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2020一级建造师考试水利水电章节讲义:水利水电工程建筑材料的应用

来源 :考试网 2019-12-12

  1F411024  水利水电工程建筑材料的应用

  一、建筑材料的类型

  1.无机材料

  (1)无机非金属材料

  1)无机胶凝材料

  ①气硬性胶凝材料:只能在空气中硬化,并保持或继续提高其强度,石灰、石膏与水玻璃等。只能用于地面上干燥环境的建筑物。

  ②水硬性胶凝材料:不仅能在空气中而且能更好地在水中硬化,保持并继续提高其强度,水泥等。既可用于地上也可用于地下或水中的建筑物。

  2)天然石料:按形成条件不同分为岩浆岩(火成岩)、沉积岩(水成岩)、变质岩三大类;按颗粒大小分为土料、砂、石三类;按其开采加工程度的不同分为毛石、块石、粗料石、建筑板材等。

  (2)金属材料

  1)黑色金属材料:是指以铁元素为主要成分的金属及其合金材料,是钢和生铁的总称。

  2)有色金属材料:是指黑色金属材料以外的金属及其合金材料。在水工建筑中常用的有色金属是铜和铜的合金及铝的合金。紫铜片是水工建筑中常用的止水材料。

  2.有机材料

  包括沥青材料、植物材料和合成高分子材料等三类。

  (5)土工合成材料:土工合成材料产品的原料主要有聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚酯(PET)、

  聚酰胺(PA)、高密度聚乙烯( HDPE)、发泡聚苯乙倍(EPS)、聚氯乙烯(PVC)、低密度聚乙烯(LDPE)和线形低密度聚乙烯(LLDPE)等。根据《土工合成材料应用技术规范》GB/T 50290- 2014规定, 土工合成材料包括土工织物、土工膜、土工复合材料、土工特殊材料四大类。(18年修改)

  二、建筑材料的应用条件

  (一)筑坝用土石料

  1.土坝(体)壳用土石料:常用于均质土坝的土料是砂质黏土和壤土,要求其应具有一定的抗渗性和强度,其渗透系数不宜大于1×10 -4cm/s;黏料含量一般为10%~30%。

  2.防渗体用土石料:一般采用黏土、砂壤土、壤土、黏质土等材料。

  3.排水设施和砌石护坡用石料:可采用块石,其饱和抗压强度不小于40~50MPa,岩石孔隙率不大于3%。也可采用碎石、卵石,不宜使用风化岩石。

  (二)土工合成材料(18年修改)

  土工合成材料在水利水电工程中的应用包括:

  1.防渗工程。土工合成材料用于防渗工程时,主要材料选取应符合下列要求:

  (1)一般情况下宜采用土工膜或复合土工膜;

  (2)承受较高拉力时,宜采用加筋复合土工膜;

  (3)地形复杂,土工膜焊接质量难以保证,要求隔渗层受损后易于自愈时,可采用土工合成材料膨润土防渗垫;

  (4)道路工程可采用现场涂(喷)沥青的薄膜士工织物。

  2.反滤、排水工程。工程中需要反滤功能时,可采用无纺土工织物,或兼顾其他需要采用有纺土工织物;工程中需要排水功能时,可采用无纺土工织物( 利用其平面排水) ;需要排水能力较大时,可采用复合排水材料和结构(排水沟、排水管、软式排水管、缠绕式排水管或塑料排水带等)。

  3.防护工程。需要利用工程措施实现防冲、防浪、防冻、防震、固砂、险情抢护、防止盐溃化、防泥石流或需用轻质材料使结构减载等时,可选用相应的土工合成材料。

  4.加筋土工程。士工合成材料可用作加筋材改善土体强度,提高土工结构物稳定性和地基承载力。用作加筋材的土工合成材料按不同结构需要可分为:土工格栅、土工织物、土工带和土工格室等。

  (三)建筑石材

  要求有较好的耐水性、抗冻性、耐久性。

  1.火成岩:花岗岩,闪长岩,辉长岩,辉绿岩,玄武岩;

  2.水成岩:石灰岩,砂岩;

  3.变质岩:片麻岩,大理岩,石英岩。

  (四)水泥

  1.通用硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min,终凝时间不得迟于600min。

  2.水泥的适用范围:【重要】

  (2)有抗冻要求的混凝土,应优先选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、硅酸盐大坝水泥,并掺用引气剂或塑化剂,以提高混凝土的抗冻性。

  (3)大体积建筑物内部的混凝土,应优先选用矿渣硅酸盐大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。

  3.水泥检验的要求:水泥应有生产厂家的出厂质量证明书以及28d强度证明书;

  4.有下列情况之一者,应复试并按复试结果使用:用于承重结构工程的水泥,无出厂证明者;存储超过3个月(快硬水泥超过l个月);对水泥的厂名、品种、强度等级、出厂日期、抗压强度、安定性不明或对质量有怀疑者;进口水泥。【重要】

  (五)水泥砂浆【重要】

  1.流动性:常用沉入度表示。沉入度大的砂浆,流动性好。

  2.保水性:保水性可用泌水率表示,工程上采用较多的是分层度这一指标。砂浆的分层度以1~2cm为宜。(15年考点)

  (六)水泥混凝土【重要】

  反映水泥混凝土质量的主要技术指标有:和易性、强度及耐久性。(14年考点)

  1.和易性

  包括流动性、黏聚性、保水性三个方面。坍落度的大小反映了混凝土拌合物的和易性。

  2.混凝土的强度:

  (1)抗压强度:根据抗压强度的大小将混凝土分为不同的强度等级。

  (2)抗拉强度:一般约为相应抗压强度的10%左右。有抗裂要求的结构,需对抗拉强度提出要求。测定方法有劈裂抗拉试验法及轴心抗拉试验法。

  3.混凝土的耐久性:包括抗渗性、抗冻性、抗冲磨性、抗侵蚀性、抗碳化性等。

  (1)抗渗性是指混凝土抵抗压力水渗透作用的能力。抗渗等级分为:W2、W4、W6、W8、Wl0、Wl2等,即表示混凝土能抵抗0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2MPa的水压力而不渗水。

  (2)抗冻性是指混凝土在饱和状态下,经多次冻融循环作用而不严重降低强度(抗压强度下降不超过25%,质量损失不超过5%)的性能。抗冻等级分为:F50、F100、F150、F200、F250及F300等。

  (七)建筑钢材

  钢结构用钢材和钢筋混凝土用钢筋及钢丝。

  钢筋:热轧钢筋、冷拉钢筋、冷轧带肋钢筋及热处理钢筋。

  钢丝主要有不同规格的预应力混凝土用钢丝及钢绞线。

 

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