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土木工程概论|功能材料的作用及特征

时间:2023-10-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:土木工程中的功能材料是以材料的力学性能以外的功能为特征的材料,功能材料的主要作用有防水密封、保温隔热、吸声、隔声等。

土木工程概论|功能材料的作用及特征

土木工程中的功能材料是以材料的力学性能以外的功能为特征的材料,功能材料的主要作用有防水密封、保温隔热、吸声、隔声等。

1.防水材料

防水材料具有防止雨水、地下水与其他水分侵入建筑物的功能,它是建筑工程中重要的建筑功能材料之一。建筑物进行防水处理的部位主要有屋面、墙面、地面和地下室等。防水材料根据其特性可分为柔性防水材料和刚性防水材料两类。柔性防水材料具有一定的柔韧性和较大的延伸率,如防水卷材、防水涂料等;刚性防水材料具有较高的强度,无延伸能力,如防水砂浆、防水混凝土等。

1)防水卷材

防水卷材是可卷曲成卷状的柔性防水材料(见图2-32),有沥青防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材等三大系列。

图2-32 防水卷材

(1)沥青防水卷材是将原纸、纤维织物、纤维毡等胎体浸涂沥青,在浸涂了沥青的胎体表面撒布粉状、粒状或片状材料制成的防水卷材,是较低档的防水材料。常用品种有石油沥青纸胎油毡、石油沥青玻璃布油毡、石油沥青玻纤胎油毡、石油沥青麻布胎油毡等。

(2)高聚物改性沥青防水卷材是以合成高分子聚合物改性沥青为涂盖层,纤维织物或纤维毡为胎体,粉状、粒状、片状或薄膜材料为覆面材料制成的可卷曲片状防水卷材,属于中低档防水材料。主要有SBS改性沥青防水卷材、APP改性沥青防水卷材、聚氯乙烯改性焦油沥青防水卷材、三元乙丙改性沥青防水卷材等。

(3)合成高分子防水卷材是以合成橡胶合成树脂或合成橡胶与合成树脂的共混体为基料,加入适量的化学助剂、填充料等,经混炼、压延或挤出等工序制成的防水卷材或片材,是高档防水材料。主要有合成橡胶类三元乙丙(EPDM)橡胶防水卷材、聚氯乙烯(PVC)防水卷材和氯化聚乙烯-橡胶共混防水卷材等。

2)防水涂料

防水涂料是以高分子材料为主体,在常温下呈无定形液态,经涂布能在结构表面固化,形成具有相当厚度并有一定弹性的防水膜。防水涂料有沥青基防水涂料(如石灰乳化沥青涂料)、改性沥青类防水涂料(如氯丁橡胶沥青防水涂料、SBS改性沥青防水涂料、APP改性沥青防水涂料等)和合成高分子防水涂料(如聚氨酯防水涂料、聚氯乙烯防水涂料、有机硅防水涂料等)三种。(www.xing528.com)

2.灌浆材料

灌浆材料是在压力作用下注入地层、岩石或构筑物的缝隙、孔洞中,达到增加承载能力、防止渗漏及提高构筑物整体性能等效果的一种工程材料。常用的灌浆材料有水泥、水玻璃、环氧树脂、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺、聚氨酯等。

3.绝热材料

绝热材料是对热流有显著阻抗能力的材料或材料复合体。习惯上把控制室内热量外流的材料称为保温材料,把防止室外热量进入室内的材料称为隔热材料。材料的导热性能用热导率表示。热导率是指当垂直温度梯度为1℃/m时,单位时间内通过单位水平截面面积所传递的热量。一般把热导率小于0.23W/(m·K)的材料称为绝热材料。根据化学组成,绝热材料可分为无机绝热材料和有机绝热材料。

(1)无机绝热材料分为多孔轻质类绝热材料(如硅藻土、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩等)、纤维类绝热材料(如玻璃纤维、陶瓷纤维岩棉及矿渣棉等)与泡沫类绝热材料(如泡沫玻璃、多孔混凝土等)。

(2)有机绝热材料主要有泡沫塑料(如聚苯乙烯泡沫塑料、脲醛泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料等)和硬质泡沫橡胶。

4.吸声材料和隔声材料

吸声材料能在较大程度上吸收由空气传递的声波能量。在音乐厅、影剧院、大会堂内部的墙面、地面、顶棚等部位采用吸声材料,可改善声波在室内的传播质量,获得良好的音响效果。

材料的吸声效果用吸声系数a(a=吸收声能/入射声能)表示,通常把对6个频率(125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz,4000Hz)的平均吸声系数大于0.2的材料称为吸声材料。常用的吸声材料有无机材料(如石膏板、水泥蛭石板、水泥膨胀珍珠岩板)、有机材料(如软木板、木丝板、木质纤维板)与多孔材料(如泡沫玻璃、泡沫水泥、泡沫塑料)等。

隔声材料是指起隔声作用的材料,主要用于外墙、门窗、隔墙等。隔绝空气声(通过空气传播的声音)可采用密实、沉重的材料,如黏土砖、钢板、钢筋混凝土等;隔绝固体声(通过撞击或振动传播的声音)可采用不连续结构处理,即在墙壁和承重梁之间、房屋框架和墙壁及楼板间加设弹性衬垫,如厚地毯橡胶板塑料板、软木地板等,将固体声转化为空气声后被衬垫吸收。

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