成都理工大学工程技术学院2010-2011学年第一学期期末考试
四、计算题(8+12)
1.称取密度、绝干体积密度、绝干堆积密度分别为2.68g/cm3、2.6g/cm3、1.5g/cm3的绝干砂子500g，将其放入容量瓶内，加满水并排尽气泡(砂已吸水饱和)，此时称得总质量为997g。将瓶内的砂子倒出，向瓶内重新注满水，此时称得总质量为686g。求该砂的表观密度、空隙率、开口孔隙率、闭口孔隙率。
?表观?500/(686?(997?500))?2.65g/cm3解：
P'?V空V实?V孔?V空?1??堆积?体积?1?1.52.6?42%
M砂吸收的水=686—（997—500）=189g
表观密度=材料干燥状态下质量÷材料绝对密实状态下体积
=500÷M砂吸收的水=2.65g/cm3
孔隙率=内部孔隙体积÷材料总体积×100％ =﹙1－表观密度／密度﹚×100％=1.12％ 空隙率=空隙体积÷散粒材料的自然堆积体积×100％ =﹙1－堆积密度／表观密度﹚×100％=42％
V（材料实体体积）=m/ρ=500g÷2.68g/cm3=186.6cm3=187cm3
V0（材料总体积）=总质量÷表观密度=500g÷2.65g/cm3=188.7cm3=189cm3 VP=VK＋VB=V0－V=189－187g=2g VK VB PK=VK÷V0 PB=VB÷V0
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2.(1)工程条件：某工程的预制钢筋混凝土梁(不受风雪影响)。混凝土的设计强度为C20，要求强度保证率95%。施工要求坍落度为35mm~50mm(混凝土由机械搅拌、机械振捣)，该施工单位无历史统计资料。
(2)材料：42.5普通硅酸盐水泥，实测28d的抗压强度为48.0MPa，表观密度
333'?c=3.1g/cm；中砂，表观密度?s=2.65g/cm，堆积密度?s=1.50g/cm；碎石，
表观密度?g=2.70g/cm3，堆积密度?g'=1.55g/cm3，最大粒径为20mm；自来水。 试设计该混凝土的初步配合比。(按干燥材料计算，质量法与体积法均需计算) 附表1：混凝土强度标准差?值
混凝土强度等级 低于C20 4.0 C20~C35 5.0 高于C35 6.0 ?/MPa 附表2：混凝土的最大水灰比和最小水泥用量
最大水灰比 环境条件 干燥环境 结构物类型 素混凝土 正常的居住或办公屋内的构件 无规定 钢筋混凝土 0.65 预应力混凝土 0.60 最小水泥用量/Kg 素混凝土 200 钢筋混凝土 260 预应力混凝土 300 附表3：塑性混凝土的单位用水量Kg/m3
拌合物稠度 指标 坍落度/mm 10-30 35-50 55-70 16 200 210 220 碎石最大粒径/mm 20 185 195 205 31.5 175 185 195 40 165 175 185 附表4：混凝土砂率选用表
水灰比 0.40 0.50 0.60 0.70 附公式1：fcu,0?fcu,k?1.645?
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碎石最大粒径/mm 16 30~35 33~38 36~41 39~44 20 29~34 32~37 35~40 38~43 40 27~32 30~35 33~38 36~41 成都理工大学工程技术学院2010-2011学年第一学期期末考试
附公式2：
WC??a?fcefcu,0??a??b?fce，对于碎石：?a?0.46,?b?0.07
答：计算混凝土的初步配合比： 1.计算配制强度：
fcu,0?fcu,k?1.645?=20+1.645×5.0=28.225MPa 2.计算水灰比：
WC??a?fcefcu,0??a??b?fce=
0.46?4828.225?0.46?0.07?48=0.74>0.65
取水灰比为0.65.
3.该混凝土所用的碎石最大粒径为20mm，坍落度要求为35mm~50mm，查表取单位用水量为mw=195Kg. 4.计算水泥用量
mc=195/0.65=300Kg>260Kg 5.确定砂率Sp=36% 6.采用重量法计算 195+300+ms+mg=2400 ms/(ms+mg)=36% 7.采用体积法计算
300/3100+ms/2650+mg/2700+195/1000+0.01×1=1 ms/(ms+mg)=36%
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