水利水电大坝、廊道、厂房里用的四足 / 轮式巡检机器人，到底是怎么工作的。
1:25000、1:50000、1:为中比例尺。
2.施工放样
1）基本工作
（1）根据工程施工总布置图和有关测绘资料，布设施工控制网
（2）针对施工各阶段的不同要求，进行建筑物轮廓点的放样及其检查工作。
（3）提供局部施工布置所需的测绘资料。
（4）进行施工期间的外部变形观测。
（5）进行收方测量及工程量计算。
（6）单项工程完工时，对水工建筑物过流部位，重要隐蔽工程，建筑物的各种重要孔洞的几何体及金属结构与机电设备安装工程等进行竣工测量。
（案例）
施工控制网测设工程建筑物的主轴线，用以控制工程建筑物的整个位置。
根据主轴线来测设工程建筑物细部，保证各部分设计的相对位置。
测设细部的精度比测设主轴线的精度高。各细部的精度要求也不一样。
2）施工控制网
高程控制网是施工测量的高程基准，划分为二、三、四、五等。布设高程控制网时，首级网应布设成环形网，加密网宜布设成附合路线或结点网。
3 ）放样方法 （1）平面位置的放样方法
平面位置放样方法包括极坐标法、轴线交会法、两点角度前方交会法、测角侧方交会法、单三角形法、测角后方交会法、三点测角前方交会法、测边交会法、边角交会法等。 （2）高程放样方法
高程放样方法包括水准测量、光电测距三角高程法、CPS－RTK高程测量法等。 对于高程放样中误差应不大于10mm的部位，应采用水准测量法。
【典型例题】 对于高程放样误差要求不大于（ ）的部位，应采用水准测量法。
A.±3mm
B.±5mm
C.±7mm
D.±10mm
D
10mm的部位，应采用水准测量法。
【2020】 目前我国采用的高程起算统一基准是（ ）国家高程基准。
A.1985
B.1995
C.2000
D.2005
【正确答案】A
【答案解析】本题考查的是水利水电工程施工放样。我国自1988年1月1日起开始采用1985国家高程基准作为高程起算的统一基准。
【2020】 关于施工放样的说法，正确的有（ ）。
A. 由整体到局部
B. 先控制后碎部
C. 由建筑物主轴线确定建筑物细部相对位置
D. 测设细部的精度比测设主轴线的精度高
E. 各细部的测设精度一样
【正确答案】ABCD
【答案解析】本题考查的是水利水电工程施工放样。施工放样的原则是“由整体到局部”“先控制、后碎部”，即由施工控制网测设工程建筑物的主轴线，用以控制工程建筑物的整个位置。根据主轴线来测设工程建筑物细部，保证各部分设计的相对位置。测设细部的精度比测设主轴线的精度高。各细部的精度要求也不一样。各控制点应为同一坐标体系。
第08讲 水利水电工程建筑材料（一）
1.3 水利水电工程建筑材料
1.3.1 1.3.2 混凝土的分类和质量要求
1.3.3 胶凝材料的分类和用途
1.3.4 外加剂的分类和应用
1.3.5 钢材的分类和应用
1.3.6 土工合成材料的分类和应用
1.3.7 材料试验
1.3.1
1. 建筑材料的分类
2. 建筑材料的基本性质
1 ）表观密度和堆积密度
（1）表观密度：材料在自然状态下单位体积的质量。
（2）堆积密度：粉状、颗粒状或纤维状材料在堆积状态下单位体积的质量。
2 ）密实度和孔隙率
（1）密实度，材料体积内被固体物质所充实的程度，其值为材料在绝对密实状态下的体积与自然状态下的体积的百分比。
（2）孔隙率：材料中孔隙体积所占的百分比，建筑材料的许多工程性质，如强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性、吸声性都与材料的致密程度有关
2 ）填充率与空隙率
（1）填充率：粉状或颗粒状材料在某堆积体积内，被其颗粒填充的程度
（2）空隙率：粉状或颗粒状材料在某堆积体积内，颗粒之间的空隙体积所占的比例。
1.3.2 混凝土的分类和质量要求
1.混凝土集料的分类和质量要求
1）细集料
砂称为细集料，粒径在0.15－4.75mm之间；石称为粗集料，粒径大于4.75mm
【典型例题】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
B
Mx越大，表示砂越粗。Mx在3.1～3.7之间为粗砂，Mx在2.3～3.0之间为中砂，Mx在1.6～2.2之间为细砂，Mx在0.7～1.5之间为特细砂。
2）粗集料
粗集料粒径＞4.75mm
粗集料针、片状颗粒含量应符合规范规定。
A. 干燥状态
B. 气干状态
C. 饱和面干状态
D. 湿润状态
A
『答案解析』本题考查的是混凝土集料的分类和质量要求。计算普通混凝土配合比时，一般以干燥状态的集料为基准，而大型水利工程常以饱和面干状态的集料为基准。
记忆要点：普干大宝
集料含水状态
A. 细度模数Mx在3.0－2.7之间的为粗砂
B. 粗集料中碎石粒径大于4.75mm
C.I 类碎石宜用于强度等级小于C50的混凝土
D. 当集料用量一定时，粗集料粒径越大，水泥用料越少
E. 一级配混凝土指仅包含最小一级集料的混凝土
BDE
Mx越大，表示砂越粗。Mx在3.1～3.7之间为粗砂，Mx在2.3～3.0之间为中砂，Mx在1.6～2.2之间为细砂，Mx在0.7～1.5之间为特细砂。
2. 混凝土的分类和质量要求
1）混凝土的分类
（1）和易性
综合确定混凝土和易性
【典型例题】 干硬性混凝土拌合物的和易性指标是（ ）。
A. 维勃稠度
B. 分层度
C. 坍落度
D. 黏聚度
A
(坍落度小于10mm),采用维勃稠度(VB)作为其和易性指标。
混凝土按坍落度大小分类
【典型例题】水利工程塑性混凝土坍落度为（ ）mm。
A.20～40
B.50～90
C.100～120
D.130～150
B
(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)。
『正确答案』
（1）水胶比：A＝122/（249＋56）＝0.40；
（2）砂率：B＝760/（760＋620＋620）＝38.00％。
（2）强度
①抗压强度 极限抗压强度
具有95％强度保证率的立方体试件抗压强度，称为混凝土立方体抗压强度标准值，用fcu，k表示
混凝土棱柱体抗压强度。按棱柱体抗压强度的标准试验方法，制成边长为150mm×150mm×300mm的标准试件，在标准条件下养护28d，测其抗压强度，即为棱柱体的抗压强度，通过实验分析，
fck≈0.67fcu,k
②抗拉强度
我国采用立方体的
劈裂抗拉试验 来测定混凝土的抗拉强度，称为劈裂抗拉强度。抗拉强度对于开裂现象有重要意义，在结构设计中抗拉强度是确定混凝土抗裂度的重要指标。
【总结】
（3）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，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）耐久性
混凝土耐久性对比
【典型例题】水工结构预应力混凝土的强度等级最小应为（ ）。
A.C20
B.C25
C.C30
D.C35
C
C30。
【典型例题】某水闸工程，闸室底板及墩墙设计采用C25W4F100混凝土。
【问题】C25W4F100中，“C”、“W ”、“F ”分别代表什么含义? F100中的100又代表什么?
C代表混凝土抗压强度等级（1分），W代表混凝土抗渗等级（1分），F代表混凝土抗冻等级（1分），100表示混凝土抗冻性能试验能经受100次的冻融循环（1分）。
1.3.3
【典型例题】 下列材料中，属于水硬性胶凝材料的是（ ）。
A. 石灰
B. 水玻璃
C. 水泥
D. 沥青
C
『答案解析』本题考查的是胶凝材料的分类和用途。凡磨细成粉末状，加入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。
2. 水玻璃
水玻璃是一种碱金属硅酸盐水溶液，俗称“泡花碱”。根据碱金属氧化物的不同，分为硅酸钠水玻璃和硅酸钾水玻璃等。
水玻璃硬化时析出的硅酸凝胶，（1）防渗性；（2）很强的耐酸腐蚀性；（3）耐热性
3. 水泥
1 ）通用水泥： 硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。 2 ）专用水泥
3）特性水泥
【典型例题】快硬硅酸盐水泥以（ ）d龄期作为强度要求 。
A.1
B.2
C.3
D.4
C
3d抗压强度表示强度等级的水硬性胶凝材料，简称快硬水泥。
【典型例题】适用于要求低热和补偿收缩的混凝土、大体积混凝土、要求抗渗和抗硫酸盐侵蚀的工程的水泥是（ ）。
A.低热微膨胀水泥
B.大坝水泥
C.硅酸盐水泥
D.普通硅酸盐水泥
A
『答案解析』本题考查的是胶凝材料的分类和用途。低热微膨胀水泥由于水化热低，并且具有微膨胀的性能，对防止大体积混凝土的干缩开裂有重要作用，适用于要求低热和补偿收缩的混凝土、大体积混凝土、要求抗渗和抗硫酸盐侵蚀的工程。
4.灌浆所用水泥的技术要求
（1）细水泥浆液：超细水泥浆液、干磨细水泥浆液或湿磨水泥浆液。
（2）稳定浆液：
掺有稳定剂，2h析水率不大于5％的水泥浆液。
（3）水泥基混合浆液：掺有掺合料的水泥浆液，包括黏土水泥浆、粉煤灰水泥浆、水泥砂浆等。
（4）膏状浆液：以水泥、黏土为主要材料的初始塑性屈服强度大于50pa的混合浆液。
（5）其他浆液
【典型例题】灌浆时使用的水泥基混合浆液可掺入（ ）材料。
A.黏土
B.石膏
C.粉煤灰
D.砂
E.硅灰
ACD
『答案解析』本题考查的是胶凝材料的分类和用途。水泥基混合浆液指掺有掺合料的水泥浆液，包括黏土水泥浆、粉煤灰水泥浆、水泥砂浆等。
2）掺合料
（1）砂：质地坚硬的天然砂或人工砂，以细砂、中砂为宜。
（2）膨润土
（3）黏性或黏性土的塑性指数不宜小于14，黏粒（粒径小于0.005mm) 含量不宜小于25％, 含砂量不宜大于5％，有机物含量不宜大于3％。
（4）粉煤灰
（5）其他掺合料应通过室内试验或现场试验确定
5.掺和料
矿物材料，其遇水本身无（或有轻微）硬化，但与水泥混合加水拌合后，不但能在空气中硬化，而且能在水中继续硬化者，称为活性矿物掺合料。 掺和料包括粉煤灰、矿渣粉、硅粉、火山灰等。掺合料可单掺也可复掺
1 ）粉煤灰
火力发电厂磨细煤粉燃烧后的废弃物，是混凝土中应用最广泛的掺合料
粉煤灰对混凝土性能影响
（1）减少混凝土的用水量，减少泌水和离析
（2）节省水泥
（3）明显提高混凝土的强度（掺入粉煤灰早期强度低、后期强度高）
（4）可有效降低混凝土的水化热
（5）粉煤灰细度高、比表面积大，可减少混凝土空隙，提高其抗渗性和抗化学腐蚀的能力，降低干缩变形
2）粒化高炉矿渣磨细粉
在冶炼生铁的过程中，高炉中的氧化铁矿石被焦炭还原成金属铁，而一些硅、铝组分与石灰、氧化镁等形成炉渣，经水和空气急冷而成细小颗粒状的粒化矿渣。
3）硅灰
硅灰是钢厂和铁合金厂生产硅钢和硅铁时产生的一种烟尘的灰色沉积物。其主要 成分是SiO2，其含量在90％以上。颗粒呈极微细的玻璃球体状，粒径为0.1～0.3μm，是水泥颗粒粒径的1/100～1/50。
6. 石油沥青
沥青是一种有机胶结材料，是由一些极其复杂的高分子碳氢化合物及碳氢化合物与氧、氮、硫的衍生物所组成的混合物
第09讲 水利水电工程建筑材料（二）
1.3.4 外加剂的分类和应用
1.外加剂的分类
【典型例题】缓凝剂适用于（ ）混凝土。
A.低温季节施工
B.有早强要求
C.采用蒸汽养护
D.长距离运输
D
『答案解析』本题考查的是工程中常用的外加剂。缓凝剂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。
【典型例题】混凝土拌合料加入减水剂后，如保持混凝土流动性和水泥用量不变，混凝土拌合用水量。
【问题】水胶比和强度将发生哪些变化？
『正确答案』水胶比降低，强度变大
1.3.5 钢材的分类和应用
1.钢筋分类
【拓展】
钢材分类：钢板、钢管、型钢、钢筋
钢牌号：Q
2.钢筋的主要力学性能
【典型例题】有物理屈服点的钢筋的拉力检验项目包括（ ）。
A.屈服点
B.抗拉强度
C.冷弯性能
D.伸长率
E.颈缩率
ABD
『答案解析』本题考查的是钢筋的主要力学性能。拉力试验包括屈服点、抗拉强度、伸长率。
【典型例题】反应钢筋塑性性能参数（ ）。
A.屈服点
B.抗拉强度
C.冷弯性能
D.伸长率
E.颈缩率
CD
『答案解析』本题考查的是钢筋的主要力学性能。反应钢筋塑性性能参数是伸长率和冷弯性能。
3.混凝土结构用钢筋
A.HPB表示带肋钢筋
B.HRB335中的数字表示极限强度
C.HRB500适宜用做预应力钢筋
D.I型冷轧扭钢筋的截面形状为矩形
E.CRB为冷轧带肋钢筋
CDE
A：HPB表示为光圆钢筋；选项B：HRB335中的数字表示屈服强度。
【典型例题】 钢筋图中的符号“
A.I级
B.Ⅱ级
C.Ⅲ级
D.Ⅳ级
A
Ⅰ级：
【拓展】材料进场验收
【典型例题】 在某批（1个验收批）钢筋进场后，施工、监理单位共同检查了其出厂质量证明书和外观质量，并测量了钢筋的直径，合格后随机抽取了一根钢筋在其端部先截去了300mm后再截取了一个抗拉试件和一个冷弯试件进行检验。
【问题】 指出上述事件不妥之处，说明理由
1）随机抽取一根钢筋进行试验不妥（1分）
1分）
2）在钢筋端部截去300mm不妥，应截去500mm（1分）
500mm（1分）
1.3.6 土工合成材料的分类和应用 常见土工合成材料：土工织物、土工膜、土工复合材料和土工特种材料。
1.土工织物
土工织物又称土工布，聚合物纤维制成的透水性土工合成材料。
2.土工膜
土工膜是透水性极低的土工合成材料。
3.土工复合材料
4.土工特种材料
功能：反滤、排水、隔离、防渗、防护和加筋。【双防一加，滤排隔】
【典型例题】 下列材料中，属于土工复合材料的有（ ）。
A.土工布
B.塑料排水带
C.软式排水管
D.土工膜袋
E.土工格室
BC
『答案解析』本题考查的是土工合成材料的分类和应用。土工复合材料包括：复合土工膜、塑料排水带、软式排水管。
【典型例题】 常用于充填混凝土的土工合成材料是（ ）。
A.土工格栅
B.土工网
C.土工模袋
D.土工格室
C
『答案解析』本题考查的是土工合成材料的分类和应用。土工模袋，由上下两层土工织物制成的大面积连续袋状材料，袋内充填混凝土或水泥砂浆，凝固后形成整体混凝土板，适用于护坡。
第10讲 水利水电工程建筑材料（三）
1.3.7 材料试验
1.试验程序
1）选取试样
2）确定试验方法
工程中应当按照有关技术标准采用统一的试验方法。
3）试验操作
应当使试验仪器设备、试件制备、量测技术等符合相关技术标准，保证试验条件的统一，从而获得准确、具有可比性的实验结果。由于材料的不均匀性，所以必须对几个试件做平行试验，以提高实验结果的精确度和可信性。
4）试验数据处理
遵守《数值修约规则与极限数值的表示和判定》GB/T 8170—2008的有关规定。
5）试验结果的分析
分析试验结果的可靠程度，说明结果的适用范围，将实验结果与材料质量标准作比较，并得出合格与否的结论。
3.水泥试验
1）试验项目
试验项目有
细度、标准稠度用水、凝结时间、体积安定性及强度 等。体积安定性和强度是工程建设中必检项目。大体积混凝土一般需进行水化热试验。
3）细度试验
采用比表面积试验（勃氏法），用于硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，以比表面积表示，不小于300㎡/kg 。
采用筛析法，用于矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥，用筛余表示，80μm方孔筛上筛余不大于10％或45μm方孔筛上筛余不大于30％。
4）水泥标准稠度用水量试验
以水泥净浆达到规定稀稠程度时的用水量占水泥用量的百分比表示。
标准稠度用水量的试验方法有标准法和代用法，代用法中又有调整水量法和固定水量法 。有争议时，以 标准法 为准。
5）水泥凝结时间试验
水泥凝结时间分为初凝和终凝。 初凝时间是指从加水到水泥净浆 开始失去塑性 的时间。终凝时间是指从加水到水泥净浆 完全失去塑性 的时间。主要采用凝结时间测定仪进行。
6）水泥体积安定性试验
指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。分为
雷氏法（标准法）和饼法（代用法） 。有争议时，以 标准法 为准。
7）水泥胶砂强度试验
反映水泥硬化到一定龄期后胶结能力的大小，是确定水泥强度等级的依据。
8）水泥水化热试验
以1g水泥在凝结硬化过程中所发出的热量（J/g）来表示。
分直接法和溶解热法。 有争议时，以 溶解热法 为准。
4.混凝土集料试验
7）主要试验
（1）细集料颗粒级配试验。目的是通过筛分析来检验集料的级配及其粗细程度（用细度模数表示，本书用Mx，规程用 FM ） 是否符合标准的规定。
（2）细集料视密度（表观密度）及吸水率试验。
（3）细集料表面含水率试验。
潮湿状态细集料的含水率和表面含水率，是现场拌制混凝土时修正用水量及细集料用量的重要依据。
含水率是潮湿状态细集料烘干至完全干燥状态所测得的含水百分率。
表面含水率是潮湿状态细集料烘至饱和面干状态（细集料颗粒内部孔隙吸水饱和而外表干燥状态）时测得的含水百分率。试验材料达到恒量，即可判定为完全干燥状态。
恒量的试样，即试样在温度105±5摄氏度的烘箱内，烘干时间12～24h。烘干期间相邻两次（间隔时间大于1h） 称重的质量差值不大于0.1％时，即为恒量。
（4）细集料堆积表观密度（堆积密度）与空隙率试验。
（5）细集料黏土、淤泥及细屑含量试验（含泥量试验）。
（6）粗集料通常做颗粒级配试验、视密度（表观密度）及吸水率试验、表观密度（堆积密度）与空隙率试验、含泥量试验等。
5.混凝土拌合物试验
2）混凝土拌合物和易性试验
坍落度法（适用于坍落度10～230mm）、维勃稠度（工作度，适用于2～30s）和扩散度试验（适用于坍落度大于150mm）等。
混凝土拌合物扩散度（扩展度）是指混凝土拌合物坍落度圆锥体在自重作用下逐渐扩散后的直径。当扩散物不再扩散或扩散时间达到60s，用钢直尺在2～4个方向量扩散后的直径，精确值1mm，取算术平均值作为试验结果。
3）混凝土拌合物表观密度试验
4）混凝土拌合物含气量试验
5）混凝土拌合物凝结时间试验
通常采用贯入阻力法。
6.混凝土试验
（1）混凝土立方体抗压强度试验。
每组3个试件，以3个试件测值的平均值作为该组试件的抗压强度试验结果。当有1个测值与中间值之差超过中间值的15％时，取中间值作为试验结果。当2个测值与中间值之差均超过中间值的15％时，该组试验结果无效。
（2）混凝土劈裂抗拉强度试验，同立方体抗压强度试验。
（3）混凝土轴向拉伸试验。
用于测定混凝土的
轴向抗拉强度、极限拉伸值以及抗拉弹模量。 每组4个试件测值的平均值作为试验结果。
（4）混凝土轴心抗压强度与静力抗压弹性模量试验。解决混凝土结构变形及裂缝宽度等问题时，需要知道混凝土的弹性模量。将棱柱体或圆柱体混凝土试件，在轴向压应力作用下反复预压3次后，测定其应力与弹性应变的比值，称为静力抗压弹性模量（割线弹性模量）。
试验以6个试件为一组，其中3个用于测定轴心抗压强度，另3个用于测定静力抗压弹性模量。
轴心抗压强度与静力抗压弹性模量试验结果同上。
（5）混凝土抗渗性试验和相对渗性试验。均每组6个试件。混凝土相对渗性试验是测定混凝土在恒定水压下的渗水高度，计算相对渗系数，比较不同混凝土的抗渗性。
混凝土的抗渗等级以
每组6个试件中4个未出现渗水时 的最大水压力表示，抗渗等级计算公式如下：
W＝10H－1
H－6个试件中表面渗水的试件超过2h的最小水压（MPa）。
（6）混凝土抗冻性试验。
每组3个试件。通常每做25次冻融循环时，对试件测试1次。 当1组试件的相对动弹性模量小于60％或质量损失率大于5％时，取前1次测试时的冻融循环次数，加前缀F表示混凝土抗冻等级。
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