水利水电工程技术实务精品课件：8水利水电工程设计.ppt

1、(二)建筑石材 水工建筑物对石料的要求是有较好的耐水性、抗冻性、耐久性。 1火成岩 花岗岩、闪长岩、辉长岩、辉绿岩、玄武岩。,例：火成岩包括（ ）。 A.花岗岩 B.闪长岩 C.辉绿岩 D.玄武岩 E.片麻岩 答案：ABCD,2水成岩 石灰岩、砂岩。 3变质岩 片麻岩、大理岩、石英岩。 (三)水泥 1水泥的品种及主要性能 水泥是水硬性胶凝材料。通用硅酸盐水泥密度一般为31003200kg/m3，初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于600min。,2水泥的适应范围 (1)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

2、火山灰质硅酸盐水泥。 (2)有抗冻要求的混凝士，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。,(3)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。 (4)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。,例：大坝水位变化区域的外部混凝土，应避免采用（ ）水泥。 A.硅酸盐 B.普通硅酸盐 C.矿渣硅酸盐 D.火山灰质硅酸盐 答案:D,3水泥检验的要求 有下列情况

3、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l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。,(四)水泥砂浆 新拌砂浆的和易性是指其是否便于施工并保证质量的综合性质。具体技术指标包括流动性和保水性两个方面。 1流动性 常用沉入度表示。沉人度即标准圆锥体在砂浆中沉入的深度。沉入度大的砂浆，流动性好。,2保水性 即保有水分的能力。保水性可用泌水率表示，即砂浆中泌出水分的质量占拌合水总量的百分率。但工程上采用较多的是分层度这一指标。所谓分层度通常用上下层砂浆沉入度的差值来表示。分层度大于2cm的砂

4、浆易泌水，不宜使用，分层度接近于零的砂浆，虽保水性好，但因胶凝材料用量太多，容易发生于缩裂缝。故砂浆的分层度以12cm 为宜。,例：反映水泥砂浆保水性的技术指标是（ ）。 A.沉入度 B.泌水率 C.分层度 D.塌落度 答案：C,(五)水泥混凝土 反映水泥混凝土质量的主要技术指标有：和易性、强度及耐久性。 1和易性 和易性是指在一定施工条件下，便于施工操作并能获得质量均匀、密实的混凝土性能。水泥混凝土拌合物的和易性包括流动性、黏聚性、保水性三个方面。影响和易性的因素有水泥浆的用量、水泥浆的稠度、砂率、水泥的品种、水泥细度、外加剂的掺人、时间和温度等。坍落度的大小反映了混凝土拌合物的和易性。（注

5、：干硬性混凝土用维勃稠度表示）,坍落度的测试方法是，用一个上口为l00mm，下口为200mm，高为300mm的喇叭状的坍落度桶，灌人混凝土后捣实，然后拔起桶，混凝土因自重产生坍落现象。用桶高(300mm)减去坍落后混凝土最高点的高度，其差值称为坍落度，如差值为l0mm，则坍落度为l0。,例：VeBe仪用于测定碾压混凝土的（ ）。 A.稠度 B.干密度 C.压实度 D.湿密度 答案：A,2混凝土的强度 混凝土的强度有抗压、抗拉、抗弯及抗剪强度等，以抗压强度最大，结构中主要是利用混凝土的抗压强度。,(1)混凝土的抗压强度 混凝土抗压强度是把混凝土拌合物做成边长为l5cm的标准立方体试件，在标准养护

6、条件(温度202，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)。根据抗压强度的大小将混凝土分为不同的强度等级如Cl0、Cl5、C20、C25、C30、C40等。影响混凝土强度的因素有：施工方法及施工质量、水泥强度及水灰比、骨料种类及级配、养护条件及龄期等。,例：混凝土抗压强度标准立方体试件的标准养护条件为（ ）。 A.温度202，相对湿度95%以上 B.温度202，相对湿度98%以上 C.温度203，相对湿度95%以上 D.温度203，相对湿度98%以上 答案：A,(2)混凝土的抗拉强度 混凝土的抗拉强度，一般约为相应抗压强度的l0左

7、右。抗拉强度的测定方法有劈裂抗拉试验法及轴心抗拉试验法两种。 3混凝土的耐久性 混凝土的耐久性包括抗渗性、抗冻性、抗冲磨性、抗侵蚀性、抗碳化性等。,(1)抗渗性是指混凝土抵抗压力水渗透作用的能力。抗渗等级分为：W2、W4、W6、W8、Wl0、Wl2等，即表示混凝土能抵抗02、04、06、08、1.0、1.2MPa的水压力而不渗水。影响混凝士抗渗性的因素有水灰比、骨料最大粒径、养护方法、水泥品种、外加剂、掺合料和龄期。,（注：表示混凝土抵抗压力水渗透作用的能力。抗渗性可用抗渗等级表示，抗渗等级系按28d龄期的标准试件测定的，分为W2, W4, W6, W8, W10和W12六级。也可根据坝体承受

8、水压力作用的时间采用90d龄期的试件测定抗渗等级。当受侵蚀水作用时，不得低于W4。坝体内部混凝土如无特殊抗渗要求时，采用W2。）,例：混凝土的抗渗等级W10，表示（ ）。 A、混凝土能抵抗10MPa的水压力而不渗水 B、混凝土能抵抗1.0MPa的水压力而不渗水 C、混凝土能抵抗10Pa的水压力而不渗水 D、混凝土能抵抗10次的水压力而不渗水。 答案：B,(2)抗冻性是指混凝土在饱和状态下，经多次冻融循环作用而不严重降低强度(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、Fl00、Fl50、F200、F250及F300等。决定混凝土抗冻性的重要因素有混凝土的密实度、孔隙

9、构造和数量、孔隙的充水程度。,(3)抗冲磨性是指混凝土抵抗高速含砂水流冲刷破坏的能力。 (4)抗侵蚀性是指混凝土抵抗环境水侵蚀的能力。 (5)抗碳化性是指混凝土抵抗环境大气中二氧化碳的碳化能力。,例：反映水泥混凝土质量的主要技术指标有（ ） A.安定性 B.和易性 C.压缩性 D.耐久性 E.强度 答案：BDE,4水工建筑物不同部位混凝土的要求 (1)上、下游最高水位以上坝体表层混凝土。主要考虑抗冻因素，在寒冷地区多采用厚23m的抗冻混凝土。 (2)上、下游水位变化区的坝体表层混凝土。主要考虑抗冻、抗裂因素，多采用厚35m的抗渗、抗冻并具有抗侵蚀性的混凝土。,(3)上、下游最低水位以下坝体表层

10、混凝土。主要考虑强度、抗渗、抗裂因素，多采用厚23m的抗渗混凝土。 (4)坝体内部混凝土。主要考虑低热、抗裂因素。 (5)溢流坝、泄水孔、导墙和闸墩等抗冲刷部位的混凝土。主要考虑强度、抗冻、抗冲刷、抗侵蚀因素。,例：重力坝坝体内部混凝土采用粉煤灰硅酸盐水泥的主要目的是( )。 A.提高强度 B.减少水化热 C.增加抗冻性 D.提高抗碳化性 答案：B,5混凝土的配合比 混凝土配合比的设计，实质上就是确定四种材料用量之间的三个对比关系：水灰比、砂率、浆骨比。水灰比表示水泥与水用量之间的对比关系；砂率表示砂与石子用量之间的对比关系；浆骨比是用单位体积混凝土用水量表示，是表示水泥浆与骨料用量之间的对比

11、关系。,例：水工混凝土配合比设计参数包括（ ）等。 A.水灰比 B.水砂比 C.水石比 D.砂率 E.浆骨比 答案：ADE,6骨料 骨料必须坚硬、致密、耐久、无裂隙。 (1)混凝土的细骨料：粒径在0165mm之间的骨料。按形成条件分为天然砂、人工砂；按细度模数FM分为粗砂(FM=3731)、中砂(FM=3023)、细砂(FM=2216)、特细砂(FM=1507)。,(2)混凝土的粗骨料：粒径大于5mm的骨料。普通混凝土常用卵石和碎石作粗骨料。水工混凝土所用的粗骨料一般分为特大石(15080mm或12080mm)、大石(8040mm)、中石(4020mm)、小石(205mm)四级。,例：细度模数

12、为2.0的砂属于（ ）。 A.粗砂 B.中砂 C.细砂 D.特细砂 答案：C,例：大坝混凝土骨料最大粒径为80mm时，施工中粒径组合分级宜包括（ ）。 A.D10 B.D20 C.D40 D.D80 E.D120 答案：ABCD,解析：施工中，宜将粗骨料按粒径分成下列几种粒径组合： (1)当最大粒径为40mm时，分成D20、D40两级； (2)当最大粒径为80mm时，分成D20、D40、D80三级； (3)当最大粒径为150(120)mm时，分成D20、D40、D80、D150(D120)四级。,7混凝土的外加剂 外加剂按其主要功能可分为四类： (1)改善混凝土和易性的外加剂，包括减水剂、引气

13、剂、泵送剂等。 (2)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。 (3)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。 (4)改善混凝土其他性能的外加剂，包括膨胀剂、防冻剂、防水剂和泵送剂等。,8粉煤灰 根据用于水泥和混凝土中的粉煤灰(GBl596-2005)的规定，粉煤灰按煤种分为F类和C类，F类是由无烟煤或烟煤煅烧收集的粉煤灰；C类是由褐煤或次烟煤煅烧收集的粉煤灰，其氧化钙含量一般大于10。拌制混凝土和砂浆用粉煤灰分为三个等级：工级、级、级。,例：抗磨蚀混凝土中，F类粉煤灰取代普通硅酸盐水泥的最大掺量是（ ）。 A.40% B.30% C.20%

14、D.15% 答案：C,(六)建筑钢材 建筑钢材分为钢结构用钢材和钢筋混凝土用钢筋及钢丝。水工钢结构主要有钢闸门及压力钢管等。工程所用的钢筋有热轧钢筋、冷拉钢筋、冷轧带肋钢筋及热处理钢筋四种。钢丝主要有不同规格的预应力混凝土用钢丝及钢绞线。,螺旋肋钢 刻痕钢丝,光面预应力钢绞线,无粘结钢绞线,工程中常用钢筋的主要力学性能如下: 1.钢筋的应力一应变曲线 无物理屈服点钢筋的抗拉强度一般都很高，但变形很小，也没有明显的屈服点，通常取相应于残余应变=0.2%时的应力，作为名义屈服点，即条件屈服强度或条件流限，其值约相当于0.8 倍的抗拉强度。,2.钢筋的强度和变形指标 有物理屈服点的钢筋的屈服强度是钢

15、筋强度的设计依据。另外，钢筋的屈强比（屈服强度与极限抗拉强度之比）表示结构可靠性的潜力，抗震结构要求钢筋屈强比不大于0.8，因而钢筋的极限强度是检验钢筋质量的另一强度指标。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5或10,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。,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。 钢材的力学性能主要有抗拉性能(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。,(1)抗拉屈服强度：指钢材在外力作用下开始产生塑性变形时的应力。 (2)抗拉极限强度：指试件破坏前，应力一应变图上的最大应力值。 (3)伸长率：指钢材拉断后，标距长度的伸长量与原标距长的比值。,例：下图所示的钢筋应力-应变曲线中，X表示（ ）。,A.屈服强度 B.设计强度 C.极限强度 D.条件屈服强度 答案：C,