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1、第五章 水工保护基础知识第1页/共45页 水工保护是管道管理的一项重要工作，其目的在于加强管道保护，确保管道长期、安全、稳定地运行。水工保护涉及防腐、保温、土建等一系列专业技术领域，了解这些方面的知识是非常必要的。第2页/共45页 指粒径为0.13.Omm而未经胶结的矿物和岩石碎屑，主要由石英、长石、岩石碎屑和少量重矿物组成。油气管道水工保护常用的建筑材料主要有：砂、石料、水泥、钢筋、混凝土等。第一节 常用建筑材料一、砂第3页/共45页 按砂的产源不同可分为河砂、海砂和山砂三类。河砂长期经受流水冲洗，颗粒形状较圆，介于海砂和山砂之间，较洁净，一般工程中大都采用河砂。但有的地区离河砂产地较远及受
2、交通的制约，也采用山砂作为建筑材料。(一)按砂的产源分类第4页/共45页 由于山砂中_般都含泥、软弱颗粒和杂质，所以要严格控制山砂的质量，一般山砂的含泥量不超过3一5。山砂使用前必须提交检验报告单，符合要求后方可使用。第5页/共45页 砂的粗细程度可用砂的细度模数来划分，见表I一51。表1-5-1砂的细度模数分类(二)按砂的细度模数分类第6页/共45页 过粗盼砂易使混凝土拌和物产生分层、离析、泌水现象；过细的砂会使水泥用量增加，经济性不好，且干缩较大。因此，砂不宜过粗，也不宜过细。在水工保护工程中，使用较多的为粗砂和中砂。第7页/共45页 石头是构成地壳的坚硬物质，是由矿物集合而成的。石的分类
3、：(1)按形状分为毛石、块石、片石、料石、碎石、卵石等；二、石第8页/共45页 (2)按用途分为砌筑石、混凝土石。管道水工保护设施砌筑用石多采用块石、片石、料石。块石形状大致方正，无锋棱凸角，顶面及底面较为平整，其厚度不小于200ram，长及宽度不小于其厚度；片石形状不受限制，但其厚度应不小于150ram。第9页/共45页 砌筑所用的石料应为石质一致、不易风化，且未风化、无裂纹的硬石；如有水锈应尽量清除，能粘紧砂浆时，方可应用。石料的抗压极限强度应符合设计规定，当设计未规定时，各种石料的抗压极限应不低于下列数值：第10页/共45页 (1)片石、块石应不低于300kgf7em2，o用于附属工程的
4、片石应不低于200kgfem2；(2)粗料石应不低于400kgf_em2；(3)破冰体镶面石应不低于300kgtVem2。第11页/共45页 石料的抗压极限强度由抗压试验确定，试验时应以立方体试件(抗压极限强度在500k驴 em2以下时，边长为100ram；抗压极限强度为5001000kgfem2时，边长为。70ram；抗压极限强度为1000kgtVem2以上时，边长为50mm)，浸水至饱和状态下进行。试件如有明显的纹理(或层理)时，其受压方向应与纹理方向平行。第12页/共45页 (4)严寒或寒冷地区使用的石料，应经抗冻试验合格后才能应用9。第13页/共45页 水泥是一种水硬性胶凝材料，加入适
5、量水后，成为塑性浆体，即能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。三、水泥第14页/共45页 主要有硅酸盐水泥、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六大品种，上述水泥可用于一般土木建筑工程。(一)水泥的分类1按用途及性能分类1)通用水泥第15页/共45页 主要有砌筑水泥、道路水泥、油井水泥等，用于某种专项工程。2)专用水泥 3)特性水泥 主要有快硬硅酸盐水泥、水工水泥、抗硫酸盐水泥、膨胀水泥、自应力水泥，用于对混凝土某些性能有特殊要求的工程。第16页/共45页 主要有硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥等。
6、2按矿物组成分类第17页/共45页 在管道水工保护工程中常用的水泥是通用水泥，其中应用最广泛的是硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥。选用什么样的水泥要根据工程的特点或所处的环境条件来确定。(二)常用的几种水泥的特性和适用范围第18页/共45页 特点：早期、后期强度高，耐腐蚀性差，水化热大，抗碳化性好，抗冻性好，耐磨性好，耐热性差。适用范围：硅酸盐水泥优先使用于高强度混凝土、早期强度要求高的混凝土、有耐磨要求的混凝土、严寒地区反复遭受冻融作用的混凝土、抗碳化性要求高的混凝土、掺混合材料的混凝土等。1硅酸盐水泥第19页/共45页 优点：与硅酸盐水泥相比早期强度稍低，后期
7、强度高，抗冻性、耐磨性稍有下降，低温凝结时间有所延长，抗硫酸盐侵蚀能力有所增强。适用范围：适应性很强，无特殊要求的工程都可以使用。2普通硅酸盐水泥第20页/共45页 优点：水化热低，抗硫酸盐侵蚀性好，蒸汽养护有较好的效果，耐热性较普通硅酸盐水泥高。适用范围：地面、地下、水中各种混凝土工程；高温车间建筑。不适用于干湿交替的工程。3矿渣硅酸盐水泥第21页/共45页 优点：保水性好、水化热低、抗硫酸盐侵蚀能力强。适用范围：地下、水下工程，大体积混凝土工程，一般工业与民用建筑。不宜用于长期处于干燥环境中的混凝土工程。4火山灰质硅酸盐水泥第22页/共45页 水泥强度等级按规定龄期的抗压强度和抗折强度来划
8、分，通用水泥的强度等级参见表表1-5-2水泥名称及强度等级(三)水泥强度等级第23页/共45页 砌筑砂浆又分为水泥砂浆、混合砂浆和非水泥砂浆。(1)水泥砂浆即水泥与砂子加水拌制成的砂浆。(2)混合砂浆即由水泥、石灰或粘土按比例与砂子加水拌和在一起的砂浆。四、砂浆 砂浆按用途分为砌筑砂浆和抹灰砂浆。(一)砌筑砂浆第24页/共45页 (3)非水泥砂浆即用石灰或石灰加粘土与砂子加水拌制成的砂浆，称为石灰砂浆或石灰粘土砂浆。管道水工保护设施中用的砌筑砂浆通常为水泥砂浆。第25页/共45页 抹灰砂浆也分为水泥砂浆、混合砂浆和非水泥砂浆，下面就其用途分别叙述如下：(I)水泥砂浆：根据设计要求，主要对砌筑的
9、构筑物的表面进行水泥砂浆抹面或勾缝；(二)抹灰砂浆第26页/共45页 (2)混合砂浆：根据设计要求，主要用于房屋墙面的抹灰；(3)非水泥浆：即用石灰加麻刀等纤维材料拌制而成，适用于房屋的墙面或顶棚的抹面。管道水工保护设施常用抹面的砂浆为水泥砂浆。第27页/共45页 (1)砌石工程所用水泥砂浆的强度等级应按设计规定办理，如设计未作规定时，主要结构不得低于M10，次要结构不得低于M5。砂浆抗压强度以7.07cm边长的正立方体试件，在标准条件下养护28d的抗压强度表示。砂浆必须具有适度的和易性和流动性，以保证砌石灰缝充分填满和压实。(三)水泥砂浆的强度等级及配比第28页/共45页 零星次要工程所用的
10、砂浆可用手捏成小团，松手后不松散，但也以不能从灰刀上流下为好。重大工程砂浆成分配合比应通过试验确定。第29页/共45页 (2)一般情况下每立方米水泥砂浆材料用量参见表153(引用JGJ 982000砌筑砂浆配合比设计规程)。表153每立方米水泥砂浆材料用量第30页/共45页注：1此表水泥强度等级为325级，大于325级水泥用量宜取下限；2根据施工水平合理选择水泥用量；3当采用细砂或粗砂时，用水量分别取上限或下限；4稠度小于70rnm时，用水量可小于下限；5施工现场气候炎热或干燥，可酌量增加用水量。第31页/共45页 (3)小型工程水泥砂浆体积配合比(水泥：砂)参见表154。表154小型工程水泥
11、砂浆体积配合比参考表注：本表使用中砂。使用细砂时应酌量减砂；使用粗砂时可酌量加砂。本表适用于管道水工保护工程量较小或日常一般维修时使用。第32页/共45页 (4)砌石面勾缝的操作和要求。石砌体完成后，一般都要对砌体进行勾缝，保证砌体灰缝饱满牢固，外观整洁美观，具体要求参见表155。第33页/共45页表155砌石面勾缝操作程序及要求第34页/共45页 在完成砌体后，根据要求对砌体进行抹面，包括日常对砌体的抹面维修，具体要求详见表156。表15-6水泥砂浆抹面操作程序及要求(四)抹面砂浆第35页/共45页 用普通碳素钢或低合金钢加热钢坯轧成的条形钢材，是土木工程中使用量最大的钢材品种之一。热轧钢筋
12、按强度等级分为I四个级别。五、钢筋 钢筋主要用于钢筋混凝土结构中，目前普遍使用的有热轧钢筋、冷拉钢筋、热处理钢筋等品种。(一)热轧钢筋第36页/共45页 一般，I级钢筋用镇静钢、半镇静钢或沸腾的A，普通碳素钢乙类钢轧成，具有塑韧性好、便于弯折成型、容易焊接等特性，强度代号为RL235。1I级钢筋用低合金的镇静钢或半镇静钢(仅用于1I级钢筋)轧成，钢筋表面一律带有两条纵肋和沿长度方向均匀分布的横肋，以加强与混凝土之间的粘结性能，强度代号为RL335，Pd_,400，RL540。第37页/共45页 热轧钢筋的技术性能应符合表15-7(见GB 13013-1991(钢筋混凝土用热轧光圆钢筋和GB 1
13、499-1991(钢筋混凝土用热轧带肋钢筋)的规定。第38页/共45页 将I级热轧钢筋，在常温下，拉伸至超过屈服点但不超过抗拉强度的某一应力，然后卸荷，即制成了冷拉钢筋。冷拉可使钢筋的屈服点提高1727，伸长率降低，钢筋变得硬脆，冷拉时效后强度仍有提高。实际操作中，可将冷拉、除锈j调直、切断合并为一道工序，即简化了程序，提高了劳动效率，既可以节约钢材，又可制作预应力钢筋。(二)冷拉钢筋第39页/共45页 冷拉设备简单，易于操作，是钢筋冷加工的常用方法之一。根据GB 502041992钢筋混凝土结构工程施工验收规范，其技术性能应符合表158的要求。第40页/共45页 2-表 中 冷 拉 钢 筋
14、的 屈 服 强 度 值，系 GB 500102002混凝土结构设计规范中冷拉钢筋强度标准值；3钢筋直径大于25mm的冷拉级、级钢筋，冷弯弯曲直径应增加ld。第41页/共45页 热处理钢筋是钢厂将热轧的中碳低合金螺纹钢筋经淬火高温回火调质处理而成的。其特点是塑性降低不大，但强度提高很多，综合性比较理想。(三)热处理钢筋第42页/共45页 热处理钢筋有40Si，Mn、48Si，Mn和45sizCr三个牌号，公称直径分别为6mm、82mm和lOmm,fo：(产生残余应变为02时的应力值)不小于1325MPa，抗拉强度达1470MPa以上，伸长率大于6。第43页/共45页 热处理钢筋主要用于预应力钢筋混凝土轨枕，代替碳素钢丝。由于其具有制作方便、质量稳定、锚固性好、节约钢材等优点，已开始应用于普通预应力混凝土工程。第44页/共45页翰成与您在职业技能培训考试路上翰成与您在职业技能培训考试路上远征、同行！远征、同行！谢谢 谢谢 ！第45页/共45页