建筑材料计算题.docx
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建筑材料计算题
建筑材料计算题
计算题
1.质量为3.4kg，容积为10L的容量筒装满绝干石子后的总质量为18.4kg。
若向筒内注入水，待石子吸水饱和后，为注满此筒功注入水4.27kg。
将上述吸水饱和的石子擦干表面后称得总质量为18.6kg（含筒重）。
求该石子的吸水率，表观密度，堆积密度，开口孔隙率。
（10分）
解：
石子的质量为m＝18.4-3.4＝15.0（kg）
石子的堆积体积为Voˊ＝10L，
石子所吸水的量为mw＝18.6-18.4＝0.2（kg），水的体积为0.2L
开口孔隙体积为石子吸收水的量，即Vk＝0.2L
注入筒内的水的体积为Vˊw=4.27L,
该体积等于石子间空隙的体积与石子开口孔隙之和。
Vs+Vk＝4.27L（2分）
故，石子的质量吸水率为
Wm＝mw/m＝0.2/15×100%=1.3%（2分）
石子的体积吸水率为
Vv=Vk/Vo=0.2/（10-4.27+0.2）×100%=3.4%
石子的堆积密度为：
ρodˊ=m/Voˊ=15/10=1500（kg/m3）（2分）
石子的表观密度为：
ρod＝m/Vo=15/（10-4.27+0.2）=2530（kg/m3）（2分）
石子的开口孔隙率为：
Pk＝Vk/Vo=0.2/（10-4.27+0.2）×100%=3.4%（2分）
2、已知某工地所用混凝土的施工配合比为1:
2.40:
4.40，水灰比=0.45，且实测混凝土拌合物的表观密度为2400kg/m3。
现场砂的含水率为2.5%，石子的含水率为1%。
试计算其实验室配合比。
（以1m3混凝土中各材料的用量表示，准至1kg）（10分）
解:
mc=1×2400/（1+2.4+4.4+0.45）=291kg（2分）
W湿=（m含-ms）/ms
ms=2.4mc/（1+2.5%）=681kg（2分）
mg=4.4mc/（1+1%）=1268kg（2分）
mw=0.45mc+2.5%ms+1%mg=131+17+13=161kg（4分）
3.某砂作筛分试验，分别称取各筛两次筛余量的平均值如下表所示：
方孔筛径
9.5mm
4.75
mm
2.36
mm
1.18
mm
600
μm
300
μm
150
μm
＜150μm
合计
筛余量，g
0
32.5
48.5
40.0
187.5
118.0
65.0
8.5
计算各号筛的分计筛余率、累计筛余率、细度模数，并评定该砂的颗粒级配和粗细程度。
解：
（1）各号筛的分计筛余率：
①4.75mm：
②2.36mm：
③1.18mm：
④600μm：
⑤300μm：
⑥150μm：
（2）各号筛的累计筛余率为：
①4.75mm：
②2.36mm：
③1.18mm：
④600μm：
⑤300μm：
⑥150μm：
（3）该砂的级配
根据A4＝61.8％可知，该砂的级配为2区。
A1～A5全部在2区规定的范围内，因此级配合格。
该砂的细度模数为：
因此该砂属于中砂。
答：
（略）
4、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7d抗压强度为20MPa，则混凝土的实际水灰比为多少？
能否达到设计强度的要求？
（A=0.48,B=0.33,水泥实际强度为43MP）（10分）
解:
实际混凝土f28=f7×lg28/lg7=20×lg28/lg7=34.2MPa（2分）
C25混凝土要求:
fcu=25+1.645×5=33.2MPa（2分）
∵f28=34.2MPa＞fcu=33.2MPa
∴达到了设计要求.（2分）
又fcu=Afce（C/W-B）
即34.2=0.48×43×（C/W-0.33）（2分）
∴W/C=0.50（2分）
5.收到含水率5%的砂子500t，实为干砂多少吨？
若需干砂500t，应进含水率5%的砂子多少吨？
（5分）
解：
答案：
（1）
可解得m1=476.19g。
（3分）
（2）
可解得m2=525g。
（2分）
6.已知混凝土经试拌调整后，各项材料用量为：
水泥3.10kg，水1.86kg，沙6.24kg，碎石12.8kg，并测得拌和物的表观密度为2500kg∕m3，试计算：
（10分）
（1）每方混凝土各项材料的用量为多少？
（2）如工地现场砂子含水率为2.5％，石子含水率为0.5％求施工配合比。
解
1）比例常数k=2500/（3.10+1.86+6.24+12.84）=104，（2分）故基准配合比为：
W=104×1.86=193.44kg（1分）
S=104×6.24=648.96kg（1分）
C=104×3.10=322.4kg（1分）
G=104×12.84=1335.36kg（1分）
（2）施工配合比为：
W=193.44－648.96×2.5﹪－1335.36×0.5﹪=170.53Kg（1分）
C=322.4Kg（1分）
S=648.96×（1+2.5﹪）=649.96Kg59/2.8）×100﹪=7.5﹪.（1分）
G=1335.36×（1+0.5﹪）=1342.04Kg（1分）
7．某防水工程需石油沥青30t，要求软化点不低于80℃，现有60号和10号石油沥青，测得他们的软化点分别是49℃和98℃，问这两种牌号的石油沥青如何掺配？
（5分）
解：
软化点为49℃的石油沥青掺配比例不大于
（3分）
即30t石油沥青中应掺入不大于30×36.7％＝11.0t的软化点为49℃的石油沥青
软化点为98℃的石油沥青掺入不少于30－11.0=19t。
（2
9.某混凝土的实验室配合比为1∶2.1∶4.0，W/C=0.60，混凝土的体积密度为2410kg/m3。
求1m3混凝土各材料用量（7分）
解：
设水泥用量为C，则有：
S＝2.1C，G＝4.0C，W＝0.6C（2分）
因四种材料的质量之和等于混凝土拌合物的体积密度，有：
C＋S＋G＋W＝ρ（2分）
C＋2.1C+4.0C＋0.6C＝2410（1分）
C＝313kg（0.5分）
W＝0.6C＝188kg（0.5分）
S＝2.1C＝657kg（0.5分）
G＝4.0C＝1252kg（0.5分）
10.某工程现场搅拌混凝土，每罐需加入干砂120kg，而现场砂的含水率为2％。
计算每罐应加入湿砂为多少kg？
解：
每罐应加入的湿砂质量为：
答：
（略）
11、一块普通烧结砖的外形尺寸为240mm×115mm×53mm，吸水饱和后重3000g，烘干至恒重为2500g。
将该砖磨细并烘干后取50g，用李氏瓶测得其体积为20cm3。
试计算该砖的密度、表观密度、孔隙率、质量吸水率。
（8分）
解：
（1）密度ρ=m/V=50/20=2.5g/cm3,（2分）
（2）表观密度ρ0=m0/V0=2500/（24×11.5×5.3）=1.71g/cm3,（2分）
（3）孔隙率P=1-DD=1.71/2.5=68.4%P=31.6%（2分）
（4）质量吸水率：
Wm=500/2500=20%（2分）
12、已知混凝土经试拌调整后，各项材料用量为：
水泥3.10kg，水1.86kg，砂6.24kg，碎石12.8kg，并测得拌和物的表观密度为2500kg∕m3，水的密度为1.0g/cm3，砂子和碎石的堆积密度分别为1.6g/cm3和1.5g/cm3，试计算：
（1）每方混凝土各项材料的用量为多少？
（2）如工地现场砂子含水率为2.5％，石子含水率为0.5％，求施工配合比。
（3）施工现场配制500m3混凝土需要水、砂子和碎石各多少m3？
水泥多少吨？
（12分）
解：
（1）比例常数k=2500/（3.10+1.86+6.24+12.84）=104，故基准配合比为：
W=104×1.86=193.44kg（1分）
S=104×6.24=648.96kg（1分）
C=104×3.10=322.4kg（1分）
G=104×12.84=1335.36kg（1分）
（2）施工配合比为：
W=193.44－648.96×2.5﹪－1335.36×0.5﹪=170.53Kg（1分）
C=322.4Kg（1分）
S=648.96×（1+2.5﹪）=649.96Kg（1分）
G=1335.36×（1+0.5﹪）=1342.04Kg（1分）
（3）施工现场配制500m3混凝土需要
W=500×170.53/1000=85.3m3（1分）
S=500×649.96/1600=203m3（1分）
G=500×1342.04/1500=447.3m3（1分）
C=500×322.4/1000=161.2T（1分）
13.某一块材料的全干质量为100g，自然状态下的体积为40cm3，绝对密实状态下的体积为33cm3，计算该材料的实际密度、体积密度、密实度和孔隙率。
解：
（1）该材料的密度为：
（2分）
（2）该材料的体积密度为：
（3分）
（3）该材料的密实度为：
（3分）
（4）该材料的孔隙率为：
（2分）
14、某混凝土试配调整后，各材料的用量分别为水泥3.1kg，砂6.5kg，卵石12.5kg，水1.8kg。
测得拌合物的体积密度为2400kg/m3。
计算1m3混凝土各材料的用量。
解：
每1m3混凝土各组成材料的用量为
水泥用量：
（2分）
砂的用量：
（2分）
石子用量：
（2分）
水的用量：
（2分）
15、工地上抽取卵石试样，烘干后称量482g试样，将其放入装有水的量筒中吸水至饱和，水面由原来的452cm3上升至630cm3，取出石子，擦干石子表面水分，称量其质量为487g，试求该卵石的表观密度、体积密度以及质量吸水率。
解：
该卵石的表观密度为：
该卵石的体积密度为：
该卵石的质量吸水率为：
答：
（略）。
16、采用普通水泥、卵石和天然砂配制混凝土，水灰比为0.52，制作一组尺寸为150mm×150mm×150mm的试件，标准养护28d，测得的抗压破坏荷载分别为510kN，520kN和650kN。
计算：
（1）该组混凝土试件的立方体抗压强度；
（2）计算该混凝土所用水泥的实际抗压强度。
解：
（1）该组混凝土试件的立方体抗压强度：
根据公式
，对于边长为150mm的混凝土立方体试件，可得：
MPa
MPa
MPa
判定：
最大值与中间值：
最小值与中间值：
由于最大值与中间值之差超过中间值的15%，由此应取中间值作为该组试件的立方体抗压强度。
即：
fcu＝fc2＝23.1MPa
（2）该混凝土所使用水泥的实际抗压强度
根据公式
，根据提意知，αa＝0.48，αb＝0.33，可得：
MPa
答：
（略）
17.破碎的岩石试件经完全干燥后，其质量为482g，将放入盛有水的量筒中，经一定时间石子吸水饱和后，量筒的水面由原来的452cm3上升至630cm3。
取出石子，擦干表面水分后称得质量为487g。
试求该岩石的视密度、表观密度及吸水率？
（7分）
解：
因m1=482g,m2=487g，V+VB=630-452=178cm3（闭+实体）（1分）
故：
ρ′=m1/V+VB=482/178=2.71g/cm3（2分）
ρo=m1/Vo=482/（178+5）=2.63g/cm3（2分）
W=（m2-m1）/m1×100%=（487-482）/482×100%=1%（2分）
18.某工程制作室内用的钢筋混凝土大梁，混凝土设计强度等级为C20，施工要求坍落度为35~50mm，采用机械振捣。
该施工单位无历史统计资料。
采用材料：
普通水泥，32.5级，实测强度为34.8 MPa，密度为3100kg/m3；中砂，表观密度为2650kg/m3，堆积密度为1450kg/m3；卵石，最大粒径20mm，表观密度为2.73g/cm3，堆积密度为1500kg/m3；自来水。
试设计混凝土初步配合比（按干燥材料计算）。
（18分）
解：
（1）确定配制强度。
该施工单位无历史统计资料，查表4-30取σ=5.0MPa。
fcu,o=fcu,k+1.645σ=20+8.2=28.2（MPa）（3分）
（2）确定水灰比（W/C）
利用强度经验公式计算水灰比：
（3分）
（3）确定用水量（W0）
此题要求施工坍落度为35~50mm，卵石最大粒径为20mm，查表4-21得每立方米混凝土用水量：
W0=180kg（2分）
（4）计算水泥用量（Co）
Co=W0×C/W=180×2.02≈364（kg）（3分）
（5）确定砂率 根据上面求得的W/C=0.49，卵石最大粒径20mm，查表4-22，选砂率Sp=32%。
（2分）
（6）计算砂、石用量S0、G0
按体积法或表观密度法列方程组
（3分）
解得
SO=599kgGO=1273kg（1分）
（7）计算初步配合比
C0∶S0∶G0=364∶599∶1273=1∶1.65∶3.50W/C=0.49（1分）
19.某材料的密度为2.70g/cm3，干表观密度为1800Kg/m3，现将一重920g的该材料浸入水中，吸水饱和后取出称重为1020g，试求该材料的孔隙率、重量吸水率、开口孔隙率及闭口孔隙率。
（8分）
解：
孔隙率P＝（1－ρ0/ρ）×100％＝（1-1.8/2.7）×100％=33％；（2分）
重量吸水率mw＝（m水/m）×100％＝[（1020-920）/920]×100％=11％；（2分）
开口孔隙率＝V开/V0=[（1020-920）/（920/1.8）]×100％＝19.6％（2分）
闭口孔隙率＝33％－19.6％＝13.4％（2分）
所以，该材料的孔隙率、重量吸水率、开口孔隙率及闭口孔隙率分别为：
33％；11％；19.6％；13.4％。
20.某混凝土配合比为1∶2.43∶4.71，W/C＝0.62，设混凝土表观密度为2400kg/m3计，求各材料用量。
（7分）
解：
设水泥的质量为CKg，则W＝0.62CKg；S＝2.43CKg；G＝4.71CKg；（2分）
按假定表观密度法有：
C+S+G+W=ρ0h（2分）
所以，C＋0.62C＋2.43C＋4.71C＝2400（1分）
由上式可得：
C=274Kg；W＝170Kg；S＝666Kg；G＝1290Kg。
（2分）
所以，各种材料的用量为：
C=274Kg；W＝170Kg；S＝666Kg；G＝1290Kg
21.已知某混凝土的试验室配合比为C∶S∶G＝1∶1.92∶3.97，W/C＝0.56,配制1m3混凝土水泥用量为300Kg。
施工现场砂、石的含水率分别为5%和1%，求施工配合比。
（10分）
解：
按试验室配合比，1m3混凝土中各种材料得用量为：
C=300Kg；W＝300×0.56＝168Kg；（1分）S＝300×1.92＝576Kg；（1分）G＝300×3.97＝1191Kg；（1分）
所以，施工配合比为：
C=300Kg；W＝168-576×5％-1191×1％＝127Kg；（2分）
S＝576×（1＋5％）＝605Kg（2分）；
G＝1191×（1+1％）＝1203Kg；（2分）
施工配合比为：
C=300Kg；W＝127Kg；S＝605Kg；G＝1203Kg。
（1分）
22、某材料的密度为2.68g/cm3，表观密度为2.34g/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、闭口孔隙率和视密度（近似密度）。
（假定开口孔全可充满水）
.解:
孔隙率P=（1-2.34/2.68）×100%=12.7%
质量吸水率β=（740-720）/720=2.8%
体积吸水率β’=2.8%×2.34=6.6%
开孔孔隙率P开=β’=6.6%
闭口孔隙率P闭=P-P开=12.7%-6.6%=6.1%
视密度ρ’=m/（V+V闭）=ρ0/（1-P+P闭）
=2.34/（1-12.7%+6.1%）
=2.50g/cm3
23、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，试求其基准配合比（以1m3混凝土中各材料用量表示）。
若采用实测强度为45MPa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:
基准配合比为
C=5.72×2400/（5.72+9+18.4+4.3）=367kg
S=9×2400/（5.72+9+18.4+4.3）=577kg
G=18.4×2400/（5.72+9+18.4+4.3）=1180kg
W=4.3×2400/（5.72+9+18.4+4.3）=275kg
fcu=0.46×45×（367/275-0.07）
=26.2MPa
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