土木工程材料计算题

1、六、计算题1、某石灰岩的密度为 2.68 g/cm3,孔隙率为1.5%,今将石灰岩破碎成碎石，碎石的堆积密 度为1520kg/m3,求此碎石的表观密度和空隙率。解：(1)碎石的表观密度：0C,P -(1 -) 100% =1.5%一一3：0 = D -1.5%。= 2.64g/cm(2)碎石的空隙率 p' =(1 二/ 100% =(11.52)x100% =42.42%:2.642、料的密度为2.68g/cm3 ,表观密度为 2.34 g/cm3 , 720克绝干的该材料浸水饱和后擦干 表面并测得质量为 740克。求该材料的孔隙率、质量吸水率、体积吸水率、开口孔隙率、闭 口孔隙率。(

2、假定开口孔全可充满水)2 34解：(1)孔隙率：p=(1)M100% =(1一7-)x100% =12.7%:2.68一一 一740 - 720(2)质量吸水率： Wm =720 M100% =2.8%720(3)体积吸水率： Wv = P0 Wm = 2.34 x 2.8% = 6.6%(4)开孔孔隙率：P开=Wv =6.6%(5)闭口孔隙率：p汨=P P开=12.7% 6.6% =6.1%3、将卵石洗净并吸水饱和后，用布擦干表面称 1005g,将其装入广口瓶内加满水称其总重 为2475g,广口瓶盛满水重为1840Gr,经烘干后称其重为1000g，试问上述条件可求得卵石 的哪些相关值？各是多

3、少？解:(1) 可求得卵石的表观密度和吸水率。(2分)(2)卵石的表观密度10001840 -(2475 -1000)=2.74g / cm卵石的吸水率：W=1005 1000 =0.5%10004、已知某材料的密度为 2.50g/cm3,表观密度为2.00g/cm3,材料质量吸水率为 9%试求该 材料的孔隙率、开口孔隙率和闭口孔隙率。2解：(1)孔隙率：P =(1-0)100% =(1-一)父100%=20%:2.5(2)开口孔隙率： Wv = P0 Wm =2.0父9% =18%闭口孔隙率： = P P开=2%5、一块普通标准粘土砖，烘干后质量为2420g,吸水饱和后为 2640g,将其烘

4、干磨细后取50g用李氏瓶测其体积为 19.2 cm3 ,求该科的开口孔隙率和闭口孔隙率。解：(1)粘土砖的密度50P二19.2=2.6g/ cm3(2)粘土砖的表观密度242024 11.5 5.3)八 ，3二 1.65g / cm 粘土砖的孔隙率：P =1-°父100%=36.5%P(4)开口孔隙率：& = p0 2640 2420 M 100% = 15%2420闭口孔隙率：% =P 周=21.5%6、一块普通标准粘土砖， 烘干后质量为2500g,吸水饱和湿重为2900g,其密度为2.7 cm3, 求该科的表观密度、孔隙率、质量吸水率和体积吸水率。解：(1)砖的体积密度：

5、025003=1.71g / cm 24 11.5 5.3(2)醇的孔隙率：P (1 -) 100%=(1-L71) 100% =36.7% :2.7 , 、2900 -2500(3)醇的质量吸水率：Wm = 2900 2500 100% =16% 2500(4)砖的体积吸水率：Wv = ：0 Wm =1.37 16% =27.36%六、计算题1、已知混凝土试拌调整合格后各材料用量为：水泥 5.72kg ,砂子9.0kg ,石子为18.4kg , 水为4.3kg。并测得拌合物表观密度为 2400kg/m3, (1)试求其基准配合比(以1m3混凝土中 各材料用量表示)。(2)若采用实测强度为 4

6、5MPa的普通水泥，河砂，卵石来配制，试估算该混凝土的 28天强度 (A=0.46 , B=0.07)。解：(1)基准配合比混凝土试拌调整合格后材料总量为：5.72+9.0+18.4+4.3=37.42 kg2400配合比校正系数二=W00VO =64.14V037.421m3混凝土中各材料用量，一 5 72 2400水泥：C =522 400VO = 366.86kgVo37.42砂子:Vo2400 V37.42=577.23kg石子：G=18.4 陋V。,180.12kgV037.42 4 3 2400水：W=43 "°VO = 275.79kgV037.42(2)混凝

7、土的28天强度fcuC5.72=A fce(- -B) 0.46 45(- -0.07) 26.09MPa2、制C30混凝土，要求弓II度保证率95%则混凝土的配制强度为多少？若采用普通水泥，卵石来配制，试求混凝土的水灰比。已知：水泥实际强度为48MPa,A=0.46,B=0.07解：(1)混凝土的配制强度 fcu,t =30+1.645 父仃=30 +1.645 M5 = 38.2MPa(2)混凝土的水灰比CC- fcu =A fce( B) =0.46 45(0.07) =38.2MPaWWW 八“ 一 二0.56C,且实测混凝土拌合物的表观密度为2400kg/m3.1%试计算其实验室配合

8、比。(以1m3混凝土中各3、已知碎的施工配合比为1:2.40:4.40:0.45现场砂的含水率为2.5%,石子的含水率为材料的用量表示，准至 1kg)解：(1)水泥:1 24001 2.4 4.4 0.45二291kg(2)砂子：S =2.4C (1 -2.5%) = 682kg_ t_ t . . _ _ _(3)石子：G =4.4C (1 -1%) = 1268kg(4)水： W =0.45C -2.4C2.5% -4.4C1%=101kg4、混凝土的设计强度等级为 C25,要求保证率 95%当以碎石、42.5普通水泥、河砂配制 混凝土时，若实测混凝土 7 d抗压强度为20MPa推测?！凝

9、土 28d强度为多少？能否达到设 计强度的要求？混凝土的实际水灰比为多少？ (A=0.48,B=0.33,水泥实际强度为43MP解：(1)混凝土 28d 强度：f28 ; f7 父 lg 28 = 20Mlg 28 =34.2MPa lg7 lg7(2) C25混凝土要求配制强度：fcu,t =25 +1.645 父仃=25 +1.645 父5 =33.2MPaf28 =34.2MPa > fcu,t =33.2MPa达到了设计要求(3)混凝土的实际水灰比:,C fcu = A fce（C -B） W即 34.2=0.48 M3X（C/W-0.33）.W/C=0.505、某工程设计要求混

10、凝土强度等级为C30,现场施工拟用原料如下：水泥：42.5普通水泥，p c=3.1g/cm3 ,水泥实际强度为 46.8Mpa；中砂，p s=2620kg/m3 ,砂的含水率为 3%碎石，p g=2710kg/m3 ,石子的含水率为 1%混凝土单位用水量为160kg/m3,砂率为33% （1）试计算混凝土的初步配合比；（2）设初步配合比就是试验室配合比度求施工配合比。解：（1）初步计算配合比的计算确定配制强度（u,t）：fcu,t =30 +1.645 X。=30 +1.645M5 =38.2MPa确定水灰比(一)：碎石 A =0.46 B = 0.07Cfcu,t =AM fce(W&quo

11、t; B)=38.2MPaWAfce0.46 46.8八一一 =0.54CfcutABfce 38.2 0.46 0,07 46.8cu,ce计算水泥用量（C0）：C0WoW/C1600.54=296kg计算粗、细骨料用量（G0）及（S0）：用体积法计So0.01 =1:s萃+图+旦+旦+0010f 3100 1000 2710 2620SpSoSoGo=0.33解得：Go = 1322 kgSo = 678kg则初步计算配合比为：水泥=296kg,砂=678kg,石子=1322kg,水=160kg(2)施工配合比：C =296S -678(1 3%) -698kgG =1322(1 1%)

12、= 1335kgW =160 -678 3%-1322 1%=126kg6、实验室搅拌混凝土，已确定水灰比为0.5,砂率为0.32,每m3混凝土用水量为180kg,新拌混凝土的体积密度为2450 kg/m3。试求（1）每m3混凝土各项材料用量。（2）若采用水泥标号为42.5级，采用碎石，试估算此混凝土在标准条件下，养护28天的强度是多少？解：（1）每m3混凝土各项材料用量计算水泥用量（C°）： C0 =-W=180 = 360kg （W/C）0.5计算粗、细骨料用量（G。）及（S。）：用质量法计C0W0G0S0= 2450360180G0S0= 2450S。SoGo= 0.32解得：

13、G0 = 1200kg S0 =610 kg配合比为：水泥=360kg,砂=610kg,石子=1299kg,水=180kgC1(2)混凝土 28d强度：fcu,t = Ax fce(-C- _B) =0.4642.5X1.13( -0.07) = 42.6MPa7、某试样经调整后，各种材料用量分别为水泥3.1 kg,水1.86 kg,砂6.24 kg,碎石12.8kg,并测得混凝土拌合物的体积密度为2400 kg/m3 ,若现场砂的含水率为 4%石子的含水率为1%试求其施工配合比。解：（1）基准配合比混凝土试拌调整合格后材料总量为：3.1 + 1.86+6.24+12.8=24 kg一，240

14、0配合比校正系数二二包0 Vo W00V0241m3混凝土中各材料用量3.1水泥：C =一 100VO =310kg V06.24砂子：S= 100VO =624kg Vo, 712.8石子：G =100Vo =1280kg1 86.水： W = -100V。= 186kgVo（2）施工配合比C = 310kgS =624(1 4%) = 649 kgG =1280(1 1%) = 1293kgW =186 -624 4% -1280 1% =148kg8、某砂做筛分试验，分别称取各筛两次筛余量的平均值如下表所示:方孔筛径(mrm9.54.752.361.180.600.300.15<0

15、.15合计筛余量(g)02460809511410522500分计筛余率累计筛余率计算各号筛的分计筛余率和累计筛余率、细度模数，绘制筛分曲线，并评定砂的粗细程度。解：(1)计算各号筛的分计筛余率和累计筛余率(3分)筛孔尺寸(mrm4.752.30.15<0.15筛余量(g)2460809511410522分计筛余a1a2asa4asa64.812161922.8214.4累计筛余AiA2AAAA4.816.832.851.874.695.6100(2)计算细度模数一A2 A3 A4 A5 A6 -5216.8 32.8 51.8 74.6 95.6 -5 4.8M

16、x = = =2.6100 -A1100-4.8绘制筛分曲线(略)(4)评定砂的粗细程度(略)9、今欲配制C40混凝土，试件尺寸为 100X 100X 100 (mm,三组试件的抗压强度值分别为(1) 48.6 Mpw 47.2 Mp 45.7 Mp0 (2) 49.0 Mp0 51.2 Mp0 58.5 Mp (3) 54.0 Mp53.0 Mpa ; 55.0 Mpa ;要求强度保证率为 95两准差为=6.0 Mpa。试求哪个组强度值满足 设计强度等级要求。解:(1)混凝土配制强度 fcu,t =30 +1.645 父仃=40 +1.645父6 =49.9MPa48.6 47.2 45.7

17、第一组强度值:fcu10.95 =44.8MPa100 100 100第二组强度值：fcu,249 51.2 58.5100 100 1000.95 =50.3MPa第三组强度值：fcu 3 = 54 . 53 . 550.95 =51.3MPa100 100 100第二组和第三组强度值满足设计强度等级要求10、现有甲、乙两种砂，各取干砂500g做筛分试验，其结果如下:筛孔尺寸(mm4.752.30.15<0.15筛余量(g)甲005010015015050乙50200150100000(1)计算甲、乙两种砂的细度模数，属何种砂。(2)若两种砂配成细度模数为2.7时

18、，甲、乙两种砂各占多少?解：(1)细度模数计算筛孔尺寸(mm4.752.30.15<0.15筛余量(g)甲005010015015050分计筛余a1a2a3a4a5a60010203030累计筛余AA2A3AAA0010306090100筛余量(g)乙50200150100000分计筛余a1a2a3a4a5a61040302000累计筛余AA2A3AAA105080100100100100甲砂的细度模数A2 A3 A4 A5 A6 -5A1 0 10 30 60 90-5 0M理=-=L = =1.9100 - A1100 -0属细砂。乙砂的细度模数A2 A3 A4

19、 A5 A6 - 5Al50 80 100 100 100 -5 10M 叱34561 = =4.22100 - A1100 -10属粗砂。(2)甲、乙两种砂各占比例设甲砂占比例为 X,乙砂占比例为 YX +Y =1M x甲X +M x乙=2.7结果：X =65.5% Y=34.5%11、某工地施工采用的施工配合比为水泥312kg,砂710kg,碎石1300kg,水130kg,若采用的是42.5级普通水泥，其实测强度为46.5 Mpq砂的含水率为3%石子的含水率为1.5%。混凝土强度标准差为(t=4.0 Mpa。问：其配合比能否满足混凝土设计等级为C20的要求？解：(1)混凝土配制强度fcu,

20、t =20+1.645父仃 =20 +1.645M4 = 26.6MPa(2)混凝土拌合水量 W =130 十 1300M1.5% +710x3% =171kg-, W 171(3)混凝土的水灰比 W =U1 = 0.55C 312C .1(4)混凝土设计强度 f =am fce(B) = 0.46x46.5(0.07) = 37.4MPaW0.55此配合比能满足混凝土设计等级为C20的要求。12、某工厂厂房钢筋混凝土梁，设计要求混凝土强度等级为C30,坍落度指标为 30-50mni混凝土单位用水量为 180kg,混凝土强度标准差为(t=5.0 Mpa；水泥富余系数3=1.1 ,水泥 标号为

21、42.5 , p c=3.1g/cm3 ;砂p s=2600kg/m3 ;碎石：连续级配、最大粒径为30mm pg=2700kg/m3。砂率为 31%(1)试计算混凝土的初步配合比。(8分)(2)若初步配合比经调整试配时加入5%勺水泥浆后满足和易性要求，并测得混凝土拌合物的体积密度为2450 kg/m3 ,求其基准配合比。(7分)解：(1)初步计算配合比的计算确定配制强度(u,t)：fcu,t =30 +1.645 黑仃=30 +1.645 黑 5 =38.2MPa确定水灰比( W)：碎石 A = 0.46 B = 0.07CCfcut =AM fce(B)=38.2MPaWAfce0.46 42.5 1.1=0.54C fcutABfce 38.2 0.46 0,07 42.5 1.1cu,ce计算水泥用量(C。)：Co =-W=&= 333kg(W/C)0.54计算粗、细骨料用量(G0)及(S0)：用体积法计Co WoGoSo0 ， 0.01. =1：c；wDg：s至出殳过0.01 1 3100 1000 2700 2600Sp = =0.31 S0 G0