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某工程中的一现浇混凝土梁

2023-05-23 来源:品趣旅游知识分享网
某工程中的一现浇混凝土梁,要求:混凝土的强度等级为:C20;机械搅拌,振捣成型; 1. 试确定砼的塌落度范围

题解:根据题意,考虑:机械搅拌,振捣成型,碎石,混凝土的强度的等因素,查表可知:砼得塌落度值范围应为:30—50mm 2. 对工程用砂干燥后取样500g,经筛分析后的结果如下:

筛孔mm 5.0 2.5 1.25 0.63 0.315 0.16 <0.16 筛余g 8.0 82.0 70.0 98.0 124.0 106.0 14.0 试:1)确定该砂的粗细程度 2) 判断该砂的级配是否合格 题解:

1) 计算该砂的分计筛余和累计筛余

该砂的分计筛余和累计筛余计算结果见下表:

筛孔(mm) 5.0 2.5 1.25 0.63 0.315 0.16 <0.16 筛余(g) 8.0 82.0 70.0 98.0 124.0 106.0 14.0 分计筛余(%) 1.6 16.4 14.0 19.6 24.8 21.2 累计筛余(%) 1.6 18.0 32.0 51.6 76.4 97.6

2) 计算该砂的细度模数

M=(A2+A3+A4+A5+A6-5A1)/100-A1 =(18.0+32.0+51.6+76.4+97.6-5*1.6)/100-1.6=2.7 3) 判断该砂的粗细程度

由于: 2.3<该砂的细度模数<3.0 所以:该砂为中砂

4) 判断该砂的级配是否合格

由于该砂的所有值都处在2区的范围内,所以级配合格。

3. 现已知砂的表观密度为2.60g/cm3,.河砂;混凝土用石为碎石,Dmax=40mm, 级配合格,表观密度为2.65 g/cm3;水泥为425号普通硅酸盐水泥,表观密度为3.10 g/cm3;试确定初步计算配合比。 题解:

1)确定砼的试配强度fh

查表可知,砼的强度标准查应为5.0。即:σ0=5.0Mpa 所以:

fh =fbh+1.645σ0=20+1.645*5.0=28.2Mpa 2)确定砼的初步设计用水量Wo

已知:碎石;Dmax =40mm;中砂;塌落度=30-50mm ; 查表得:Wo=180.0kg 3)确定水灰比Wo/Co 因为:

fh =f28=Afc(C/W-B) =AKcfbc(C/W-B)

所以:Wo/Co=AKcfbc/(fh +ABKcfbc)

=0.46*1.13*42.5/(28.2+0.46*0.52*1.13*42.5) =0.56

由于该工程不受雨雪影响,所以对于水灰比没有限制,故:取0.56 4)确定水泥用量Co

Co=Wo*Co/Wo=180*1/0.56=321kg

查表:在规定条件下,最小水泥用量是:225kg;所以,取:321kg 5)确定砂率Sp

由已知条件:碎石;Dmax=40mm;中砂;Wo/Co=0.56; 查表得:Sp=34%

6)计算砂石用量So、Go 采用体积法进行计算:

公式为:Co/ρc+Wo/ρw+So/ρs+Go/ρg+10*α Sp=So/(So+Go)*100% 因为没有使用外加剂,故:含气量系数α=1

即有: 321/3.1+180/1+So/2.6+Go/2.65+10*1=1000 So/(So+Go)=34% 联立求解上述二元一次方程式组,可得: So=633kg;Go=1228kg; 该砼的初步计算配合比为:

Co=321kg;Wo=180kg;So=633kg;Go=1228kg;

4. 为进一步确定该混凝土的基准配合比,通常是通过试拌30L的混凝土拌合料测其和易性,并据此调整。所以有: 1) 按照上述配合比,确定30L砼各种材料用量

2) 经和易性实验,混凝土的塌落度值偏小,不符合要求。但是其他各项指标均符合要求,问:应如何处理

3) 假定材料的调整幅度为+5%。再检查,各项指标合格。并测得砼拌合物的表观密度为2380kg/m3。试确定该砼的基准配合比。 题解:

1)计算30L砼拌合料各种材料用料量

将30L砼拌合料各种材料用料量分别标记为:C30;W30;S30;G30; 则有:

C30=Co*30/1000=321*30/1000=9.63kg W30=Wo*30/1000=180*30/1000=5.4kg S30=So*30/1000=633*30/1000=18.99kg G30=Go*30/1000=1228*30/1000=36.48kg 2)处理方法

在保持水灰比不变的前提下,同时增加水和水泥。即增加水泥浆的用量。 3)基准配合比计算

在和易性合格时,四种材料的拌合用量分别为: C30拌=C30+C30*5%=10.11kg W30拌=W30+W30*5%=5.67kg S30拌=S30=18.99kg G30拌=G30=36.84kg

则,此时30L砼拌合物的总重量为:

Q30拌=C30拌+W30拌+S30拌+G30拌=10.11+5.67+18.99+36.84=71.61kg 所以,基准配合比为:

C基=C30拌/Q30拌*ρh实=10.11/71.61*2380=336kg W基=W30拌/Q30拌*ρh实=5.67/71.61*2380=188kg S基=S30拌/Q30拌*ρh实=18.99/71.61*2380=631kg G基=G30拌/Q30拌*ρh实=36.84/71.61*2380=1224kg

5. 为确定实验室配合比,通常是在上述基准配合比的基础上,以其w/c为准,增减0.05,配制三组砼,养护并测其强度。 1) 试确定三组砼的W/C;C/W

2) 试确定上述砼的试配强度 3) 试确定与试配强度相适应的W/C 4) 试确定校正系数 k

5) 设:标准养护至28天时,测得三组砼的抗压强度分别为:31.1、26.9、23.6Mpa。试:确定实验室配合比 题解:

1)确定三组砼的C/W

前面曾经计算得出:Wo/Co=0.56

以此水灰比为基准,按照题目的规定,得出另外两组水灰比为: Wo1/Co1=0.51;Wo2/Co2=0.61; 与其相对应的灰水比为:

Co1/Wo1=1.96; Co/Wo=1.79 ; Co2/Wo2=1.64; 2)确定砼的试配强度fh 前面曾经计算过砼的试配强度:

fh =fbh+1.645σ0=20+1.645*5.0=28.2Mpa 3)确定相应的水灰比C/W

因为砼的灰水比与砼的28天强度之间有着良好的直线关系,因此,可以根据这三组关系以及在第5个问题中给出的三组砼的强度,建立如下图形,并可以从该图中推理得出与砼的试配强度对应的水灰比。此水灰比即为满足实验室强度要求的水灰比。 砼强度与水灰比的关系表

项目 低水灰比 标准水灰比 高水灰比 水灰比 0.51 0.56 0.61 灰水比 1.96 1.79 1.64 强度(Mpa) 31.1 26.9 23.6

砼强度与水灰比的关系图如下所示。在该图中,通过插值法,即可以确定与砼得试配强度相对应的灰水比。

从上图中可以得出,与砼的试配强度相应的灰水比C/W=1.84 与砼的试配强度相应的水灰比W/C=0.54 4)确定校正系数k

在上述满足实验室砼强度的前提下,按照所求出的水灰比重新计算砼的表观密度值(应为各种材料质量之和),即有: ρ0h计=W基*C/W+W基+S基+G基 =188*1.84+188+631+1224=23890kg/m3 所以,校正系数k 为:

k=ρh实/ρ0h计=2380/2389=0.996 5)确定实验室配合比

因为实验室配合比是由基准配合比的数值乘以校正系数得到的,所以有: C实=k*C基=k*(W基*C/W)=0.996*188*1.84=345kg W实=k*W基=0.996*188=187kg S 实=k*S基=0.996*631=628kg G实=k*G基=0.996*1224=1219kg

6. 经过试验室的强度检验,该混凝土的强度设计合格,且得知该混凝土的实验室配合比与基准配合比相同。现已知工地上的沙石均为含水材料,且砂的含水率为3%,石的含水率为1%,试进一步确定施工配合比。 题解:

假设砂的含水率为a%=3%;石的含水率为b%=1%; C施=C实=345kg

W施=W实-(S实*a%)-(G实*b%)=187-628*3%-1219*1%=156kg

S施=S实+S实*a%=628+628*3%=647kg

G施=G实+G实*b%=1219+1219*1%=1231kg

7. 设:在上述砼中掺加0.25%的木质素磺酸钙减水剂,减水率为10%。试重新计算初步计算配合比. (注:含气量系数将增加2) 题解:

在本题的第三小题的求解种,我们曾经得到砼的初步计算配合比为: Co=321kg;Wo=180kg;So=633kg;Go=1228kg; 水灰比Wo/Co=0.56; 所以有:

1)计算用水量W

因为使用减水剂后,可以减水10%,故砼中的实际用水量可以减少。即有: W=Wo*(1-减水率)

=180*(1-0.1)=162kg 2)计算水泥用量C

因为使用减水剂后,砼的水灰比并不进行调整(如果不要求提高强度),所以: 水灰比仍然为:Wo/Co=0.56

对应的灰水比为:Co/Wo=1.79(见第五小题第一步) 则有:

C=W*Co/Wo=162*1.79=289kg

因为此值大于225kg,所以,水泥用量C取值为:289kg 3)确定砂率Sp

砂率保持不变,即有:Sp=34% 4)计算砂、石用量S、G

掺加减水剂后,按照题目的意思,含气量系数增大2%,所以: 含气量系数:α=1+2=3 联立二元一次方程式:

C/ρc+W/ρw+S/ρs+G/ρg+10*α=1000

Sp=S/(S+G)*100% 即有:

289/3.1+162/1+S/2.6+G/2.65+10*3=1000

S/(S+G)=34%

经计算得:S=640kg;G=1242kg; 所以,使用减水剂后的初步计算配合比调整为: C=289kg;W=162kg;S=640kg;G=1242kg;

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