建筑材料是建筑工程的物质基础，更是水工建筑物能不能扛住水压力、防住渗漏、用上几十年的根本底气。在水工建筑物施工中，材料费用占工程总造价的比例通常高达百分之七十到八十，换句话说，懂材料不一定能直接决定利润，但不懂材料一定会决定质量风险。水工建筑物施工所涉及的常用材料，主要包括水泥、黄砂、碎石、块石、砖、石灰、水、钢材、木材以及其他零星材料等。这些材料看似普通，却在基础、闸坝、渠道、护坡、涵洞、机房等各类构筑物中各司其职。下面按材料类别逐一展开，把技术指标、现场用法和容易忽略的细节讲清楚。

　　▲水泥

　　水泥被称为水硬性胶结材料，是因为它不仅能像石灰那样在空气中硬化，更关键的是能在水中继续水化、继续增长强度。正因如此，它才成为水工结构里不可替代的胶凝材料，常用来拌制各种标号的水泥砂浆与混凝土。日常工程中最常用的是普通硅酸盐水泥，它的比重一般在3.0到3.1之间，容重约为每立方米1.2到1.6吨。

　　判断一袋水泥好不好，不能只看包装标号，还要看几项核心技术指标：

　　细度，指的是水泥颗粒的粗细程度。颗粒越细，水化面积越大，早期强度发挥越快，但过细也会增加水化热和开裂风险。

　　凝结时间，是国家强制控制指标。按规定，水泥初凝时间不得早于45分钟，终凝不得迟于规定上限；普通硅酸盐水泥实际初凝多在1到3小时，终凝在5到8小时。初凝太快要影响运输和浇筑，终凝太慢又会拖慢工序衔接。

　　强度及标号，是水泥分级的核心。水泥强度采用软练法测定，取试样在标准条件下，即温度20±3℃、相对湿度大于90%的环境中养护28天，测其抗压强度，并据此确定水泥标号。

　　除此之外，还有水化热、安定性等指标。水化热关系大体积混凝土是否开裂，安定性则关系硬化后是否起鼓、龟裂，两项都不能忽视。

　　普通水泥的优点很明确：早期强度较高，抗冻、耐磨及和易性较好，因此应用面最广。但它的短板也同样突出：水化热较高，抗水性和抗腐蚀性相对偏弱，所以并不适合直接用于大体积混凝土内部，也不适合长期受海水或其他侵蚀性环境水作用的部位。

　　水泥运到场、进仓库之后，最怕两件事：水和潮。结块的水泥胶结能力会明显下降，甚至完全失效。因此运输与保管必须防水防潮。袋装水泥堆压高度不宜超过10到12袋，水泥垛与墙体距离保持在30厘米以上，便于通风和存取。正常储存情况下，水泥存放三个月强度会下降百分之十到二十，因此库存周期不宜超过三个月，通常一个月内要人工翻垛一次，做到先到先用、旧货先出。

　　▲黄砂

　　黄砂在混凝土和砂浆里俗称细骨料，粒径一般在0.15到5毫米之间。别看它只是「填缝的砂子」，级配和含泥量直接决定砂浆是不是离析、混凝土是不是密实。

　　不同用途对砂的粗细要求并不一样：

　　用于砌石砂浆或普通混凝土的，可选用4到5毫米的粗砂，砂粒偏粗、骨架感强；

　　用于砌砖砂浆的，宜用小于2.5毫米的中砂，和易性更好，砖缝更容易饱满；

　　用于粉面或勾缝的，宜采用细砂，表面更细腻，不易起砂。

　　黄砂的主要技术指标包括细度模数、粒径、含泥量等。水工工程里一般要求采用质地坚硬、颗粒清洁的天然河砂或合格机制砂，含泥量控制在3%以内，泥块含量、有机物含量也应满足规范要求。

　　现场最容易犯的错，是把含泥量高的砂直接下料。泥粉包裹砂粒表面，会削弱水泥浆粘结力，砂浆强度往下掉，混凝土还容易开裂。所以黄砂进场不能只看颜色，要查产地、查含泥、查级配。

　　▲碎石

　　碎石在混凝土里俗称粗骨料，常见粒径在1到6厘米不等。水利工程混凝土中通常选用1到4厘米的碎石，既能保证骨架强度，又便于穿过钢筋间隙、振捣密实。

　　碎石的核心技术指标有四项：

　　粒径，要和构件截面、钢筋净距匹配；

　　含泥量，一般要求不大于1%；

　　压碎值，反映石子承受压实和荷载的能力；

　　级配，决定空隙率大小，级配好则水泥浆省、密实度高。

　　水工混凝土更偏爱人工碎石，原因是天然卵石表面光滑、粘结力弱，而碎石棱角多、与水泥浆咬合力强，更适合受弯受剪部位。碎石进场前要清洗，剔除石屑泥土，针片状颗粒含量一般控制在15%以内，风化石、软岩颗粒不能进仓。

　　▲块石

　　石料按开采加工程度可分为片石、块石、料石。块石形状比较方正，具有一至两个大致平行的平面，一般尺寸大于20厘米，通常由较大片石稍作加工而成，常用于一般石砌体、护坡、挡土墙等部位。

　　水工块石不是「石头够大就行」，真正卡的是强度和耐久性。所用石料强度一般不应低于200号，标准试件为20厘米立方体；工程图里也常要求饱和抗压强度不低于40兆帕，软化系数满足设计要求，风化石、裂石、水锈石一律不用。

　　砌石前还要冲洗表面泥土，提前洒水润湿，这样砂浆才能咬住石面，避免空缝、假缝。浆砌石挡墙、护坡、海漫等结构，块石质量直接决定后期会不会滑坡、勾缝会不会脱落。

　　▲钢材

　　钢筋由普通碳素钢（如3号钢）或普通低合金钢（如20锰硅、25锰硅等）加热至塑性状态后热轧而成，因此称为热轧钢筋。它是水工钢筋混凝土的「骨架」，承担拉力、剪力以及温度应力。

　　按机械强度，钢筋分为四级：

　　Ⅰ级钢筋由3号钢热轧而成，质软、韧性好、不易脆断，多用于普通板筋、构造筋；

　　Ⅱ、Ⅲ级钢筋属于低合金钢，其中Ⅱ级钢筋塑性好、冲击韧性优良，强度比Ⅰ级高约40%，而价格只高约5%，所以在钢筋混凝土结构中经济性很突出；

　　Ⅲ、Ⅳ级钢筋强度更高，多用于预应力混凝土或受力较大的梁、闸墩部位。

　　按外形可分为光面圆钢筋和螺纹钢筋：

　　光面圆钢筋直径6到40毫米。10毫米以下多卷成盘条，每盘约40米；10毫米以上为直条，10到15毫米每根5到10米，25到40毫米每根4到9米，运输时常折成2到3折。

　　螺纹钢筋直径通常在10毫米以上，属Ⅱ级钢筋常见形式，单根长度多为6米或9米，与混凝土粘结力更强。

　　不少地区工程常用淮钢、南钢等钢厂生产的Ⅰ、Ⅱ级钢筋，但无论产地如何，进场必须带出厂合格证、材质单和力学性能检验报告，按批次复检后再用。

　　除钢筋外，水工工程还会用到钢闸门、拦污栅、铁爬梯、预埋铁件等钢材，一般由具备资质的专业厂家按国标生产供货，安装前还要核对型号与预埋位置，避免混凝土浇筑后返工。

　　▲木材

　　木材在水工工程里不属于主体承重材料，但临时工程里少不了它。脚手架、支护、混凝土外模板、临时便桥、闸房结构等，都会用到木材。

　　软木材如松、杉、柏质轻、易加工、变形小，适合做模板和架料；硬木材如榆、槐、栎等强度高但易翘裂，多用于工具构件或小型木结构。木材使用时要避开腐木、虫眼、劈裂，潮湿环境还要注意防腐处理，别等拆模时发现模板烂在混凝土表面。

　　▲混凝土

　　水泥、黄砂、石子、水按一定比例拌和，凝固后具有一定强度与耐久性的混合建筑材料，就是混凝土。其中水泥浆起胶结作用，把黄砂和石子粘结成整体；黄砂、石子作为骨架承担荷载，同时抑制水泥硬化带来的收缩，因此被称为粗细骨料。

　　〔1〕主要技术性质

　　和易性。包括可塑性、流动性、稳定性、保水性四个方面。流动性好，指拌合物容易拌匀；可塑性好，指易于入模捣实；稳定性好，指运输和浇捣时石子不下沉、砂浆不上浮；保水性好，指表面析水少。现场一般用坍落度试验测定。影响坍落度的因素有单位用水量、砂率、水灰比、骨灰比、水泥品种、骨料级配和外加剂等。水利工程常规混凝土坍落度多取4到6厘米；商品混凝土泵送时多为8到12厘米；灌注桩水下混凝土则要到18到22厘米。

　　强度。混凝土用在建筑物上主要靠抗压能力，抗拉、抗折、抗剪是次要受力。混凝土标号表示在规定条件下硬化体的抗压强度，取15厘米立方体试件，在标准条件（温度20±3℃、相对湿度大于90%）下养护28天测得。水工混凝土标号常见有75、100、150、200、250、300等等级，常用的是100、150、200、250几种。强度高低除了看操作工艺，主要取决于水泥标号、水灰比、骨料质量与级配、养护条件和龄期。

　　耐久性。水工结构长期泡水、受冻、受冲刷，光有强度不够，还要抗渗、抗冻、抗侵蚀。耐久性好坏取决于材料质量和混凝土密实程度。提高耐久性的关键是严格控制水灰比，合理选用水泥品种，掺加气剂或减水剂改善密实性，同时做到拌合均匀、振捣密实、养护到位。

　　〔2〕材料组成

　　水泥：常用425号普通水泥。

　　砂石骨料：要求颗粒坚硬洁净、杂质少。砂含泥量小于3%，石子含泥量小于1%，针片状颗粒不超过15%。粗、中、细骨料合理搭配，使空隙率最小、水泥最省，称为良好级配。砂宜用天然中粗砂，石子以1至3厘米或2至4厘米连续级配为好。拌和机容量小于0.4立方米时，最大骨料粒径不超过80毫米。

　　水：凡适于饮用的水均可拌制和养护混凝土，工业污水、沼泽水、强酸水不得使用。

　　外加剂：为改善和易性、调节凝结时间、提高强度与耐久性、节约水泥，常在混凝土中掺用外加剂。加气剂可在拌合物内产生微小气泡，减少颗粒间摩擦，显著提高坍落度；减水剂吸附于水泥颗粒表面，起扩散作用，减少用水量、提升流动性；促凝剂可加快凝结硬化，提高早期强度，低温季节避免混凝土受冻、缩短拆模时间。

　　〔3〕配合比选用

　　混凝土配合比，指水泥、水、砂、石子四种材料用量之间的比例关系。经济合理的配合比，既要满足设计强度、耐久性和和易性，又要尽量省水泥、降成本。

　　配合比一般由施工单位提供砂、水泥等原材料，委托具备资质的试验室试配确定。现场施工时，要用混凝土试模留置试压块，到龄期后送有资质试验室做抗压试验，用以核验现场混凝土是否达到设计强度。

　　这里要特别提醒：配合比不是一张纸走天下。水泥批次变了、砂变细了、碎石级配换了、雨天砂含水大了，都要重新复核施工配合比。最忌讳罐车到了现场工人直接加水「调坍落度」，水一加，水灰比就变，强度跟着掉。

　　▲砂浆

　　砂浆由水泥、石灰、粘土等胶凝材料加砂、水拌和而成，按用途分为砌筑砂浆、抹面砂浆、勾缝砂浆三种。

　　砌筑砂浆填充砌体空隙，把砖石胶结成整体，并把上层荷载均匀传给下层；

　　抹面砂浆保护砌体表面，提高抗渗、抗水流侵蚀能力；

　　勾缝砂浆封闭灰缝，提升耐久与防渗性能。

　　砂浆材料要求与混凝土基本相同，只是不设粗骨料。

　　砂浆的技术性质主要看两项：抗压强度和和易性。和易性又分流动性与保水性——流动性指砂浆在自重或外力下流动的能力，保水性指保存水分、不泌水不离析的能力。

　　砂浆标号采用边长7.07厘米立方体试件，在标准条件（温度20±3℃、相对湿度大于90%）下养护28天测得。水工砂浆标号常有50、75、100、120等。承受水压力的砌体，砂浆标号一般不低于50号；普通砌筑多用80号，抹面与勾缝多采用100号及以上水泥砂浆。砂浆强度随温度和龄期增长，冬季施工要保温养护，否则强度起不来。

　　现场同样要用砂浆试模留置试块，到龄期送试验室抗压。配比由试验室根据砂、水泥材料实际状况确定，不能凭经验随手拌。浆砌石施工还要控制砂浆饱满度，一般要求不低于80%，上下错缝、内外搭接，临时间断处砌成斜槎，避免通缝松动。

　　水工建筑材料看起来都是「水泥砂石子」老几样，但真到闸墩开裂、护坡勾缝脱落、渠道砂浆粉化的时候，回头一看往往都是材料关没把住。水泥看结块和批次，黄砂看含泥和级配，碎石看压碎和针片，块石看风化和强度，钢筋看证书和复检，混凝土看水灰比和振捣，砂浆看饱满度和试块——每一项都不显眼，每一项都决定工程活多久。把材料先读懂，施工才不至于被返工追着跑。