土木工程材料习题Word格式.docx
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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:
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:
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
=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%
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:
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
而σ=5.0
fcu,o=fcu,k+1.645σ
=30+1.645×
=38.225Mpa
取fcu,o=38.3Mpa
水胶比
其中,
a,
b
a=0.53
b=0.20
fce=47.9Mpa
fb=γf·
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
=0.8×
0.95×
47.9
=36.404Mpa
=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%
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=175.5÷
383.188kg/m3。
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:
383.188-76.64-76.64
=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
mfo每立方米混凝土中矿物掺合量,kg/m3
取
mcp=2400kg
有383.188+175.5+mgo+mso=2400
30%=
mso=552.4kg/m3
mgo=1288.91kg/m3
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:
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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