土木工程材料习题.docx
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土木工程材料习题
土木122
张祯祯学号
伍达富学号
土木工程材料习题
5.19已知甲乙两种砂的累计筛余百分率见下表：
筛孔尺寸
4.75
2.36
1.18
0.6
0.3
0.15
<0.15
累计筛余百分率
甲
0
0
4
50
70
100
乙
0
40
70
90
95
100
有人说甲、乙砂不宜单独直接用于拌制混凝土，对吗？
为什么？
若将甲砂20%与乙砂80%搭配后，情况有怎样？
解：
砂用于混凝土，要根据四个指标：
有害杂质
颗粒形状及表面特征
砂的粗细程度及颗粒级配
砂的等级评定
但在这里，我们主要考察细度模数和级配情况。
那么由细度模数Mx=（（A2+A3+A4+A5+A6）-5A1）/（100-A1）
M甲=（（0+4+50+70+100）-0）/100
=2.24
甲为细砂
M乙=（（40+70+90+95+100）-0）/100
=3.95
乙为粗砂，而且是很粗的那种。
在比较级配区，可以发现甲属于三区砂，但600微米的累计筛余率大于级配区6%的要求，所以级配不合格。
而乙不属于任何一个级配区。
所以，甲乙不宜单独拌制混凝土。
当甲砂20%与乙砂80%搭配后：
4.75:
0
2.36：
40×80%=32
1.18:
4×20%+70×80%=56.8
0.6:
50×20%+90×80%=82
0.3:
70×20%+95×80%=90
0.15:
100
M（甲+乙）=3.608为粗砂且属于一区砂，所以在符合现场的情况下，可以将甲乙搭配用。
5.20某混凝土预制构件厂生产钢筋混凝土大梁需要用设计强度C30的混凝土，现场施工用原材料情况如下：
水泥：
42.5级普通硅酸盐水泥ρc=3.10g/cm3，水泥强度富余6%；
中砂：
级配合格，ρos=2.65g/cm3，砂子含水率为3%；
碎石：
规格为5—20mm，级配合格，ρog=2.69g/cm3石子含水率为1%。
已知混凝土施工要求的坍落度为10—30mm。
试求：
每立方米混凝土各材料的用量；
混凝土施工配合比；
每拌两包水泥的混凝土时各材料的用量；
如果在上述混凝土中掺入0.5%UNF_2减水剂，并减水10%，减水泥5%，求这时每立方米混凝土中各材料的用量。
解:
1.配制强度的计算。
fcu,o≥fcu,k+1.645σ
取fcu,k=30Mpa，σ=5.0
所以fcu,o=30+1.645×5.0
=38.225Mpa
=38.3Mpa
所以取配制强度fcu,o=38.3Mpa
2.水胶比（本题中认为是水灰比）
W/B=
其中
a=0.53
b=0.20fb=γf·γs·fce
而γf，γs是考虑用粉煤灰和高炉矿渣时的影响因素，在此次拌制混凝土的过程中，没有使用粉煤灰和高炉矿渣，所以γf，γs均可以取1.0。
γf=γs=1.0
另一方面fce=γc·fce，g
fce=（1+6%）·42.5
=45.05Mpa
fb=1·1·45.05=45.05Mpa
那么
W/B=
=0.554
3.用水量及外加剂。
因为此问中，暂时没有涉及外加剂。
所以认为外加剂为零。
经查表得用水量
mwo185kg/m3
4.胶凝材料用量（此处为水泥的用量）
mbo=mwo/（W/B）
=
=334kg/m3
5.砂率βs
βs的选取：
因为此题目中要求的丹落度为10—30mm，故而，综合，可以选取
βs=35%
6.粗细骨料的用量（砂石的用量）
按照质量法计算：
mfo+mco+mgo+mso+mwo=mcp
mfo每立方米混凝土种矿物掺合量，kg/m3
mco每立方米混凝土中水泥的用量，kg/m3
mgo每立方米混凝土石子（粗骨料）的用量，kg/m3
mso每立方米混凝土中砂（细骨料）的用量，kg/m3
mcp每立方米混凝土拌合物的假定质量，可取2350—2450kg
βs=
334+185+mgo+mso=2400
35%=
所以mso=658.35kg/m3mgo=1222.65kg/m3
答：
1.故，每方混凝土中含：
水185kg，水泥334kg，砂658.35kg，石1222.65kg。
即水泥：
砂：
石=1:
1.97:
3.66水灰比=0.554无外加剂。
2.混凝土施工配合比。
现场用的砂含水3%，石子含水率1%。
所以：
用砂658.35×（1+3%）=678.1kg/m3
用石1222.65×（1+1%）=1234.88kg/m3
用水185-658.35×3%-1222.65×1%=128.57kg/m3
故，施工现场，每拌制一方混凝土，用水128.578kg，水泥334kg，砂678.1kg，石1234.88kg。
且，一方混凝土的质量仍为2400kg。
3.每拌制2包水泥的混凝土时，各材料的用量。
假定，水泥的用量与水，砂，石的用量是成线性关系。
那么，就可以利用前面的关系来导出拌合物的各成分量。
4.如果在上述混凝土中掺入0.5%UNF_2减水剂，并减水10%，减水泥5%，求这时每立方米混凝土中各材料的用量。
则：
mwo=mwo`（1-β）
=185（1-10%）
=166.5kg/m3
则mbo=mwo/（W/B）
=166.5/（0.554）
=300.5kg
所以，外加剂的用量
mao=mbo×βa
=300.5×0.5%
=1.5025kg
mco=300.5-1.5025
=298.99kg
砂率βs=35%
mfo+mco+mgo+mso+mwo=mcp
βs=
300.5+mgo+mso+166.5=2400
0.35=
所以
mgo=676.55kg
mso=1256.45kg。
所以一方混凝土中：
水166.5kg/m3，水泥298.99kg，
UNF_2减水剂1.5025kg，砂676.55kg，石1256.45kg。
（理论值）。
5.21某混凝土预制构件厂配制钢筋混凝土大梁，需要用设计强度为C30的混凝土，制品的使用环境为非严寒地区的室内环境，现场用原材料情况如下：
水泥：
42.5级普通硅酸盐水泥，实测28d强度47.9Mpa，ρc=3.10g/cm3;
Ⅰ级粉煤灰，密度为2.60g/cm3；
S95磨细矿渣粉，密度为2.80g/cm3；
中砂，符合Ⅱ区级配，ρs=2.60g/cm3，砂子含水率为3%
碎石，粒级5—20mm，ρg=2.64g/cm3,石子含水率为1%
萘系减水剂（粉剂），减水率为10%
自来水
施工要求的坍落度为50mm。
求混凝土的配合比。
配制强度
fcu,o≥fcu,k+1.645σ
而σ=5.0
所以
fcu,o=fcu,k+1.645σ
=30+1.645×5.0
=38.225Mpa
取fcu,o=38.3Mpa
水胶比
W/B=
其中，
a，
b
a=0.53
b=0.20
fce=47.9Mpa
fb=γf·γs·fce
用普通硅酸盐时，粉煤灰掺量可以取20%，矿渣掺量也为20%。
则γf=0.8
γs=0.95
所以
fb=γf·γs·fce
=0.8×0.95×47.9
=36.404Mpa
W/B=
=0.458
外加剂量和用水量
查表得理论上没有掺外加剂的用水量
mwo=195kg/m3
mwo=m`wo（1-β）
=195×（1-10%）
=175.5kg/m3
而由
mwo=mbo（W/B）
mbo=175.5÷0.458
383.188kg。
取βa=0.5%
所以
外加剂mao=0.5%×383.188
=1.916kg/m3
外加剂量：
1.916kg/m3
用水量:
175.5kg/m3
④胶凝材料用量
mbo=mwo/（W/B）
mbo=175.5÷0.458
383.188kg/m3。
其中，
粉煤灰掺量可以取20%，矿渣掺量也为20%
粉煤灰掺量：
383.188×20%
=76.64kg/m3
矿渣掺量：
383.188×20%
=76.64kg/m3
水泥：
383.188－76.64－76.64
=230kg/m3
⑤砂率βs
查表可以取
βs=30%
⑥粗细骨料的用量（砂石的用量
按照质量法计算：
mfo+mco+mgo+mso+mwo=mcp
mfo每立方米混凝土中矿物掺合量，kg/m3
mco每立方米混凝土中水泥的用量，kg/m3
mgo每立方米混凝土石子（粗骨料）的用量，kg/m3
mso每立方米混凝土中砂（细骨料）的用量，kg/m3
mcp每立方米混凝土拌合物的假定质量，可取2350—2450kg
βs=
所以
取
mcp=2400kg
有383.188＋175.5＋mgo+mso=2400
30%=
mso=552.4kg/m3
mgo=1288.91kg/m3
答：
故，每方混凝土中含：
水175.5kg，水泥230kg，粉煤灰76.64kg，S95磨细矿渣76.64kg，砂552.4kg，石1288.91kg
水胶比：
W/B=0.458
砂率：
30%
萘系减水剂：
1.916kg。
现在来看施工配合比的计算：
现场用的砂含水3%，石子含水率1%。
所以：
用砂552.4×（1+3%）=569.0kg/m3
用石1288.91×（1+1%）=1301.8kg/m3
用水175.5-552.4×3%-1288.91×1%=146kg/m3
故，施工现场，每拌制一方混凝土，
水146kg，水泥230kg，粉煤灰76.64kg，S95磨细矿渣76.64kg，砂569.0kg，石1301.8kg。
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