1.2.1.1　材料与质量有关的性质

（一）密　度

密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。密度（ρ）可用下式表示：

式中　ρ——材料的密度（g/cm3）；

m——材料的质量（g）；

V——材料在绝对密实状态下的体积（不包括内部任何孔隙的体积）（cm3）。

材料的密度ρ的大小取决于材料的组成与材料的内部结构。

（二）体积密度

体积密度是指材料在自然状态下，单位体积的质量（旧称容量）。体积密度（ρ0）可用下式表示：

式中　ρ0——材料的体积密度（g/cm3或kg/m3）；

m——材料的质量（g或kg）；

V0——材料在自然状态下的体积（包括材料内部所有开闭口孔隙的体积）（cm3或m3）。

测定材料的体积密度时，材料的质量可以是在任意含水情况，通常所指的体积密度是材料在气干状态下的，称为气干体积密度，简称体积密度。材料的体积密度除与材料的密度有关外，还与材料内部孔隙的体积有关，材料的孔隙率越大，则材料的体积密度越小。

（三）堆积密度

堆积密度是指粉状材料在堆积状态下，单位体积的质量。堆积密度（）可用下式表示：

式中——堆积密度（g/cm3或kg/m3）；

m——材料的质量（g或kg）；

——材料的堆积体积（包括了颗粒之间的空隙）（cm3或m3）。

（四）密实度与孔隙率

密实度的指材料体积内被固体物质所充实的程度。密实度（D）可用下式计算：

式中　D——密实度（%）；

V——材料中固体物质体积（cm3或m3）；

V0——材料体积（包括内部孔隙体积）（cm3或m3）；

ρ0——体积密度（g/cm3或kg/m3）；

ρ——密度（g/cm3或kg/m3）。

孔隙率是指材料中，孔隙体积所占整个体积的比例。孔隙率（P）可用下式计算：

对于砂石散粒材料，可用空隙率来表示颗粒之间的紧密程度。空隙率，是指散粒材料在某堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的比例。空隙率（P′）可用下式表示：

一般情况下，材料内部的空隙率越大，则材料的体积密度、强度越小，耐磨性、抗冻性、抗渗性、耐腐蚀性、耐水性及耐久性越差，而保温性、吸声性、吸水性与吸湿性越强。上述性质不仅与材料的孔隙率大小有关，还与孔隙特征（如开口孔隙、闭口孔隙、球形孔隙等）有关。几种常用建筑装饰材料的密度、体积密度见表1-3。

表1-3　几种常用建筑材料的密度、体积密度

1.2.1.2　材料与水有关的性质

（一）亲水与憎水性

当材料与水接触时，有些材料能被水润湿；有些材料，则不能被水润湿。前者称材料具有亲水性，后者称材料具有憎水性。

材料被水湿润的情况，可用润湿边角θ表示。当材料与水接触时，在材料、水、空气三相的交点处，沿水滴表面的切线和水接触成的夹角θ，称为润湿边角，如图1-1所示。θ角越小，表示材料越易被水润湿。一般认为，当润湿边角θ≤90°时，如图1-1（a）所示，水分子之间的内聚力小于水分子与材料分子之间的互相吸引力，此种材料称为亲水性材料。当θ﹥90°时，如图1-1（b）所示，水分子之间的内聚力大于水分子与材料分子之间的吸引力，则材料表面不会被水浸润，此种材料称为憎水性材料。当θ=0时，表明材料完全被水润湿。

图1-1　材料润湿示意图

（二）吸水性

吸水性是材料在水中吸收水分的性质。吸水性的大小，以吸水率表示。吸水率（W）由下式计算：

式中　W——材料的质量吸水率（%）；

m——材料在干燥状态下的质量（g）；

m1——材料在吸水饱和状态下质量（g）。

在多数情况下，吸水率是按质量计算的，即质量吸水率；但是，也有按体积计算的，即体积吸水率（吸入水的体积占材料自然状态下体积的百分数）。多孔材料的吸水率一般用体积吸水率来表示。

体积密度小的材料，吸水性大。如木材的质量吸水率可大于100%，普通黏土砖的吸水率为8%～20%。吸水性大小与材料本身的性质、孔隙率大小及孔隙特征等有关。

（三）吸湿性

材料在潮湿空气中吸收水分的性质，称为吸湿性。吸湿性的大小用含水率表示。含水率就是用材料所含水的质量与材料干燥时质量的百分比来表示。材料吸湿或干燥空气湿度相平衡的含水率称为平衡含水率。材料在正常使用状态下，均处于平衡含水状态。

材料的吸湿性主要与材料的组成、孔隙含量，特别是毛细孔的特征有关，还与周围环境温湿度有关。

（四）耐水性

耐水性是指材料长期在饱和水作用下，保持原有的功能，抵抗破坏的能力。

对于结构材料，耐水性主要指强度变化；对装饰材料则主要指颜色、光泽、外形等的变化，以及是否起泡、起层等。即材料不同，耐水性的表示方法也不同。如建筑涂料的耐水性常以是否起泡、脱落等来表示，而结构材料的耐水性用软化系数Kp（材料在吸饱和状态下的抗压强度与材料在绝干状态下的抗压强度之比）来表示。(www.daowen.com)

材料的软化系数Kp=0～1.0。Kp≥0.85的材料称为耐水性材料。经常受到潮湿或水作用的结构，需选用Kp≥0.75的材料，重要结构需选用Kp≥0.85材料。一般材料随着含水量的增加，会减弱其内部结合力，强度都有不同程度的降低，即使致密的石材也不能完全避免这种影响。花岗石长期浸泡在水中，强度将下降3%；烧结普通砖和木材所受影响更为显著。

（五）抗冻性

抗冻性是指材料在吸小饱和状态下，在多次冻融循环的作用下，保持原有的性能，抵抗破坏的能力。

材料在-15℃以下时毛细孔中的水结冰，体积增大约9%，对孔壁产生很大的压力，而融化时由外向内逐层进行，方向与冻结时相反，在内外层之间形成压力差和温度差，使材料出现脱屑、剥落或裂缝，强度也逐渐降低，材料的抗冻性用抗冻等级Fn表示，如F15表示能经受15次冻融循环而不破坏。

材料孔隙率和开口孔隙越大（特别是开口孔隙率）则材料的抗冻性越差。材料孔隙中的充水程度越高，则材料的抗冻性越差。对于受冻材料，吸水饱和状态是最不利的状态。如陶瓷材料吸水饱和受冻后，最易出现脱落、掉皮等现象。

（六）抗渗性

抗渗性指材料抵抗压力水渗透的性质，材料的抗渗性用渗透系数（Ks）表示：

式中　Ks——材料的渗透系数（cm/h）；

Q——渗水量（cm3）；

d——试件厚度（cm）；

A——渗水面积（cm2）；

t——渗水时间（h）；

H——静水压力水头（cm）。

1.2.1.3　材料与热有关的性质

（一）导热性

导热性是指热量由材料的一面传至另外一面多少的性质。导热性用导热系数（λ）表示，计算式如下：

式中　λ——导热系数[W/（m·k）]；

Q——传热量（J）；

d——材料厚度（m）；

T1-T2——材料两侧的湿差（K）；

A——材料传热面的面积（m2）；

t——传热的时间（s）。

一般认为，金属材料、无机材料、晶体材料的导热系数λ分别大于有机材料、非晶体材料；孔隙率越大，导热系数越小，细小孔隙、闭口孔隙比粗大孔隙、开口孔隙对降低导热系数更为有利，因为减少或降低了对流传热；材料含水，会使导热系数急剧增加。

导热系数的大小取决于材料的组成、孔隙尺寸和孔隙特征以及含水率等。

（二）耐燃性与耐火性

1.耐燃性

材料抵抗燃烧的性质称为耐燃性。耐燃性是影响建筑物防火和耐火等级的重要因素，《建筑内部装修设计防火规范》（GB 50222—1995）给出了常用建筑装饰材料的燃烧等级，见表1-4。材料在燃烧时放出的烟气和毒气对人体危害极大，远远超过火灾本身。因此，建筑内部装修时，应尽量避免使用燃烧时放出大量浓烟和有毒气体的装饰材料。

表1-4　常用建筑内部装饰材料的燃烧性能等级划分

续表

注：1.安装在钢龙骨上的纸面石膏板，可作为A级装饰材料用。
2.当胶合板表面涂覆一级饰面型防火涂料时，作为B1及装饰材料用。
3.单位质量小于300 kg/m3的纸质、布质壁纸，当直接粘贴在A级基材上时，可作为B1级装饰材料使用。
4.施涂于A级基材上的无机装饰涂料，可作为A级装饰涂料使用。施涂于A级基材上，湿涂覆比小于1.5 kg/m2的有机装饰涂料，可作为B1级装饰材料使用；施涂于B1，B2级基材上时，应连同基材一起通过实验确定其燃烧等级。
5.其他装饰材料系指窗帘、帷幕、床罩、家具包布等。

另外，国家还规定了下列建筑或部位室内装修宜采用非燃烧材料或难燃材料。

（1）高级宾馆的客房及公共活动用房。

（2）演播室、录音室及电化教室。

（3）大型、中型计算机房。

2.耐火性

耐火性是指材料抵抗高温或火的作用保持其原有性质的能力。金属材料、玻璃等虽属于不燃性材料，但在高温或火的作用下在短时间内就会变形、熔融，因为不属于耐火材料。建筑材料或构件的耐火极限通常用时间来表示，即按规定方法，从材料受到或的作用时间起，直到材料失去支持能力、完整性被破坏或失去隔火作用的时间，以h或min计。如无保护层的钢柱，其耐火权限仅有0.25h。

（三）耐急冷急热性

材料抵抗急冷急热的交替作用，并能保持其原有性质的能力，称为材料的耐急冷急热性，又称材料的抗热震性或热稳定性。

许多无机非金属材料在急冷急热交替作用下，易产生巨大的温度应力而使材料开裂或炸裂破坏，如瓷砖、釉面砖等。

1.2.1.4　材料与声学有关的性质

（一）吸声性

吸声性是指材料在空气中能够吸声的能力。当声波传播到材料的表面时，一部分声波被反射，另一部分穿透材料，其余部分则传递给材料。对于含有大量开口孔隙的多孔材料，传递给材料的声能在材料的孔隙中引起空气分子与孔壁的摩擦和黏滞阻力，使相当一部分的声能转化为热能而被吸收或消耗掉；对于含有大量封闭孔隙的柔性多孔材料（如聚氯乙烯泡沫塑料制品）传递给材料的声能在空气振动的作用下孔壁也产生振动，使声能在振动时因克服内部摩擦而被消耗掉。材料吸声性能的优劣一吸声系数来衡量，吸声系数是指吸收的能量与声波原先传递给材料的全部能量的百分比。吸声系数与声音的频率及声音的入射方向有关，因此吸声系数指的是一定频率的声音从各个方面入射的吸收平均值，一般采用的声波频率为125Hz、250Hz、500Hz、1 000Hz、2 000Hz、4 000Hz。一般对上述6个频率的平均吸声系数大于0.2的材料称为吸声材料。对于多孔吸声材料，其吸声效果与下列因素有关：

（1）材料的体积密度。对同一种多孔材料，其体积密度增大，低频吸声效果提高，而高频吸声效果降低。

（2）材料的厚度。厚度增加，低频吸声效果提高，而对高频影响不大。

（3）材料的孔隙特征。孔隙越多越细小、吸声效果越好，若孔隙太大，则效果就差。

需要指出的是，许多吸声材料与绝热材料性质相同，且都属多孔结构，但对孔隙特征的要求不同，绝热材料要求孔隙封闭，不相连通，这种孔隙越多，其绝热性能越好。而吸声材料则要求气孔开放，互相连通，这种气孔越多，吸声性能越好。

（二）隔声性

声波在建筑结构中的传播主要通过空气和固体来实现，因而隔声分为隔空气声和隔固体声。

1.隔空气声

透射声功率与入射声频率的比值称为声透射系数τ，该值越大则材料的隔声性能越差。材料或构件的隔声能力用隔声量R[R=101g（1/τ）]来表示。与声透射系数τ相反，隔声量R越大，材料或构件的隔声性能越好。对于均质材料，隔声量符合“质量定律”，即材料单位面积的质量越大或材料的体积密度越大，隔声效果越好。轻质材料的质量较小，隔声性较密实材料差。

2.隔固体声

固体声是由于振源撞击固体材料，引起固体材料收迫振动而发声，并向四周辐射声能。固体声仔传播过程中，声能的衰减极少。弹性材料如木板、地毯、壁布、橡胶片等具有较高的隔固体声能力。