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。