。化学组成决定着材料的化学性质，影响着物理性质和力学性质。 （2）矿物组成 材料中的元素或化合物是以特定的结合形式存在着，并决定着材料的许多重要性质。 矿物组成，是无机非金属建筑材料中化合物存在的基本形式。化学组成不同，有不同的矿物。而相同的化学组成，在不同的条件下，结合成的矿物往往也是不同的。例如，化学组成为CaO、SiO2、和H2O的原料，在常温下硬化成的石灰砂浆和在高温高湿下硬化成的灰砂砖，由于两者矿物组成不同，其物理性质和力学性质截然不同。 金属材料和有机材料也与无机非金属材料一样，有其各自的基本组成，决定着同一种类材料的主要性质。例如，铁和碳元素结合成固溶体或者化合物及二者的机械混合物，是非合金（碳素钢）的基本组成，其组成及含量不同的钢，性质有明显差别。所以说，认识各类材料的基本组成，是了解材料本质的基础。 1. 1.1.2 材料的结构 （1）不同层次的结构 材料的结构决定着材料的许多性质。一般从三个层次来观察材料的结构及其与性质的关系。 a.宏观结构（亦称构造） 用放大镜或肉眼即可分辨的毫米级组织称为宏观结构。宏观结构的分类及其相应的主要特性见表1-1。 采用两种或两种以上组成材料构成的新材料，称为复合材料。复合材料取各组成材料之长，避免单一材料的缺点，使其具有多种使用功能（如承受各种荷载、防水、保温、装饰、耐久等）或者具有某项特殊功能。复合材料综合性能好，某些性能往往超过组成中的单一材料。 材料的宏观结构中常含有孔隙或裂纹等缺陷，对材料性能有较大影响。材料的宏观结构较易改变。 表1-1 材料的宏观结构及其相应的主要特性 材料的宏观结构 常用材料 主要特性 单一材料 致密结构 钢材、玻璃、沥青、部分塑料 高强、或不透水、耐腐蚀 多孔结构 泡沫塑料、泡沫玻璃 轻质、保温 纤维结构 木材、竹材、石棉、岩棉、玻璃纤维、钢纤维 高抗拉、且大多数具有轻质、保温、吸声性质 聚集结构 陶瓷、砖、某些天然岩石 强度较高 复合材料 粒状聚集结构 各种混凝土、砂浆、钢筋混凝土 综合性能好、价格较低廉 纤维聚集结构 岩棉板、岩棉管、石棉水泥制品、纤维板、纤维增强塑料 轻质、保温、吸声或高抗拉（折） 多孔结构 加气混凝土、泡沫混凝土 轻质、保温 迭合结构 纸面石膏板、胶合板、各种夹芯板 综合性能好 b.亚微观结构（显微或细观结构） 由光学显微镜所看到的微米级组织结构。该结构主要涉及到材料内部的晶粒等的大小和形态、晶界或界面、孔隙、微裂纹等。 一般而言，材料内部的晶粒越细小、分布越均匀，则材料的强度越高、脆性越小、耐久性越好；不同组成间的界面粘结或接触越好，则材