第讲水利水电工程技术新版.doc

2F3ll030 水利水电工程建筑材料

2F311031 掌握建筑材料的类型和特性
一、建筑材料的分类
问：建筑材料按期化学成分共分为几种？

二、建筑材料的基本性质
（一）表观密度和堆积密度
两者关系：表观密度>堆积密度
（二）密实度和孔隙率
两者关系：密实度+孔隙率=1
（三）填充率与空隙率
两者关系：填充率+空隙率=1
（四）与水有关的性质
1 ．亲水性与憎水性。
2 ．吸水性。材料在水中吸取水分的性质称为吸水性。
3 ．吸湿性。材料在潮湿的空气中吸取空气中水分的性质称为吸湿性。
4 ．耐水性。材料长期在饱和水作用下不破坏，其强度也不显著减少的性质称为耐水性。
5 ．抗渗性。材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性（或称不透水性），用渗透系数 K 表达。
6 ．抗冻性。材料在饱和水的作用下，能经受多次冻融循环的作用而不破坏，强度不显著减少，且其质量也不显著减小的性质称为抗冻性。
（五）材料的耐久性在使用过程中，材料受各种内外因素或腐蚀介质的作用而不破坏，保持其原有性能的性质，称为材料耐久性。材料耐久性是一项综合性质，一般涉及抗渗性、抗冻性、耐化学腐蚀性、耐磨性、抗老化性等。
例：
1．建筑材料中，水泥按功能分类属于（C）．
A． 结构材料；
B． 防水材料
C． 胶凝材料；
D． 防护材料

2．下列选项中按建筑材料的功能分类涉及（B C DE）．
A． 高分子材料；
B． 防水材料；
C． 胶凝材料
D． 防护材料；
E． 隔热保温材料

3．混凝土耐久性涉及（ACDE）等几个方面．
A． 抗渗性；
B． 强度；
C． 抗冻性
D． 抗冲耐磨性；
E． 抗侵蚀性

4 ．下列属于天然建筑材料的是（A）。
A ．石棉
B ．石灰
C ．水泥
D ．金属材料

5 ．下列属于人工建筑材料的是（B）。
A ．石棉
B ．石灰
C ．砂石料
D ．木材

6 ．下列属于结构材料的是（A）。
A ．混凝土
B ．砂浆
C ．玻璃
D ．石膏

2F311032 掌握混凝土的分类和质量规定
所谓混凝土指的是由胶凝材料与骨料，按照适当的比例配合，加水拌合成混合物，经凝结硬化而形成的较坚硬的固体材料。
一、混凝土骨料的分类和质量规定
在混凝土中的砂、石起骨架作用，故称为骨料。其中砂称为细骨料，其粒径在 0 . 15 一 4 . 75 mm之间；石称为粗骨料，其粒径大于 4 . 75mm。
（一）细骨料
1 ．砂的分类
2 ．砂的重要质量规定
（1）有害杂质。
（2）砂的颗粒级配和粗细限度。
砂的粗细限度用细度模数（Mx）表达，Mx越大，表达砂越粗。Mx在 3 . 7 一 3 . 1 之间为粗砂，Mx在 3 . 0 一 2 . 3 之间为中砂，Mx在 2 . 2 一 1 . 6 之间为细砂，Mx在 1 . 5 一 0 . 7 之间为特细砂。（2023考点）
例：
某水闸底板混凝土所用砂的细度模数(Mx)为2．6，该砂属于( B )砂。
A． 粗
B． 中
C． 细
D． 特细
（3）砂的坚固性。
(二)粗骨料
1 ．粗骨料的分类
2 ．粗骨料的重要质量规定；
（1）有害杂质。
（2）颗粒形状及表面特性。
（3）最大粒径及颗粒级配。
（4）骨料的强度。
（5）骨料体积稳定性。
（6）骨料的含水状态。
二、混凝土的分类和质量规定
（一）混凝土的分类
根据不同的分类条件混凝土可分为：
1 ．按所用胶凝材料的不同可分为石膏混凝土、水泥混凝土、沥青混凝土及树脂混凝土等。
2 ．按所用骨料的不同可分为矿渣混凝土、碎石混凝土及卵石混凝土等。
3 ．按表观密度的大小可分为重混凝土（干表观密度大于 2800 kg / m3、普通混凝土（干表观密度在2023 一 2800kg / m3 之间）及轻混凝土（干表观密度小于 2023kg／m3）。重混凝土可用作防辐射材料；普通混凝土广泛应用于各种建筑工程中；轻混凝土分为轻骨料混凝土、多孔混凝土及大孔混凝土，常用作保温隔热材料。
等等。
（二）混凝土的重要质量规定
水泥混凝土的重要质量规定。
1 ．和易性
和易性是一项综合性指标，涉及流动性、黏聚性及保水性三个方面的含义。
（1）和易性的指标及测定方法
一般常用坍落度定量地表达拌合物流动性的大小。拌合物在自身质量作用下会产生坍落现象，坍落的高度（以 mm 计）称为坍落度。坍落度越大，表白流动性越大。
对于干硬性混凝土拌合物（坍落度小于 10mm ) ，采用维勃稠度（ VB ）作为其和易性指标。（2023考点）
例：
干硬性混凝土拌合物的和易性指标是( A )。
A．维勃稠度 B．分层度
C．坍落度 D．黏聚度
（2）影响混凝土拌合物和易性的因素
影响拌合物和易性的因素很多，重要有水泥浆含量、水泥浆的稀稠、含砂率的大小、原材料的种类以及外加剂等。
2 ．强度
混凝土的强度涉及抗压强度、抗拉强度、抗弯强度和抗剪强度等。
（1）混凝土抗压强度
制作边长为 150mm 的立方体试件，在标准养护（温度 20 ± 2 ℃ 、相对湿度 95 ％以上）条件下，养护至 28d 龄期，用标准实验方法测得的极限抗压强度，称为混凝土标准立方体抗压强度，以 fcu 表达。预应力混凝土结构的混凝土强度等级不小于 C30 。
测定混凝土立方体试件抗压强度，也可以按粗骨料最大粒径的尺寸选用不同的试件尺寸。但在计算其抗压强度时，应乘以换算系数。选用边长为 100mm 的立方体试件，换算系数为 0 . 95 ；边长为 200mm的立方体试件，换算系数为 1 . 05 。
（2）混凝土的抗拉强度
混凝土在直接受拉时，很小的变形就会开裂，它在断裂前没有残余变形，是一种脆性破坏。混凝土的抗拉强度一般为抗压强度的 1 / 10 一 1 / 20。
3 ．混凝土的变形混凝土在硬化后和使用过程中，受各种因素影响而产生变形，重要有化学收缩、干湿变形、温度变形及荷载作用下的变形等。
4 ．混凝土的耐久性
硬化后的混凝土除了具有设计规定的强度外，还应具有与所处环境相适应的耐久性，混凝土的耐久性是指混凝土抵抗环境条件的长期作用，并保持其稳定良好的使用性能和外观完整性，从而维持混凝土结构安全、正常使用的能力。混凝土的耐久性是一个综合性概念，涉及抗渗、抗冻、抗侵蚀、抗碳化、抗磨性、抗碱一骨料反映等性能。
（3）提高混凝土耐久性的重要措施
① 严格控制水灰比。
② 混凝土所用材料的品质，应符合有关规范的规定。
③ 合理选择骨料级配。
④ 掺用减水剂及引气剂。
⑤ 保证混凝土施工质量。
例：
1. 按技术规定卵石、碎石可分为（ABC ）
A ．I类
B. II类
C . III 类
D.IV类
E . V 类

2.影响混凝土强度的因素重要有（ABDE）．
A． 施工方法；
B． 水泥强度；
C． 浇筑强度
D.养护条件；
E．水灰比

3.大中型水利工程的骨料来源有（ A ）三种．
A．天然骨料、人工骨料、组合骨料
B．人工骨料、粗骨料、细骨料
C．组合骨料、粗骨料、细骨料
D．粗骨料、天然骨料、人工骨料

4.人工骨料加工以（ B ）为主．
A． 筛分、清洗；
B． 破碎、筛分
C． 破碎、清洗；
D． 开采、破碎

5.以何种强度来划分混凝土的强度等级? ( B)
A.混凝土的立方体试件抗压强度
B.混凝土的立方体抗压强度标准值
C.混凝土的棱柱体抗压强度
D.混凝土的抗弯强度值

6．配制混凝土用砂、石应尽量使( C)。
A. 总表面积大些、总空隙率小些
B. 总表面积大些、总空隙率大些
C. 总表面积小些、总空隙率小些
D. 总表面积小些、总空隙率大些

7 ．混凝土含砂率（简称砂率）是指砂的用量与（A）的比值百分数。
A ．砂、石总用量（按质量计）
B ．石用量（按质量计）
C ．混凝土总量（按质量计）
D ．水泥用量（按质量计）

8 .混凝土的抗渗等级若为 W4 , 表达混凝土抗渗实验时一组 6 个试件中 4 个试件未出现渗水时的最大水压力为（B）。
A . 0 . 4kPa ；
B . 0 . 4MPa；
C . 4kPa；
D . 4MPa

2F311033 掌握胶凝材料的分类和用途
可以通过自身的物理化学作用，从浆体（液态和半固态）变成坚硬的固体，并能把散粒材料（如砂、石；或块状材料（如砖和石块）胶结成为整体材料的物质称为胶凝材料。
胶凝材料根据其化学组成可分为有机胶凝材料和无机胶凝材料；无机胶凝材料按硬化条件差异又分为气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料。气硬性胶凝材料只能在空气中硬化、保持或发展强度，合用于干燥环境，如石灰、水玻璃等；水硬性胶凝材料不仅能在空气中硬化，并且能更好地在潮湿环境或水中硬化、保持并继续发展其强度，如水泥。沥青属于有机胶凝材料。
凡磨细成粉末状，加人适量水后能成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂、石等材料牢固地胶结成整体材料的水硬性胶凝材料，通称为水泥。水泥种类很多，按照重要的水硬性物质不同可分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥等系列。按用途和性能，又可分为通用水泥、专用水泥、特性水泥三大类。
四、石油沥青
工程中常用的沥青材料重要是石油沥青和煤沥青，石油沥青的技术性质优于煤沥青。

2F311034 掌握外加剂的分类和应用
一、外加剂的分类
混凝土外加剂种类繁多，按其重要功能分为四类：
1 ．改善混凝土拌合物流动性能的外加剂。涉及各种减水剂、引气剂和泵送剂等。
2 ．调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂。涉及缓凝剂、早强剂和泵送剂等。
3 ．改善混凝土耐久性的外加剂。涉及引气剂、防水剂和阻锈剂等。
4 ．改善混凝土其他性能的外加剂。涉及引气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂等。
二、工程中常用的外加剂
目前在工程中常用的外加剂重要有减水剂、引气剂、早强剂、缓凝剂、防冻剂等。
三、外加剂的选择和使用
问：调节混凝土凝结时间用什么外加剂？
答：早强剂、缓凝剂等。
例：
1.下列属于胶凝材料的有（ACD）等．
A． 水玻璃；
B． 木材；
C． 水泥
D． 石灰；
E． 天然石材

2.为配制高强混凝土，下列什么外加剂为宜：( B )
A． 早强剂
B． 减水剂
C． 缓凝剂
D． 速凝剂

3 ．关于水玻璃，下列说法对的的是（ AC）
A ．是气硬性胶凝材料
B . 是水硬性胶凝材料
C ．只能在空气中硬化
D .只能在水中硬化
E ．既能在空气中，又能在水中硬化

4.下列属于通用水泥的有（ABC）。
A ．硅酸盐水泥
B ．矿渣水泥
C ．粉煤灰水泥
D .大坝水泥
E ．低热微膨胀水泥

5 ．下列属于无机胶凝材料的有（ABCE）。
A ．水泥
B．石灰
C ．水玻璃
D . 沥青
E ．石膏

6 ．下列属于气硬性胶凝材料的有（BCE）
A ．水泥
B．石灰
C .水玻璃
D．沥青
E ．石膏
7 ．石灰的特点有（ABCD）。
A．可塑性好
B．强度低
C. 耐水性差
D．体积收缩大
E ．耐水性好

2F311035 掌握钢材的分类和应用
一、钢筋的分类
（一）钢筋按化学成分分类钢筋按化学成分不同可分为碳素结构钢和普通低合金钢两类。
（二）钢筋按生产加工工艺分类
可分为热轧钢筋、热解决钢筋、冷拉钢筋和钢丝（直径不大于 5mm）四类。
（三）钢筋按其外形分类可分为光面钢筋和变形钢筋两种。
（四）钢筋按力学性能分类
可分为有物理屈服点的钢筋和无物理屈服点的钢筋。
二、钢筋的重要力学性能
有物理屈服点的钢筋的屈服强度是钢筋强度的设计依据。
无物理屈服点的钢筋由于其条件屈服点不容易测定，因此这类钢筋的质量检查以极限强度作为重要强度指标。
反映钢筋塑性性能的基本指标是伸长率和冷弯性能（2023考点）。伸长率δ5或δ10。是钢筋试件拉断后的伸长值与原长的比值，它反映了钢筋拉断前的变形能力。
例：
反映钢筋塑性性能的基本指标有( BD )。
A． 屈服强度
B． 伸长率
C． 极限强度
D． 冷弯性能
E． 冷拉性能
钢筋的冷弯性能是钢筋在常温下承受弯曲变形的能力。在达成规定的冷弯角度时钢筋应不出现裂纹或断裂。因此冷弯性能可间接地反映钢筋的塑性性能和内在质量。
屈服强度、极限强度、伸长率和冷弯性能是有物理屈服点钢筋进行质量检查的四项重要指标，而对无物理屈服点的钢筋则只测定后三项。
三、混凝土结构用钢材
（一）热轧钢筋
热轧钢筋按表面形状分为热轧光圆钢筋和热轧带肋钢筋。
（二）冷拉热轧钢筋
（三）冷轧带肋钢筋
（四）冷轧扭钢筋
（五）热解决钢筋
（六）预应力混凝土用钢丝和钢绞线
问：按化学成分钢材分为几类？

2F311036 了解土工合成材料的分类和应用
我国 《 土工合成材料应用技术规范 》 （ GB 50290 一 1998 ）把土工合成材料分为土工织物、土工膜、土工复合材料和土工特种材料四大类。
问：织造型（有纺）与非织造型（无纺）土工织物的重要区别是什么？

例：
1．低碳钢的含碳量为：( A )。
A． 小于0．25％
B． 0．25％－0．6％
C． 0．6％－1．0％
D． 0．6％－2％

2.不锈钢中合金元素含量最高的是(B )。
A.锌；
B.铬；
C.镍；
D.铜

3．钢材经冷加工后，以下哪一种性能不会改变？( C )
A． 屈服极限
B． 强度极限
C． 疲劳极限
D． 延伸率

4．建筑上常用的钢材是(B)。
A．优质碳素结构钢和低合金结构钢;
B．普通碳素结构钢和低合金结构钢;
C．优质碳素结构钢和中合金结构钢;
D．普通碳素结构钢和中合金结构钢。

5.土工合成材料分为（ABCD）
A土工织物；
B土工膜；
C土工复合材料；
D土工特种材料；
E土工格室

6.钢筋按生产加工工艺的不同可分为（BCDE）。
A ．普通低合金钢
B ．热轧钢筋
C ．热解决钢筋
D ．冷拉钢筋
E ．钢丝

7 ．钢筋按其外形的不同有（ABCD）。
A ．光面钢筋
B ．螺纹钢筋
C ．人字纹钢筋
D ．月牙纹钢筋
E ．肋纹钢筋

8 ．下列有物理屈服点的钢筋是（AB）。
A ．热轧钢筋
B ．冷拉热轧钢筋
C ．钢丝
D ．热解决钢筋
E ．肋纹钢筋

9 ．下列无物理屈服点的钢筋是（CDE）。
A ．热轧钢筋
B ．冷拉热轧钢筋
C ．钢丝
D ．热解决钢筋
E ．肋纹钢筋

10 ．我国 《 土工合成材料应用技术规范 》 ( GB 50290一 1998 )把土工合成材料分为（ABDE）
A ．土工织物
B ．土工膜
C ．土工袋
D ．土工特种材料
E ．土工复合材料。

11 ．土工织物又称土工布，按制造方法不同，土工织物可分为（AC）。
A ．织造（有纺）型
B ．机械缠合型
C ．非织造型（无纺）
D ．热粘合型
E ．化学粘合型