水利水電工程師知識點：建筑材料的應用

一、筑壩用土石料

主要包括土壩(體)殼用土石料、防滲體用土石料、排水設施和砌石護坡用石料。

(一)土壩(體)殼用土石料

最常用于均質(zhì)土壩的土料是砂質(zhì)黏土和壤土，要求其應具有一定的抗?jié)B性和強度，其滲透系數(shù)不宜大于1×10-4cm/s;粘料含量一般為10%～30%;有機質(zhì)含量(按重量計)不大于5%;易溶鹽含量小于5%。

心墻壩和斜墻壩多用粒徑級配較好的中砂、粗砂、礫石、卵石及其他透水性較高、抗剪強度參數(shù)較大的混合料。

(二)防滲體用土石料

一般采用黏土、砂壤土、壤土、黏質(zhì)土等材料。

(三)排水設施和砌石護坡用石料

可采用塊石，其飽和抗壓強度不小于40～50MPa，巖石孔隙率不大于3%，吸水率(按孔隙體積比計算)不大于0.8，重度應大于22kN/m3。也可采用碎石、卵石，不宜使用風化巖石。

(四)土工合成材料的應用

根據(jù)《土工合成材料應用技術規(guī)范》(GB

50290-98)規(guī)定，土工合成材料包括土工膜、土工織物、土工復合材料及土工特殊材料四大類。在水利水電工程中的應用包括：

1.防滲。利用土工膜或復合土工膜防滲性強的特點，進行土壩、堤防、池塘等工程的防滲。

2.反濾、排水。利用土工布透水性好、孔隙小的特點，作為土石壩、水閘、堤防、擋土墻等工程的排水和反濾體。

3.護岸護底工程。利用土工布做成軟體排鋪設在防沖的邊坡上，防止水流沖刷渠道和海岸等上岸坡。

4.防汛搶險方面。利用填滿土石料的土工編織袋，快速加高加固堤壩，在迎水面上利用土工布制成的軟體卷材快速鋪設，及時堵住滲漏通道，有效控制管涌、流土，防止?jié)B透破壞。

二、建筑石材

巖石按形成條件的不同，分為火成巖(巖漿巖)、水成巖(沉積巖)及變質(zhì)巖三大類。水工建筑物對石料的要求是有較好的耐水性、抗凍性、耐久性。

(一)火成巖

1.花崗巖：具有較高的抗凍性，鑿平、磨光性也較好。多用于基礎、橋墩、堤壩、拱石、路面、海港結(jié)構和基座等。

2.閃長巖：吸水低，韌性高，耐久性勝過花崗巖。

3.輝長巖：具有很高韌性及抗風化性，是良好的水工建筑石料。

4.輝綠巖：多用于橋墩、基礎、路面及石灰、粉刷材料、原料等。

5.玄武巖：主要用作筑路材料、堤岸的護坡材料等。

(二)水成巖

1.石灰?guī)r：致密的石灰?guī)r加工成板狀，可用來砌墻、堤壩護坡，碎石可用來作混凝土骨料等。但由于它易溶于含有游離CO2較多的水中，因此當用于水工建筑物時，應考慮它的抗水性及耐凍性。

2.砂巖：多用于基礎、襯面和人行道等，但黏土砂巖遇水軟化，不能用于水中建筑物。

(三)變質(zhì)巖

1.片麻巖：用途與花崗巖基本相同，但因呈片狀而受到限制，可作成板材，用于渠道和堤岸襯砌等。

2.大理巖：用于地面、墻面、柱面、欄桿及電氣絕緣板等。

3.石英巖：均勻致密，耐久性很高，硬度大，開采加工很困難。

三、水泥

(一)水泥的品種及主要性能

水泥是水硬性膠凝材料。常用的品種有：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、硅酸鹽大壩水泥、快硬硅酸鹽水泥、抗硫酸鹽硅酸鹽水泥等。硅酸鹽水泥密度一般為3100～3200kg/m3。在0.080mm方孔篩上的篩余量不得超過12%，比表面積為2500～3500cm2 /g。標準稠度用水量，一般在24%～30%之間。初凝時間不得早于45min，終凝時間不得遲于12h。

(二)水泥的適應范圍

1.水位變化區(qū)域的外部混凝土、溢流面受水流沖刷部位的混凝土，應優(yōu)先選用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、硅酸鹽大壩水泥，避免采用火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥。

2.有抗凍要求的混凝土，應優(yōu)先選用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、硅酸鹽大壩水泥，并摻用加氣劑或塑化劑，以提高混凝土的抗凍性。當環(huán)境水兼硫酸鹽侵蝕時，應優(yōu)先選用抗硫

3.大體積建筑物內(nèi)部的混凝土，應優(yōu)先選用礦渣硅酸鹽大壩水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥等，以適應低熱性的要求。

4.位于水中和地下部位的混凝土，宜采用礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥等。

(三)水泥檢驗的要求

水泥應有生產(chǎn)廠家的出廠質(zhì)量證明書，包括廠別、品種、強度等級、出廠日期、抗壓強度、安定性等代表該產(chǎn)品質(zhì)量的內(nèi)容，并應補齊28d強度證明書。

有下列情況之一者，應復試并按復試結(jié)果使用：用于承重結(jié)構工程的水泥，無出廠證明者;存儲超過3個月(快硬水泥超過1個月);對水泥的廠別、品種、強度等級、出廠日期、抗壓強度、安定性不明或?qū)|(zhì)量有懷疑者;進口水泥。

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