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2019土建职称考试市政工程专业实务专项练习:实务题三

来源 :中华考试网 2019-02-09

  【试题】

  试计算某重交通二级公路面层水泥混凝土配合比。(以弯拉强度为设计指标的设计方法)

  [原始资料]

  (1) 某重交通为二级公路面层水泥混凝土(无抗冰冻性要求),要求混凝土设计弯拉强度标准值fr

  为5.0MPa,施工单位混凝土弯拉强度样本的标准差s为0.5MPa(n=9)。混凝土由机械搅拌并振捣,采用滑模摊铺机摊铺,拌和机出口拌和物坍落度要求为30~50mm。

  (2) 组成材料

  普通硅酸盐水泥42.5级,实测水泥28d抗折强度为8.3MPa,水泥密度pc=3100kg/m3;

  中砂:表观密度 ps=2630kg/m3,细度模数为2.6;碎石:4.75~31.5mm,表观密度pg=2700kg/m3,振实密度pgh=1701kg/m3;水:自来水。掺加0.6%的减水剂,减水率为12%。

  【设计步骤】

  确定目标配合比:

  (1) 计算配制弯拉强度(fc )

  由表1,当某重交通二级公路面层水泥混凝土样本数为9时,保证率系数t为0.37。

  表1 保证率系数t

公路等级

判别概率p

样本数n(组)

6~8

9~14

15~19

≥20

高速

0.05

0.79

0.61

0.45

0.39

一级

0.10

0.59

0.46

0.35

0.30

二级

0.15

0.46

0.37

0.28

0.24

三、四级

0.20

0.37

0.29

0.22

0.19

  按照表2,二级公路变异水平应不低于”中“,混凝土弯拉强度变异系数 0.10≤c≥0.15,取中值0.125。

  表2 变异系数的范围

  根据设计要求, f=5.0MPa,将以上参数带入混凝土配制弯拉强度公式:fc=5.93(MPa)

  (2)确定水灰比(W/C)

  按弯拉强度计算水灰比。由所给材料:水泥实测抗折强度fs=8.3MPa

  ,计算得配制弯拉强度到的混凝土fc=5.93MPa

  ,粗集料为碎石代入计算混凝土水灰比W/C公式=0.40

  经耐久性校核,混凝土为高速公路路面所用,无抗冰冻性要求,查表3,得最大水灰比为0.46,故按照强度计算的水灰比结果符合耐久性要求,取水灰比W/C=0.40,灰水比C/W=2.50。

  表3各级公路面层水泥混凝土最大水灰(胶)比和最小单位水泥用量

公路等级

高速、一级

二级

三、四级

最大水灰(胶)比

0.44

0.46

0.48

有抗冰冻要求时最大水灰(胶)比

0.42

0.44

0.46

有抗盐冻要求时最大水灰(胶)比

0.40

0.42

0.44

最小单位水泥用量(kg/m3

52.5级

300

300

290

42.5级

310

310

300

32.5级

315

有抗冰冻、抗盐冻要求时最小单位水泥用量(kg/m3

52.5级

310

310

300

42.5级

320

320

315

32.5级

325

掺粉煤灰时最小单位水泥用量(kg/m3

52.5级

250

250

245

42.5级

260

260

255

32.5级

265

有抗冰冻、抗盐冻要求时掺粉煤灰混凝土最小单位水泥用量(kg/m3

52.5级

265

260

255

42.5级

280

270

265

  (2)确定砂率( βs) 由砂的细度模数2.6确定采用碎石,查表4,取混凝土砂率=34%

  表4 水泥混凝土的砂率

砂的细度模数

2.2~2.5

2.5~2.8

2.8~3.1

3.1~3.4

3.4~3.7

砂率#FormatImgID_11#(%)

碎石混凝土

30~34

32~36

34~38

36~40

38~42

卵石混凝土

28~32

30~34

32~36

34~38

36~40

(3)确定单位用水量( mw )

  ① 由坍落度要求30~50mm,取40mm,灰水比C/W=2.50,砂率为34%,代入下列公式计算单位用水量=166kg/m³ )

  查表5得最大单位用水量为160kg/m3,故计算单位用水量166kg/m3大于最大单位用水量,应掺加水泥质量的0.6%的减水剂降低单位用水量。减水剂的实测减水率为12%。

  表5 面层水泥混凝土最大单位用水量(kg/m3)

施工工艺

碎石混凝土

卵石混凝土

滑模摊铺机

160

155

三辊轴机组摊铺

153

148

小型机组

150

145

  ② 掺减水剂的混凝土单位用水量,按下式计算:m=146

  (1) 确定单位水泥用量(mco )

  将单位用水量146kg/m3,灰水比C/W=2.50,代入式计算单位水泥用量=1(kg/m3)

  查表3得满足耐久性要求的最小水泥用量为310kg/m3,由此取计算水泥用量365kg/m3。

  (2) 计算减水剂掺量 mao=mco.β (kg/m3) (3) 计算粗、细集料用量mg,mso将上面的计算结果代入方程组:

  解得:砂用量mso=661kg/m3;

  碎石用量mgo=1283kg/m3。

  (4) 验算

  碎石的填充体积率=75.4%

  大于70%,符合要求。由此确定路面混凝土的“目标配合比”为mco:mwo:mso:mgo=365:146:661:1283。

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