水利水电工程建筑材料应用

这是一篇关于05水利水电工程建筑材料应用的思维导图，包含建筑材料类型、建筑材料的应用条件、绿色建材、水工纤维混凝土等。

水利水电工程建筑材料应用

• 1. 建筑材料类型
  • （1） 化学性质分类
    • 无机材料
      • 气硬性胶凝材料
        • 只能在空气中硬化：石灰、石膏与水玻璃
      • 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：水泥
      • 金属材料
    • 有机材料
      • 沥青材料、植物材料和合成高分子材料
  • （2） 材料来源
    • 天然建筑材料
      • 土料、砂石料、石棉、木材等及其简单采制加工的成品
    • 人工材料
      • 石灰、水泥、沥青、金属材料、土工合成材料、高分子聚合物
• 2. 建筑材料的应用条件
  • （1） 筑坝用土石料
    • 土坝（体）壳用土石料
      • 均质土坝的土料是砂质黏土和壤土，其渗透系数不宜大于1×10 ^-4cm/s
    • 防渗体用土石料
      • 黏土、砂壤土、壤土、黏质土等材料
    • 排水设施和砌石护坡用石料
      • 可采用块石、碎石、卵石，不宜使用风化岩石
  • （2） 土工合成材料
    • 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
    • 用作加筋材的土工合成材料按不同结构需要分为：土工格栅、土工织物、土工带和土工格室等
  • （3） 建筑石材
    • 火成岩：花岗岩、闪长岩、辉长岩、辉绿岩和玄武岩
    • 水成岩：石灰岩和砂岩
    • 变质岩：片麻岩、大理岩和石英岩
  • （4） 水泥
    • 适应范围
      • 水位变化区域的外部混凝土、溢流面受水流冲刷部位的混凝土，应优先选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、硅酸盐大坝水泥，避免采用火山灰质硅酸盐水泥。
      • 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。当环境水兼硫酸盐侵蚀时，应优先选用抗硫酸盐硅酸盐水泥。
      • 无掺水泥
      • 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，以适应低热性的要求。
      • 位于水中和地下部位的混凝土，宜采用矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。
      • 有掺水泥
    • 水泥检验的要求
      • 生产厂家的出厂质量证明书
        • 厂名
        • 品种
        • 强度等级
        • 出厂日期
        • 抗压强度
        • 安定性
      • 28d强度证明书
      • 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1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
  • （5） 水泥砂浆
    • 流动性
      • 常用沉入度表示。沉入度即标准圆锥体在砂浆中沉入的深度。
    • 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。
      • 分层度大于2cm 的砂浆易泌水，不宜使用，故砂浆的分层度以 1 ～ 2cm 为宜。
  • （6） 水泥混凝土
    • 配合比
      • 浆骨比（W）
        • 单位体积混凝土用水量表示
      • 水胶比（W/C）
        • 水与水泥用量之间的对比关系
      • 砂率
        • 砂与石子用量之间的对比关系
    • 水泥质量指标
      • 和易性
        • 流动性、黏聚性、保水性
        • 按坍落度大小，将混凝土拌合物分为
          • 低塑性混凝土（坍落度为10～40mm）
          • 塑性混凝土（坍落度为50～90mm
          • 流动性混凝土（坍落度为100～150mm）
          • 大流动性混凝土（坍落度≥160mm）
      • 强度
        • 抗压强度
          • 混凝土抗压强度是把混凝土拌合物做成边长为15cm的标准立方体试件，在标准养护条件（温度20℃±2℃，相对湿度95%以上）下，养护到28d龄期，按照标准的测定方法测定的混凝土立方体试件抗压强度（以MPa计）
        • 抗拉强度
          • 一般约为相应抗压强度的10%
      • 耐久性
        • 抗渗性
          • 抗渗等级分为：W2、W4、W6、W8、W10、W12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
        • 抗冻性
          • （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
      • 不同部位混凝土要求
    • 集料
      • 混凝土的细集料：粒径在 0.16 ～ 5mm 之间的集料。
        • 粗砂 （F·M=3.7 ～ 3.1 ）
        • 中砂（ F·M=3.0 ～ 2.3 ）
        • 细砂（ F·M=2.2 ～ 1.6 ）
        • 特细砂（ F·M=1.5 ～ 0.7 ）
      • 混凝土的粗集料：粒径大于 5mm 的集料。
        • 特大石（150 ～ 80mm 或 120 ～ 80mm ）
        • 大石（ 80 ～ 40mm ）
        • 中石（ 40 ～ 20mm ）
        • 小石（ 20 ～ 5mm ）
        • 其他
          • 要求
            • 不应超过钢筋净间距的2/3
            • 构件断面最小边长的1/4
            • 素混凝土板厚的1/2
          • 分类
            • ①当最大粒径为40mm 时，分成D_20、D_40两级
            • ②当最大粒径为80mm时，分成D_20、D_40、D_80 三级
            • ③当最大粒径为150（120）mm时，分成D_20、D_40、D_80、D_150（D_120 ）四级
    • 混凝土的外加剂
      • 改善混凝土和易性的外加剂，包括减水剂、引气剂、泵送剂
      • 调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，包括速凝剂、早强剂、缓凝剂。
      • 改善混凝土耐久性的外加剂，包括引气剂、防水剂、阻锈剂、养护剂等。
    • 混凝土施工质量控制
      • 1 ）原材料的质量检测和控制
      • 2 ）拌合混凝土质量的检测和控制
      • 3 ）浇筑过程中的混凝土检测和控制
        • 仓面应进行混凝土坍落度检测，每班至少2次。
      • 4 ）硬化混凝土的检测
        • ①物理方法（超声波、射线、红外线）检测裂缝、孔隙和弹模系数等。
        • ②钻孔压水，并对芯样进行抗压、抗拉、抗渗等各种试验。
        • ③钻孔取样，对芯样加工后进行试验。
        • ④由埋设在水工建筑物内的仪器（温度计、测缝计、渗压计、应力应变计、钢筋计等）观测建筑物各种性状的变化。
      • 5 ）混凝土施工质量评定
        • 一是设计强度是否有足够的保证率；
        • 二是强度的均匀性是否良好。
        • 混凝土施工质量评定的标准
  • （7） 建筑钢材
    • 分类
      • 热轧光圆钢筋
      • 热轧带肋钢筋
      • 冷拉热轧钢筋
      • 冷轧带肋钢筋
      • 余热处理钢筋
      • 冷轧扭钢筋
      • 钢丝
    • • 指标
        • 基本指标是伸长率和冷弯性能
        • 有物理屈服点钢筋进行质量检查的四项主要指标屈服强度、极限强度、伸长率和冷弯性能
        • 无物理屈服点的钢筋极限强度、伸长率和冷弯性能
      • 力学性能
        • 抗拉性能（抗拉屈服强度、抗拉极限强度、伸长率）、硬度和冲击韧性等；工艺性能有焊接性能及冷弯性能
    • 检验
      • 具有出厂质量证明书或试验报告单，每捆（盘）钢筋均应挂上标牌，标牌上应注有生产厂家、生产日期、牌号、产品批号、规格、尺寸等标记
      • 检验时以60t同一炉（批）号、同一规格尺寸的钢筋为一批。随机选取2根经外部质量检查和直径测量合格的钢筋，各截取一个抗拉试件和一个冷弯试件进行检验，不得在同一根钢筋上取两个或两个以上同用途的试件。钢筋取样时，钢筋端部要先截去500mm再取试样。在拉力检验项目中，包括屈服点、抗拉强度和伸长率三个指标，如有一个指标不符合规定，即认为拉力检验项目不合格。冷弯试件弯曲后，不得有裂纹、剥落或断裂。
      • 对钢号不明的钢筋，需经检验合格后方可使用。检验时抽取的试件不得少于6组
• 3. 绿色建材
  • 可循环可利用建材、高强度高耐久建材、绿色部品部件、绿色装饰装修材料、节水节能建材
• 4. 水工纤维混凝土
  • 掺加钢纤维或合成纤维作为增强材料的混凝土
  • 水工钢纤维混凝土可采用碳钢纤维、低合金钢纤维或不锈钢纤维等
  • 水工纤维混凝土拌合
    • 水工纤维混凝土宜采用强制式拌合机，一次拌合量不宜大于拌合设备额定搅拌量的80％。水工纤维混凝土的拌合宜先干拌后湿拌，必要时可分散布料
    • 原材料计量允许偏差（按质量计，%）
  • 水工纤维混凝土浇筑与养护
    • 水工纤维混凝土的浇筑方式应保证纤维的分布均匀性和结构的连续性；在规定连续浇筑区域内，浇筑施工不得中断，浇筑过程中不得加水。采用泵送工艺时，宜选用功率较大的设备；采用喷射工艺时，应采用湿喷法。
  • 质量检验
    • 原材料质量检验
      • 用于同一工程的同品种、同规格钢纤维，应按每20t为一个检验批，不足20t按一个检验批计。不同批次或非连续供应的不足一个检验批量的钢纤维应作为一个检验批。
      • 钢纤维抽检项目应包括：纤维外观、尺寸、抗拉强度、弯折性能和杂质含量。
      • 用于同一工程的同品种、同规格合成纤维，应按每10t为一个检验批，不足10t按一个检验批计。不同批次或非连续供应的不足一个检验批量的合成纤维应作为一个检验批。
      • 合成纤维抽检项目应包括：纤维外观、尺寸、断裂强度、初始模量、断裂伸长率和耐碱性能。
    • 拌合物及浇筑质量检验
      • 水工纤维混凝土拌合物的离析和泌水检验应在浇筑地点取样，每班次应不少于2次。
    • 混凝土质量检验
      • 水工纤维混凝土质量检验以设计龄期抗压强度为主；常态纤维混凝土以150mm立方体试件在标准养护条件下的抗压强度为准，喷射纤维混凝土以从完成标养的大板试件切割加工而成的100mm立方体为准。水工纤维混凝土试件取样以机口取样为主，每组混凝土试件应在同一储料斗或运输车厢内取样制作。
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