土木工程材料复习.docx
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土木工程材料复习
土木工程材料练习题
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，试计算该砖的密度、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）
抗压破坏荷载（kN）
3天
4.15
4.36
4.01
26.3
28.4
26.6
29.7
30.1
25.7
28天
6.32
7.38
7.56
68.0
71.2
67.3
77.8
71.0
66.5
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
3天抗压强度计算：
平均荷载：
Fc=（26.3+28.4+26.6+29.7+30.1+25.7）/6=27.8kN
抗压强度Rc3压=27.8×1000/（40×40）=17.4MPa
该水泥28天抗折强度为：
Rf28折=（6.32+7.38+7.56）/3=7.09MPa
7.09×10%=0.71,
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
28天抗压强度计算：
平均荷载：
Fc=（68.0+71.2+67.3+77.8+75.0+66.5）/6=70.3kN
77.8-70.3=7.5，
70.3×10%=7.0，
7.5>7.0，
剔除77.8值，
以其它5个的平均值为结果。
Fc=（68.0+71.2+67.3+75.0+66.5）/5=69.6kN
抗压强度Rc28压=69.6×1000/（40×40）=43.5MPa
Rf3折=4.17MPaRc3压=17.4MPa
Rf28折7.47MPaRc28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）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㎜，根据施工单位历史资料统计，混凝土强度标准差σ＝5MPa。
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=2600kｇ/m３；
石：
5～40mm碎石，级配合格，石子表观密度ρog=2650kｇ/m3；
试求：
１．计算混凝土初步配合比；
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。
塑性混凝土用水量表（kg/m3）
混凝土砂率（%）
拌合物稠度
碎石最大粒径（mm）
水灰比
（W/C）
碎石最大粒径（mm）
项目
指标
31.5
40
20
40
坍落度
（mm）
10～30
175
165
0.40
29～34
27～32
35～50
185
175
0.50
32～37
30～35
55～70
195
185
0.60
35～40
33～38
75～90
205
195
0.70
38～43
36～41
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）确定水灰比（W/C）
fce=γc×fce,k=1.08×42.5=45.9MPa
3）确定用水量（mw0）
查表当所需坍落度为30-50㎜时,
1m3混凝土的用水量可选用175kg
（4）计算水泥用量（mc0）
Mco=175/0.53=330kg
（5）确定砂率（βs）
βs＝34%
（６）计算砂、石用量（ｍs0、ｍg0）
用体积法计算，将mc0=330㎏；mw0=175㎏代入方程组
解得：
ms0=634kg，mg0=1231kg
（7）该混凝土计算配合比为：
体积法：
ｌm3混凝土中各材料用量为：
水泥：
330㎏，水：
175㎏，砂：
634㎏，碎石：
1231㎏。
以质量比表示即为：
水泥：
砂：
石=１：
1.92：
3.73，Ｗ／Ｃ＝0.53
2．确定施工配合比
由现场砂子含水率为1％，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+1%）=634×（1+1%）=640㎏
石子ｍg施=ｍg0×（1+1%）=1230×（1+1%）=1242㎏
水ｍw施=mw0－ｍs0×3%－ｍg0×1%
=175－634×1%－1230×1%=157㎏
6、实测某混凝土拌合物的毛体积密度为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
7、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）试采用重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
7、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。
8、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
21.5×15%=3.2
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
9、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，试评定该组混凝土的强度。
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：
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=f72=17.5MPa
28d强度值:
f28=f72×（lg28/lg7）=17.5×（lg28/lg7）=30.0MPa
28d标准试件强度值:
f=30.0×1.05=31.5MPa
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
10、某钢筋混凝土工程，混凝土设计强度等级为C25，该工程不受冻害影响，也不受地下水作用，采用机械震拘留捣，坍落度要求30-50mm，水泥为42.5级普通水泥,密度为3.1g/m3。
细骨料采用中砂，表观密度为2620kg/m3，粗骨料为碎石，最大粒径为40mm，表观密度为2650kg/m3。
要求：
（1）试用体积法设计该混凝土的初步配合比；
（2）当施工现场实测砂的含水率为3.5%，石子的含水率为1%时，试求施工配合比。
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=25+1.645×5=33.2MPa
（2）确定水灰比（W/C）
3）确定用水量（mw0）
查表当所需坍落度为30-50㎜,碎石最大粒径为40mm时
1m3混凝土的用水量可选用175kg
（4）计算水泥用量（mc0）
Mco=175/0.57=307kg
（5）确定砂率（βs）
W/C=0.57,碎石最大粒径为40mm时,砂率应32.1%-37.1%
取βs＝35%
（６）计算砂、石用量（ｍs0、ｍg0）
用体积法计算，将mc0=307㎏；mw0=175㎏代入方程组
解得：
ms0=661kg，mg0=1228kg
（7）该混凝土计算配合比为：
体积法：
ｌm3混凝土中各材料用量为：
水泥：
307㎏，水：
175㎏，砂：
661㎏，碎石：
1228㎏。
以质量比表示即为：
水泥：
砂：
石=１：
2.15：
4.00，Ｗ／Ｃ＝0.57
2．确定施工配合比
由现场砂子含水率为3.5％，石子含水率为1％，则施工配合比为：
水泥mc施=mc0=307㎏
砂子ｍs施=ｍs0×（1+3.5%）=661×（1+3.5%）=684㎏
石子ｍg施=ｍg0×（1+1%）=1228×（1+1%）=1240㎏
水ｍw施=mw0－ｍs0×3.5%－ｍg0×1%
=175－661×3.5%－1228×1%=140㎏
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