建设工程技术与计量（安装工程部分）第一节

（二）非金属材料
    非金属材料也是重要的工程材料。它包括耐火材料、耐火隔热材料、耐蚀（酸）非金属材料和陶瓷材料等。
    1．耐火材料
    能承受高温作用而不易损坏的材料，称为耐火材料。常用的耐火材料有耐火砌体材料、耐火水泥及耐火混凝土。
（1）耐火材料的主要性能指标：
    l）耐火度。
    2）荷重软化温度。
    3）高温化学稳定性。
    4）抵抗温度变化的能力越好，则耐火材料在经受温度急剧变化时越不易损坏。
    5）抗压强度要好。
    6）密度和比热容。
    7）热导率要小，隔热性能要好，电绝缘性能要好。

（2）耐火材料的分类：
    l）耐火砌体材料。按材质高低，分为普通耐火材料和特种耐火材料；按耐火材料的主要化学成分分为粘土砖、高铝砖、硅砖、氧化铝砖、石墨和碳制品以及碳化硅制品等。
    2）耐火水泥及混凝土。按照胶结料的不同，耐火混凝土分为水硬性耐火混凝土、火硬性耐火混凝土和气硬性耐火混凝土；按照密度的高低，可分为重质耐火混凝土和轻质耐火混凝土两类。

2、耐火隔热材料
    耐火隔热材料，又称为耐热保温材料。它是各种工业用炉（冶炼炉、加热炉、锅炉炉膛）的重要筑炉材料。常用的隔热材料有硅藻土、蛭石、玻璃纤维（又称矿渣棉）、石棉，以及它们的制品如板、管、砖等。
    （1）硅藻土耐火隔热保温材料。
    硅藻土砖、板广泛用于电力、冶金、机械、化工、石油、金属冶炼电炉和硅酸盐等工业的各种热体表面及各种高温窑炉、锅炉、炉墙中层的保温绝热方面。硅藻土管广泛用于各种化工、石油、气体、液体高温过热管道及其他高温设备的保温绝热方面。
    （2）硅酸铝耐火纤维。硅酸铝耐火纤维是轻质耐火材料之一。硅酸铝耐火纤维及其制品（毡、板、砖、管等）和复合材料，广泛地用于冶金、机械、建筑、化工和陶瓷工业中的热力设备，如锅炉、加热炉和导管等的耐火隔热材料。
    （3）微孔硅酸钙保温材料。微孔硅酸钙保温材料制品可用于高温设备热力管道的保温隔热工程。
    （4）矿渣棉制品。矿渣棉制品可用作保温、隔热和吸音材料。

 3．耐蚀（酸）非金属材料
    常用的非金属耐蚀材料有铸石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等。
    （1）铸石。铸石具有极优良的耐磨与耐化学腐蚀性、绝缘性及较高的抗压性能。在各类酸碱设备中，其耐腐蚀性比不锈钢、橡胶、塑性材料及其他有色金属高得多，但铸石脆性大、承受冲击荷载的能力低。因此，在要求耐蚀、耐磨或高温条件下，当不受冲击震动时，铸石是钢铁（包括不锈钢）的理想代用材料
    （2）石墨。
    石墨材料在高温下有高的机械强度。石墨材料常用来制造传热设备。
    石墨具有良好的化学稳定性。除了强氧化性的酸（如硝酸、铬酸、发烟硫酸和卤素）之外，在所有的化学介质中都很稳定，甚至在熔融的碱中亦稳定。
    不透性石墨可作为耐腐蚀的非金属无机材料。
    （3） 玻璃。按形成玻璃的氧化物可分为：硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、硼酸盐玻璃和铝酸盐玻璃等，其中硅酸盐玻璃是应用最为广泛的玻璃品种。硅酸盐玻璃的化学稳定性很高，抗酸性强，组织紧密而不透水，但它若长期在某些介质作用下，也会受侵蚀。硅酸盐玻璃具有较好的光泽和透明度、化学稳定性和热稳定性好、机械强度高、硬度大和电绝缘性强，但不耐氢氟酸、热磷酸、热浓碱液的腐蚀。一般用作制造化学仪器和高级玻璃制品，无碱玻璃纤维。耐热用玻璃和绝缘材料等。
    （4）天然耐蚀石料。
花岗岩强度高，耐寒性好，但热稳定性较差；石英岩强度高，耐久性好，硬度高，难于加工；辉绿岩及玄武岩密度高、耐磨性好、脆性大、强度极高、加工较难；石灰岩热稳定性好，硬度较低。
（5）水玻璃型耐酸水泥。水玻璃型耐酸水泥具有能抗大多数无机酸和有机酸腐蚀的能力，但不耐碱。水玻璃胶泥衬砌砖、板后必须进行酸化处理。

4．陶瓷材料
    陶瓷材料有高温化学稳定性、超硬的特点和极好的耐腐蚀性能。
    （1）陶瓷材料的分类。陶瓷一般分为普通陶瓷和新型陶瓷两大类。
    （2）常用陶瓷材料。在工程中常用的陶瓷有电器绝缘陶瓷、化工陶瓷、结构陶瓷和耐酸陶瓷等。

（三）高分子材料
    1．高分子材料的基本概念
    高分子材料具有较高的强度，良好的塑性，较强的耐腐蚀性能，很好的绝缘性和重量轻等优良性能。高分子材料一般分天然和人工合成两大类。通常根据机械性能和使用状态将工程高分子材料分为塑料、橡胶和合成纤维三大类。
    常见的加聚树脂有聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、ABS树脂、聚醋酸乙烯（PVAC）、聚丙烯（PP）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等。

例：通常根据机械性能和使用状态将工程高分子材料分为（）。
A  塑料   B  橡胶  C 合成纤维  D  树脂  E颜料
答案：ABC

2．高分子材料的基本性能及特点
    （1）质轻。
    （2）比强度高。
    （3）有良好的韧性。
    （4）减摩、耐磨性好。
    （5）电绝缘性好。
    （6）耐蚀性。
    （7）导热系数小。
    （8）易老化。
    （9）易燃。
    （10）耐热性。
    （11）刚度小。

3．工程中常用高分子材料
    （l）塑料制品：
    l）塑料的组成。常用的塑料制品都是以合成树脂为基本材料，再按一定比例加入填充料、增塑剂、着色剂和稳定剂等材料，经混炼、塑化，并在一定压力和温度下制成的。
    ①树脂。
树脂有合成树脂和天然树脂之分。
树脂在塑料中主要起胶结作用，通过胶结作用把填充料等胶结成坚实整体。因此，塑料的性质主要取决于树脂的性质。
合成树脂：合成树脂分子结构分为直线型、支链型和体型（或称为网状型）三种。
    ②填料。
又称填充剂，其作用是提高塑料的强度和刚度，减少塑料在常温下的蠕变（又称冷流）现象及提高热稳定性，对降低塑料制品的成本、增加产量有显著的作用，提高塑料制品的耐磨性、导热性、导电性及阻燃性，并可改善加工性能。填料的种类很多，常用的有有机和无机两大类。
    ③增塑剂。其作用是提高塑料加工时的可塑性及流动性；改善塑料制品的柔韧性。常用的增塑剂为酯类和酮类等。
    ④着色剂。着色剂的种类按其在着色介质中或水中的溶解性分为染料和颜料两大类。
    染料可溶于被着色树脂或水中，透明度好，着色力强，色调和色泽亮度好，但光泽的光稳定性及化学稳定性差，主要用于透明的塑料制品。常见的染料品种有：酞青兰和酞青绿、联苯胺黄和甲苯胺红等。
    颜料不溶于被着色介质或水。在塑料制品中，常用的是无机颜料。无机颜料不仅对塑料具有着色性，同时又兼有填料和稳定剂的作用。如炭黑既是颜料，又有光稳定作用。
    ⑤稳定剂。

例：常用的塑料制品都是以合成树脂为基本材料，再按一定比例加入（ ）等材料，经混炼、塑化，并在一定压力和温度下制成的。
A 增塑剂  
B 填充料 
C 着色剂 
D 稳定剂  
E强化剂

答案：ABCD

2）工程中常用塑料制品：
    ①热塑性塑料：
    a、低密度聚乙烯（LDPE）。低密度聚乙烯具有质轻。吸湿性极小、良好的电绝缘性能好。延伸性和透明性强和较好的耐寒性和化学稳定性，但强度和耐环境老化性较差。它一般用作耐蚀材料、小载荷零件（齿轮、轴承）及一般电缆包皮和农用薄膜等。
    b、高密度聚乙烯（HDPE）。高密度聚乙烯具有良好的耐热性和耐寒性，力学性能优于低密度聚乙烯，介电性能优良，但略低于低密度聚乙烯，耐磨性及化学稳定性良好，能耐多种酸、碱、盐类腐蚀，吸水性和水蒸汽渗透性很低，但耐老化性能较差，表面硬度高，尺寸稳定性好。它主要用于制作单口瓶、运输箱、安全帽、汽车零件、贮罐、电缆护套、压力管道及编织袋等。
    c、聚丙烯（PP）。聚丙烯具有质轻，不吸水，介电性、化学稳定性和耐热性良好，力学性能优良，但是耐光性能差，易老化，低温韧性和染色性能不好。聚丙烯主要用于制作受热的电气绝缘零件、汽车零件、防腐包装材料以及耐腐蚀的（浓盐酸和浓硫酸除外）化工设备等。

例：树脂PP指的是（ ）。
A  聚氯乙烯    
B  高密度聚乙烯   
C  聚丙烯   
D 聚苯乙烯

答案：C

    d、聚氯乙烯（PVC）。硬聚氯乙烯塑料常被用来制作化工、纺织等工业的废气排污排毒塔，以及常用气体、液体输送管。软聚氯乙烯塑料常制成薄膜，用于工业包装等，但不能用来包装食品，因增塑剂或稳定剂有毒，能溶于油脂中，污染食品。
    e、聚四氟乙烯（PTFE，F－4）。聚四氟乙烯俗称塑料王，具有非常优良的耐高、低温性能。几乎耐所有的化学药品，在浸蚀性极强的王水中煮沸也不起变化，摩擦系数极低。它也不粘，不吸水，电性能优异，是目前介电常数和介电损耗最小的固体绝缘材料。缺点是强度低，冷流性强。
    f、聚苯乙烯（PS）。聚苯乙烯具有较大的刚度。聚苯乙烯比重小，常温下较透明，几乎不吸水，具有优良的耐蚀性，电阻高，是很好的隔热、防震、防潮和高频绝缘材料。缺点是耐冲击性差，不耐沸水，耐油性有限，但可改性。
    g．聚碳酸酯（PC）。聚碳酸酯誉称“透明金属”，具有优良的综合性能，冲击韧性和延性在热塑性塑料中是最好的，弹性模量较高，不受温度的影响，抗蠕变性能好，尺寸稳定性高，透明度高，可染成各种颜色，吸水性小，绝缘性能优良。但自润滑性差，耐磨性低，不耐碱、氯化烃、酮和芳香烃腐蚀，长期浸在沸水中会发生水解或破裂，有应力开裂倾向，疲劳抗力较低。
    h、ABS。普通ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物。综合机械性能良好，同时尺寸稳定，容易电镀和易于成形，耐热和耐蚀性较好，在一40℃的低温下仍有一定的机械强度。
    i、聚酸胺（PA）。聚酷胺通称尼龙，这种热塑性塑料由二元胺与二元酸缩合而成，这是机械工业中应用较广的工程塑料。
    j、单体浇注尼龙 6（MC）。单体浇注尼龙简称 MC尼龙。
    k、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。俗称有机玻璃，缺点是表面硬度不高，易擦伤，由于导热性差和热膨胀系数大，易在表面或内部引起微裂纹，因而比较脆。此外，易溶于有机溶液中。

例：1、（ ）俗称塑料王。
A  高密度聚乙烯   
B  聚四氟乙烯   
C  聚氯乙烯   
D 聚酰胺

答案：A

2、聚酷胺通称尼龙，这种热塑性塑料由（ ）缩合而成。
A  丙烯腈  
B  二元胺  
C  丁二烯 
D 二元酸    
E 苯乙烯

答案：BD