搜索
第六章建筑材料6.1材料组成与物质结构P5476.1.1材料的组成6.1.1.1化学组成6.1.1.2基本组成6.1.2材料的物质结构6.1.2.1显微结构6.1.2.2宏观结构6.2建筑材料密实性P5506.2.1密度6.2.2表观密度6.2.3堆积密度6.3建筑材料的工程特性P5526.3.1材料的应力—应变关系6.3.2力学性能指标6.3.3材料耐久性6.3.3.1材料与水作用下的性质6.3.3.2建筑材料的抗冻性冻害机理抗冻性的主要影响因素6.3.4材料热学性能6.3.4.1导热系数和热阻6.3.4.2热容量和比热6.3.4.3蓄热系数6.4气硬性无机胶凝材料P5596.4.1石灰6.4.1.1石灰制备与分类1）石灰的制备2）石灰的分类6.4.1.2石灰的熟化和硬化1）石灰的熟化2）石灰的硬化6.4.1.3石灰的技术性质1）保水性2）耐水性3）体积收缩性6.4.2石膏6.4.2.1石膏制备与分类1）石膏的制备2）石膏胶凝材料分类6.4.2.2建筑石膏的凝结和硬化6.4.2.3建筑石膏的技术性质1）多孔性2）吸湿性3）耐火性4）装饰性5）可加工性6.4.2.4石膏制备与分类6.5水硬性胶凝材料（水泥）P5636.5.1硅酸盐水泥6.5.1.1硅酸盐水泥的生产和组成1）硅酸盐水泥的生产2）硅酸盐水泥的组成6.5.1.2硅酸盐水泥的水化反应及凝结硬化机理1）硅酸盐水泥熟料单矿物的水化2）硅酸盐水泥的水化、凝结硬化过程6.5.1.3硅酸盐水泥的技术性质和标准要求1）密度和堆积密度2）细度3）需水性4）凝结时间5）安定性6）强度等级7）水化热6.5.1.4硅酸盐水泥的腐蚀1）几种常见的侵蚀类型2）侵蚀的防止6.5.2通用水泥硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥以及复合水泥。6.6水泥混凝土P5746.6.1集料6.6.1.1定义与分类6.6.1.2集料性质1）集料密度2）颗粒级配与粗细程度3）吸水率与含水率4）强度5）坚固性6）有害杂质6.6.2普通混凝土的主要技术性质6.6.2.1混凝土拌合物性质6.6.2.2混凝土强度与强度等级1）水泥强度2）水灰比3）集料4）混凝土工艺5）测试条件6.6.2.3混凝土变形性能1）收缩2）弹性模量6.6.2.4混凝土耐久性1）耐久性概念2）提高混凝土耐久性措施6.6.3混凝土配合比设计6.6.3.1绝对体积法1）数学模型2）基本参数6.6.3.2混凝土配合比设计的方法和步骤1）配合比设计基本要求2）配合比设计基本原则3）配合比设计方法6.6.3.3混凝土配合比确定1）初步计算配合比计算步骤2）基准配合比确定3）实验室配合比确定4）施工配合比确定6.6.3.4混凝土配合比设计举例6.6.4混凝土外加剂6.6.4.1减水剂1）普通减水剂作用机理2）常用减水剂品种6.6.4.2引气剂1）引气剂作用机理2）常用引气剂品种6.6.4.3缓凝剂1）缓凝剂作用机理2）常用缓凝剂品种6.6.4.4早强剂1）早强剂作用机理2）常用早强剂品种6.6.4.5防冻剂6.6.5活性矿物掺合料6.7建筑钢材P6006.7.1钢材的生产、组成与结构6.7.1.1钢材的生产与分类1）钢材的生产2）钢材的分类6.7.1.2钢材的组成与结构1）钢材的组成2）化学元素对钢材性能的影响6.7.2建筑钢材的性质6.7.2.1力学性质1）抗拉强度2）弹性3）塑性4）冲击韧性、冷脆性5）硬度6.7.2.2工艺性质1）冷弯2）可焊性3）热处理4）冷加工及时效6.7.2.3耐久性6.7.3常用钢材6.7.3.1钢材的分类6.7.3.2钢材牌号表示方法6.7.3.3钢材的选用6.7.3.4连接材料6.7.3.5钢结构常用钢材规格6.8土工合成材料P6136.8.1土工合成材料种类6.8.1.1土工织物6.8.1.2土工膜6.8.1.3特种土工合成材料6.8.1.4复合型土工合成材料6.8.2工程特性6.8.2.1物理特性1）抗拉强度2）握持强度3）撕裂强度4）顶破强度、刺破强度及穿透强度5）蠕变特性6）摩擦特性6.8.2.2力学特性6.8.2.3水力学特性6.8.3工程应用6.8.3.1防渗1）土工膜防渗层的结构2）土工膜防渗层的类型6.8.3.2隔离6.8.3.3过滤6.8.3.4排水6.8.3.5防护第七章工程水文学基础7.1绪论P6247.1.1水文学研究地球上各种水体的一门科学。研究水体的存在、循环和分部，探讨水体的物理和化学特性以及它们对环境的作用，包括它们对生物的关系。水体指以一定形态存在于自然界中的水的总体，如大气中的水汽，地面上的江河、湖泊、沼泽、海洋和地面下的地下水。各种水体有各自的特性和变化规律，因此水文学按其研究对象分为水文气象学。河流水文学、湖泊水文学、沼泽水文学、冰川水文学、海洋水文学、河口水文学和地下水文学等。7.1.2水资源地球表层可供人类利用的水称为水资源。水资源包括水量、水质、水能资源和水域。对人类最实用的水资源是陆地上每年可以更新的降水水量、江河水量和浅层地下水的淡水量。①降水可以直接为人类利用，同时它又是江河径流和浅层地下淡水的来源。全球陆地多年平均年降水量为800mm，中国为628mm（在整个国土上平均每年的降水量为6万亿m³），比全世界平均少22%。②江河径流是人类最重要和最经常利用的水资源。③我国水资源量与世界各国相比，仅次于巴西、苏联、加拿大、美国及印尼，居世界第六位，但因人口众多，人均占有量2400m³，只有世界人均占有量的1/4，排在世界百位以后。7.1.3工程水文学从水文学的研究对象来看，水文学是地球物理科学的一部分。工程水文学是水文学的重要分支学科。应用与实际工程的水文学称为工程水文学。它研究与工程的规划、设计、施工以及运营管理有关的水文问题，主要内容为水文计算、水利计算和水文预报。天然来水过程与国民经济需要不相适应，修建水利工程是解决这一矛盾的主要技术措施。水利工程在其实施过程中，都可划分为规划设计、施工及管理运营三个阶段。①规划设计阶段，水文计算的主要任务是确定工程规模。规模过大，造成工程投资浪费；过小，又使水资源不能充分利用，也是一种浪费。水利工程的使用期限一般为几十年甚至百年以上，规划设计时，必须知道水利工程在使用期间的水文情势。通过水文计算来解决。②施工阶段。水利工程工期一般较长，往往需要一个季度甚至长达几年。对水文情势的了解包括两个方面：一、临时性建筑物如围堰、引水隧洞或渠道等，需预报整个施工期的天然来水情势，而通常的水文和气象预报，往往不能提供如此长期的预报，因此需要水文计算来解决这一问题；二、为了安排日常工作也必须了解近期更为确切的水情，这就需要提供短期（如几天之内）的水文预报。③管理运营阶段。需要预测未来一定时期的水文情况，以便确定经济合理的调度方案。需要由水文分析得到长期平均水文情势，结合水文预报的短期水情，综合确定最佳的调度运用方案。7.1.4水利工程涉及的水文知识我国河流众多，针对河流上的水利工程、给排水工程、灌溉工程、交通桥梁工程、航道工程（如水库大坝、溢洪道、船闸、河堤、桥梁等），需要了解和掌握的有关河川水文的知识主要有：①根据工程建设所在河段的水文特性，提供设计洪峰流量，设计洪水位，设计洪水过程，设计最高、最低通航水位等水文特征值，作为水库大坝、溢洪道、船闸、河堤、桥梁等高程设计和溢洪道尺寸设计的依据；②在综合利用水资源（灌溉、发电、供水、航运、防洪等）时，需要了解有关径流及其年内的分配情况，以便协调各用水部门的要求，保证用水的需要；③在工程施工、运营管理中还需要了解洪水、枯水预报，以便组织施工和制定运行方案。上述工程所需水文数据需经过水文测验、水文数据搜集和整理、水文统计和水文计算分析得到。7.2水文循环与径流形成7.2.1水文循环与水量平衡7.2.1.1自然界的水文循环地球上的水因蒸发成为水汽，经输送、上升、冷却、凝结，并在适当的条件下，再降落到地面，这种不断的循环过程，称为水（文）循环。根据水循环过程和途径不同，分为大循环和小循环。从海洋蒸发的部分水汽，被气流带到大陆上空，冷凝后降落到陆地表面，其中一部分重新蒸发回到大气中，一部分从地面和地下汇入河流，最后注入海洋。这种海陆间的水循环称为大循环。海洋中的水蒸发后，在空中冷凝又降落到海洋，或陆地上的水蒸发后又降落到陆地，这种局部的水循环称为小循环。水循环使得水资源具有可再生性。水循环的途径及循环的强弱，决定了水资源的地区分布及时程变化。7.2.1.2地球的水量平衡根据质量守恒定律，在水文循环过程中，对于任一区域、任一时段内，进入的水量与输出的水量之差额等于其需水量的变化量，这成为水量平衡原理。从长期来看，水循环处于平衡状态。对全球而言，多年平均降水量等于多年平均蒸发量。7.2.2河流和流域7.2.2.1河流的形成和分段降水除掉损失一部分以外，在重力作用下，经地面与地下沿着一定方向和路径流动，依其大小可分为江、河、溪、沟等，其间并无精确分界，统称为河流。流动的水体与容纳流失的河槽是河流的两个构成要素。河槽亦称河床，与河道不同，后者通常指河流的平面位置，前者具有立体概念。枯水期水流所占部分为基本河床，亦称主槽；洪水泛滥所及部位为洪水河床，亦称滩地。从更大的范围来讲，凡地形低洼可以排泄流水的洼地称为河谷。河槽就是被水流占据的河谷底部。河流分为河源、上游、中游、下游及河口五段。①河源是河流发源地。确定河源需先确定干流，一般取长度最长或水量最大的作为干流，有时也按习惯确定；直接汇入干流的为一级支流，汇入一级支流的为二级支流，以此类推。②划分河流上、中、下游的根据不一，有的重地貌特征，有的重水文特征。上游是紧接河源的河流上段，中游是河流的中间段，下游是河流的下段。③河口是河流注入海洋、湖泊或其他河流的河段。没有河口或汇入湖泊的河流，称为内陆河；注入海洋的河流，称为入海河流。7.2.2.2水系干流、支流及湖泊组成的河流系统，称为水系、河系或河网。水系通常以干流名称命名，如长江水系、黄河水系等，也有用地理区域或把同一地理区域内性质相近的几条河综合命名的，如湖南省内的湘、资、沅、澧四条河共同注入洞庭湖，称为洞庭湖水系。7.2.2.3河流的基本特征①河流横断面。垂直于水流方向的断面称为河流横断面。通常把经常过水的横断面称为过水断面。而遭遇洪水时的过水断面称为大断面。河流横断面是河道水位、流量测验计算的重要依据。②河流纵断面。河流中沿水流方向各横断面最大水深点的连线，称为中泓线或溪谷线。沿河流中泓线的剖面，称为河流的纵断面，又称纵剖面。常用河流纵断面图表示。纵断面图可用来表示河流的纵坡和落差的沿程分布，是推算水流特性（水位）和估计水能蕴藏量的主要依据。③河流纵比降。任意河段（水面或河底）的高差称为落差。中泓线上单位长度内的落差称为比降。河流比降有水面比降与河底比降。④河流长度。河源至河口的河流中泓线长度，称为河长。7.2.2.4流域、分水线（分水岭）降至地表上的水，被高山、山岭分隔而汇集到不同的河流中，这些汇集水流的区域，称为某河流的流域。流域是河流的集水区域。分隔水流的高地，山岭的山脊线，就是相邻流域的分界线，称为分水线（或分水岭）。如黄河长江的分水岭为秦岭。两条河流分水的地方不一定是山岭，也可能是一片平坦的地方，或是湖泊、沼泽。如黄河与淮河，以黄河大堤为界。因注入河流的水量来源分地面径流和地下径流，因此需考虑地面分水岭和地下分水岭的问题。地面分水岭与地下分水岭相重合的流域，称为闭合流域。否则叫不闭合流域。一般大中型河流的流域多按闭合流域考虑；喀斯特地区（石灰岩溶洞地区）其地下分水岭与地面分水岭差别可能较大。7.2.2.5流域的特征①流域面积。流域分水岭包围区域的平面投影面积。亦称集水面积，记为F，单位为平km2。可在适当比例尺的地形图上勾绘出流域分水岭，量出其流域面积。②流域的平均高度和平均坡度将流域地形图划分为100个以上的正方格，依次定出每个方格交叉点上的高程以及与等高线正交方向的坡度，取其平均值即为流域的平均高度和平均坡度。③流域自然地理特征流域自然地理特征包括流域的地理位置、下垫面