水工建筑材料

水工建筑材料水工建筑材料可用以修建水工建筑物朝梁天監(jiān)十三年(514)在修建浮山堰中曾應(yīng)用鐵件貫串石塊筑堤。明代《天工開物》中具體記載了用糯米石灰三合土修建貯水池的方法。19材、水泥、混凝土和鋼筋混凝土相繼問(wèn)世，成為主要的建筑材料。20混凝土等逐步得到進(jìn)展和應(yīng)用。水工建筑物由于常常受到水的壓力、水流沖刷、化學(xué)侵蝕、海生物侵蝕、鋼材銹蝕、木材腐蝕、瀝青與合成高分子材料老化等問(wèn)題，都較其他建筑物嚴(yán)峻，需要重視。建筑材料按其組成物質(zhì)可分為四大類。①礦物質(zhì)材料，包括自然土、砂、石及其加工制成的材料，如燒土制品〔磚、瓦等〕、無(wú)機(jī)膠凝材料〔石灰、石膏、各類水泥等〕、砂漿及各種混凝土等；②有機(jī)材料，包括木材、竹材、瀝青、合〕等;③金屬材料,包括黑色及有色金屬土石壩材料 用于修建土石壩的自然土、砂、石料。自然材料的性質(zhì)、數(shù)50％～60％，如能就地、就近取材，縮短運(yùn)距，就可以大幅度降低土石壩的造價(jià)。材料選用一般要滿足以下要求:①具有與其使用目的相應(yīng)的工程性質(zhì),如防滲料有足夠的防滲性能,壩殼料有較高的強(qiáng)度,反濾料有良好〔含細(xì)粒粘性土及礫石土〕、料、過(guò)渡料及護(hù)坡料。防滲料 1×10-4cm/s，1×10-5cm/s；②無(wú)的風(fēng)化巖、人工摻和的礫石土都可作為防滲料。壩殼料 主要用于保持壩身穩(wěn)定的材料。一般要求有較高的強(qiáng)度，在下游下部位及上游壩殼水位變動(dòng)區(qū)還要有較高的透水性。砂、礫石、卵石、漂石料場(chǎng)開采和由建筑物地基開挖的石料都可作為壩殼料堆石壩早期承受高處鋪筑振動(dòng)壓實(shí)的方法風(fēng)化巖軟巖石等材料在高壩中得到大量應(yīng)用。反濾料 在防滲料和壩殼料之間為防止?jié)B透破壞，防止細(xì)粒土流失而設(shè)置般選用自然砂礫料或爆破后的巖塊再經(jīng)人工裂開、篩分。護(hù)坡料保護(hù)土石壩壩坡的材料，可用拋石、干砌石、漿砌石、混凝土、混凝土 由膠凝材料、骨料、水及其他摻和料按確定比例拌制的拌和物。途極為廣泛的建筑材料，種類很多：①按膠凝材料分，有水泥混凝土、瀝土、硅酸鹽混凝土及聚合物混凝土；②按容重分，有重混凝土〔容重大于、一般混凝土〔容重為1900～2600kg/m3〕和輕混凝土〔容重小于1900kg/m3〕；③按使用功能分，有水工混凝土、建筑混凝土、道路混凝土、耐火或耐酸和防射線混凝土等；④按施工工藝分，有常規(guī)混凝土、碾壓混凝土、噴此外還有按某種特征〔材料、工藝、配筋、構(gòu)造、性能等〕來(lái)命名,以區(qū)分于其砂、石和水配制的一般混凝土以及配有鋼筋的鋼筋混凝土?；捌鹫尘?、潤(rùn)滑作用，使混凝土拌和物易于拌勻、澆筑和振搗；在硬化后形成性脆易裂,可配以鋼筋或纖維，制成加筋混凝土來(lái)適當(dāng)彌補(bǔ)上述缺點(diǎn)，擴(kuò)大使用范圍。混凝土的工作性，又稱和易性，是指混凝土拌和物在施工過(guò)程中(拌和、運(yùn)輸、澆筑及振搗)保持均勻密實(shí)而不分層與不離析的性能。它綜合反映了拌和物的流淌性、粘聚性、保水性及易密性。常用坍落度〔標(biāo)準(zhǔn)圓柱形混凝土拌和物試件下坍的厘米數(shù)〕作為流淌性指標(biāo)。坍落度為零的混凝土稱干硬性混凝土?；炷翉?qiáng)度一般指抗壓強(qiáng)度，是混凝土最重要的性質(zhì),通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)試塊測(cè)定。用規(guī)定方法制取的標(biāo)準(zhǔn)試塊,在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)，按齡期〔從加水拌和成型至強(qiáng)度測(cè)試止的天數(shù)〕28〔拌和物中拌和水量與水泥用量的重量比〕?；炷恋钠渌麖?qiáng)度，如抗彎強(qiáng)度約為抗壓強(qiáng)度的1/5～1/8,直接抗剪強(qiáng)度1/4～1/6;1/9～1/15〔軸向拉伸斷裂時(shí)的極限拉應(yīng)變〕作為指標(biāo)?；炷恋哪途眯灾钙涞挚闺S時(shí)間而引起性能與狀態(tài)轉(zhuǎn)變的力氣，通常包括抗?jié)B性、抗凍性、抗磨性、抗侵蝕性等。合理選擇水泥及其他原材料、嚴(yán)格把握水灰比、優(yōu)化協(xié)作比設(shè)計(jì)、摻用適當(dāng)?shù)耐饧觿?、承受外表保護(hù)處理以石及水，還有摻和料及外加劑。水泥 水硬性膠凝材料參與適量水后成為塑性漿體能在空氣中硬化一起。水泥種類很多：①按其主要水硬性物質(zhì)名稱分為硅酸鹽水泥鋁酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥等；②按其用途及性能分為通用水泥〔如一般硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥〕、專用水泥(如油井水泥、砌筑水泥)和特種用途水泥(如快硬高強(qiáng)水泥、大壩水泥、膨脹水泥)。用水泥制成的砂漿或混凝土結(jié)實(shí)耐用,在水工建筑物中廣泛應(yīng)用。硅酸鹽水泥也稱當(dāng)其生料燒至局部熔融，得到以硅酸鈣為主要成分的硅酸鹽水泥熟料參與適量石膏共同磨細(xì)而成如摻以?；郀t礦渣稱礦渣硅酸鹽水泥;摻以火山灰混和材,稱火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥為適應(yīng)水硫酸鹽水泥和灌漿水泥等。大壩水泥主要用于要求水化熱較低的大壩或大體積混凝土工程抗硫酸鹽水泥用于受硫酸鹽程。灌漿水泥具有分散時(shí)間較長(zhǎng)，流淌結(jié)灌漿、帷幕灌漿和接縫灌漿，還可用于密封伸縮縫和修補(bǔ)裂縫等。骨料 砂與石子的總稱一般粒徑為0.15～5mm的骨料為砂也稱細(xì)骨料；5mm開采巖石經(jīng)機(jī)械裂開、粉磨、篩分而成的稱人工骨料。一般自然骨料本錢較低,則承受人工骨料或以其補(bǔ)充調(diào)劑。骨料一般占混凝土體積的3/4〔也有分兩級(jí)的。。依據(jù)建筑物斷面和鋼筋間距大小，一般構(gòu)造選用二級(jí)配或三級(jí)配，四級(jí)配多用于大斷面素混凝土。骨料的粒徑越大，越能節(jié)約水泥，120mm次數(shù)過(guò)多，高差太大，導(dǎo)致骨料裂開、分別和超遜徑過(guò)量，將嚴(yán)峻影響混凝土質(zhì)量和均勻性，必要時(shí)須二次篩分。有堿活性反響的骨料不宜使用。外加劑 為改善混凝土某些物理力學(xué)性能或改善施工條件所摻用的化學(xué)制劑及工業(yè)副產(chǎn)品，有：降低混凝土拌和用水、節(jié)約水泥的減水劑；轉(zhuǎn)變混凝土分散璜酸鈣、糖蜜或糖蜜酒精廢液、加氣劑、松香熱聚物等。有時(shí)使用有兩種以上外加劑的復(fù)合制劑，冠以不同商業(yè)名稱，既起減水作用,兼有引氣或緩凝作用；對(duì)廠家說(shuō)明書外，還需預(yù)為驗(yàn)證。有的摻和料與水泥產(chǎn)生化學(xué)作用，生成水化產(chǎn)物的稱為活性混合材，如火山灰、顯著的經(jīng)濟(jì)效益。砂漿 由膠凝材料、細(xì)骨料和水等按確定比例配制的拌和物。它常以薄層起粘結(jié)傳遞應(yīng)力襯墊以及外表裝飾和防護(hù)作用主要用于砌筑磚石、預(yù)制塊體和外表抹灰等。按膠凝材料的不同，可分為以下數(shù)種。①水泥砂漿：在濕環(huán)境的砌體；②石灰砂漿：常用于對(duì)強(qiáng)度要求不高的砌體③混合砂漿摻有適量混合材料的水泥和石灰砂漿25、50、100、150200有機(jī)材料 水工建筑常用的有機(jī)材料主要有以下幾類。木材 由樹木加工而成的材料。它是最古老的建筑材料之一，其特性是質(zhì)輕強(qiáng)度較大,彈性和韌性好,抗沖擊力氣較強(qiáng)導(dǎo)熱性小,電絕緣性強(qiáng),加工性能利工程常用作模板、腳手架、渡槽、閘門、施工便橋以及房屋裝修和生活辦公用具等人造板材是節(jié)約及綜合利用木材的重要手段大局部人造板材的原。這種板材強(qiáng)度較高、脹縮小，耐腐蝕，彌補(bǔ)了自然木材的一些缺陷，進(jìn)展較快，應(yīng)用廣泛。瀝青 由簡(jiǎn)潔的高分子碳?xì)浠衔锛捌浞墙饘佟惭?、硫、氮〕衍生物混合態(tài)或液態(tài)，具有良好的粘結(jié)性、憎水性、塑性及抗酸堿腐蝕力氣。水利工程如多使用粘滯性較低、塑性好的道路石油瀝青。合成高分子材料 由分子量在幾千以上的化合物構(gòu)成的有機(jī)材料，又稱高塑料橡膠纖維涂料粘合劑等按其來(lái)源可分為自然與合成兩類；按其化學(xué)構(gòu)造主要分為鏈狀的線型分子和網(wǎng)狀的體型分子構(gòu)造按其生成反映可分為加聚物和縮聚物?！不虿粨健程盍稀⒃鏊軇?、穩(wěn)定劑等塑制成型的材料稱塑料，如聚乙烯、聚氯乙塑料板可用于混凝土的外表保溫。層疊材料可用作橡膠壩的壩袋；其乳液作為外加劑可提高水泥混凝土的塑性。商品名錦綸、尼龍、卡普隆〕、聚丙烯等。纖維織物可用以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的砂礫石反濾層或梢料沉排，或作成巨型砂袋堆筑堤壩。構(gòu)造漸漸破壞，導(dǎo)致性能變差。但如用于水中或地下工程，壽命也可延長(zhǎng)。環(huán)氧樹脂 含有環(huán)氧基的合成樹脂，呈粘性液體或半固體，需摻確定數(shù)量需選用耐水的硬化劑，如酮亞胺、聚酰胺，或摻入促進(jìn)劑如煤焦油，其粘結(jié)強(qiáng)度與混凝土本身抗拉強(qiáng)度根本一樣在環(huán)氧樹脂中還常依據(jù)不同用途摻入各類稀釋劑、增韌劑和填料等。例如以糠醛、丙酮或二甲苯作稀釋劑,其溶液可用于0.1mm以上的裂縫灌漿以金剛砂為主要填料的膠泥可用作水輪機(jī)過(guò)流部件的抗磨損涂層。在配制與使用環(huán)氧樹脂時(shí)，要留意防毒、防火和避開污染環(huán)境。金屬材料 分黑色金屬與有色金屬兩大類。鐵、鉻、錳稱黑