某混凝土试样经试拌调整后,各种材料用量分别为水泥 3.1kg、水1.86kg、 砂6.24kg、 碎石12.8kg,并测得混凝土拌和物的表观密度2400kg/m3,试计算1m3混凝土各项材料用量为多少?假定上述配合比,可以作为试验室配合比。若施工现场砂子含水率为4%,石子含水率为1%,试求其施工配合比。
题目解答
答案
(1)求配合比中各材料的质量比:水泥:水:砂:石=3.1:1.86:6.24:12.8=1:0.6:2.013:4.129设1m3混凝土中水泥为mc,并已知1m3混凝土的表观密度为2400kg/m3,由式 mc + 0.6 mc + 2.013 mc + 4.129 mc=2400,得水泥的用量:mc=310 kg/m3水的用量:mw=0.6×310 =186kg/m3砂的用量:ms=2.013×310 =624kg/m3石子的用量:mg=4.129×310 =1280kg/m3(2) 施工配合比:水泥的用量:mc=310 kg/m3砂的用量:ms=624×(1+ 4%)=649kg/m3石子的用量:mg=1280×(1 + 1%)=1293kg/m3水的用量:mw=186-(624×4% + 1280×1%)=148kg/m3施工配合比:mc:ms:mg:mw=310:649:1293:148=1:2.09:4.17:0.48
解析
考查要点:本题主要考查混凝土配合比的计算及施工配合比的调整,涉及材料比例换算、表观密度应用以及含水率对骨料用量的影响。
解题核心思路:
- 确定基准配合比:根据试拌材料用量,计算水泥、水、砂、石的质量比,并统一以水泥用量为基准(即水泥系数为1)。
- 计算1m³材料用量:利用总表观密度,通过质量守恒方程求解各材料的实际用量。
- 调整施工配合比:考虑施工现场骨料含水率,调整砂、石用量(增加含水量)并相应减少拌合水用量。
破题关键点:
- 比例换算:将材料用量转换为以水泥为基准的比例,简化后续计算。
- 含水率处理:砂、石含水会增加其实际用量,但需从总用水量中扣除这部分水分,避免重复计算。
(1)计算1m³混凝土材料用量
步骤1:确定材料质量比
试拌材料用量为水泥3.1kg、水1.86kg、砂6.24kg、石12.8kg,质量比为:
$\text{水泥:水:砂:石} = 3.1 : 1.86 : 6.24 : 12.8 = 1 : 0.6 : 2.013 : 4.129$
步骤2:建立质量守恒方程
设1m³混凝土中水泥用量为$m_c$,则总质量为:
$m_c + 0.6m_c + 2.013m_c + 4.129m_c = 2400 \, \text{kg}$
合并同类项得:
$7.742m_c = 2400 \quad \Rightarrow \quad m_c = \frac{2400}{7.742} \approx 310 \, \text{kg/m³}$
步骤3:计算各材料用量
- 水:$m_w = 0.6 \times 310 = 186 \, \text{kg/m³}$
- 砂:$m_s = 2.013 \times 310 = 624 \, \text{kg/m³}$
- 石:$m_g = 4.129 \times 310 = 1280 \, \text{kg/m³}$
(2)调整施工配合比
步骤1:调整砂、石用量
- 砂含水率4%:$m_s' = 624 \times (1 + 0.04) = 649 \, \text{kg/m³}$
- 石含水率1%:$m_g' = 1280 \times (1 + 0.01) = 1293 \, \text{kg/m³}$
步骤2:调整用水量
原用水量需扣除砂、石含水量:
$m_w' = 186 - \left(624 \times 0.04 + 1280 \times 0.01\right) = 186 - 37.76 = 148 \, \text{kg/m³}$
步骤3:确定施工配合比
将各材料用量除以水泥用量,得到比例:
$1 : \frac{649}{310} : \frac{1293}{310} : \frac{148}{310} \approx 1 : 2.09 : 4.17 : 0.48$