问答题
某建筑工地欲采用框架结构钢筋混凝土，已知混凝土设计强度等级为C30，现场机械搅拌，机械振捣成型，混凝土坍落度要求为50～70mm。(根据施工单位的管理水平和历史统计资料，混凝土强度标准差σ取4.0MPa。)所用原材料如下。
①水泥：普通硅酸盐水泥32.5级，密度ρc=3.1，水泥强度富余系数γc=1.12。
②砂：河砂MX=2.4，Ⅱ级配区，ρs=2.65g/cm3。
③石子：碎石Dmax=40mm，连续级配且级配良好，ρg=2.70g/cm3。
④水：采用自来水。
请根据上述条件，回答下列问题。
问答题
请计算混凝土初步计算配合比。
【正确答案】计算混凝土初步计算配合比。
①确定混凝土配制强度(f
cu，0)。
f
cu，0=f
cu，k+1.645σ=30+1.645×4.0=36.58(MPa)。
②确定水灰比(W/C)。
a．根据强度要求计算水灰比(w/C)：
[*]
b．根据耐久性要求确定水灰比(W/C)。
由于框架结构混凝土梁处于干燥环境，对水灰比无限制，故取满足强度要求的水灰比即可。
③确定用水量(m
w0)。
查表7-1可知，坍落度55～70mm时，用水量185kg。
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表7-1 塑性混凝土用水量
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拌和物稠度 |
卵石最大粒径/mm |
碎石最大粒径/mm |
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项目 |
指标 |
10 |
20 |
31.5 |
40 |
15 |
20 |
31.5 |
40 |
|
坍落度/mm |
10～30 |
190 |
170 |
160 |
150 |
200 |
185 |
175 |
165 |
|
30～50 |
200 |
180 |
170 |
160 |
210 |
195 |
185 |
175 |
|
50～70 |
210 |
190 |
180 |
170 |
220 |
205 |
195 |
185 |
|
70～90 |
215 |
195 |
185 |
175 |
230 |
215 |
205 |
195 | |
④计算水泥用量(m
c0)。 m
c0=m
w0×C/W=185×1/0.45=411(kg)； 满足耐久性对水泥用量的最小要求。
⑤确定砂率(β
s)。 参照表7-2，通过插值(内插法)计算，取砂率β
s=32%。
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表7-2 混凝土砂率
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水灰比 |
碎石最大粒径/mm |
卵石最大粒径/mm |
|
15 |
20 |
40 |
10 |
20 |
40 |
|
0.40 |
30～35 |
29～34 |
27～32 |
26～32 |
25～31 |
24～30 |
|
0.50 |
33～38 |
32～37 |
30～35 |
30～35 |
29～34 |
28～33 |
|
0.60 |
36～41 |
35～40 |
33～38 |
33～38 |
32～37 |
31～36 |
|
0.70 |
39～44 |
38～43 |
36～41 |
36～41 |
35～40 |
35～39 | |
⑥计算砂、石用量(m
s0、m
g0)。
当采用体积法计算时，在不使用引气型外加剂时，a取1，根据下列公式计算相应数值。
[*]
[*]
[*] 所以，该混凝土初步计算配合为：
m
c0=411kg，m
wo=185kg，m
s0=577kg，m
g0=1227kg。
【答案解析】
问答题
计算的初步计算配合比，称取12L各材料用量进行混凝土和易性试拌调整。测得混凝土坍落度为20mm，小于设计要求，所以分别增加5%的水泥和水，重新搅拌后，测得坍落度为65mm，且黏聚性和保水性均满足设计要求，并测得混凝土表观密度为2392kg/m3，请计算基准配合比。又经过混凝土强度试验，恰好满足设计要求，已知现场施工所用砂含水率为4.5%，石子含水率为1.0%，请计算施工配合比。
【正确答案】计算如下。
①基准配合比。
a．根据初步计算配合比计算12L各材料用量为：
mc=4.932kg，mw=2.220kg，ms=6.92kg，mg=14.72kg。
b．分别增加5%的水泥和水用量为：
△mc=0.247kg，△mw=0.111kg。
c．各材料总用量为：
mA=(4.932+0.247)+(2.220+0.111)+6.92+14.92=29.35(kg)。
d．根据下列公式计算基准配合比。
[*]
可得m'c0=422kg；
[*]
可得m'w0=190kg；
[*]
可得m's0=564kg；
[*]
可得m's0=1215kg。
②施工配合比。
根据题意，试验室配合比等于基准配合比，则施工配合比为：
m'c=m'c0=422kg；
m's=564×(1+4.5%)=589kg；
m'g=1215×(1+1%)=1227kg；
m'w=190-564×4.5%-1215×1%=152kg。
【答案解析】
问答题
可知混凝土的基准配合比，若掺入减水率为18%的高效减水剂，并保持混凝土落度和强度不变，且实测混凝土表观密度ρh=2400kg/m3。请计算掺减水剂后混凝土的配合比，并计算1m3混凝土能够节约水泥多少kg?
【正确答案】计算如下。
①因为减水率为18%，则实际需水量为：
mw=190-190×18%=156kg。
②由题干可知，保持强度不变，即保持水灰比不变，则实际水泥用量为：
mc=156/0.45=347kg。
③掺入减水剂后，混凝土的配合比为：
各材料总用量mA=347+156+564+1215=2282(kg)；
[*]
[*]
[*]
[*]
所以，实际1m3混凝土节约水泥量为：422-365=57(kg)。
【答案解析】
问答题
某建筑工地欲采用刚出厂的42.5级普通硅酸盐水泥和碎石配制混凝土，已知其施工配合比为：水泥340kg，石子1260kg，砂子685kg，水130kg。现场砂含水率为4%，石子的含水率为1%。请问：该混凝土是否满足C30的强度等级要求。(假设混凝土强度标准差σ=5.0MPa，a=0.46，b=0.07。)
【正确答案】[分析如下]
湿砂685kg，砂的含水率为4%；通过公式[*]可得下列数值。
干砂的质量为[*]
砂中含水量为m'-m=685-658.65=26.35(kg)。
因为石子的质量为1260kg，石子的含水率为1%。
所以石子的质量为[*]
石子含水量为m'-m=1260-1247.53=12.48(kg)。
W=130+26.53+12.48=168.83(kg)。
[*]
fcu，0=fcu，k-1.645σ；
fcu，k=fcu，k+1.645σ=42.94=1.645×5=34.72MPa＞30MPa。
所以该混凝土满足C30的强度等级要求。
【答案解析】