土木工程材料計算題

1、1、已知某卵石的質(zhì)量為10.6g,體積為4.06cm3,用李氏瓶法，排除的水的體積為4ml,現(xiàn)總共有這樣的卵石 3360kg,堆成體積為2m3,求石子的孔隙率和空隙率。表觀密度密度m 106V0 4.06=26Q/CR31016=2.65g/cm3堆積密度mV)33603=1680kg/m2.61孔隙率 P = (1)100% = (1- - ) 100%= 1.5%:2.65空隙率p' = (1-) 100%= (1-) 100% = 35.6%2、某材料干燥試樣重 450g,浸入水中吸水飽和后，排出水的體積 190cm3;取出后用濕布 抹干再浸入水中，排出水的體積為230cm3;試

2、樣磨細后烘干再浸入水中，排出水的體積為170cm3。試求該材料的密度 p ,表觀密度p 0,開口孔隙率 PK,閉口孔隙率 PB。實體體積V實=170cm3V 實+ V 閉=190cm3表觀體積曠0=V實+曠閉+曠開=230cm3密度 p = 450/170= 2.65 g/cm3;表觀密度 p 0= 450/230 =1.956 g/cm3 =1956 kg/m3開口孔隙率 PK = X 100% = ( 230-190) /230X 100% = 17.4%閉口孔隙率 PB = X 100% =( 190-170) /230 X 100% =8.7%3.一質(zhì)量為4.1kg,體積為10L的容量

3、筒，內(nèi)部裝滿最大粒徑為20mm的碎石，稱得總質(zhì)量為19.81kg。向上述容量筒內(nèi)注水，待石子吸水飽和后再注滿水，稱得其時總質(zhì)量為 23.91kg o將此吸水飽和的石子用濕布擦干表面，稱得石子的質(zhì)量為16.02kg。試求該碎石：（1）堆積密度 P 0 '(1571kg/m3);(2) 質(zhì)量 吸水率 Wm (2.0%);(3) 表 觀密度 p 0(2530kg/m3);(4)空隙率 P (37.9%)4.某材料在吸水飽和時的容重(p 0飽)為1600kg/m3,體積吸水率 (Wv)為15% 。試計算該材料：(1)干表觀密度p 0干(1450kg/m3);(2)質(zhì)量吸水率 Wm (10.3%

4、);(3)開口孔隙率 P k (15%)； (4)若材料的密度(p )為2.6g/cm3，求孔隙率P (44.2%)5.燒結(jié)普通磚的尺寸為240mm*115mm*53mm ,已知其孔隙率為37% ,干燥質(zhì)量為2487g,浸水飽和后質(zhì)量為2984g。求該科的密度、干表觀密度、吸水率、開口孔隙率及閉口孔隙率。密度248724 11.5 5.3 (1 - 37%)=2.70g/cm3干表觀密度2.487Vo0.24 0.115 0.053=1700kg/m3吸水率W質(zhì)m 吸 - m干2984 - 2487100%= 100%= 20%mF2487開口孔隙率PkV吸水Vo2984 - 2487100%

5、 = 100% = 34%24 11.5 5.3閉口孔隙率Pb = P - Pk = 37 % - 34% = 3%8.用32.5P O水泥配制卵石碎，制作100 x 100 x 100mm 的試件140kN、kc=1.13)。三塊，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護 7d,測得破壞荷載分別為 135kN、144kN。試計算該碎28d的標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強度，試計算該砂的水灰比(水泥強度富于系數(shù)解：各試件抗壓強度 f 仁P1/A =140 X 103/100 X 100 =14MPa;同理,f2=13.5MPa; f3=14.4MPa(2)該組試件的強度代表值：. (f3-f1)X 100%/f1 =2.8% V

6、15% ;(f1-f2)X 100%/ f1 =3.6% V 15%.該組試件的強度代表值f 代=(f1+f2+f3)/3 =13.97MPa 14MPa(3)非標(biāo)準(zhǔn)試件的強度換算為標(biāo)準(zhǔn)試件的強度:f7 = 0.95fR= 13.27MPa(4)7d 強度換算為 28d 強度： f7 /f28=lg7/lg28f28= f7 lg28/ lg7 = 22.72MPa(5)水灰比W/C:. f28 = Afce(C/W-B) ; A=0.48 ,B=0.33又 fce=kcfce,k =1.13 x 32.5= 36.73MPa ;C/W =1.619 ,貝U W/C =0.629 .碎設(shè)計弓雖

7、度為C20,強度保證率P(t)=95%當(dāng)(r=3MPa時，求f配(2)當(dāng)(r=5.5MPa 時，求 f 配(3)若采用42.5的PO水泥，卵石，用水量 W=180kg/m3 ,則b從5.5MPa降到3MPa時，每 m3碎可節(jié)約水泥多少公斤？(kc=1.13)解:(1)當(dāng)強度保證率P(t)=95% 時 ,概率度t = -1.645f 配=f 設(shè)+1.645 b = 20+1.645 X 3=24.94MPaf 配=f 設(shè) +1.645 g = 20+1.645 X 5.5=29.05MPa2)由鮑羅米公式f 配 =f28=fcu=Afce(C/W-B) 可得當(dāng)(r=3MPa 時，24.94 =0

8、.48 X 1.13 X 42.5 X (C1/W1 - 0.33)得 C1/W1 =1.412同理 g =5.5MPa 時，29.05=0.48X 1.13 X 42.5(C2/W2 - 0.33)得 C2/W2 =1.590故 C2- C1 = (C2/W2-C1/W1 )W =(1.590-1.412) X 180=32.06kg則每 m3 砼可節(jié)約水泥32.06kg10 .某工地碎施工配合比為：C : S : G : W =308 :700 :1260 :128(kg),此時砂含水率為(a)為6.2% ,碎石含水率為(b)為3.6%。( 1)求該砼實驗室配合比。(2)若使用42.5P?

9、O水泥(實測強度45MPa),問該砂能否達到 C20要求(t =1.645, =5.0MPa) 。解 : (1)實驗室配合比C0= C =308 kgS0= S /(1 + a%)=700/(1+6.2%)=659.13kgG0= G /(1 + b%)=1260/(1+3.6%)=1216.22kgW0=W + S0 a%+G0 b%=128 +659.13 X 6.2%+1216.22 X 3.6%= 212.65kg( 2) 配制 C20 時必須達到的配制強度f 配 =f 設(shè)+ t(r = 20 +1.645 X 5 = 28.23MPa由實驗室配合比知，C/W = 308/212.65

10、 = 1.45碎石 A=0.46,B=0.07 , fce=45MPa ,則實際強度f28= Afce(C/W-B)=0.46 X 45(1.45。07)= 28.53MPa f28> f 配，該砂能達到C20要求11.某框架結(jié)構(gòu)工程現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁，混凝土設(shè)計強度等級為C30,施工要求混凝土坍落度為3 0 - 5 0mm,根據(jù)施工單位歷史資料統(tǒng)計，混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)差= 5MPa。所用原材料情況如下：水泥：42.5級普通硅酸鹽水泥， 水泥密度為p c =3.10 g/cm3 ,水泥強度等級標(biāo)準(zhǔn)值的富 余系數(shù)為1.08;砂：中砂，級配合格，砂子表觀密度p os=2.60 g/cm 3 ;石：

11、530mm碎石，級配合格，石子表觀密度p og=2.65 g/cm3;試求：1 .混凝土計算配合比；2 .若經(jīng)試配混凝土的和易性和強度等均符合要求，無需作調(diào)整。又知現(xiàn)場砂子含水率 為3%,石子含水率為1 %,試計算混凝土施工配合比。解：1 .求混凝土計算配合比（1）確定混凝土配制強度（fcu,0）fcu,0= fcu,k + 1.645 6 = 30 + 1.645 X 5 =38.2 MPa（2）確定水灰比（W/C）faceff cu ,0ab 1fce = 丫 c Xfce,k = 1.08 X 42.5=45.9MPa=0.530.4645.938 .20.460.0745 .90.65,故可確定水灰比3050 mm時,1m3混凝土由于框架結(jié)構(gòu)混凝土梁處于干燥環(huán)境，干燥環(huán)境容許最大水灰比為為 0.53。（3）確定用水量（mw0）查表，對于最大粒徑為30 mm的碎石混凝土，當(dāng)所需坍落度為的用水量可選用 185kg o（4）計算水泥用量（mc0）按表，對于干燥環(huán)境的鋼筋混凝土，最小水泥用量為 260 kg,故可取 mc0= 349 kg/m3。（5）確定砂率（3 s）查表，對于采用最大粒徑為40 mm的碎石配制的混凝土，當(dāng)水