《土木工程材料》习题与解答

土木工程/建筑材料课程教学/自学指导书目 录土木工程材料和建筑材料课程教学大纲.1土木工程材料/建筑材料辅导材料.31 材料基本性质.3 2气硬性胶凝材料.4 3水泥.4 4砼.5 5建筑砂浆.12 6烧结砖.13 7建筑钢材.13 8建筑塑料.14 9沥青材料.14 10木材.17 11其它工程材料.18 12土木工程材料试验.18土木工程材料/建筑材料典型复习题.19一、典型计算题.19二、典型填空题.22三、典型是非题.26四、典型简答题.29五、典型名词解释题.30部分解答.30土木工程材料/建筑材料样卷.32土木工程材料/建筑材料试题命题格式.33土木工程材料/建筑材料期中试题及答案.34土木工程材料和建筑材料课程教学大纲适用于土木工程类专业（本科层次）本科使用教材：土木工程材料，陈志源等主编，武汉理工大学出版社。一、课程的性质、目的和任务本课程是土木工程类专业学生的专业基础课，它与公共基础课及专业紧密衔接，起着承上启下的作用。本课程的教学目的在于使学生掌握主要建筑材料的性质、用途和使用方法以及检测和质量控制方法，并了解建筑材料的性质与材料结构的关系，以及性能改善的途径。通过本课程的学习，应能针对不同工程合理选用材料，并能与后续课程密切配合，了解材料与设计参数及施工措施选择的相互关系。二、考试目的与要求主要检验对建筑材料基本性质及各项特性的掌握程度，以及对材料性质的影响因素，合理选用建筑材料的要求及实验检验方法的掌握程度。要求：概念明确；分析讨论切题；基本计算方法准确，数据处理符合标准。每一章节中要求“（重点）掌握”部分为重点，占考试内容的主要部分。“一般掌握”部分以基本概念为主。“了解”部分主要是拓宽建筑材料的知识面。三、课程的基本要求1-1绪论了解建材的发展、地位、分类和标准。1-2建筑材料的基本性质1.重点掌握建筑材料的基本物理性质。2.重点掌握建筑材料的基本力学性质。3.重点掌握建筑材料耐久性的基本概念。通过材料基本性质的学习，要求了解材料科学的一些基本概念，并掌握材料各项基本力学性质、物理性质、化学性质、耐久性质等材料性质的意义，以及它们之间的相互关系和在工程实践中的意义。1-3石材1.了解岩石的形成与分类，了解常用的天然岩石。2.了解岩石的技术性质、加工类型和选用原则。3.了解人造石材的特性及应用。2气硬性胶凝材料1.了解石膏、石灰、水玻璃等气硬性胶凝材料的硬化机理、性质及使用要点。2.了解石膏、石灰、水玻璃的主要用途。3水泥1.硅酸盐水泥，掺混合材硅酸水泥：掌握矿物组成，了解水化、凝结、硬化机理，重点掌握水泥性质，重点掌握检测方法及选用原则。2.了解其他水泥品种及其性质和使用特点。4砼及砂浆1.掌握普通砼组成材料的品种、技术要求及选用(包括砂、石、水泥、水、掺合料及外加剂)，掌握各种组成材料的要求。2.重点掌握砼拌和物的性质及其测定方法。3.重点掌握硬化砼的力学性质，变形性质和耐久性质及其影响因素。4.重点掌握普通砼的配合比设计方法5.了解砼的质量控制和强度评定。6.了解砼技术的新进展及其发展趋势，了解其他砼。5砂浆1.重点掌握砌筑砂浆的性质、组成、检测方法，了解配比设计方法。2.了解抹面砂浆的主要品种性能要求，了解其他砂浆。6墙体与屋面材料1.掌握常用砌体材料（烧结普通砖、多孔砖和空心砖）的性质和应用特点。2.了解其它墙体与屋面材料。7建筑钢材1.了解建筑钢材的冶炼、加工与分类。2.重点掌握建筑钢材的力学性能和工艺性能，掌握化学成分对钢材性能的影响。3.了解建筑钢材的强化机理及强化方法。4.重点掌握土木工程中常用建筑钢材的分类及其选用原则。8建筑塑料、涂料与胶粘剂1.熟悉合成高分子材料的性能特点及主要高分子材料的品种。2.熟悉土木工程中合成高分子材料的主要制品及应用(包括塑料及其型材、涂料、粘结剂等)。9防水材料1.掌握沥青材料的基本组成和工程性质，掌握主要沥青制品及其用途。2.了解防水材料的主要类型及性能特点。3.熟悉沥青混合料10木材1.了解木材的宏微观结构；2.掌握木材的物理、力学性能，了解防腐、防火措施。3.了解木材的应用。11-1绝热与吸声材料1.了解保温、隔热材料的主要类型及性能特点。2.了解吸声、隔声材料的主要类型及性能特点。11-2建筑装饰材料1.掌握装饰材料的基本功能与选择2.了解装饰用面砖、板材、玻璃、卷材和涂料。12建筑材料试验（下列试验必做）1.水泥标准稠度用水量测定、安定性检验、水泥胶砂强度。2.砂的筛分析、表观密度、堆积密度实验。3.砼搅拌、和易性、表观密度、抗压强度实验。4.砖抗压强度实验（演示）。5.钢筋拉伸实验（演示）。6.沥青三大指标。7.沥青混合料（演示）。土木工程材料/建筑材料辅导材料1 材料基本性质-重点难点介绍1.密度、表观密度（砂的表观密度）、体积密度（砖的表观密度）、松堆密度。将所有密度概括为密度*，即*=m*/V* （g/cm3，kg/m3）。密度*=m*/V*= m/V=；表观密度（砂的表观密度）*=m*/V*= m/（V+VB）= m/V排=；（毛）体积密度（砖的表观密度）*=m*/V*= m*/V0= m*/（V+VB+VK）=0；松堆密度*=m*/V*= m*/V筒= m*/（V+VB+VK+V空）=0。2.孔隙率P=10/，空隙率P=10/。 P*=1*0/*。3.体积吸水率约等于开口孔隙率。WV=（mbm）/（V0W）=Wm0/水PK。4.质量含水率的极限等于质量吸水率。5.力学性能，量纲/单位，f=F/A，f折=1.5FL/（bh2），力（F）-化为牛顿N代入，长度（b、h、L、“A”）单位以mm代入，则强度单位为MPa或N/mm2。6.耐久性，环境作用，机械作用、物理作用、化学作用和生物作用等。7.数值按“四舍六入五单双法”处理。例题1-1：用同种材料制成的砖，由于其孔隙状况不同，试分析其性能变化规律。解：答案填入下表。孔隙率孔隙特征密度表观密度抗压强度吸水率抗渗性抗冻性导热系数吸声系数大相同(PK=PB)相同小小大差差小大小大大小好好大小相同闭孔相同大小好好小小开口小大差差大大相同大孔相同小小差差大小小孔大大好好小大例题1-2：一块尺寸标准的砖，m=2500g ，mb=2900g；敲碎磨细过筛（0.2mm）烘干后，取样54.02g，测得其排水体积V排水为20.00cm3。求该砖的密度、表观密度、开口孔隙率、闭口孔隙率、孔隙率、体积吸水率。解：=m/V=54.02/20.00=2.70 g/cm3，0=m/V0=2500/（24.011.55.3）=1.71 g/cm3，P=10/=1-1.71/2.70=36.7%，Wm=（mbm）/m=（2900-2500）/2500=16.0%WV=（mbm）/（V0水）=Wm0/水=16.0%1.71/1.00=27.4%WVPK=27.4%。 PB=PPK=36.727.4=9.3%。例题1-3：一加气砼试块，其=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？解：（1）PK WV=（mbm）/（V0W）=（600500）/（1000+（600500）/1.0）1.0=9.1%0=m/V0=500/（1000+（600-500）/1.0）=455 kg/m3，P=10/=10.455/2.30=80.2%， PB =P P K=80.2-9.1=71.1%。（2）=m/V排水=500/1000=0.50 g/cm3=500 kg/m3。例题1-4：一块尺寸标准的烧结普通砖（24011553），其干燥质量为2500g，其质量吸水率为14.0%，其密度为2.70g/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）。解：0=m/V0=2500/（24.011.55.3）=1.71g/cm3 P开=W体=（m1m）/（V0水）= W质0/水=14.0%1.71/1.00=23.9% P=10/=11.71/2.70=36.7%， P闭=PP开=36.723.9=12.8%。例题1-5：一块破砖，其=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？解：PK WV=（mbm）/（V0W）=（23002000）/（880+（23002000）/1.0）1.0=25.4%0=m/V0=2000/（880+（2300-2000）/1.0）=1.69g/cm3，P=10/=11.69/2.70=37.4%， PB =PP K=37.425.4=12.0%。例题1-6：一块破砖，其=2.70g/cm3，m=2000g，将它浸没于水中，吸水饱和后测得，mb=2300g，并在水中称得它（吸水饱和）的重量为1120g。求其闭口孔隙率、表观密度和体积吸水率？解：PK WV=（mbm）/（V0W）=（23002000）/（20001120）/1.00+（23002000）/1.00）1.00= （23002000）/（23001120）/1.001.00=25.4%V0=V+VB+VK=V排+VK=（mb-m水中）/1.00，0=m/V0=2000/（23001120）/1.00）=1.69g/cm3，P=10/=11.69/2.70=37.4%， PB =PP K=37.425.4=12.0%。 2气硬性胶材-重点难点介绍1.胶凝材料，气硬性，水硬性。 2.石灰（CaO），过火石灰，陈伏，安定性，无声爆破剂。熟化，陈伏，硬化（干燥、结晶、碳化），性能，应用。 3.石膏（CaSO4。0.5H2O），水化，凝结，硬化，水化产物，硬化浆体结构。性能，应用。4.水玻璃（Na2O。nSiO2 + H2O），凝结，硬化，促硬剂，水化产物。 性能，应用。3水泥-重点难点介绍 1.普通水泥的组成普通水泥的组成熟料矿物/组成石膏混合材料C3SC2SC3AC4AF游离氧化钙、游离氧化镁、碱矿渣粉煤灰火山灰早强高低低中后强高高低中凝结硬化快慢最快快水化热多少最多中抗水性差好差抗SO42-差好最差一般含量5522815 2.原料，生料，熟料，石膏，混合材料，水泥，品种，水化，凝结，硬化，标准稠度的水泥硬化浆体，安定性，强度发展，强度等级，耐久性，耐（水、硫酸盐、镁盐、钠盐、酸、强碱，海水）性。性能，用途。4.水泥品种，技术性质，性能，应用。例题3-1：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、80.0、80.0、80.0、83.0、87.0kN和3200、3300、4000N，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)。解：抗 压抗 折F/kN70.080.080.080.083.087.0F/N320033004000f/MPa43.850.050.050.051.954.4f/MPa7.57.79.4f6平均 = 50.0 ， 43.8超出（50.043.8）/50.0=12.4%=12% 10%f3平均=8.2，9.4超出(9.48.2)/8.2=15%10%f5平均 = 51.3（54.451.3）/51.3=6.0%=6% 10%f2平均 = 7.6fC=FC/A=FC/（4040）=80.01000/（4040）=50.0MPa， ff=1.5FfL/（bh2）=1.5Ff100/（40402）=1.54000100/（40402）=9.4MPa，由误差分析得：fC5平均抗压强度=51.3MPa42.5，ff2平均抗折强度=7.6MPa6.5。该水泥强度等级为42.5级。例题3-2：试述硅酸盐水泥石受腐蚀的内因和外因（腐蚀种类）。例题3-3：硅酸盐水泥石受腐蚀的种类和防止措施哪些?答：淡水腐蚀，酸性腐蚀，硫酸盐腐蚀，镁盐等腐蚀。措施：合理选择水泥品种，提高水泥结构物的密实性，在水泥结构物表面设置保护层。例题3-4：产生水泥石腐蚀的基本原因及防止措施腐蚀类型软水侵蚀，盐类侵蚀/硫酸盐/镁盐，酸，强碱基本原因水泥石含有CH、C3AH6水泥石不密实有腐蚀介质存在防腐措施水泥品种提高密实度加保护层4砼-重点难点介绍1.砼外加剂高效减水剂 减水剂的发展：木质素减水剂、萘系减水剂、树脂系减水剂、聚羧酸减水剂。 目标：大减水、小引气、高保坍、低掺量。目前我国掺外加剂砼仅占砼总量的30左右，与先进国家的5080比，差距仍然较大，外加剂生产仍有巨大的潜在市场。木质素减水剂M萘系减水剂FDN聚羧酸减水剂树脂系减水剂SM减水率约为/%102025-3025-30 减水剂的作用表掺木钙粉水灰比32.5级水泥/kg水/kg细骨料/kg粗骨料/kg坍落度/mm强度/MPa耐久性空白0.5400200600120050301.00.54002006001200120301.0/0.90.5360180620124050301.00.4540018060712135035提高2.砼配合比表1m3砼中材料用量（使用42.5级普通水泥）W/CSp%胶凝材料水细骨料粗骨料减水剂fCU坍落度砼水泥矿渣粉煤灰硅粉MPamm普通0.503340020060012004050防水0.503640020064811524050水工0.5035200 1007501400+4050密实0.31503858085170850850+70240泵送0.503928080402007001100+40180高性能0.253848060601506501050+90180高性能0.2538%420120601506501050+901801 m3砼的组成材料砼特性C水泥（+掺合料）W水S细骨料G粗骨料A外加剂表观密度和易性耐久性强度变形40020060012002400 kg/m3W/C=0.50 fCU=Afce（C/W-B）Sp=S/(S+G)=33% 粘聚性/保水性/流动性W=200 kg/m3 流动性/坍落度3.掺合料 在砼拌合物制备时，为了节约水泥、改善砼性能、调节砼强度等级，加入的天然的或者人造的矿物材料，统称为砼掺合料。活性矿物掺合料虽然本身不硬化或硬化速度很慢，但能与水泥水化生成的氢氧化钙反应生成具有水硬性的胶凝材料。具有火山灰活性、微集料和填充孔隙的作用。如粒化高炉矿渣、火山灰质材料、粉煤灰、硅灰等。4.优良的骨料理想的粗骨料是清洁的、颗粒尽量接近等径状、针片状颗粒尽量少、不含能与碱反应的活性组分。对于C50C80的砼来说骨料本身的强度并不是最重要的，应引起注意的因素是粒径、表面状况、级配和石粉含量等。不同岩石的粗骨料对砼的弹性模量和收缩变形是有影响的。高强或有抗渗要求的砼最好不要用卵石。粗骨料粒径越小，得到相同渗透系数所需砼水灰比可以越大，对于高强泵送砼，宁可选用颗粒强度稍差但粒形好的粗骨料。高强砼要用粗中砂，尤其当粗骨料级配很差时砂子以偏粗为好。细度模数约为 3.0时，砼的工作性最好，抗压强度最高。5.高性能砼 （高）强度、高和易性、高耐久性、高环保）高性能砼是一种新型高技术砼，是在大幅度提高普通砼性能的基础上采用现代砼技术制作的砼，它以耐久性作为设计的主要指标。针对不同用途要求，高性能砼对下列性能有重点地予以保证：耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性、经济性。为此，高性能砼在配制上的特点是低水胶比，选用优质原材料，并除水泥、水、集料外，必须掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂。高强度，一般在60120MPa。但也希望20-60MPa的砼也能成为高性能的砼，例如三峡大坝用砼，强度2040MPa ，耐久性为300年。高和易性，为了达到泵送施工的要求，在砼拌合物的粘聚性和保水性良好的条件下，坍落度达到100230mm。自密实砼的坍落度达到220240mm，扩展度达到500-600mm。 高耐久性，普通砼的耐久性（抗渗、抗冻、抗化学腐蚀、抗碳化、抗碱骨料反应等）一般为50/75100年，香港新机场砼为200年，三峡大坝砼为300年。埋于地下的高性能砼的耐久性可达2000年，甚至永久。 美国等的高性能砼，美国砼协会ACI2000委员会曾设想，今后美国常用砼的强度将为135MPa，如果需要，在技术上可使砼强度达400MPa；将能建造出高度为600900m的超高层建筑，以及跨度达500600m的桥梁。6. 普通砼配合比设计规程JGJ552000砼强度等级C20C25C30C30C35C40C45砼配制强度28.2MPa33.2 MPa38.2 MPa38.2 MPa标准差5.0 MPa5.0 MPa5.0 MPa5.0 MPa普通水泥32.5级32.5级32.5级42.5级42.5级42.5级42.5级水灰比（碎石）0.560.480.420.53水灰比（卵石）0.510.440.390.48fcu，o=fcu，k +1.645，fcu碎石=0.46fce（C/W-0.07），fcu卵石=0.48fce（C/W-0.33）7.普通砼与泵送砼的比较和易性配合比变形强度耐久性施工砼坍落度粘聚性保水性砂率掺合料减水剂净浆体积骨料最大粒径收缩凝缩冷缩自缩干缩碳缩徐变富余后期碳化开裂普通30-5027-35%少少少40、60泵送100-200好好35-45%多多多20、30大大大大大大小快多易例题4-1：现浇配筋密列的砼筒仓板，受雨雪影响，板截面最小尺寸为250mm，钢筋净距最小尺寸为50mm，设计强度等级为C25。采用32.5等级的复合水泥（强度富余系数为1.08），其密度为3.10g/cm3；砂子为中砂（细度模数为2.3），表观密度为2.60g/cm3；石子为碎石，表观密度为2.70g/cm3。设该砼的表观密度为2400 kg/m3，强度标准差为3.8MPa。求初步计算配合比、基准配合比和实验室配合比？解：（1）确定配制砼的初步计算配合比。计算并查表得：碎石级配为：5-31.5mm（碎石最大粒径同时小于1/4250=62.5mm，3/450=37.5mm），坍落度为50-70mm。 确定配制强度 fcu, t= fcu, k + 1.645= 25+1.6453.8 = 31.2(MPa) 确定水灰比（W/C） fcu=0.46fce（C/W-0.07）= fcu, t W/C=Afce/( fcu, t + ABfce) = 0.4632.51.08/(31.2+0.460.0732.51.08) = 0.50按耐久性要求W/C0.55，所以可取水灰比为0.50。 确定用水量（W0）。查表得，1m3砼的用水量可选用W0=195+5=200kg。确定水泥用量 C0 = W0/(W/C) = 200/0.50 =400（kg）由表查得，按耐久性要求最小水泥用量为280kg/m3。所以，取水泥用量为C0 =400kg。确定砂率（Sp） 查表，W/C = 0.50 和碎石最大粒径为31.5mm时，可取 Sp =33%2031.5400.5032-3730-3534.53332.5确定1m3砼砂、石用量（S0、G0）。采用假定表观密度/重量法，得：400 + 200 + S0 + G0 = 2400， S0/(S 0+G0)100% = 33%，解得 S0 = 600kg；G0 = 1200kg。得砼计算配合比为：C0：W0：S0：G0 =400：200：600：1200 = 1：0.50：1.50：3.00。（2）确定配制砼的基准配合比经试拌满足和易性要求。W/CSPCWSG0坍落度1000升0.5033%4002006001200240020升8.04.012.024.040mm坍落度小增10%水泥浆0.80.4/65mm和易性好拌8.84.412.024.02460基准配合比0.5033%44022060012002460实=（m1-m0）/V0=8.3/0.0153=2460 kg/m3C基=C拌实/（C拌+W拌+S拌+G拌）=8.82460/（8.8+4.4+12.0+24.0）=440W基=W拌实/（C拌+W拌+S拌+G拌）S基=S拌实/（C拌+W拌+S拌+G拌）G基=G拌实/（C拌+W拌+S拌+G拌）（2）确定配制砼的实验室配合比经试拌满足和易性要求，还要满足强度、耐久性和经济性等要求。先设计三组计算配合比计算配合比W/CSPCWSG0要求坍落度要求fCU1000升0.4532%4442005651201241050-7031.21000升0.5033%4002006001200240050-7031.21000升0.5534%3642006211205239050-7031.2经试拌满足和易性要求，满足强度、耐久性和经济性等要求。基准配合比W/CSPCWSG0坍落度fCU1fCU20.4532%488220564119824706034.336.30.5033%440220600120024606531.333.30.5534%401221622120624507028.330.3实验室配合比为W/CSPCWSG0坍落度fCU实验室配合比10.5033%440220600120024606531.3fCU1实验室配合比20.5333%41522060012002435计算fCU20.5333%4192226061212246065实测k=实/计=2460/2435=1.011.02一般不需校正。 f fcu，t =31.2 0 1/0.55 1/0.50 0/0.45 C/W1/0.53例题4-2：由初步配合比经试拌调整后，求砼的基准配合比。先称取以下材料进行试拌：32.5级复合水泥8.0kg、水4.0kg、中砂14.0kg、碎石22.0kg。试验结果坍落度比要求的小。经加入调整材料(为初拌材料用量的10%)后重新试验，和易性达到要求。并测得表观密度为2460kg/m3。求(1)该砼的初步配合比。(2)基准配合比。(3)估计该砼的强度等级（强度标准差s本题为3.5或5.0MPa）。解：(1)该砼的初步配合比。C0：W0：S0：G0 = 8.0：4.0：14.0：22.0=1：0.50：1.75：2.75。(2)基准配合比。确定配制砼的基准配合比经试拌满足和易性要求。W/CSPCWSG0坍落度8.04.014.022.0小坍落度小增10%水泥浆0.80.4/2460满足要求和易性好基准配合比0.5039%44022070011002460(3)估计该砼的强度等级。（强度标准差s本题为3.5MPa）fcu=0.46fce（C/W0.07）=0.4632.51.08（440/2200.07）=31.2(MPa)fcu, t= fcu, k + 1.645= fcu, k +1.6453.5 = 31.2(MPa)，fcu, k=25.4(MPa)，该砼的强度等级为C25。(4)估计该砼的强度等级。（强度标准差s本题为5.0MPa）fcu=0.46fce（C/W-0.07）=0.4632.51.08（440/220-0.07）=31.2(MPa)fcu, t= fcu, k + 1.645= fcu, k +1.6455.0 = 31.2(MPa)，fcu, k=23.0(MPa)，该砼的强度等级为C20。例题4-3：砼设计要求强度等级C30，坍落度10-30mm，现场施工拟用所用原材料情况如下：水泥：强度等级42.5的普通水泥，密度c=3.10g/cm3，强度富余系数为1.06；砂：Mx=2.6的中砂，为区砂，表观密度0S=2650kg/m3，含水率为3.0%；石子：520mm碎石，表观密度0G=2700kg/m3，含水率为1.0%。试求：1）砼的初步计算配合比；2）试计算砼施工配合比（假设经调整后初步计算配合比正好等于实验室配合比）；3）每拌2包水泥的砼时各材料用量（施工配合比）；4）如果在上述砼（初步计算配合比）中掺入0.5%UNF-2减水剂，并减水10%，减水泥5%，求砼的施工配合比。解：（1）确定配制砼的计算配合比A确定配制强度 fcu, t= fcu, k + 1.645= 30+1.6455.0 = 38.2(MPa)B确定水灰比 W/C=Afce/( fcu, t + ABfce) = 0.4642.51.06/(38.2+0.460.0742.51.06) = 0.52。C确定用水量（W0）查表，按坍落度要求1030mm，碎石最大粒径为20mm，则1m3砼的用水量可选用W0=185kg。D确定水泥用量（C0） C0 = W0/(W/C) = 185/0.52 =356（kg）。E确定砂率（Sp）查表，W/C = 0.52 和碎石最大粒径为20mm时，可取 Sp =35%。（32+37）/2=34.5，（35+40）/2=37.5，Sp=34.5+（37.5-34.5）/102=35% F确定1m3砼砂、石用量（S0、G0）采用体积法，有：356/3.10 + 185/1.0 + S0/2.65 + G0/2.70 +101 = 1000， S0/(S 0+G0)100% = 35%， 解得 S0 = 648kg；G0 = 1203kg。得砼计算配合比1m3砼的材料用量为：C0：W0：S0：G0 = 356：185：648：1203=1：0.52：1.82：3.38， 0=2392kg/m3。（2）试计算砼施工配合比C，=C=356，W，=W-Sa-Gb=185-6483%-12031%=153.5，S，=S（1+a）=648（1+3%）=667，G，=G（1+b）=1203（1+1%）=1215，C，：W，：S，：G，=356：154：667：1215。（3）每拌2包水泥的砼时各材料用量 C，：W，：S，：G，=100：43：187：341。（4）如果在上述砼（初步计算配合比）中掺入0.5%UNF-2减水剂，并减水10%，减水泥5%，求砼的施工配合比。原初步配合比 C0：W0：S0：G0 = 356：185：648：1203加入减水剂后，C0=365（1-0.05）=338，W0=185（1-0.10）=166，A=3380.5%=1.69，W/C=166/338=0.49338/3.10 + 166/1.0 + S0/2.65 + G0/2.70 +101 = 1000，S0/(S 0+G0)100% = 34%解得砼计算配合比1m3砼的材料用量为：C0：W0：S0：G0 ：A= 338：166：652：1266：1.69=1：0.49：1.93：3.75：0.005，0=2424kg/m3。试计算砼施工配合比C，=C=338，W，=W-Sa-Gb=166-6523%-12661%=134，S，=S（1+a）=652（1+3%）=672，G，=G（1+b）=1266（1+1%）=1279，C，：W，：S，：G，：A=338：134：672：1279：1.69。例题4-4：现浇钢筋砼板,设计强度等级为C20和抗渗等级为P6（砂率为36%）,采用32.5复合水泥,中砂,碎石.现假定该砼的表观密度为2430kg/m3，确定单位用水量为190kg/ m3。试求初步计算配合比。解：fcu，0=fcu，k+1.645=20+1.6455=28.2 MPa，fcu=0.46fce（C/W-0.07）=0.4632.51.08（C/W-0.07）令fcu，0= fcu，解得：W/C=0.55， mc =190/0.55=345 mc+mw+ms+mg=0， 345+190+ms+mg=2430， Sp= ms /（ms+mg）=36%解得初步计算配合比为： mc：mw：ms：mg=345：190：682：1213 =1：0.55：1.98：3.52例题4-5：现浇钢筋砼板,设计强度等级为C20和抗渗等级为P6（砂率为36%）,采用32.5复合水泥(密度为3.1 g/cm3),中砂（表观密度为2650 kg/m3）, 碎石（表观密度为2750 kg/m3）.现假定该砼的单位体积用水量为190kg/ m3。试求初步计算配合比（fcu=0.46fce（C/W-0.07）。解：fcu，0=fcu，k+1.645=20+1.6455=28.2 MPa， fcu=0.46fce（C/W-0.07）=0.4632.51.08（C/W-0.07）令fcu，0= fcu，解得：W/C=0.55， mc =190/0.55=345 mc/C+mw/W+ms/S+mg/G+10=1000， 345/3.1+190/1.0+ms/2.65+mg/2.75+101=1000Sp= ms /（ms+mg）=36% 解得初步计算配合比为：mc：mw：ms：mg=345：190：673：1196 =1：0.55：1.95：3.47，0=2404 kg/m3。例题4-6：今有按C20配合比浇注的砼10组，其强度分别为18.5、20.0、20.5、21.0、21.5、22.0、22.5、23.0、23.5、24.0MPa。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，min0.9fcu，k）。解：用计算器算得，fcu平均值 =21.6MPa，sfcu =1.70MPa。fcu平均值-1.70sfcu =21.6-1.701.70=18.7 0.9fcu，k，=0.920=18.0fcu，min =18.5 0.9fcu，k =0.920=18.0 该组砼强度检验评定结果为合格。例题4-7：今有按C20配合比浇注的砼9组，其强度分别为20.0、20.5、21.0、21.5、22.0、22.5、23.0、23.5、24.0MPa。试对该砼强度进行检验评定（合格评定）。 （fcu平均值1.15fcu，k，fcu，min0.95fcu，k）。解：用计算器算得，fcu平均值 =22.0 MPa 1.15fcu，k=1.1520=23.0 MPafcu，min =20.0 MPa 0.95fcu，k =0.9520=19.0 MPa。 该组砼强度检验评定结果为不合格。例题4-8：某一砼施工配合比为32.5级复合水泥100 kg、自来水45 kg、含水率为2.0 %的中砂150 kg 和含水率为1.5 %的碎石为300 kg。试估算该砼28 d龄期的抗压强度，并求该砼的实验室配合比。解：mc，=mc=100kg， ms，=ms（1+a）=ms（1+2.0%）=150kgmg，=mg（1+b）=mg（1+1.5%）=300kg， mw，=mwamsbmg=mw2.0%ms1.5%mg=45kg解得mc：mw：ms：mg=100：52.4：147.0：295.6 =1：0.52：1.47：2.96。（即为实验室配合比） fcu=0.46fce（C/W-0.07）=0.4632.51.08（1/0.52-0.07）=29.9MPa。附：W/C=45+1502.0%/（1+2.0%）+3001.5%（1+1.5%）/100=52.4/100=0.52。例题4-9：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。 圆孔筛方孔筛500干砂筛余量i/g分计筛余ai/%累计筛余Ai/%109.5054.751=0a1=0.0A1= a1=0.02.52.362=100a2=20.0A2= a1+a2=20.01.251.183=100a3=20.0A3= a1+a2+a3=40.00.630.6004=100a4=20.0A4= a1+a2+a3+a4=60.00.3150.3005=100a5=20.0A5= a1+a2+a3+a4+a5=80.00.160.150。6=100a6=20.0A6= a1+a2+ a3+a4+a5+a6=100.00.080.0757=0解： 细度模数MX=（A2+A3+A4+A5+A6）-5A1/（100-A1）=（20.0+40.0+60.0+80.0+100.0）-50/（100-0）=3.00，中砂（3.02.3），级配为区。普通砼用砂质量标准及检验方法JGJ52-06例题4-10：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。解：填表细度模数=（A2+A3+A4+A5+A6）-5A1/（100-A1）=（20.0+45.0+75.0+85.0+95.0）-55.0/（100-5.0）=3.11 该砂为粗砂，级配为1区。（注：Ai累计筛余 + Pi通过率 = 100%）公称筛孔mm1052.51.250.630.3150.160.089.504.752.361.180.6000.3000.1500.075筛余量g02575125150505025分计筛余 %5.015.025.030.010.010.0Ai累计筛余 %5.020.045.075.085.095.0A1A2A3A4A5A6Pi通过百分率%95.080.055.025.015.05.0例题4-11：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。公称筛孔mm方孔筛孔mm第1次（总量500g）第2次（总量500g）平均筛余量g分计筛余 %累计筛余 %通过百分率%筛余量g分计筛余 %累计筛余 %通过百分率%累计筛余 %通过百分率%109.5054.7500.00.0100.0255.05.095.02982.52.3610020.020.080.07515.020.080.020801.251.1810020.040.060.010020.040.060.040600.630.6010020.060.040.010020.060.040.060400.3150.3010020.080.020.010020.080.020.080200.160.1510020.0100.00.08016.096.04.09820.080.0750/20/解：Mx1=(A2+A3+A4+A5+A6)-5A1/(100-A1) =(20.0+40.0+60.0+80.0+100.0)-50/(100-0)=3.00，Mx2=(20.0+40.0+60.0+80.0+96.0)-55.0/(100-5.0)=2.85，Mx1-Mx2=0.150.2。以两次试验结果的算术平均值作为测定值，精确至0.1Mx=（A2+A3+A4+A5+A6）-5A1/（100-A1）=（20+40+60+80+98）-52/（100-2）=2.94=2.9，该砂为中砂。（标准JGJ52-2006）（注：Ai累计筛余 + Pi通过率 = 100%）例题4-12：一组尺寸为200200200mm的砼试块，标准养护到28天龄期，作抗压强度试验，其破坏荷载为800、900、1000kN。试求该砼28d龄期的抗压强度。解：fcu=F/A1.05 =（800+900+1000）/31000/（200200）1.05 =23.6MPa。F / kN8009001000fc=F/A /MPa21.023.626.2数据处理最大或最小强度值与中间值的差值均未超出中间值的15%，故取三个的平均值。23.615%=3.5 26.223.6=2.6 ， 23.621.0=2.6fcu /MPa23.6取平均值例题4-13：一组尺寸为100100100 mm的砼试块，标准养护9天龄期，作抗压强度试验，其破坏荷载为355、405、505 kN。试求该砼28 d龄期的抗压强度。解：505kN与中间值的相对误差超过了15%，取中间值。fcu=F/A0.95lg28/lg9=4051000/（100100）0.95lg28/lg9=58.3MPa。F / kN355405505fc=F/A /MPa51.158.372.8数据处理最大值与中间值的差值超出中间值的15%，故取中间值。72.858.3=14.5 58.315%=8.7 58.351.1=7.2fcu /MPa58.3取中间值例题4-14：一组尺寸为150150150 mm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450、500、600 kN。试求该砼的抗压强度fcu。解：fc=F/A=4501000/（150150）=20.0 N/mm2=20.0 MPaF / kN450500600fc=F/A /MPa20.022.226.7数据处理最大值与中间值的差值超出中间值的15%，故取中间值。26.722.2=4.5 26.715%=4.0 22.220.0=2.2fcu /MPa22.2 取中间值例题4-15：在砼配合比不变的条件下，按规定掺入木质素磺酸钙，则会引起哪些砼（拌合物）性能（凝结硬化速度、和易性、强度和耐久性）的变化？答：木钙外加剂具有减水、缓凝和引气三大作用。砼拌合物和易性（流动性）增加，减水作用。砼拌合物凝结硬化速度变慢，缓凝作用。砼强度基本不变，因为配合比不变，水灰比也不变。（引气量增加会使强度降低，减水作用使包裹的水放出减少了部分粗大毛细孔而使强度增加）。耐久性（抗冻、抗渗）增加，引气作用。例题4-16：在保证砼强度和耐久性不变的条件下，试用五种方法来提高砼拌合物的流动性。 答：掺加减水剂，掺加缓凝剂，掺加引气剂（减水，适当降低水灰比），保持水灰比不变增加水泥浆数量，适当降低砂率，选用级配好的粗砂，适当提高粗骨料的最大粒径，选用卵石为粗骨料，等。（答出一个给1分，最多为5分）。5建筑砂浆-重点难点介绍1.砌筑砂浆配合比设计规程JGJ982000，1.1.水泥砂浆配合比强度等级每立方米砂浆水泥用量/kg每立方米砂用量/kg每立方米砂浆用水量/kgM2.5-M5200-2301m3砂的堆积密度值（1400-1500）270-330M7.5-M10220-280M15280-340M20