盛松涛 二级建造师 水利水电工程管理与实务 精讲通关(6) 2F310000 水利水电工程建筑材料(下)

二级建造师

水利水电工程管理与实务

精讲通关

主讲老师：盛松涛

2F311030 水利水电工程建筑材料

2F311031 建筑材料的类型和特性

一、建筑材料的分类

（一）建筑材料按材料的化学成分分类

1.无机材料

（1）金属材料。

（2）非金属材料。

2.有机材料

（1）植物材料。（2）合成高分子材料。如塑料、涂料、胶粘剂等。

（3）沥青材料。

3.复合材料

复合材料是指两种或两种以上不同性质的材料经适当组合为一体的材料。复合材料可以克服单一材料的弱点，发挥其综合特性。

（1）无机非金属材料与有机材料复合。如玻璃纤维增强塑料、聚合物混凝土、沥青混凝土、水泥刨花板等。

（2）金属材料与非金属材料复合。如钢筋混凝土、钢丝网混凝土、塑铝混凝土等。

（3）其他复合材料。如水泥石棉制品、不锈钢包覆钢板、人造大理石、人造花岗岩等。

二、建筑材料的基本性质

（一）表观密度和堆积密度

二者关系：表观密度 > 堆积密度

（二）密实度和孔隙率

二者关系：密实度 + 孔隙率 = 1

（三）填充率与空隙率

二者关系：填充率 + 空隙率 = 1

（四）与水有关的性质

抗渗性。材料抵抗压力水渗透的性质，用渗透系数 K 表示，K值越大，表示其抗渗性能越差；抗渗等级W表示，如材料的抗渗等级为W4、W10，分别表示试件抵抗静水水压力的能力为0. 4 MPa和1MPa。

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，强度不显著降低，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，一般包括抗渗性、抗冻性、耐化学腐蚀性、耐磨性、抗老化性等。

2F311032 混凝土的分类和质量要求

一、混凝土骨料的分类和质量要求

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 ～ 4.75 mm之间；石称为粗骨料，其粒径大于 4 . 75mm。

（12年考点）

（一）细骨料

1.砂的分类

砂按其产源不同可分为河砂、湖砂、海砂和山砂。工程一般采用河砂作细骨料。

砂按技术要求分为Ⅰ类、II类、Ⅲ类。Ⅰ类宜用于强度等级大于C60的混凝土；II类宜用于强度等级为C30～C60及有抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；Ⅲ类宜用于强度等级小于C30的混凝土和砂浆配制。

2.砂的主要质量要求

（1）有害杂质。

（2）砂的颗粒级配和粗细程度。

砂的粗细程度用细度模数（Mx）表示，Mx越大，表示砂越粗。Mx在 3.7～ 3.1之间为粗砂，Mx在3.0 ～ 2.3之间为中砂，Mx在 2.2 ～ 1.6 之间为细砂，Mx在 1.5 ～ 0.7之间为特细砂。

（09年考点）

（3）砂的坚固性。

（二）粗骨料

1.粗骨料的分类

普通混凝土常用的粗骨料有碎石和卵石(砾石)。按技术要求分为Ⅰ类、II类、Ⅲ类。

2.粗骨料的主要质量要求；

（1）有害杂质。

（2）颗粒形状及表面特征。

（3）最大粒径及颗粒级配。对于普通配合比的结构混凝土，尤其是高强棍凝土，骨料粒径最好不大于40mm。

（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要求

（一）混凝土的分类

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2000～ 2800kg / m3 之间）及轻混凝土（干表观密度小于 2000kg／m3）。

按施工方法不同可分为普通浇筑混凝土、离心成型混凝土、喷射混凝土及泵送混凝土等。 按配筋情况不同可分为素混凝土、钢筋混凝土、纤维混凝土、钢丝混凝土及预应力混凝土等。

（二）混凝土的主要质量要求

水泥混凝土的主要质量要求。

1.和易性

和易性是一项综合性指标，包括流动性、黏聚性及保水性三个方面的含义。

常用坍落度定量地表示拌合物流动性的大小。坍落度越大，表明流动性越大。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)。 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。（09年考点）

（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，主要有水泥浆含量、水泥浆的稀稠、含砂率的大小、原材料的种类以及外加剂等。

普通混凝土常用水灰比一般在0.40～0.75范围内。

2.强度

混凝土的强度包括抗压强度、抗拉强度、抗弯强度和抗剪强度等。

（1）混凝土抗压强度

混凝土的立方体抗压强度。

混凝土强度等级按混凝土立方体抗压强度标准值划分为14个等级。强度等级为C25的混凝土，是指25MPa≤f＜30MPa的混凝土。预应力混凝土结构的混凝土强度等级不小于C30。

（2）混凝土的抗拉强度

混凝土的抗拉强度一般为抗压强度的 1 / 10～ 1 / 20。对于某些工程（如混凝土路面、水槽、拱坝），在对混凝土提出抗压强度要求的同时，还应提出抗拉强度要求。

3.混凝土的变形。

主要有化学收缩、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

混凝土的耐久性是一个综合性概念，包括抗渗、抗冻、抗侵蚀、抗碳化、抗磨性、抗碱一骨料反应等性能。

混凝土的抗渗性用抗渗等级(W)表示，混凝土的抗渗等级可划分为6个等级，W4表示混凝土抗渗试验时一组6个试件中4个试件未出现渗水时的最大水压力为0.4MPa。

（3）提高混凝土耐久性的主要措施

① 严格控制水灰比。

② 混凝土所用材料的品质，应符合有关规范的要求。

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：

某水闸底板混凝土所用砂的细度模数(Mx)为2.6，该砂属于( )砂。

A.粗

B.中

C.细

D.特细

【答案】B

以何种强度来划分混凝土的强度等级 （ ）

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

【答案】 B

混凝土的抗渗等级若为 W6 , 表示混凝土抗渗试验时一组 6 个试件中 4 个试件未出现渗水时的最大水压力为（ ）。

A.0.6kPa

B.0.6MPa

C.6kPa

D.6MPa

【答案】 B

2F311033 胶凝材料的分类和用途

气硬性胶凝材料只能在空气中硬化、保持或发展强度，适用于干燥环境，如石灰、水玻璃等；水硬性胶凝材料不仅能在空气中硬化，而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。

一、石灰

生石灰的熟化过程伴随着剧烈的放热与体积膨胀现象（1.5～3.5倍）。

石灰强度低。通常1，3的石灰砂浆，其２８d抗压强度只有0.2～0. 5 MPa。

石灰体积收缩大。易产生裂纹，一般不宜单独使用，通常掺人一定量的骨料（砂）或纤维材料（纸筋、麻刀等）或水泥以提高抗拉强度，抵抗收缩引起的开裂。

二、水玻璃

水玻璃的用途：1.灌浆材料。2.涂料。3.防水剂。4.耐酸材料。5.耐热材料。6.粘合剂。

三、水泥

（一）通用水泥

指大量用于一般土木建筑工程的水泥，包括硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥和复合水泥。

（二）专用水泥

大坝水泥包括中热和低热水泥。低热、中热水泥适用于大坝工程及大型构筑物等大体积混凝土工程。

（三）特性水泥

1.快硬硅酸盐水泥，以3d抗度表示强度等级。快硬水泥初凝不得早于45min，终凝不得迟于10h。

2.快凝快硬硅酸盐水泥，简称双快水泥。双快水泥初凝不得早于10min，终凝不得迟于60min。主要用于紧急抢修工程，以及冬季施工、堵漏等工程。施工时不得与其他水泥混合使用。

3.抗硫酸盐硅酸盐水泥，适用于受硫酸盐侵蚀的海港、水利、地下隧涵等工程.

5.铝酸盐水泥，工程中常用的高铝水泥，主要用于紧急抢修和早强要求的特殊工程，适用于冬期施工。后期强度倒缩，在使用3～5年后高铝水泥混凝土的强度只有早期强度的一半左右。高铝水泥不宜用于结构工程，使用温度不宜超过30℃，不得与其他水泥混合使用。

四、灌浆所用水泥的技术要求（新增）

灌浆工程所采用的水泥品种，应根据灌浆目的、地质条件和环境水的侵蚀作用等因素确定，通常可采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐或复合硅酸盐水泥。当有抗侵蚀或其他要求时，应使用特种水泥。使用矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥灌浆时，浆液水灰比不宜大于1。 回填灌浆、固结灌浆和帷幕灌浆所用水泥的强度等级应不低于32.5，坝体接缝灌浆、各类接触灌浆所用水泥的强度等级应不低于42.5。

帷幕灌浆、坝体接缝灌浆和各类接触灌浆所用水泥的细度宜为通过80 μm方孔筛的筛余量不大于5%。

水泥灌浆宜使用纯水泥浆液。在特殊地质条件下或有特殊要求时，根据需要通过现场灌浆试验论证，可使用下列类型的浆液:

（1）细水泥浆液

（2）稳定浆液

（3）水泥基混合浆液

（4）膏状浆液

（5）其他浆液

五、石油沥青

工程中常用的沥青材料主要是石油沥青和煤沥青，石油沥青的技术性质优于煤沥青。 例：

1.下列属于胶凝材料的有（ ）等。

A.水玻璃

B.木材

C.水泥

D.石灰

E.天然石材

【答案】 ACD

2.下列属于通用水泥的有（ ）。

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

【答案】 ABC

2F311034 外加剂的分类和应用

一、外加剂的分类

按其主要功能分为四类：

1.改善混凝土拌合物流动性能的外加剂。包括各种减水剂、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。包括缓凝剂、早强剂和泵送剂等。

3.改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。

4.改善混凝土其他性能的外加剂。包括引气剂、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主要有减水剂、引气剂、早强剂、缓凝剂、防冻剂等。

（一）减水剂。在混凝土中的效果：在用水量及水灰比不变时，混凝土坍落度可增大100 ～200mm，且不影响混凝土的强度，增加流动性；在保持流动性及水泥用量不变的条件下，可减少拌合水量10%-15%，使混凝土强度提高15%-20%；在保持混凝土强度不变时，可节约水泥用量14%一15%；使混凝土的密实度提高，透水性可降低40%～80%，改善混凝土的耐久性。

（二）引气剂。引气剂可用于抗渗混凝土、抗冻混凝土、抗硫酸侵蚀混凝土、泌水严重的混凝土、轻混凝土以及对饰面有要求的混凝土等，但引气剂不宜用于蒸养混凝土及预应力钢筋棍凝土。引气剂的掺用量通常为水泥质量的0.005%～0.015%。

（三）缓凝剂。主要适用于大体积混凝土、炎热气候下施工的混凝土，以及需长时间停放或长距离运输的混凝土。缓凝剂不宜用在日最低气温5℃以下施工的混凝土，也不宜单独用于有早强要求的混凝土及蒸养混凝土。（12年考点）

（四）速凝剂

速凝剂掺人混凝土后，能使混凝土在5min内初凝，10min内终凝，1h就可产生强度，1d强度提高2～3倍，但后期强度会下降，28d强度约为不掺时的80%～90%。速凝剂主要用于矿山井巷、铁路隧道、引水涵洞、地下工程。

三、外加剂的选择和使用

为保证减水剂的减水效果，减水剂有同掺法、后掺法、分次掺入三种方法。

例：为配制高强混凝土，下列什么外加剂为宜：( )

A.早强剂

B.减水剂

C.缓凝剂

D.速凝剂

【答案】 B

2F311035 钢材的分类和应用

一、钢筋的分类

（一）钢筋按化学成分：碳素结构钢和普通低合金钢两类。

1.碳素结构钢。低碳钢(含碳量小于0.25%)，如Ⅰ级钢；中碳钢(含碳量0.25%～0.60%)；高碳钢(含碳量0.60%～1.40%)，如碳素钢丝、钢绞线等。随着含碳量的增加，钢材的强度提高，塑性降低。（1１年考点）

２.普通低合金钢(合金元素总含量小于5％)。

（二）钢筋按生产加工工艺分类

可分为热轧钢筋、热处理钢筋、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。通常变形钢筋直径不小于10mm，光面钢筋的直径不小于6mm.

（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、钢筋的主要力学性能

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质量检验以极限强度作为主要强度指标。

反映钢筋塑性性能的基本指标是伸长率和冷弯性能。伸长率反映了钢筋拉断前的变形能力。（09年考点）

钢筋的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验的四项主要指标，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。

1.牌号。热轧钢筋有HPB235、HRB335、HRB400、HRB500四个牌号。牌号中HPB代表热轧光圆钢筋，HRB代表热轧带肋钢筋，牌号中的数字表示热轧钢筋的屈服强度。

2.选用。光圆钢筋的强度较低，但塑性及焊接性好，便于冷加工，广泛用做普通钢筋混凝土；HRB335、HRB400带肋钢筋的强度较高，塑性及焊接性也较好，广泛用做大、中型钢筋混凝土结构的受力钢筋；HRB500带肋钢筋强度高，但塑性与焊接性较差，适宜用做预应力钢筋。

（二）冷拉热轧钢筋

（三）冷轧带肋钢筋

（四）冷轧扭钢筋

（五）预应力混凝土用钢丝和钢绞线

（六）高强钢筋（新增）

高强钢筋在水利工程中通常用于钢筋混凝土或预应力混凝土结构中，其横截面为圆形，有时为带有圆角的方形，包括光圆钢筋、带肋钢筋、扭转钢筋。常见的高强钢筋有：

（1）微合金热轧带肋钢筋

（2）高延性冷轧带肋钢筋

（3）余热处理钢筋

（4）细晶粒热轧带肋钢筋

（5）牌号带后缀"E”的热轧带肋钢筋

有较高抗震性能的热轧带肋钢筋，其抗拉强度实测值与屈服强度实侧值的比值不小于1.25，屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值不大于1.3，且钢筋在最大应力下的总仲长率（均匀伸长率）实测值不小于9%。

例：

1.低碳钢的含碳量为：( )。

A.小于0.25％

B.0.25％－0.6％

C.0.6％－1.0％

D.0.6％－2％

【答案】 A

2.反映钢筋塑性性能的基本指标有( )。

A.屈服强度

B.伸长率

C.极限强度

D.冷弯性能

E.冷拉性能

【答案】 BD

2F311036 土工合成材料的分类和应用

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。土工合成材料在土建工程中应用时，不同的部位应使用不同的材料，其功能主要有六类，即反滤、排水、隔离、防渗、防护和加筋。

（一）土工织物

按制造方法，土工织物可分为织造型（有纺）与非织造型（无纺）土工织物两大类。

（二）土工膜

为满足不同强度和变形需要，又有加筋和不加筋之分。

（三）土工复合材料（12年考点）

1.复合土工膜

2.塑料排水带

3.软式排水管，又称为渗水软管。

（四）土工特种材料

1.土工格栅

2.土工网

3.土工模袋

4.土工格室

5.土工管、土工包

6.土工合成材料黏土垫层

例题：土工织物又称土工布，按制造方法不同，土工织物可分为（ ）。

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

【答案】 AC

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