скачать рефераты

МЕНЮ


Загальні властивостi будiвельних матеріалів

Мольна маса СаSO4×0,5H2O рівна 145 г/моль. Значить, для отримання 1 т напівводного гіпсу потрібно:


Q=(q×1000)/0,145=(84×1000)/0,145=579310 кДж.


1 т умовного палива еквівалентна 29330 кДж теплоти. Значить, для отримання 1 т напівводного гіпсу необхідна витрата палива


Т=579310/29330=19,75 кг.

Для отримання 1 т СаО необхідно

Т1=(190×1000)/(0,056×29330)=115,7 кг.


57. Визначити пористість затверділого будівельного гіпсу, якщо водогіпсового відношення В/Г=0,7. Дійсна густина rг=2,7 г/см3.

Перший спосіб рішення. Для визначення пористості затверділого будівельного гіпсу визначимо його дійсну і середню густину.

Дійсна густина затверділого гіпсу r=mг.з /va, де mг.з - сумарна маса гіпсу і хімічно зв’язаної води в одиниці абсолютного об'єму va.

Склад хімічно зв’язаної води Вх.зв. легко знайти із рівняння гідратації основного компонента будівельного гіпсу


H2O:СаSO4×0,5H2O+1,5H2O=СаSO4×2H2O.

Вх.зв.=(27×100)/145=18,6%.


Припустимо, що густина хімічно зв’язаної води rв=1, тоді


.


Середня густина затверділого гіпсу rо=mг.з/v, де v - об’єм з урахуванням пор, утворених надлишковою породою.


.


Пористість затверділого гіпсу:


Пз.г.=(1-rо/r)·100=(1-1,1/2,13)·100=48%

Другий спосіб рішення більш простіший:


.


58. Скільки вапнякового тіста ( по масі і об’єму), із вологістю wт=50% можна отримати із mв=15 т негашеного вапна із активністю А=85%. Середня густина вапняного тіста rт=1400 кг/м3.

Склад активного СаО в 15 т негашеного вапна


СаОакт.=(А×mв)/100=(85×15)/100=12,75 т.


Гашення вапна проходить за рівнянням СаО+Н2О=Са(ОН)2.

Із 56 масових частинок СаО можна отримати 74 частини сухого гідратного вапна, а із 12,75 т СаО

mСа(ОН)2=(12,75×74)/56=16,84 т.


Можлива кількість вапнякового тіста:


по масі

по об’єму .


59. Яку кількість гідратного вапна і води міститься у вапняному тісті масою mт=10 т із середньою густиною rт=1400 кг/м3? Дійсна густина порошкоподібного гідратного вапна rп=2,05 г/см3.

1 м3 вапняного тіста можна уявити через суму об’ємів гідратного вапняку і води, тобто mп/rп+mв/rв=1, де mп і mв - маса відповідно сухого гідратного вапна (пушонки) і води; rв - густина води.


.


Звідси вміст в 1 м3 вапняного тіста гідратного вапна mп==0,781 т (55%); води mв=1,4-0,781=0,619 т (45%).

В 10 т вапняного тіста міститься гідратного вапна

m`п=(0,781×10/1,4=5,58 т, води m`в=4,42 т.

Вміст гідратного вапна у вапняному тісті, як і інших речовин в тістоподібних масах, можна також визначити за формулою:


,


де Т - вміст твердої речовини в тісті, кг/м3; rп - дійсна густина твердої речовини, що утворює з водою тістоподібну масу, г/см3; rо - середня густина тіста, кг/м3.

60. Розрахувати активність вапна, отриманого із крейди, що містить 42,5% СаО; 3,5% MgO;17,5% SiO2+Al2O3, при втратах при прокалюванні в.п.п.=36,5%. Ступінь декарбонізації крейди при випалі х=0,9.

Для розрахунку активності вапна А можна використати формулу А.В. Волженського, виведену в припущенні, що залишок у випаленому матеріалі СО2 зв’язаний тільки з оксидом калію:


,


де R2O3 - сумарний вміст у сировині Al2O3 + Fe2O3, %.


61. Для визначення складу напівводного гіпсу у будівельному гіпсі наважку подрібненого гіпсу mг=2,5 г, попередньо висушену до постійної маси, залили водою. Затверділий матеріал висушили при 50 - 55оС до постійної маси, яка стала яка стала mг.з.=2,84 г. Який вміст в будівельному гіпсі СаSO4×0,5H2O?

Із реакції СаSO4×0,5H2O+1,5H2O=СаSO4×2H2O можна заключити, що для гідратації 145 г СаSO4×0,5H2O потрібно 27 г води. У нашому випадку, для гідратації х г напівводного гіпсу потрібно mг.з.-mг. г води.



62. При визначенні вмісту у негашеному кальцієвому вапні активних СаО+MgO на титрування m=1,2 г вапна використано v=37,5 мл 1 н розчину НСl. До якого сорту по вмісту активних СаО і MgO належить вапно?

З реакції нейтралізації, що відбувається при титруванні (СаО+2НС1=СаС12+Н2О), витікає, що 1 мл 1 н розчину соляної кислоти відповідає 0,028 г СаО.

Можна скласти відношення:


0,028 г        СаО  -        1 мл НС1

m г    СаО  -        v мл НС1


Звідки, СаО=(0,028·v/m)·100=87,5%.


Для кальцієвого вапна вміст MgO - не більше 5%. Можна вважати, що у дослідженому вапні вміст активних СаО+MgO=87%. Це відповідає по ДСТУ В.2.7-90-99 нормам для негашеного вапна 2-го сорту.

63. Хімічний склад цементного клінкера, %: СаО-65,5; SiO2 - 22,2; Al2O3 - 6,4; Fe2O3 - 3,1; MgO - 1,5; SO3 - 0,4; Na2O - 0,9. Визначити вміст у клінкері трьохкальцієвого силікату С3S, двокальцієвого силікату С2S, трьохкальцієвого алюмінату С3А, чотирьохкальцієвого алюмофериту С4АF, а також сульфату кальцію СаSO4. Встановити по табл. 3.1, до якого виду відноситься клінкер.


Таблиця 3.1

Клінкер

Приблизний вміст, %

С3S

С2S

С3А

С4АF

Алітовий

Більше 60

Менше 15

-

-

Нормальний(по вмісту аліту)

60 - 37,5

15 - 37,5

-

-

Белітовий

Менше 37,5

Більше 37,5

-

-

Алюмінатний

-

-

Більше 15

Менше 10

Нормальний(за вмістом алюмінату)

-

-

15 - 7

10 - 18

целітовий

-

-

Менше 7

Більше 18


Мінералогічний склад цементних клінкерів, %, можна визначити за формулами, запропонованими В.А.Кіндом:


С3S=3,8·SiO2(3КН-2)

С2S=8,6·SiO2(1-КН)


де КН - коефіцієнт насичення, що показує відношення кількості оксиду кальцію в клінкері, фактично зв’язаного з кремнеземом. До кількості його, теоретично необхідному для повного зв’язування кремнезему в трьохкальцієвий силікат. Коефіцієнт насичення вираховують по спрощеній формулі:

.


Формули для розрахунку С3А і С4АF вибираються в залежності від значення глиноземистого модуля ГМ, рівного відношенню процентного вмісту Al2O3 і Fe2O3.


При ГМ>0,64: С3А=2,65·(Al2O3-0,64·Fe2O3); С4АF=3,04·Fe2O3.

При ГМ<0,64: С3А=1,7·(Al2O3-1,57·Fe2O3); С4АF=4,77·Al2O3.


Вміст сульфату кальцію визначають за формулою

СаSO4=4,77·SO3.


За допомогою наведених вище формул розрахуємо мінералогічний склад клінкера по даним хімічного аналізу.


,

ГМ=6,4:3,1=2,06;

С3S=3,8×22,2·(3×0,87-2)=51,4%;

С2S=8,6×22,2·(1 - 0,87)=24,8%;

С3А=2,65·(6,4-0,64×3,1)=11,7%;

С4АF=3,04×3,1=9,42%;

СаSO4=1,7×0,4=0,68%.


По класифікації, наведеній в табл. 3.1, клінкер можна віднести до нормальних.

64. В якій пропорції потрібно взяти вапняк і глину, щоб отримати цементний клінкер з коефіцієнтом насичення КН=0,88? Хімічний склад вапняку і глини, %, наведений нижче:


SiO2

Al2O3

Fe2O3

СаО

MgO

SO3

В.п.п.

вапняк

7,80

1,65

1,04

48,8

0,91

-

39,80

глина

64,55

16,51

8,17

1,90

0,89

0,79

7,09


Визначимо співвідношення глини до вапняку 1:х. Тоді вираз для КН прийме наступний вираз:


.


Звідки х»7 частин по масі вапняку. Сировинна суміш буде складатися на 87,6% із вапна і на 12,4% із глини.

65. Яку кількість Са(ОН)2 виділиться при повній гідратації 1 кг портландцементу, що містить 95% клінкера і 5% гіпсу? Вміст основних мінералів в клінкері, %: С3S - 57, С2S - 22, С3А - 7, С4АF - 11. Яку кількість добавки трепелу із вмістом SiO2=72% необхідно для повного зв’язування виділеного Са(ОН)2?

Виділення гідроксиду кальцію йде в основному в результаті гідролізу при гідратації С3S. Найбільш ймовірна при звичайних умовах схема гідратації С3S:


2·(3СаО×SiO2)+6Н2О=3СаО×2SiO2×2Н2О+3Са(ОН)2.


Кількість Са(ОН)2, який виділяється при гідратації можна знайти із пропорції:


456 г 3СаО×SiO2   -        222 г Са(ОН)2.

0,95×0,57×100 г              -        х г

хСа(ОН)2=264 г.

При взаємодії Са(ОН)2 з кремнеземом трепелу можна допустити утворення однокальцієвого гідросилікату СаО×SiO2×Н2О.

Тоді для зв’язування 1 моля, тобто 74 г Са(ОН)2, потрібно 1 моль, тобто 60 г SiO2, а для 264 г Са(ОН)2 - х г SiO2.


хSiO2=(264×60)/74=214,05 г.


Для повного зв’язування Са(ОН)2, який виділяється при гідратації 1 кг цементу необхідно 214,05:0,72=297 г трепелу. 66. Потрібно, щоб теплота гідратації цементу для зведення бетонної греблі в трьохдобовий вік була не більше 210 кДж/кг, в семидобовий період 251 кДж/кг. Розрахувати орієнтовно теплоту гідратації цементу в 3 і 7 добовий вік при наступному вмісті мінералів, %: С3S - 47,5; С2S - 21,4; С3А - 7,8; С4АF - 14,5. Чи може бути застосований цей цемент для зведення бетонної греблі? Теплота гідратації цементу qп, Дж/кг, при орієнтованому підрахунку може бути визначена за формулою:


qn=anC3S+bnC2S+cnC3A+dnC4AF,


де an, bn, cn, dn - коефіцієнти тепловиділення мінералів, визначенні по табл. 3.2.


Таблиця 3.2

Тривалість тверднення, діб.

an

bn

cn

dn

3

3,89

0,666

6,36

- 0,499

7

4,57

0,967

8,67

- 1,73

28

4,78

0,641

9,63

0,59


q3=3,89×47,5+0,666×21,4+6,36×7,8-0,499×14,5=178,9 кДж/кг;

q7=4,57×47,5+0,967×21,4+8,67×7,8-1,78×14,5=280,28 кДж/кг.

Результати розрахунку підказують, що тепловиділення цементу у семидобовий вік виходить за установлені межі. Кінцеве значення про надійність цементу може бути дано після експериментального вивчення його теплоти гідратації.


4. Бетони і розчини

 

67. На завод залізобетонних виробів поступили два види піску - дрібнозернистий річний(№1) і крупнозернистий гірський(№2).Як видно з рис. 4.1., обидва піски за зерновим складом не задовільняють вимоги ДСТУ БВ.2.7-32-95. Дійсна густина піску №1 r1=2,62 г/см3 насипна rн1=1150 кг/м3, піску №2 - відповідно r2=2,65 г/см3 і rн2=1450 кг/м3. Визначення водопотреби пісків при нормальній густині цементного тіста (В/Ц)т=0,245 показало, що при однаковому розпливі конуса, який дорівнює 170 мм, водоцементне відношення розчину(В/Ц)р складу 1:2 на піску №1 складає 0,48, №2 - 0,36. Визначити модуль крупності, питому поверхню, водопотребу і пустотність пісків. Встановити, в якому відношенні потрібно змішати піски №1 і №2, щоб змішаний пісок (№3) задовольняв вимогам ДСТУ БВ.2.7-32-95 до зернового складу пісків для бетонів напірних залізобетонних труб. Модуль крупності піску знаходять як кратне від ділення на 100 суми повних залишків на ситах. За рис. 4.1. можна підрахувати, додаючи повні залишки на ситах з розмірами отворів 2,5; 1,25; 0,63; 0,315 і 0,14 мм ,що для піску №1:          Мк=0+5+17+28+85/100=1,35; піску N 2:Мк=32+60+85+95+100/100=3,7

Питому поверхню піску, м2/кг, можна підрахувати за формулою А.С.Ладинського


,


де k - поправочний коефіцієнт, який залежить від виду піску; для гірського піску k=2, для річних і морських пісків середньої крупності k=1,65, для дрібних морських і річних пісків k=1,3; а, б, в, г, д, е - кратні залишки на ситах з розмірами отворів від 5 до 0,14 мм; ж -прохід через сито 0,14 мм.

Кратні залишки легко знайти за відмінністю повних залишків на ситах.

Для піску №1


,


Для піску №2

,


Водопотребу піску, яку визначають за методом Б.Г.Скрамтаєва і Ю.М.Баженова, визначають за формулою


.


Для піску №1


Для піску №2


Пустотність:


піску №1 ;


піску №2 .


Щоб при змішуванні пісків №1 і №2 з повними залишками на контрольному ситі А1 і А2 отримати пісок 3 з повним залишком А3, треба виконати умову


100·А3=А1·x+А2·(100-x),


де x - вміст піску №1 в змішаному піску; (100-x) - вміст піску №2 в змішаному піску.


Звідси x=(А2-А3)/(А2-А1)·100.


Щоб отримати, наприклад, на ситі з розміром отворів 0,63 мм А3=60%, треба взяти х=(85-60)/(85-17)·100=36%.

У відповідності з приведеною вище вимогою знайдемо зерновий склад змішаного піску при x=36%, 100-x=64% (табл. 4.1).

Таким чином, змішуванням двох пісків з незадовільним зерновим складом вдалося отримати пісок, зерновий склад якого знаходиться в рекомендованій області (рис. 4.1).

68.На завод залізобетонних виробів надійшов пластифікатор ЛСТ(лігносульфонати технічні) з густиною rд=1,266 г/см3. Витрата цементу на 1 м3 бетону Ц=350 кг, води В=157 л. Питоме дозування добавки, встановлене дослідним шляхом, c=0,25% маси цементу в перерахунку на суху речовину. Визначити кількість пластифікатора, яка потрібна для приготування водяного розчину пластифікатора і заправки ємності vp=1000 л, а також витрата його на 1 м3 бетону в тому випадку, коли розчин має: а) робочу концентрацію; б) 10%-ну концентрацію.


Таблиця 4.1

Номера сит

2,5

1,25

0,63

0,315

0,14

Мк

Повні залишки, %, при х=36%

20,48

40,2

60,52

70,88

94,6

2,87

Повні залишки піску, які рекомендовані для бетону напірних труб

10-20

25-45

50-70

70-90

95-100

2,5-3,25


Водний розчин добавок робочої концентрації подають безпосередньо в бетонозмішувач у вигляді розчину замішування, в якому повністю врахована необхідна витрата води. Об’єм рідкого пластифікатора vд, необхідний для приготування заданого об’єму робочої концентрації, знаходять за формулою


,


де Д - вміст сухої речовини добавки в 1 л, тобто концентрація розчину.

Концентрація розчину добавки знаходиться за довідковими даними за заданою густиною розчину. Стосовано до добавки ЛСТ(стара назва СДБ) концентрація, %, може бути знайдена за емпіричною формулою


.


Так як в нашій задачі rд=1,266 г/см3, Д»50%, або 0,633 кг/л.


.


Необхідна кількість добавки за масою


mд=vд·rд=8,8·1,266=11,15 кг.



Густина розчину замішування

.


Витрата розчину замішування на 1 м3 бетону


;

mp=157,5·1,002=157,87 кг.


При застосуванні розчину добавки підвищеної концентрації його дозують паралельно із невистаючою кількістю води або розбавляють до отримання розчину робочої концентрації.

Густина 10%-го розчину ЛСТ

            (Д1=0,104 кг/л).


Витрата 50%-го розчину ЛСТ для отримання 1000 л10%-го розчину



або    mд=164,2·1,266=207,9 кг.


Витрата 10%-го розчину ЛСТ на 1 м3 бетону


,


де К - концентрація приготованого розчину, %.

,

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6


Copyright © 2012 г.
При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна.