《土木工程材料》习题库(4)

2019-01-19 10:43

fk=f平均-1.80s =14.60-1.80×2.61=9.90 MPa,该组砖的强度等级为MU10 所用试验机的吨位为600 kN。(20%~80%,120~480kN,150~270kN)

A9-3:一组砖的抗压破坏荷载分别为150、160、170、180、190、200、210、220、230和360kN。该组砖尺寸标准(受压面积均为120×115mm)。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。

F/kN f/MPa 1 150 10.87 2 160 11.59 3 170 12.32 平均

2

4 180 13.04 5 190 13.77 6 200 14.49 7 210 15.22 8 220 15.94 9 230 16.67 10 360 26.09 解:用计算器算得,fδ=s/ f

平均

=15.00MPa,s =4.32MPa。 =4.32/15.00=0.29 > 0.21

fmin=10.87=10.9MPa>7.5 MPa,该组砖的强度等级为MU10。 ((fk=f平均-1.80s =15.00-1.80×4.32=7.2MPa))

A9-4:某烧结普通砖试验,10块砖样的抗压强度值分别为:14.2,21.1,9.5,22.9,l3.3,18.8,18.2,18.2,19.8,19.8,试确定该砖的强度等级。 解:计算10块试样的抗压强度平均值:

=(14.2+21.1+9.5+22.9+13.3+18.8+18.2+18.2+19.8+19.8)/10=17.6MPa 计算标准差: =4.05 MPa, 计算强度变异系数: δ=4.05/17.6=0.23 ∵变异系数 δ=0.23 > 0.21,∴采用单块最小抗压强度值fmin和抗压强度平均值评定砖的强度等级。

fmin=9.5 MPa>7.5 MPa;f平均=17.6 MPa>10 MPa,依据GB5101,该砖的强度等级为 MU10。

A10-1:直径为25mm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225和278kN,拉断后,测得标距增量(ΔL=L1-L0)为25.9mm。求该钢材的屈服强度σs、抗拉强度σb和伸长率δ5。并估计该钢筋的强度等级(代号)。 解:σs=Fs/A=225×1000/(3.142×12.5×12.5)=458.3=460 MPa。

σb=Fb/A=278×1000/(3.142×12.5×12.5)=566.3=565 MPa。

δ5=(L1-L0)/L0=25.9/(5×25)=20.2%=20.7%=20.5%。 强度等级HRB335 A10-2:一根总长度为360mm、重量为1074g的钢筋试件(密度为7.85g/cm)。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20mm。求该钢材的屈服强度σs、抗拉强度σb和伸长率δ5。

2

解:ρ=m/V=1074/(36×3.142r)=7.85 2r=22 mm

σs=Fs/A=150×1000/(3.142×11×11)=394.5=395 MPa。

σb=Fb/A=200×1000/(3.142×11×11)=526.1=525 MPa。

δ5=(L1-L0)/L0=20/(5×22)=18.2%=18%。

A10-3:一根总长度为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220和270kN,拉断后,测得标距增量(ΔL=L1-L0)为25.2mm。求该钢材的屈服强度σs、抗拉强度σb和伸长率δ5。 解:ρ=m/V=1388/(36×3.142r2)=7.85 2r=25 mm

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3

σs=Fs/A=220×1000/(3.142×12.5×12.5)=448.2=450 MPa。 σb=Fb/A=270×1000/(3.142×12.5×12.5)=550.0=550 MPa。 δ5=(L1-L0)/L0=25.2/(5×25)=20.2%=20.0%=20%。

A10-4:一根总长度为360mm、重量为1388g的钢筋试件(密度为7.85g/cm)。做拉伸试验,测得屈服点和最大荷载分别为218和288kN, 拉断后,测得标距增量(ΔL=L1-L0) 为33mm。试求该钢材的比强度(0.0745)、屈服强度σ(和伸长率δ5(26 %)。 s445 MPa)

2

解:ρ=m/V=1388/(36×3.142r)=7.85 2r=25 mm

σs=Fs/A=218×1000/(3.142×12.5×12.5)=444.1=445 MPa。

σb=Fb/A=288×1000/(3.142×12.5×12.5)=586.7=585 MPa。 δ5=(L1-L0)/L0=33/(5×25)=26.4%=26%。 比强度=σb /ρ0=585/7850=0.0745

A10-5:直径为25mm的钢筋试件,做拉伸试验,测得屈服点和最大破坏荷载分别为210和290kN,拉断后,测得标距增量(ΔL=L1-L0) 为25mm。试求该钢材的屈服强度σs和伸长率δ5。

A10-6:直径为20mm的Ⅱ级钢筋(HRB335)试件,做拉伸试验,测得最大荷载为168kN。试求该钢材的抗拉强度、(预测)屈服点荷载的最小值、(预测)达到合理屈强比(0.65-0.75)最小值时的屈服点荷载、并预测拉断后试件标距增量(ΔL=L1-L0) 的最小值(注:伸长率为δ5)。

解:σb=fb =168×1000/(3.142×10×10)=535MPa,

Fs,min= fs,min ×A= σs,min ×A =335×3.142×10×10=105.2=105 kN , Fs=Fb×0.65=168×0.65=109.2=109kN, δ5=ΔL/L0,ΔL min =δ5 ×L0 =16%×5×20=16.0mm。

A11-1:某工程需要20t石油沥青,要求软化点不低于85℃。现有60甲和10号同源沥青,软化点分别为49℃和98℃。问如何掺配使用?

解:较软石油沥青用量Q1=(T2-T)/(T2-T1)=(98-85)/(98-49)=26.5% 较硬石油沥青用量Q2=100-Q1 =100-26.5=73.5%

A11-2:某建筑工程屋面防水,需用软化点为75℃的石油沥青,但工地仅有软化点为95℃和25℃的两种石油沥青,问应如何掺配? 解:掺配时较软石油沥青(软化点为25℃ )用量为:Q1=(95-75)/(95-25)=28.6% 较硬石油沥青(软化点为95℃)用量为:Q2=100-28.6=71.4%

【评注】以估算的掺配比例和其邻近的比例(5%~l0%)进行试配(混合熬制均匀),测定掺配后沥青的软化点,然后绘制“掺配比—软化点”关系曲线,即可从曲线上确定出所要求的掺配比例。

A11-3:某石材在气干、绝干(干燥)、水饱和情况下测得的抗压强度分别为174、178、165MPa。求该石材的软化系数,并判断该石材可否用于水下工程。 答:该石材的软化系数为kr=fb/fg=165/178=0.93 ∵ 该石材的软化系数为0.93>0.85,为耐水石材,∴ 可用于水下工程。 【评注】考点为软化系数的概念及耐水标准,还应区别气干和绝干状态。

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3

软化系数为材料吸水饱和状态下的抗压强度与材料在绝对干燥状态下的抗压强度之比。

A11-4:普通砼的强度-水灰比公式为fcu,28=afce(C/W-b)。若砼含气量每增加1%,将使其强度降低5%,且此规律在砼常用水灰比范围内与W/C大小无关。试建立引气量为α%时的引气砼的强度-水灰比公式。

解答:[1-5(α-1)%]afce(C/W-b)

A11-5:某一钢筋砼结构工程,砼设计强度等级为C20,从施工现场统计得到平均强为25MPa,CV=0.16。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最经济?

概率度t 砼强度保证率P(﹪) 0.84 80.0 1.00 84.1 1.20 88.5 1.28 90.0 1.645 95.0 2.00 97.7 ★A11-6:沥青砼配合比的计算。某道路施工需用细粒式I 式(AC-13I )沥青砼混合料。使用AH-70石油沥青。现有碎石、石屑、砂、石粉等原料的筛分结果,试确定组成

材料的配合比。

原材料 筛孔尺寸(方孔筛)mm 16.0 13.2 9.5 4.75 通过百分率% 原材 料级 配 碎石100% 石屑100% 砂 100% 矿粉100% 100 100 100 100 94 100 100 100 26 100 100 100 0 80 100 100 2.36 0 40 94 100 1.18 0 17 90 100 0.6 0 0 76 100 0.3 0 0 38 100 0.15 0 0 17 100 0.075 0 0 0 83 ★A11-7:现有碎石、石屑、砂和矿粉四种集料组成一矿质混合料,下表是五种集料的筛分结果,请采用图解法设计一个配合比(校核省略)?

筛孔尺寸mm 19.0 16.0 通过率% 100 77.7 100 100 100 100 100 100 100 100 100 90-100 13.2 43.7 100 100 100 100 76-92 9.5 9.4 95.0 100 100 100 60-80 4.75 0.1 89.0 97.5 92.6 100 34-62 2.36 0.2 68.6 74.6 100 20-48 1.18 54.4 51.3 100 13-36 0.6 38.6 29.7 99.8 9-26 0.3 25.3 9.3 99.5 7-18 0.15 19.8 2.4 96.1 5-14 0.075 13.2 0.9 52.5 4-8 碎石1 碎石2 石屑 砂 矿粉 级配要求 答案:采用图解法设计一个配合比为: 碎石1:碎石2:石屑:砂:矿粉=31:23:17:20:9

★A11-8:试设计AC-16C型中粒式沥青混合料的配合比。

按我国标准推荐的AC-16C型中粒式沥青混合料的参考沥青用量(4.5%~6.5%),制备了五组不同沥青用量的沥青混合料试件,试验结果汇总见表3。试分析试验结果,确定AC-16C沥青混合料的最佳油石比。

答案:试设计AC-16C型中粒式沥青混合料的配合比: OAC1 =5.20%,OAC2 =5.14%,OAC =5.17%

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★A11-9:现有马歇尔试验结果汇总表如下,请绘制曲线,确定最佳沥青用量。 技 术 指 标 试件 油石比 毛体积密度 空隙率矿料间隙率 沥青饱和度 /% 组号 ρs /g·cm-3 VV/% VMA/% VFA/% 1 5.0 2.328 5.8 17.9 62.5 2 5.5 2.346 4.7 17.6 69.8 3 6.0 2.354 3.6 17.4 77.5 4 6.5 2.353 2.9 17.7 80.2 5 7.0 2.348 2.5 18.4 83.5 技术标准 — 3~6 不小于13 65~75 稳定性 MS/kN 8.7 9.7 10.3 10.2 9.8 ≥8 流值FL /mm 2.1 2.3 2.5 2.8 3.7 1.5~4 解答:最佳油石比大约为5.5%。

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二、典型填空题

基本性质

K1.1:材料的吸水性、吸湿性、耐水性和抗冻性各用什么指标或系数表示?

指标或系数 吸水性 吸水率 吸湿性 含水率 耐水性 抗冻性 抗渗性 软化系数 抗冻等级 抗渗等级 K1.2:100kg湿砂(含水率为10%),烘干后其干砂为100/(1+10%)=90.9 kg。 K1.3:一种块状材料,孔隙率一定,当其(闭口)孔隙率越大时,其吸声系数越小,保温性(好),抗冻性(好),抗渗性(好),体积吸水率(小)。

K1.4:在干燥状态下,整块砖的表观密度小于其被敲碎并用作砼骨料时的表观密度。 K1.5: 质量 含水率的极限为质量吸水率, 体积 吸水率约等于开口孔隙率。 K1.6:质量含水率的极限为 质量吸水率 ,体积吸水率约等于 开口孔 孔隙率。 ★K1.7:石料饱水率是在规定试验条件下,石料试件最大吸水的质量占烘干石料试件质量的百分率。

K1.8:砂从干到湿可分为干燥状态、气干状态、饱和面干状态、湿润状态四种状态。 ★K1.9、石料的饱水率较吸水率(大),而两者的计算方法(相似)。[参考答案:a大,相似。b小,相似。c大,不同。d小,不同] 气硬性胶材

K2.1:与石膏相比,白水泥的下列特性如何变化?

白水泥 密度 大 水化热 大 强度 大 凝结时间 慢 耐水性 好 K2.2:石灰浆体的硬化包含了干燥、(结晶)和(碳化)三个交错进行的过程。 K2.3:气硬性胶凝材料——建筑石膏的分子式为( CaSO4。0.5H2O )。 K2.4:水玻璃常用的促硬剂为(氟硅酸钠),适宜掺量为(12-15%)。 K2.5:既耐酸又耐热的砼工程选用何种胶凝材料(水玻璃)。 K2.6:既能耐酸,又能耐热(<1200℃)的砼工程,选 水玻璃 胶凝材料.

K2.7:石灰的主要化学成分是氧化钙和氧化镁。 ★K2.8:石灰硬化过程中产生的主要强度有自由水蒸发产生的附加强度、结晶强度和碳化强度。

K2.9:石灰中起粘结作用的有效成分有活性氧化钙和氧化镁。 K2.10:建筑石灰按其氧化镁的含量划分为钙质石灰和镁质石灰。

K2.11:(水泥)属于水硬性胶凝材料,而(石灰、石膏)属于气硬性胶凝材料。[参考答案:石灰、石膏、水泥]

K2.12:石灰消化时为了消除\过火石灰\的危害,可在消化后\陈伏\(半月)左右。[a半年,b三月,c半月,d三天]

K2.13:氧化镁含量为(5%)是划分钙质石灰和镁质石灰的界限。[参考答案:a 5%,b 10%,c 15%,d 20%]

水泥

K3.1:冬季施工中的现浇楼板、梁、柱工程,选(硅酸盐水泥、普通水泥)水泥。 K3.2:采用蒸气养护的预制构件,选(矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥、普通水

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