土木工程材料计算题

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1、 1、已知某卵石的质量为 10.6g，体积为 4.06cm3，用李氏瓶法，排除的水的体积为 4ml，现总共有这样的卵石 3360kg，堆成体积为 2m3，求石子的孔隙率和空隙率。2、某材料干燥试样重 450g，浸入水中吸水饱和后，排出水的体积 190cm3；取出后用湿布抹干再浸入水中，排出水的体积为 230cm3；试样磨细后烘干再浸入水中，排出水的体积为170cm3。试求该材料的密度，表观密度0，开口孔隙率 PK，闭口孔隙率 PB。实体体积 V 实170cm3 V 实V 闭190cm3 表观体积 V0V 实V 闭V 开230cm3 密度 450/1702.65 g/cm3；表观密度0 450/

2、2301.956 g/cm31956 kg/m3 开口孔隙率 PK 100%（230-190）/230100%17.4%闭口孔隙率 PB 100%（190-170）/230 100%8.7%3.一质量为 4.1kg，体积为 10L 的容量筒，内部装满最大粒径为 20mm 的碎石，称得总质量为 19.81kg。向上述容量筒内注水，待石子吸水饱和后再注满水，称得其时总质量为 23.91kg。将此吸水饱和的石子用湿布擦干表面，称得石子的质量为 16.02kg。试求该碎石:(1)堆积密300/61.206.46.10cmgVm表观密度 3/65.246.10cmgVm密 度 300/168023360

3、mkgVm堆积密度%5.1%100)65.261.21(%100)1(0P孔隙率%6.35%100)261016801(%100)1(00P空隙率 度 0 (1571kg/m3);(2)质 量 吸 水 率 Wm(2.0%);(3)表 观 密 度 0 (2530kg/m3);(4)空隙率 P(37.9%)4.某材料在吸水饱和时的容重(0 饱)为 1600kg/m3，体积吸水率(Wv)为 15%。试计算该材料:(1)干表观密度0 干(1450kg/m3);(2)质量吸水率 Wm(10.3%);(3)开口孔隙率 P k (15%);(4)若材料的密度()为 2.6g/cm3,求孔隙率 P(44.2%

4、)5.烧结普通砖的尺寸为 240mm*115mm*53mm，已知其孔隙率为 37%，干燥质量为2487g，浸水饱和后质量为 2984g。求该砖的密度、干表观密度、吸水率、开口孔隙率及闭口孔隙率。8.用 32.5PO 水泥配制卵石砼，制作 100100100mm 的试件 三块，在标准条件下养护 7d，测得破坏荷载分别为 140kN、135kN、144kN。试计算该砼 28d 的标准立方体抗压强度，试计算该砼的水灰比（水泥强度富于系数 kc=1.13）。解：(1)各试件抗压强度 f1=P1/A=140103/100100=14MPa;同理,f2=13.5MPa;f3=14.4MPa (2)该组试件

5、的强度代表值:(f3-f1)100%/f1=2.8%15%；(f1-f2)100%/f1=3.6%15%该组试件的强度代表值 3/70.2%)371(3.55.11242487cmgVm密度 300/1700053.0115.024.0487.2mkgVm干表观密度 20%100872424872984%100mmm干干吸质W吸水率 34%1003.55.112424872984%1000VVPK吸水开口孔隙率 3%34%37PPBKP闭口孔隙率 f 代=(f1+f2+f3)/3=13.97MPa 14MPa(3)非标准试件的强度换算为标准试件的强度:f7=0.95f 代=13.27MPa (

6、4)7d 强度换算为 28d 强度:f7/f28=lg7/lg28 f28=f7 lg28/lg7=22.72MPa (5)水灰比 W/C:f28=Afce(C/W-B)；A=0.48，B=0.33 又 fce=kcfce,k=1.1332.5=36.73MPa；C/W=1.619，则 W/C=0.62 9.砼设计强度为 C20，强度保证率 P(t)=95%(1)当=3MPa 时，求 f 配 (2)当=5.5MPa 时，求 f 配 (3)若采用 42.5 的 PO 水泥，卵石，用水量 W=180kg/m3，则从 5.5MPa 降到 3MPa 时，每 m3 砼可节约水泥多少 公斤？(kc=1.1

7、3)解:(1)当强度保证率 P(t)=95%时,概率度 t=-1.645 f 配=f 设+1.645=20+1.6453=24.94MPa f 配=f 设+1.645=20+1.6455.5=29.05MPa 2)由鲍罗米公式 f 配=f28=fcu=Afce(C/W-B)可得 当=3MPa 时,24.94=0.481.1342.5(C1/W1-0.33)得 C1/W1=1.412 同理=5.5MPa 时,29.05=0.481.1342.5(C2/W2-0.33)得 C2/W2=1.590 故 C2-C1=(C2/W2-C1/W1)W=(1.590-1.412)180=32.06kg 则每

8、m3 砼可节约水泥 32.06kg 10.某工地砼施工配合比为：C:S:G:W=308:700:1260:128（kg)，此时砂含水率为(a)为 6.2%，碎石含水率为(b)为 3.6%。（1）求该砼实验室配合比。（2）若使用 42.5PO 水泥(实测强度 45MPa)，问该砼能否达到 C20 要求（t=1.645,=5.0MPa)。解:(1)实验室配合比 C0=C=308 kg S0=S/(1+a%)=700/(1+6.2%)=659.13kg G0=G/(1+b%)=1260/(1+3.6%)=1216.22kg W0=W+S0 a%+G0 b%=128+659.136.2%+1216.2

9、23.6%=212.65kg （2）配制 C20 时必须达到的配制强度 f 配=f 设+t=20+1.645 5=28.23MPa 由实验室配合比知，C/W=308/212.65=1.45 碎石 A=0.46,B=0.07，fce=45MPa，则实际强度 f28=Afce(C/W-B)=0.4645(1.450.07)=28.53MPa f28 f 配 该砼能达到 C20 要求 11某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为 30，施工要求混凝土坍落度为，根据施工单位历史资料统计，混凝土强度标准差5MPa。所用原材料情况如下：水泥：42.5 级普通硅酸盐水泥，水泥密度为=3.10/c

10、m，水泥强度等级标准值的富余系数为 1.08；砂：中砂，级配合格，砂子表观密度os=2.60/cm；石：530mm 碎石，级配合格，石子表观密度og=2.65/cm3；试求：混凝土计算配合比；2若经试配混凝土的和易性和强度等均符合要求，无需作调整。又知现场砂子含水率为，石子含水率为 1，试计算混凝土施工配合比。解：求混凝土计算配合比(1)确定混凝土配制强度（fcu,0）fcu,0=fcu,k+1.645=30+1.6455=38.2 MPa(2)确定水灰比（W/C）fce=c fce,k=1.08 42.5=45.9MPa 由于框架结构混凝土梁处于干燥环境，干燥环境容许最大水灰比为 0.65，

11、故可确定水灰比为 0.53。（3）确定用水量（mw0）查表，对于最大粒径为 30 的碎石混凝土，当所需坍落度为 3050 时,1m3 混凝土的用水量可选用 185kg。(4)计算水泥用量（mc0）按表，对于干燥环境的钢筋混凝土，最小水泥用量为 260，故可取 mc0 349 3。（5）确定砂率（s）查表，对于采用最大粒径为 40 的碎石配制的混凝土，当水灰比为 0.53 时，其砂率值可选取 32%37%，采用插入法选定）现取s=35。（）计算砂、石用量（s0、g0）用体积法计算，将 mc0=349；mw0=185 代入方程组 53.09.4507.046.02.389.4546.0/0cebacuceafffCW，100011016.265.21.3000wsogcmmmm%35%10000sgsommm 解此联立方程，则得：s0=641，g0=1192 Love is not a maybe thing.You know when you love someone.