建筑安裝材料

基礎識識

曹正剛1一、聚氯乙烯

(pvc)及其它建筑化工材料21，pvc聚氯乙烯是一種使用一個氯原子取代聚乙烯中的一個氫原子的高分子材料。由氯乙烯在引發劑作用下聚合而成的熱塑性樹脂，是氯乙烯的均聚物。聚氯乙烯是世界上產量最大的塑料產品之一，價格便宜，應用廣泛，聚氯乙稀樹脂為白色或淺黃色粉末。3①聚氯乙烯（PVC）它是建筑中用量最大的一種塑料。硬質聚氯乙烯的密度為1.38～1.43g/cm3，機械強度高，化學穩定性好②聚乙烯（PE）③聚丙烯（PP）聚丙烯的密度在所有塑料中是最小的，約為0．90左右。聚丙烯常用來生產管材、衛生潔具等建筑制品。④聚苯乙烯（PS）聚苯乙烯為無色透明類似玻璃的塑料。⑤ABS塑料ABS塑料是改性聚苯乙烯塑料，以丙烯睛（A）、丁二烯（B）及苯乙烯（S）為基礎的三組分所組成。4聚氯乙烯(PVC)是五大通用樹脂之一，其產量僅次于聚乙烯(PE)。PVC有優良的阻燃、絕緣、耐磨損等化學性能，被廣泛的應用于建材、輕工、農業等領域。在其具體應用方面，按照PVC產品的主要性狀可跟為硬制品和軟制品，其中硬制品主要應用在管材、型材等建筑材料方面，而軟制品主要應用在薄膜、電纜、人造革等方面。PVC產品市場與房地產市場有著非常緊密的聯系。在房地產建筑中，PVC材料用途廣泛，其中以型材、門窗、塑料管等硬制品最為常見。以北美市場為例，建筑房屋方面的PVC用量占總量的75%以上，而國內應用于管材、型材、門窗等領域的PVC約占總體需求的65%左右。5結構簡式這種材料的結構如下：[―CH2―CHCl―]n碳原子為鋸齒形排列，所有原子均以σ鍵相連。所有碳原子均為sp3雜化。

材料性質聚氯乙烯密度1380kg/m362，PS：聚苯乙稀是一種無色透明的塑料材料。具有高于100攝氏度的玻璃轉化溫度，因此經常被用來制作各種需要承受開水的溫度的一次性容器，以及保溫材料板,風管.一次性泡沫飯盒等。73，PP：聚丙烯是一種半結晶的熱塑性塑料。具有較高的耐沖擊性，機械性質強韌，抗多種有機溶劑和酸堿腐蝕。在工業界有廣泛的應用，是平常常見的高分子材料之一。澳大利亞的錢幣也使用聚丙烯制作。84，PE：聚乙烯是日常生活中最常用的高分子材料之一，大量用于制造塑料袋，塑料薄膜，牛奶桶的產品。聚乙烯抗多種有機溶劑，抗多種酸堿腐蝕，但是不抗氧化性酸，例如硝酸。在氧化性環境中聚乙烯會被氧化。

9聚乙烯在薄膜狀態下可以被認為是透明的，但是在塊狀存在的時候由于其內部存在大量的晶體，會發生強烈的光散射而不透明。聚乙烯結晶的程度受到其枝鏈的個數的影響，枝鏈越多，越難以結晶。聚乙烯的晶體融化溫度也受到枝鏈個數的影響，分布于從90攝氏度到130攝氏度的范圍，枝鏈越多融化溫度越低。聚乙烯單晶通常可以通過把高密度聚乙烯在130攝氏度以上的環境中溶于二甲苯中制備。105，ABS：是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的合成塑料丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體的接枝共聚合產物，取它們英文名的第一個字母命名。它是一種強度高、韌性好、綜合性能優良的樹脂，用途廣泛，常用作工程塑料。工業上多以聚丁二烯膠乳或苯乙烯含量低的丁苯橡膠為主鏈，與丙烯腈、苯乙烯兩種單體的混合物接枝共聚合制得。實際上它往往是含丁二烯的接枝聚合物與丙烯腈－苯乙烯共聚物SAN(或稱AS)的混合物。近年來也有先用苯乙烯、丙烯腈兩種單體共聚，然后再與接枝共聚的ABS樹脂以不同比例混合，以制得適應不同用途的各種ABS樹脂。20世紀50年代中期已開始在美國工業化生產。工業生產方法可分兩大類：一類是將聚丁二烯或丁苯橡膠與SAN樹脂在輥筒上進行機械共混，或將兩種膠乳共混，再共聚；另一類是在聚丁二烯或苯乙烯含量低的丁苯膠乳中加入苯乙烯和丙烯腈單體進行乳液接枝共聚，或再與SAN樹脂以不同比例混合使用。

11結構、性質和應用在ABS樹脂中，橡膠顆粒呈分散相，分散于SAN樹脂連續相中。當受沖擊時，交聯的橡膠顆粒承受并吸收這種能量，使應力分散，從而阻止裂口發展，以此提高抗撕性能。接枝共聚合的目的在于改進橡膠粒表面與樹脂相的兼容性和粘合力。這與游離SAN樹脂的多少和接枝在橡膠主鏈上的SAN樹脂組成有關。這兩種樹脂中丙烯腈含量之差不宜太大，否則兼容性不好，會導致橡膠與樹脂界面的龜裂。ABS樹脂可用注塑、擠出、真空、吹塑及輥壓等成型法加工為塑料，還可用機械、粘合、涂層、真空蒸著等法進行二次加工。由于其綜合性能優良，用途比較廣泛，主要用作工程材料，也可用于家庭生活用具。由于其耐油和耐酸、堿、鹽及化學試劑等性能良好，并具有可電鍍性，鍍上金屬層后有光澤好、比重輕、價格低等優點，可用來代替某些金屬。還可合成自熄型和耐熱型等許多品種，以適應各種用途。126，PET：聚對苯二甲酸乙二醇酯

對苯二甲酸與乙二醇的聚合物。英文縮寫為PET，主要用于制造聚對苯二甲酸乙二酯纖維(中國商品名為滌綸)。這種纖維強度高，其織物穿著性能良好，目前是合成纖維中產量最高的一個品種，1980年世界產量約510萬噸，占世界合成纖維總產量的49％性質分子結構的高度對稱性和對亞苯基鏈的剛性，使此聚合物具有高結晶度、高熔融溫度和不溶于一般有機溶劑的特點，熔融溫度為257～265℃；它的密度隨著結晶度的增加而增加，非晶態的密度為1.33克/厘米^3，拉伸后由于提高了結晶度，纖維的密度為1.38～1.41克/厘米^3，從X射線研究，計算出完整結晶體的密度為1.463克/厘米^3。非晶態聚合物的玻璃化溫度為67℃；結晶聚合物為81℃。聚合物的熔化熱為113～122焦/克，比熱容為1.1～1.4焦/(克.開)，介電常數為3.0～3.8，比電阻為10^1110^14歐.厘米。PET不溶于普通溶劑，只溶于某些腐蝕性較強的有機溶劑如苯酚、鄰氯苯酚、間甲酚、三氟乙酸的混合溶劑，PET纖維對弱酸、弱堿穩定。13應用主要做合成纖維的原料。短纖維可與棉花、羊毛、麻混紡，制成服裝用紡織品或室內裝飾用布；長絲可做服裝用絲或工業用絲，如用于濾布、輪胎簾子線、降落傘、輸送帶、安全帶等。薄膜可作片基，用于感光膠片、錄音磁帶。注射模塑件可做包裝容器。147，POM：

聚甲醛學名為聚氧亞甲基，是一種熱塑性結晶聚合物。英文縮寫為POM。結構式為CH—O，1942年以前，甲醛聚合得到的多半是聚合度不高、容易受熱解聚的聚氧亞甲基二醇HOCHOH，其中＝8～100的為多聚甲醛；超過100的為-聚甲醛，1955年前后，美國杜邦公司由甲醛聚合得到甲醛均聚物，即均聚甲醛，商品名為Delrin。美國塞拉尼斯公司由三聚甲醛出發，制得與少量二氧五環或環氧乙烷的共聚物，即共聚甲醛，商品名為Celcon。性質聚甲醛很容易結晶，結晶度達70％；通過高溫退火，可增加結晶度。均聚甲醛的熔融溫度為181℃，密度為1.425克/厘米。共聚甲醛的熔點為170℃左右。均聚甲醛的玻璃化溫度為－60℃。酚類化合物是聚甲醛的最佳溶劑。從熔融指數的研究得知，均聚甲醛的分子量分布較窄。除強酸、氧化劑和苯酚外，共聚甲醛對其他化學試劑很穩定，而均聚甲醛還對濃氨水不穩定。經穩定處理的聚甲醛可加熱到230℃仍無顯著分解。聚甲醛可用壓縮、注射、擠出、吹塑等方法成型，加工溫度為170～200℃；也可用機床加工，還可焊接。制品質輕，堅硬，有剛性和彈性，尺寸穩定，摩擦系數小，吸水率低，絕緣性能良好，又耐有機溶劑；可在廣泛的溫度范圍(-50～105℃)和濕度范圍內使用；在各種溶劑和化學試劑作用下，以及大負荷和長時間循環應力下保持性能不變。15二、金屬材料

金屬是具有光澤、有良好的導電性與機械性能，并具有正的溫度、電阻系數的物質。

根據金屬的顏色和性質，將金屬分為黑色金屬和有色金屬。黑色金屬主要是指鐵、錳、鉻三種金屬和它們的合金。黑色金屬以外的金屬稱為有色金屬。金屬材料在現代工業的應用中，鋼鐵的用途最為廣泛。16

常用金屬材料Content1、碳素鋼

2、鑄鐵

Request1、掌握各種材料的分類、編號、性能，

2、了解各種材料的用途17

一、碳素鋼

碳素鋼是近代工業中使用最早、用量最大的基本材料。世界各工業國家，在努力增加低合金高強度鋼和合金鋼產量的同時,也非常注意改進碳素鋼質量,擴大品種和使用范圍。目前碳素鋼的產量在各國鋼總產量中的比重,約保持在80％左右,它不僅廣泛應用于建筑、橋梁、鐵道、車輛、船舶和各種機械制造工業，而且在近代的石油化學工業、海洋開發等方面，也得到大量使用。18

(一)、碳鋼的分類鋼是碳含量小于2。11%的鐵碳合金。鋼具有必要的力學性能，可以扎制成各種型材。鐵是碳含量大于2。11%的鐵碳合金。鐵沒有韌性，不能鍛造。但是鐵的鑄造性能良好，可以用來鑄造各種結構復雜的零件，也就是我們平時說的鑄件。我們所接觸最多的鐵以及鐵的合金，根據材料性能和組織分為碳素結構鋼、合金鋼、等幾大類，各個大類又分為各個小類:19碳素鋼簡稱碳鋼，它的分類有很多種：

(1)、按含碳量來分的方法：≤0.02%的鐵碳合金純鐵；0.02%—0.25%低碳鋼；0.25%—0.6%中碳鋼；0.6%—2.11%高碳鋼；大于2.11%的是鑄鐵。(2)、按鋼的雜質多少來分：普通鋼S≤0.05%P≤0.045%；優質鋼S≤0.035%P≤0.035%；高級優質鋼S≤0.025%P≤0.025%；特級質量鋼S≤0.015%P≤0.025%。C、S、P、Mn、Si是碳鋼中五大元素。20(3)、按用途來分：A、普通碳素結構鋼：因為價格便宜，這類鋼材大量用于金屬結構和一般機械零件的制造。它的塑性和韌性好，焊接性也好，但是機械強度一般。共有A、B、C、D四個質量等級；普通結構鋼有F、b、Z、TZ四種脫氧方法。B、優質碳素結構鋼：一般用來制造重要的機械零件。使用前一般都要經過熱處理來改善力學性能。優質碳素結構鋼牌號用兩位數字表示，這兩位數字表示該鋼平均含碳量的萬分之幾。如45號鋼表示平均含碳量0。45%。C、碳素工具鋼：碳素工具鋼的牌號有T7等，牌號后的數字表示平均含碳的質量分數千分量。如T8表示平均含碳質量分數為0。8%的碳素工具鋼。工具鋼在淬火熱處理后可以獲得很高的強度，經常用來制造木工刀具和一些尺寸不大的模具。21

鐵碳合金：含碳量為0.0218~2.11%的碳鋼(1)、硫---有害的雜質元素(低熔點（985C）共晶體（FeS+Fe）)，分布在A晶界上。當鋼加熱到1200C熱加工時，這些共晶體已經熔化，于是導致加工件沿晶界開裂而形成所謂的“熱脆”現象;降低焊接性。(二)、雜質元素對鋼性能的影響(2)、錳---有益的雜質元素（溶于鐵素體起固溶強化作用；溶入Fe3C中形成合金滲碳體；同硫生成MnS，消除硫在鋼中的有害影響。含量一般為0.25%0.8%。22

(3)、

硅---有益元素（溶入F使鋼的強度、彈性提高。硅的含量一般不超過0.4%，并不明顯降低鋼的塑性和韌性。）

(4)、磷---有害元素（少量的磷在鋼中全部溶入F中，起強烈的固溶強化作用，使強度、硬度顯著提高，塑、韌性急劇降低，特別在低溫時，使鋼的沖擊韌性明顯下降，這種現象稱為“冷脆”。含磷量較高時，使鋼的焊接性能變壞

(5)、氫---有害元素（氫溶入鋼中使鋼的塑性、韌性降低，引起“氫脆”及白點）

(6)、氮和氧---有害元素（氮使鋼的強度、硬度提高，塑性、韌性降低而脆性增大，因而含氮量過高對鋼有害。氧使鋼的強度和塑性降低，特別是以氧化物夾雜的形式（如FeO、SiO2）存在時，會大大降低鋼的疲勞強度，增加鋼的熱脆性）錳硅—有益元素硫磷氫氧氮—有害元素233、按脫氧程度分：沸騰鋼（F）鎮靜鋼（Z）半鎮靜鋼（b）24(三)、碳鋼的型號和用途1、碳素結構鋼carbonstructuralsteels（5類20種）編號：Q—質量等級?脫氧程度用途：金屬構件、型鋼、墊片、鉚釘、普通小零件2、優質碳素結構鋼編號：——平均含碳量的萬分數較高含錳量鋼Q

235—A

?

F20、4560Mn

、65Mn較高含錳量:C0.6%時,0.7—1.0%MnC>0.6%時,0.9—1.2%Mn25低碳鋼（10、15、20、25）性能：強度、硬度較低，塑性、韌性好，焊接性好用途：金屬構件、型鋼、鋼板、鋼管等電廠中用于500oC以下受熱面管子,如水冷壁中碳鋼（35、40、45、50）性能：良好的綜合機械性能用途：重要機械零件，如軸、齒輪、螺栓高碳鋼（60、65、65Mn）性能：高強度、高彈性用途：彈簧、高強度零件263、碳素工具鋼編號：T

或T用途：各種量具、刃具、磨具含碳量為0.651.3%平均含碳量的千分數T8、T10、T10A高級優質鋼性能：硬度高、耐磨性好27(四)、碳素鑄鋼編號：鑄造碳鋼：ZG

工程用鑄鋼：ZG——鑄鋼件：將鋼水直接鑄成零件毛坯后，不再進行鍛壓加工的鋼件鑄鋼：制造鑄鋼件的鋼平均含碳量的萬分數屈服強度抗拉強度（Mpa）ZG25（ZG230-450）性能:一定強度、良好塑、韌性、焊接性、鑄造性用途：400-450oC以下鑄件，如汽缸、隔板、蒸汽室、噴嘴室、軸承蓋含碳量為0.150.55%28成分：2.5-4%C,Si,S,P,Mn

組織：碳以Fe3C及C形式存在性能：1）強度、塑性、韌性低

2）良好的減振性、減摩性、切削加工性鑄造性，低的缺口敏感性二：鑄鐵工業鑄鐵鑄鐵：含碳量大于2.11%的鐵碳合金2930(一)、鑄鐵的分類1、白口鑄鐵（碳以Fe3C存在）2、灰口鑄鐵graycastiron（片狀石墨）4、球墨鑄鐵nodulargraphiteiron（球狀石墨）3、可鍛鑄鐵malleablecastiron（團絮狀石墨）31

2)在一定條件下，由液態和固態鑄鐵中直接析出石墨(二)、鑄鐵的石墨化形式1）Fe3CFe+C溫度C%FeFe3CLAL+AL+Fe3CA+Fe3CF+Fe3CF+AFADECFPSKGQ1）成分：C、Si、Al、Cu、Ni促進石墨化S、Mn、Cr、Mo、W阻止石墨化

2）冷卻速度：冷速越慢，越有利于石墨化影響石墨化的因素32(三)、灰口鑄鐵性能：抗拉強度、疲勞強度、塑性、韌性低，硬度、抗壓強度取決于基體組織牌號：HT用途：不受沖擊、承壓、減振零件，如機身、機座、泵體、閥門汽缸套組織：F+G,P+G,F+P+G抗拉強度HT20033組織：F+G,P+G,G呈團絮狀(四)、可鍛鑄鐵性能：強度、塑性、韌性高于灰口鑄鐵牌號：KTB—(白心可鍛鑄鐵）

KTH—（黑心鐵素體可鍛鑄鐵）

KTZ—（黑心珠光體可鍛鑄鐵）用途：形狀復雜、受動載荷作用，要求強度、塑韌性較高鑄件，如連桿、低中壓閥門、管接頭b(%)34組織：F+G,P+G,F+P+G,B下+G(五)、球墨鑄鐵性能