《土木工程材料》习题库Word文档下载推荐.docx
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抗折
F/kN
70.0
80.0
83.0
87.0
F/N
3200
3300
4000
f/MPa
43.8
50.0
51.9
54.4
7.5
7.7
9.4
f6平均=50.0,43.8超出
(50.0-43.8)/50.0=12.4%=12%>10%
f3平均=8.2,9.4超出
(9.4-8.2)/8.2=15%>10%
f5平均=51.3
(54.4-51.3)/51.3=6.0%=6%<10%
f2平均=7.6
fC=FC/A=FC/(40×
40)=80.0×
1000/(40×
40)=50.0MPa,
ff=1.5FfL/(bh2)=1.5Ff×
100/(40×
402)=1.5×
4000×
402)=9.4MPa,由误差分析得:
fC5平均抗压强度=51.3MPa>42.5,ff2平均抗折强度=7.6MPa>6.5。
该水泥强度等级为42.5级。
A3(筛分类)某干砂(500克)筛析结果如下表所示,试确定其细度模数和粗细程度,并在表格中填入通过率。
公称筛孔mm
10
5
2.5
1.25
0.63
0.315
0.16
0.08
9.50
4.75
2.36
1.18
0.600
0.300
0.150
0.075
筛余量g
150
50
分计筛余%
30.0
10.0
Ai累计筛余%
60.0
90.0
100.0
Pi通过百分率%
100
40.0
细度模数=[(A2+A3+A4+A5+A6)-5A1]/(100-A1)=[(0+30.0+60.0+90.0+100.0)-5×
0]/(100-0)=2.80,该砂为中砂。
(注:
Ai累计筛余+Pi通过率=100%)
A4(砼强度)一组尺寸为150×
150×
150mm的砼试块,标准养护28天龄期,作抗压强度试验,其破坏荷载为750、580、600kN。
试求该砼的抗压强度fcu。
fc=F/A=600×
1000/(150×
150)=26.7N/mm2=26.7MPa
F/kN
580
600
750
fc=F/A/MPa
25.8
26.7
33.3
数据处理
最大值与中间值的差值超出中间值的±
15%。
33.3-26.7=6.6>26.7×
15%=4.0>26.7-25.8=0.9
fcu/MPa
26.7
取中间值
A5(砼配合比)现浇钢筋砼板,强度等级为C25和抗渗等级为P6,采用32.5级复合水泥C,中砂S,卵石G。
现假定该砼的表观密度为2420kg/m3,并确定单位体积用水量为195kg/m3。
试求初步计算配合比(提示:
砂率为35%-40%,本题选35%)。
f=25+1.645×
5=33.2=0.48×
32.5×
1.08(C/W-0.33)
W/C=0.43,Sp=35%。
453+195+620+1152=2420
C:
W:
S:
G=453:
195:
620:
1152=1:
0.43:
1.37:
2.54
A6(合格评定)今有按C20配合比浇注的砼10组,其强度分别为18.0、20.0、20.5、21.0、21.5、22.0、22.5、23.0、23.5、24.5MPa。
试对该砼强度进行检验评定(合格评定)(fcu平均值-1.70sfcu≥0.9fcu,k,fcu,min≥0.9fcu,k)。
用计算器算得,fcu平均值=21.65MPa,sfcu=1.89MPa。
fcu平均值-1.70sfcu=21.65-1.70×
1.89=18.4≥0.9fcu,k,=0.9×
20=18.0MPa。
fcu,min=18.0=0.9fcu,k=0.9×
该组砼强度检验评定结果合格。
A7(砂浆强度)一组砂浆试块,标准养护28天龄期后,作抗压强度试验,其破坏荷载为42、50、50、50、50、63kN。
试求该砂浆的抗压强度。
解:
42
63
A/mm
70.7×
70.7
8.4
12.6
fc平均值/MPa
10.2
最大值与平均值的差值大于平均值的20%
fmu/MPa
10.0(取中间4个的平均值)
A8(砂浆配合比)某工地欲配制M7.5的水泥石灰混合砂浆,稠度为70-100mm,用以砌筑普通粘土砖砌体。
工地现有32.5级复合水泥,松堆密度为1310公斤/米3;
石灰膏表观密度为1300公斤/米3,稠度为120mm;
中砂含水率为2.0%,松散密度为1450公斤/米3。
施工水平一般。
试计算配合比。
fm,o=f2+0.645σ=7.5+0.645×
1.88=8.7MPa,
QC=1000(fm,o+15.09)/(3.03fce)=1000×
(8.7+15.09)/(3.03×
1.08)=224kg/m3
QD=300~350-QC=300-224=76kg/m3,
QS=S=ρ,0s=1400~1500=1450kg/m3,校正后QS=1450×
(1+0.02)=1479kg/m3
QW=240~310=300kg/m3该M7.5混合砂浆的配合比为:
QC:
QD:
QS:
QW=224:
76:
1479:
300=1:
0.34:
6.60:
1.34
A9(砖强度)一组砖的抗压破坏荷载分别为140、160、170、180、190、200、210、220、230和270kN。
该组砖尺寸标准(受压面积均为120×
115mm2)。
试确定该组砖的强度等级(抗压强度标准值fk=f平均-1.80s,MU10、MU15和MU20砖的抗压强度标准值分别大于6.5、10.0和14.0MPa;
它们的最小值分别大于7.5、12.0和16.0MPa),并选择该试样所用试验机的吨位。
用计算器算得,fC=FC/A=FC/(120×
115)
1
2
3
4
6
7
8
9
F/kN
140
160
170
180
190
200
210
220
230
270
A/mm2
假设均为120×
115mm2
f/MPa
10.14
11.59
12.32
13.04
13.77
14.49
15.22
15.94
16.67
19.57
f平均=14.28MPa,s=2.74MPa。
δ=s/f平均=2.74/14.28=0.19<0.21
fk=f平均-1.80s=14.28-1.80×
2.74=9.35MPa,该组砖的强度等级为MU10
所用试验机的吨位为600kN。
(20%~80%,120~480kN,150~260kN)
A10(钢材强度)一根总长度为360mm、重量为1388g的钢筋试件(密度为7.85g/cm3)。
做拉伸试验,测得屈服点和最大破坏荷载分别为200和250kN,拉断后,测得标距增量(ΔL=L1-L0)为23mm。
求该钢材的屈服强度σs、抗拉强度σb和伸长率δ5。
ρ=m/V=1388/(36×
3.142r2)=7.852r=25mm
σs=Fs/A=200×
1000/(3.142×
12.5×
12.5)=407.4=405MPa。
σb=Fb/A=250×
12.5)=509.2=510MPa。
δ5=(L1-L0)/L0=23/(5×
25)=18.4%=18%。
A11(其它)某一钢筋砼结构工程,砼设计强度等级为C50,从施工现场统计得到平均强为57.0MPa,变异系数CV=0.10。
求:
(1)此批砼强度保证率(P)?
(2)如要满足95﹪保证率的要求,应采取什么措施?
并分析采取那种措施较经济?
概率度t
0.84
1.00
1.20
1.28
1.645
2.00
砼强度保证率P(﹪)
84.1
88.5
95.0
97.7
(1)标准差σ=57.0×
10%=5.7,概率度t=(57-50)/5.7=1.228,P(1.228)<90%
(2)如要满足95﹪保证率的要求,
采取措施1——提高砼的配制强度,从而使砼的平均强度提高,如平均强度提高到60MPa,则t=(60-50)/5.7=1.754,P(1.754)>95%
采取措施2——提高施工水平,降低抗压强度的变异系数,如CV=0.07,则σ=57.0×
7.0%=4.0,t=(57-50)/4.0=1.75,P(1.75)>95%
采取采取措施2,较经济。
扩展计算题
A1-1:
一块破砖,其密度ρ=2.65/cm3,质量m=2005g,将它浸没于水中,吸水饱和后测得质量mb=2305g,并在水中称得它(吸水饱和)的重量为1120g。
求该砖的表观密度、开口孔隙率、闭口孔隙率、孔隙率、体积吸水率。
ρ0=m/V0=2005/(2305-1120)=1.69g/cm3,
Wm=(mb-m)/m=(2305-2005)/2005=15.0%
WV=(mb-m)/(V0ρ水)=Wmρ0/ρ水=15.0%×
1.69/1.0=25.4%
WV≈PK==25.4%。
P=1—ρ0/ρ=1-1.69/2.65=36.2%,PB=P-PK=36.2-25.4=10.8%。
A1-2:
某石子绝干时的重量为m,将此石子表面涂一层已知密度的石蜡(ρ蜡)后,称得总重量为m1。
将此涂蜡的石子放入水中,称得在水中的重量为m2。
问此方法可测得材料的哪项参数?
试推导出计算公式。
石蜡仅封闭开口孔之口,未进入开口孔中。
)
ρ0=m/V0=m/((m1―m2)/ρ水―(m1―m)/ρ石蜡)
A1-3:
称取堆积密度为1500kg/m3的干砂300g,将此砂装入500mL的容量瓶内,加水到刻度并排尽气泡(砂已吸水饱和),称得总重量为850g;
将瓶内砂样倒出,向瓶内重新注水到刻度,此时称得总重量为666g。
再将砂敲碎磨细过筛(0.2mm)烘干后,取样55.01g,测得其排水体积V排水为20.55cm3。
试计算该砂的空隙率。
ρ’=m/(V+VB)=m/V排=m.ρW/(m+m2m1)=300×
1/(300+666-850)=2.59g/cm3,
(ρ=m/V=55.01/20.55=2.68g/cm3,)P’=1—ρ0’/ρ’=1-1.50/2.59=42.1%
A1-4:
一加气砼试块,其ρ=2.30g/cm3,m=500g,将它浸没于水中,吸水饱和后测得,mb=600g,V排水=1000cm3。
(1)求其闭口孔隙率、表观密度和体积吸水率?
(2)若上述材料为加气砼碎块,则其表观密度为多少?
A1-5:
一块破砖,其干燥质量为500g,将它浸没于水中,待其吸水饱和后测得其排水体积为200mL,质量为550g。
试求该破砖的表观密度、开口孔隙率和体积吸水率?
A1-6:
某岩石试样完全干燥后质量为482g,将它置于盛有水的量筒(初始水面为452cm3)中,当试样吸水饱和时水面升至630cm3,取出试样称量为487g。
试求该岩石的表观密度、体积密度及开口孔隙率。
A1-7:
一块破砖,其ρ=2.70g/cm3,m=2000g,将它浸没于水中,吸水饱和后测得,mb=2300g,V排水=880cm3。
求其闭口孔隙率、表观密度和体积吸水率?
ρ0=m/V0=2000/[880+(2300-2000)/1.00]]=1.69g/cm3,
PK≈WV=(mb-m)/(V0ρ水)=(2300-2000)/[(880+(2300-2000)/1.00)×
1.00]=25.4%
P=1—ρ0/ρ=1-1.69/2.70=37.4%,PB=P-PK=37.4-25.4=12.0%。
A1-8:
一块尺寸标准的烧结普通砖(240×
53),其干燥质量为2500g,其质量吸水率为14.0%,其密度为2.40g/cm3。
试求该砖的闭口孔隙率。
(提示:
孔隙率=闭口孔隙率+开口孔隙率,开口孔隙率约等于体积吸水率)。
A1-9:
一块尺寸标准的砖,m=2600g,mb=2930g;
敲碎磨细过筛(0.2mm)烘干后,取样55.01g,测得其排水体积V排水为20.55cm3。
求该砖的闭口孔隙率。
ρ=m/V=55.01/20.55=2.68g/cm3,ρ0=m/V0=2600/(24.0×
5.3)=1.78g/cm3,
P=1—ρ0/ρ=1-1.78/2.68=33.6%,Wm=(mb-m)/m=(2930-2600)/2600=12.7%
WV=(mb-m)/(V0ρ水)=Wmρ0/ρ水=12.7%×
1.78/1.0=22.6%
WV≈PK==22.6%。
PB=P-PK=33.6-22.6=11.0%。
A1-10:
一块尺寸标准的砖,m=2600g,mb=2900g;
敲碎磨细过筛(0.2mm)烘干后,取样55.0g,测得其排水体积V排水为20.5cm3。
A1-11:
在质量6.6kg、容积为10L的容器中,装满烘干状态的卵石后称得总质量为21.6kg,卵石的空隙率为42%,求该卵石的表观密度。
A1-12:
某材料的密度为2.60g/cm3,干燥表观密度为1600kg/m3,现将一质量954g的该材料浸入水中,吸水饱和后取出称得质量为1086g。
试求该材料的孔隙率、质量吸水率、开口孔隙率及闭口孔隙率。
A1-13:
有一块状材料的全干质量为150g,自然状态体积为45cm3,绝对密实状态下的体积为30cm3,试计算其密度、表观密度、密实度和孔隙率。
①计算密度:
ρ=150/30=5.00(g/cm3),②计算表观密度:
ρ0=150/45=3.33(kg/m3)
③计算密实度:
D=3.33/5.00=66.7%,④计算孔隙率:
P=1-D=33.3%
A2-1:
已知一种普通水泥的3天抗折抗压强度均达到52.5级的强度指标,现测得28天的抗压和抗折破坏荷载分别如下表所示,试评定该水泥的强度等级(52.5级普通水泥28天抗折强度指标为7.0MPa)。
75.0
81.0
82.0
3100
3700
46.9
50.6
51.2
56.2
f
7.3
8.7
f6平均=51.0,56.2超出
f3平均=7.8,8.7超出
f5平均=50.0
f2平均=7.4
由误差分析得:
fC5平均抗压强度=50.0MPa,ff2平均抗折强度=7.4MPa,该水泥强度等级未达到为52.5级。
A2-2:
已知一种普通水泥的3天抗折抗压强度均达到42.5级的强度指标,现测得28天的抗压和抗折破坏荷载分别为:
75.1、80.0、80.5、80.9、85.1、89.1kN和3120、3360、3880N,试评定该水泥的强度等级(42.5级普通水泥28天抗折强度指标为6.5MPa)。
75.1
80.5
80.9
85.1
89.1
3120
3360
3880
50.3
53.2
55.7
7.9
9.1
51.1(46.0,56.2)
8.1(7.23,8.91)
51.1≥42.5
7.6≥6.5
该水泥的强度等级为42.5级。
A2-3:
A2-4:
已知一种普通水泥的3天抗折抗压强度均达到42.5级的强度指标,现测得28天的抗压和抗折破坏荷载分别为:
70.0、78.0、80.0、81.0、83.0、87.0kN和3200、3300、4100N,试评定该水泥的强度等级(42.5级普通水泥28天抗折强度指标为6.5MPa)。
A3-1:
某干砂(500克)两次筛析结果如下表所示,试确定其细度模数和粗细程度,并在表格中填入通过率。
方孔筛孔mm
第1次(总量500g)
第2次(总量500g)
平均
累计筛余%
通过百分率%
0.0
25
5.0
98
20.0
75
15.0
20
80
40
60
0.60
0.30
0.15
16.0
96.0
4.0
/
细度模数Mx1=[(A2+A3+A4+A5+A6)-5A1]/(100-A1)
=[(20.0+40.0+60.0+80.0+100.0)-5×
0]/(100-0)=3.00,
Mx2=[(20.0+40.0+60.0+80.0+96.0)-5×
5.0]/(100-5.0)=2.85,
[Mx1-Mx2]=0.15≤0.2。
以两次试验结果的算术平均值作为测定值,精确至0.1
Mx=[(20+40+60.0+80+98)-5×
2]/(100-2)=2.94=2.9,该砂为中砂。
(标准JGJ52-2006)(注:
A3-2:
某干砂(500克)筛析结果如下表所示,试求其细度模数和粗细程度。
筛孔mm
分计筛余%
累计筛余%
细度模数=[(A2+A3+A4+A5+A6)-5A1]/(100-A1)=[(0+20+50+80+90)-5×
0]/(100-0)=2.40,该砂为中砂。
A3-3:
125
A3-4:
某干砂(500克)筛析结果如下表所示,试求其细度模数和粗细程度、并分析其级配。
500
细度模数=[(A2+A3+A4+A5+A6)-5A1]/(100-A1)=[(0+0+100.0+100.0+100.0)-5×
0]/(100-0)=3.00,该砂为中砂,单粒级、级配差。
A3-5:
现有一批砂样欲配制水泥砼,经筛分试验结果列于下表,试计算级配的三个参数?
找出级配要求范围?
评定该砂的工程适应性?
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