建筑材料计算试题Ñ[³ÿ×m
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1、工地入库的强度等级42.5矿渣水泥,取样测得水泥标准试件的抗折、抗压破Ñ[³ÿ×m
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坏荷载如下表所示。计算其3d及28d强度。Ñ[³ÿ×m
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龄期 抗压破坏荷载(kN) 抗折破坏荷载(kN) Ñ[³ÿ×m
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3d 26 27 25 24 21 26 1.51 1.52 1.78 Ñ[³ÿ×m
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28d 70 71 71 73 69 75 2.82 2.85 2.75 Ñ[³ÿ×m
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答案:Ñ[³ÿ×m
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(1)抗压强度:RC=P/A,A=40×40=1600mm2,3d抗压强度单值分别为:16.2,16.9,15.6,15.0,13.1,16.2MPa,平均抗压强度为15.5MPa,单值13.1MPa超平均值10%,取其它5个平均值为16.0MPa。28d抗压强度单值分别为43.8、44.4、44.4、45.6、43.1、46.9MPa,平均抗压强度为44.7MPa。Ñ[³ÿ×m
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(2)抗折强度:Rf=3PfL/(2bh2),3d抗折强度单值分别为:3.54,3.56,4.17,MPa,平均抗折强度为3.76MPa,单值4.17MPa超平均值10%,3天抗折强度 3.56MPa。28d抗折强度单值分别为6.61、6.68、6.45MPa,28天抗折强度为6.58MPa。Ñ[³ÿ×m
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2、已知某混凝土的水灰比为0.5,用水量为180kg,砂率为33%,混凝土拌和料成型后测其表观密度为2400kg/m3,试求该混凝土配合比。若采用强度等级为32.5的普通水泥,试估计该混凝土28天强度。(rc=1.13,αa=0.46,αb=0.07)Ñ[³ÿ×m
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答案:Ñ[³ÿ×m
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(1)求水泥用量CÑ[³ÿ×m
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C=W/W/C=180/0.5=360kg/㎡Ñ[³ÿ×m
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求砂S和碎石GÑ[³ÿ×m
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S+G=Po—C—WÑ[³ÿ×m
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Sp=S/S+GÑ[³ÿ×m
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解之得:砂S=614kg 碎石G=1246kg 水W=180kg 水泥C=360kgÑ[³ÿ×m
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(2)28天抗压强度:Ñ[³ÿ×m
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fw=аafa(C/W-аb)=0.46×1.13×32.5×(2—0.07)=32.6MPaÑ[³ÿ×m
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3、试设计钢筋混凝土T型梁用C30级混凝土初步配合比(假定重量法)。水泥P.042.5级,强度富余系数1.13;中砂细度模数2.70;5—31.5碎石连续级配,Ñ[³ÿ×m
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要求坍落度30—50mm。(单位用水量为185kg/m3,砂率35%)Ñ[³ÿ×m
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答案:Ñ[³ÿ×m
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假定混凝土表观湿密度为2400kg/m3,配制强度fcu,o=30+1.645×5=38.2MPa,Ñ[³ÿ×m
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水泥强度为fce=42.5×1.13=48.02MPaÑ[³ÿ×m
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水灰比=0.46×48.02/(38.2+0.07×0.46×48.02)=0.56Ñ[³ÿ×m
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水泥用量=330 kg/m3Ñ[³ÿ×m
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砂用量=660 kg/m3,石子用量=1225kg/m3 Ñ[³ÿ×m
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4、今有砂样一份,筛分结果如下表,试计算其细度模数。Ñ[³ÿ×m
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筛孔尺寸(mm) 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 <0.15 Ñ[³ÿ×m
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筛余量(g) 0 20 58 95 129 146 43 9 Ñ[³ÿ×m
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答案:Ñ[³ÿ×m
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筛孔尺寸(mm) 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 <0.15 Ñ[³ÿ×m
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筛余量(g) 0 20 58 95 129 146 43 9 Ñ[³ÿ×m
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分计筛余(%) 0 4.0 11.6 19.0 25.8 29.2 8.6 1.8 Ñ[³ÿ×m
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累计筛余(%) 0 4.0 15.6 34.6 60.4 89.6 98.2 100 Ñ[³ÿ×m
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细度模数=[(15.6+34.6+60.4+89.6+98.2)-5×4]/(100-4.0)=2.90Ñ[³ÿ×m
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5、某混凝土工程共制取检查试件11组,试验结果如下表,请计算其标准差和变异系数。Ñ[³ÿ×m
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水泥混凝土立方抗压强度(MPa)Ñ[³ÿ×m
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42.2 45.3 38.5 44.0 48.2 47.5Ñ[³ÿ×m
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43.3 44.0 44.7 43.4 46.3Ñ[³ÿ×m
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答案:混凝土抗压强度平均值R=44.3MPaÑ[³ÿ×m
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标准差 =2.66 MPa Ñ[³ÿ×m
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变异系数Cv=S/R=6%Ñ[³ÿ×m
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7.已知某水泥砼试配强度为38.2MPa,经设计并初步拟定了三个水灰比并以此制取三组试件。标养28天强度如下表,试作图确定应采用的水灰比。Ñ[³ÿ×m
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组别 水灰比 强度MPa Ñ[³ÿ×m
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1 0.49 45.3 Ñ[³ÿ×m
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2 0.54 39.5 Ñ[³ÿ×m
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3 0.59 34.2 Ñ[³ÿ×m
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答案:Ñ[³ÿ×m
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绘制水灰比与28天抗压强度曲线,见下图Ñ[³ÿ×m
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根据曲线查得混凝土抗压强度为38.2MPa时,水灰比为0.55.Ñ[³ÿ×m
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8、已知混凝土的强度等级为C30,经设计水灰比w/c=0.54,单位用水量mwo=180kg/m3,砂率βs=32%,试验测得碎石的表观密度ρ′G =2.70 g/cm3,砂的表观密度ρ′s=2.60 g/cm3,水泥密度ρ′c=3.00 g/cm3,试确定单位水泥、砂、碎石的用量?经试拌坍落度偏大,试分析原因,并提出改善措施?Ñ[³ÿ×m
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答案:(1)Mco=333 kg/m3,Mso=590 kg/m3,Mgo=1301 kg/m3Ñ[³ÿ×m
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(2)措施:保持w/c不变,减少水泥浆量。Ñ[³ÿ×m
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9、已知混凝土的设计强度等级为C30,强度标准差σ=5.0MPa。经设计得到基准配合比为mca:mwa:msa:mga=360:194:613:1251。进行强度检验制备三组试件,试验结果如表2,混凝土实测湿表观密度为2452kg/m3,试分析计算混凝土的试验室配合比为多大?Ñ[³ÿ×m
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三组试件抗压强度试验结果记录表 表2Ñ[³ÿ×m
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水灰比 0.49 0.54 0.59 Ñ[³ÿ×m
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28d抗压强度fcu(MPa) 45.3 39.5 34.2 Ñ[³ÿ×m
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答案:Ñ[³ÿ×m
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(1)绘制fcu—c/w的关系曲线,Ñ[³ÿ×m
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(2)配制强度fcu,o=38.2MPa,由曲线查得,w/c=0.55Ñ[³ÿ×m
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(3)按强度校核配合比Mwb=194kg/m3,Mcb=353 kg/m3,Msb=613 kg/m3,Mgb=1251 kg/m3,Ñ[³ÿ×m
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(4)计算湿表观密度为2411 kg/m3,修正系数为1.017,Ñ[³ÿ×m
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实验室配合比为水泥:水:砂:石子=359:197:623:1272。Ñ[³ÿ×m
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10、某工地新进一批 HB335人字纹钢筋,随机抽取一根钢筋,截取一试件做拉力试验,以后又抽取一试件,两试件的试验结果如下表所示:Ñ[³ÿ×m
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指标 试件1 试件2 Ñ[³ÿ×m
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试件长度(mm) 260 260 Ñ[³ÿ×m
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试件重量(g) 408.2 408.1 Ñ[³ÿ×m
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屈服载荷(kN) 70.3 73.3 Ñ[³ÿ×m
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极限载荷(KN) 101.0 108.0 Ñ[³ÿ×m
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原标距长(mm) 80 80 Ñ[³ÿ×m
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拉断后标距长(mm) 93.6 92.0 Ñ[³ÿ×m
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试判断这批钢筋验收能否通过?Ñ[³ÿ×m
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答案:Ñ[³ÿ×m
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指标 试件1 试件2 Ñ[³ÿ×m
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截面积(mm2) 201.3 201.2 Ñ[³ÿ×m
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屈服载荷(kN) 70.3 73.3 Ñ[³ÿ×m
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屈服强度(MPa) 350 365 Ñ[³ÿ×m
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极限载荷(kN) 101.0 108.0 Ñ[³ÿ×m
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破坏强度(MPa) 500 535 Ñ[³ÿ×m
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原标距长(mm) 80 80 Ñ[³ÿ×m
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拉断后标距长(mm) 93.6 92.0 Ñ[³ÿ×m
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伸长率(%) 17 15 Ñ[³ÿ×m
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通过计算其力学指标与标准比较不能通过验收(伸长率应≥16%)。Ñ[³ÿ×m
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11、某高速公路沥青混凝土路面配合比设计需要使用碎石、石屑、砂、矿粉四种集料,筛析结果如表1,采用图解法设计结果为 碎石:石屑:砂:矿粉=36%:31%:25%:8%。Ñ[³ÿ×m
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(1)计算合成级配,结果精确至1%;Ñ[³ÿ×m
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(2)若需调整,分析提出调整思路(调整计算省略)。Ñ[³ÿ×m
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矿质混合料级配计算表 表1Ñ[³ÿ×m
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材料名称 筛孔尺寸 di (mm) Ñ[³ÿ×m
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16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 Ñ[³ÿ×m
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通过率 Pi (%) Ñ[³ÿ×m
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原始集料级配 碎石 100% 100 96 14 0 0 0 0 0 0 0 Ñ[³ÿ×m
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石屑 100% 100 100 100 84 30 10 0 0 0 0 Ñ[³ÿ×m
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砂 100% 100 100 100 100 92 80 62 30 15 0 Ñ[³ÿ×m
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矿粉 100% 100 100 100 100 100 100 100 100 100 88 Ñ[³ÿ×m
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集料在Ñ[³ÿ×m
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混合料中Ñ[³ÿ×m
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用量 碎 石 36 % Ñ[³ÿ×m
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石 屑 31% Ñ[³ÿ×m
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砂 25% Ñ[³ÿ×m
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矿粉 8 % Ñ[³ÿ×m
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合成级配 (%) Ñ[³ÿ×m
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级配范围(%) 100 95~100 70~88 48~68 36~53 24~41 18~30 12~22 8~16 4~8 Ñ[³ÿ×m
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答案:Ñ[³ÿ×m
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(1)计算合成级配Ñ[³ÿ×m
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材料名称 筛孔尺寸 di (mm) Ñ[³ÿ×m
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16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 Ñ[³ÿ×m
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通过率 Pi (%) Ñ[³ÿ×m
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集料在Ñ[³ÿ×m
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混合料中Ñ[³ÿ×m
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用量 碎 石 36 % 36 35 5 0 0 0 0 0 0 0 Ñ[³ÿ×m
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石 屑 31% 31 31 31 26 9 3 0 0 0 0 Ñ[³ÿ×m
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砂 25% 25 25 25 25 23 20 16 8 4 2 Ñ[³ÿ×m
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矿粉 8 % 8 8 8 8 8 8 8 8 8 7 Ñ[³ÿ×m
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合成级配 (%) 100 99 69 59 40 31 24 16 12 9 Ñ[³ÿ×m
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级配范围(%) 100 95~100 70~88 48~68 36~53 24~41 18~30 12~22 8~16 4~8 Ñ[³ÿ×m
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(2)调整思路:适量增加碎石用量,减少矿粉用量。Ñ[³ÿ×m
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