土木工程材料复习

1、有一岩石，尺寸为5cm×5cm×5cm，在潮湿状态下重313g，经测定含水率为2%，经干燥并磨成细粉，用排水法测得绝对密实体积为113cm3，试计算该岩石的密度、表观密度、孔隙率？解：该砖干质量为：313/（1+2%）=307g密度：ρ=307/113=2.72g/cm3表观密度：ρ0=307/（5×5×5）=2.46g/cm3孔隙率：P=（1-2.46/2.72）×100%=10%2、某普通水泥3天、28天强度试验结果如下表：抗折强度（MPa）抗压强度（MPa）3天4.154.364.0116.417.816.618.618.816.128天6.327.387.5642.544.542.148.644.441.6试确定该水泥强度等级。解：该水泥3天抗折强度为：Rf3折=(4.15+4.36+4.01)/3=4.17MPa=4.2MPa3天抗压强度计算：Rc压=(16.4+17.8+16.6+18.6+18.8+16.1)/6=17.4MPa该水泥28天抗折强度为：Rf28折=(6.32+7.38+7.56)/3=7.09MPa平均值的10%：7.09×10%=0.71,最大或最小值与平均值之差：7.09-6.32=0.77,0.77＞0.71,剔除6.32值,以其它2个的平均值为结果。Rf28折=(7.38+7.56)/2=7.47MPa=7.5MPa28天抗压强度计算：Rc28压=（42.5+44.5+42.1+48.6+44.4+41.6）/6=44.0MPa最大或最小值与平均值之差：48.6-44.0=4.6，平均值的10%：44.0×10%=4.4，4.6>4.4，剔除48.6值，以其它5个的平均值为结果。28天抗压强度Rc28压=（42.5+44.5+42.1+44.4+41.6）/5=43.0MPaRf3折=4.2MPaRc3压=17.4MPaRf28折=7.5MPaRc28压=43.5MPa该水泥强度等级42.5。3、有一组红砖进行抗压强度试验，试验强度值如下表：序号12345678910抗压强度(MPa)12.516.322.511.615.519.415.914.211.125.8试确定该红砖的强度等级。解：=（12.5+16.3+22.5+11.6+15.5+19.4+15.9+14.2+11.1+25.8）/10=16.484.797.850.29fmin=11.1MPa由于δ=0.29根据和fmin该红砖的强度等级为MU10。4、某热轧带肋钢筋，牌号为HRB335，钢筋的公称直径为18mm，抽取两根钢筋进行拉伸试验结果如下表：序号屈服荷载(kN)最大荷载(kN)标距L0（mm）拉断标距L1（mm）187.5122.290105289.8128.090103试求：(1)屈服强度、抗拉强度和伸长率？(2)判定该组钢筋的拉伸试验结果是否合格？解：（1）序号1屈服强度：MPa抗拉强度：MPa伸长率：序号2屈服强度：MPa抗拉强度：MPa伸长率：（2）HRB335钢筋要求：屈服强度≥335MPa；抗拉强度≥455MPa；伸长率≥17%因序号2钢筋的伸长率14%低于标准值17%.该组钢筋的拉伸试验结果不合格。5、某砂的筛分结果如下，砂样为500g：筛孔尺寸（mm）4.752.361.180.6000.3000.150＜0.150筛余量（g）561105152138309试问：该砂级配、粗细程度？解：该砂分计筛余（%）：a1=5/500×100=1a2=61/500×100=12a3=105/500×100=21a4=152/500×100=30a5=138/500×100=28a6=30/500×100=6累计筛余（%）：A1=a1=1A2=A1+a2=1+12=13A3=A2+a3=13+21=34A4=A3+a4=34+30=64A5=A4+a5=64+28=92A6=A5+a6=92+6=98该砂属于级配区Ⅱ区。细度模数：µf=（A2+A3+A4+A5+A6-5A1）/（100-A1）=2.99该砂属于中砂。6、有一组边长为200ｍｍ的混凝土立方体试件，在标准养护条件下养护至２８天，测得混凝土试件的破坏荷载分别为860、828、1078ｋＮ。试确定该组混凝土的标准试件立方体抗压强度。解：f1=（860×1000）/（200×200）=21.5MPaf2=（828×1000）/（200×200）=20.7MPaf3=（1078×1000）/（200×200）=27.0MPa中间值的15%：21.5×15%=3.2最大或最小值与平均值之差：27.0-21.5=5.521.5-20.7=0.85.5>3.2取中间值作为该组试件的抗压强度值，f平=f1=21.5MPa标准试件立方体抗压强度为：fcu=21.5×1.05=22.6MPa7、有一组标准尺寸的混凝土立方体试件，在标准养护条件下养护至２８天，测得混凝土试件的破坏荷载分别为860、828、1078ｋＮ。试确定该组混凝土的立方体抗压强度。解：f1=（860×1000）/（150×150）=38.2MPaf2=（828×1000）/（150×150）=36.8MPaf3=（1078×1000）/（150×150）=47.9MPa中间值的15%：38.2×15%=5.7最大或最小值与平均值之差：47.9-38.2=9.738.2-36.8=1.49.7>5.7取中间值作为该组试件的抗压强度值，f平=f1=38.2MPa8、现有一组200mm×200mm×200mm的混凝土试块，标准养护7d做抗压强度试验，得到破坏荷载分别为720、700、590kN。（1）试评定该组混凝土的强度。（2）若该混凝土强度等级为C25，则该混凝土能否满足配制强度要求？解：（1）该组混凝土的强度f71=（720×1000）/（200×200）=18.0MPaf72=（700×1000）/（200×200）=17.5MPaf73=（590×1000）/（200×200）=14.8MPa17.5×15%=2.618.0-17.5=0.517.5-14.8=2.72.7>2.6取中间值作为该组试件的抗压强度值，F7平=f7，2=17.5MPa28d强度值:f28=f7，2×(lg28/lg7)=17.5×(lg28/lg7)=30.0MPa28d标准试件强度值:f=30.0×1.05=31.5MPa（2）是否达C25fcu,0=fcu,k+1.645σ=25+1.645×5=33.2MPa31.5＜33.2该混凝土不能满足配制强度要求9．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Ｃ30，施工要求混凝土坍落度为30～50㎜，施工单位无历史统计资料。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ρｃ=3100kｇ/m３，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ρos=2650kｇ/m３；石：5～30mm碎石，级配合格，石子表观密度ρog=2700kｇ/m3；试求：１．设计该混凝土配合比；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３％，石子含水率为1％，试计算混凝土施工配合比。解：１．求混凝土初步配合比(1)确定混凝土配制强度（fcu,0）fcu,0=fcu,k+1.645σ=30+1.645×5=38.2MPa(2)确定水胶比（W/C）fce=γc×fce,k=1.08×42.5=45.9MPafb=γf×γs×fce=1×1×45.9MPa耐久性校核可省略（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30～50㎜时,1m3混凝土的用水量可选用185kg。(4)计算水泥用量（mc0）耐久性校核可省略（5）确定砂率（βs）查表，对于采用最大粒径为30㎜的碎石配制的混凝土，当水灰比为0.56时，其砂率值可选取32.8%-37.8%，（采用插入法选定）现取βs=３5％。（６）计算砂、石用量（ｍs0、ｍg0）（体积法、质量法选1种方法）用体积法计算：将mc0=330㎏；mw0=185㎏代入方程组解此联立方程，则得：ｍs0=656㎏，ｍg0=1218㎏用质量法计算假定表观密度为ｍcp=2400kg/m3，将mc0=349㎏；mw0=185㎏代入方程组：解方程得：ｍs0=660㎏，ｍg0=1225㎏。（7）该混凝土配合比为：体积法：ｌm3混凝土中各材料用量为：水泥：330㎏，水：185㎏，砂：656㎏，碎石：1218㎏。以质量比表示即为：水泥:砂:石:水=330:656:1218:185=1:1.99:3.69:0.56质量法：ｌm3混凝土中各材料用量为：水泥：330㎏，水：185㎏，砂：660㎏，碎石：1225㎏。以质量比表示即为：水泥:砂:石:水=330:660:1225:185=1:2.00:3.71:0.562．确定施工配合比由现场砂子含水率为３％，石子含水率为1％，则施工配合比为：水泥mc施=mc0=330㎏砂子ｍs施=ｍs0×（1+3%）=656×（1+3%）=676㎏石子ｍg施=ｍg0×（1+1%）=1218×（1+1%）=1230㎏水ｍw施=mw0－ｍs0×3%－ｍg0×1%=185－656×3%－1218×1%=153㎏10、实测某混凝土拌合物的表现密度为2360kg/m3，拌合材料量为：水泥5.13kg；砂10.82kg；石17.70kg；水2.93kg，试求：(1)、每1m3混凝土的材料用量？(2)、如砂、石含水率分别为3%和1%，求施工配合比？解：（1）5.13+10.82+17.70+2.93=36.581m3混凝土的各材料用量为：水泥：2360×5.13/36.58=331kg砂：2360×10.82/36.58=698kg石：2360×17.70/36.58=1142kg水：2360×2.93/36.58=189kg1m3混凝土的各材料用量为：水泥：331kg；砂：698kg；石：1142kg；水：189kg（2）施工配合比为水泥：331kg砂：698×（1+3%）=719kg石：1142×（1+1%）=1153kg水：175-698×3%-1142×1%=143kg施工配合比：水泥：331kg；砂：719kg；石：1153kg；水：143kg11、某混凝土配合比，已知w/c=0.45，单位用水量为mwo=195kg，砂率为βs=35%，(1)试采用质量法求该混凝土配合比？(2)计算30升的材料用量？解：(1)单位用水量为mwo=195kg；ｌm3混凝土中水泥用量ｍc0为：mc0=mw/（w/c）=195/0.45=433kg假定：每立方米新拌混凝土的质量为2400kg。则有：433+mg0+ms0+195=240035%=ms0/（