土木工程材料复习.docx
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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
4.15
4.36
4.01
16.4
17.8
16.6
18.6
18.8
16.1
28天
6.32
7.38
7.56
42.5
44.5
42.1
48.6
44.4
41.6
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=4.2MPa
3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=7.5MPa
28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=43.0MPa
Rf3折=4.2MPaRc3压=17.4MPa
Rf28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
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
抗压强度（MPa）
12.5
16.3
22.5
11.6
15.5
19.4
15.9
14.2
11.1
25.8
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=16.48
4.79
7.85
0.29
fmin=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）
1
87.5
122.2
90
105
2
89.8
128.0
90
103
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）
4.75
2.36
1.18
0.600
0.300
0.150
＜0.150
筛余量
（g）
5
61
105
152
138
30
9
试问：
该砂级配、粗细程度？
解：
该砂分计筛余（%）：
a1=5/500×100=1
a2=61/500×100=12
a3=105/500×100=21
a4=152/500×100=30
a5=138/500×100=28
a6=30/500×100=6
累计筛余（%）：
A1=a1=1
A2=A1+a2=1+12=13
A3=A2+a3=13+21=34
A4=A3+a4=34+30=64
A5=A4+a5=64+28=92
A6=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）=21.5MPa
f2=（828×1000）/（200×200）=20.7MPa
f3=（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=5.5
21.5-20.7=0.8
5.5>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=22.6MPa
7、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）=38.2MPa
f2=（828×1000）/（150×150）=36.8MPa
f3=（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=9.7
38.2-36.8=1.4
9.7>5.7
取中间值作为该组试件的抗压强度值，
f平=f1=38.2MPa
8、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）=18.0MPa
f72=（700×1000）/（200×200）=17.5MPa
f73=（590×1000）/（200×200）=14.8MPa
17.5×15%=2.6
18.0-17.5=0.5
17.5-14.8=2.7
2.7>2.6
取中间值作为该组试件的抗压强度值，
F7平=f7，2=17.5MPa
28d强度值:
f28=f7，2×（lg28/lg7）=17.5×（lg28/lg7）=30.0MPa
28d标准试件强度值:
f=30.0×1.05=31.5MPa
（2）是否达C25
fcu,0=fcu,k+1.645σ=25+1.645×5=33.2MPa
31.5＜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=45.9MPa
fb=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:
0.56
2．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=36.58
1m3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=189kg
1m3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：
143kg
11、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=2400
35%=ms0/（mg0+ms0）
解方程得：
ms0=620kg,mg0=1152kg
该混凝土配合比为：
水泥433kg；水195kg；砂620kg；碎石1152kg。
各材料之间的比例：
mc0：
mw0：
ms0：
mg0=1：
0.45：
1.43：
2.66
（2）30升的材料用量为：
水泥：
433×0.030=12.99kg
水：
195×0.030=5.85kg
砂：
620×0.030=18.60kg
碎石：
1152×0.030=34.56kg
课程结束
谢谢同学们！
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