水利水電工程師知識(shí)點(diǎn)：建筑材料的應(yīng)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(shè)施和砌石護(hù)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(yīng)具有一定的抗?jié)B性和強(qiáng)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(jī)質(zhì)含量(按重量計(jì))不大于5%;易溶鹽含量小于5%。

心墻壩和斜墻壩多用粒徑級(jí)配較好的中砂、粗砂、礫石、卵石及其他透水性較高、抗剪強(qiáng)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(shè)施和砌石護(hù)坡用石料

可采用塊石，其飽和抗壓強(qiáng)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(jì)算)不大于0.8，重度應(yīng)大于22kN/m3。也可采用碎石、卵石，不宜使用風(fēng)化巖石。

(四)土工合成材料的應(yīng)用

根據(jù)《土工合成材料應(yīng)用技術(shù)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(fù)合材料及土工特殊材料四大類(lèi)。在水利水電工程中的應(yīng)用包括：

1.防滲。利用土工膜或復(fù)合土工膜防滲性強(qiáng)的特點(diǎn)，進(jìn)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(diǎn)，作為土石壩、水閘、堤防、擋土墻等工程的排水和反濾體。

3.護(hù)岸護(hù)底工程。利用土工布做成軟體排鋪設(shè)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(xiǎn)方面。利用填滿(mǎn)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(shè)，及時(shí)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(lèi)。水工建筑物對(duì)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(chǔ)、橋墩、堤壩、拱石、路面、海港結(jié)構(gòu)和基座等。

2.閃長(zhǎng)巖：吸水低，韌性高，耐久性勝過(guò)花崗巖。

3.輝長(zhǎng)巖：具有很高韌性及抗風(fēng)化性，是良好的水工建筑石料。

4.輝綠巖：多用于橋墩、基礎(chǔ)、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(hù)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(lái)砌墻、堤壩護(hù)坡，碎石可用來(lái)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(dāng)用于水工建筑物時(shí)，應(yīng)考慮它的抗水性及耐凍性。

2.砂巖：多用于基礎(chǔ)、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(kāi)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(guò)12%，比表面積為2500～3500cm2 /g。標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，一般在24%～30%之間。初凝時(shí)間不得早于45min，終凝時(shí)間不得遲于12h。

(二)水泥的適應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(dāng)環(huán)境水兼硫酸鹽侵蝕時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用抗硫

3.大體積建筑物內(nèi)部的混凝土，應(yīng)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(yīng)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(yàn)的要求

水泥應(yīng)有生產(chǎn)廠家的出廠質(zhì)量證明書(shū)，包括廠別、品種、強(qiáng)度等級(jí)、出廠日期、抗壓強(qiáng)度、安定性等代表該產(chǎn)品質(zhì)量的內(nèi)容，并應(yīng)補(bǔ)齊28d強(qiáng)度證明書(shū)。

有下列情況之一者，應(yīng)復(fù)試并按復(fù)試結(jié)果使用：用于承重結(jié)構(gòu)工程的水泥，無(wú)出廠證明者;存儲(chǔ)超過(guò)3個(gè)月(快硬水泥超過(guò)1個(gè)月);對(duì)水泥的廠別、品種、強(qiáng)度等級(jí)、出廠日期、抗壓強(qiáng)度、安定性不明或?qū)|(zhì)量有懷疑者;進(jìn)口水泥。