BÀI TẬP CÔNG NGHỆ BÊ TÔNG XIMĂNG II Bài 1. Xác định hệ số sản lượng ( β ) của HHBT và tính lượng dùng VL cho một mẻ trộn , thể tích HHBT của mẻ trộn đó khi máy trộn có dung tích nạp liệu V m = 500 lít . Cấp phối theo khối lượng là 1 : 2 :4 ( 0,5 ) và X = 320 kg/m 3 ; khối lượng thể tích tự nhiên của các VL khô tương ứng là : ρ vX = 1,3 , ρ vC = 1,55 , ρ vD = 1,5 kg/m 3 . Hãy hiệu chỉnh lượng dùng vật liệu cho một mẻ trộn khi độ ẩm của cát là 6% và của đá là 1,5% . Bài làm Hệ số sản lượng β : VVV V β oDoCoX b ++ = Trong đó : V b : thể tích hỗn hợp bê tông sau khi nhào trộn V oX : thể tích tự nhiên của ximăng V oC : thể tích tự nhiên của cát V oD : thể tích tự nhiên của đá Hay ρ D ρ C ρ X 1000 β d v c v x v ++ = Trong đó : X , C , D : lượng ximăng , cát , đá dùng cho 1 m 3 bê tông . ρ x v , ρ c v , ρ d v : khối lượng thể tích tự nhiên của ximăng ,cát , đá . Theo bài ra ta có : 1 : 2 : 5 ( 0,5 ) = 1: ) X N (: X D : X C và X = 320 kg/ m 3 Vậy lượng dùng vật liệu cho 1 m 3 bê tông là : X = 320 kg . C = 2X = 2.320 = 640 kg D = 5X = 4.320 = 1280 kg N = 0,5X = 0,5.320 = 160 lít ⇒ 0,66 1,5 1280 1,55 640 1,3 320 1000 β = ++ = Tính lượng dùng vật liệu cho một mẻ trộn : 105,6(kg)320 1000 0,66.500 X 1000 V β X m o === 211,2(kg)640 1000 0,66.500 C 1000 V β C m o === 52,8(kg)160 1000 0,66.500 N 1000 V β N m o === 422,4(kg)1280 1000 0,66.500 D 1000 V β D m o === Hiệu chỉnh lượng dùng vật liệu cho một mẻ trộn khi độ ẩm của cát là 6% của đá là 1,5% : Gọi khối lượng cát , đá , nước cho một mẻ trộn là : C 1 , D 1 , N 1 ( vì lượng ximăng không phải thay đổi không cần phải tính giữ nguyên ) . Ta có : C 1 – C 100 6 1 = C o ⇒ 224,7 100 6 1 211,2 100 6 1 C C o 1 = − = − = ( kg ) D 1 – D 100 5,1 1 = D o ⇒ 428,8 100 1,5 1 422,4 100 1,5 1 D D o 1 = − = − = ( kg ) 9,328,428 100 5,1 7,224 100 6 8,52 100 5,1 100 6 1 11 =−−=−−= D CNN o lít Vậy sau khi hiệu chỉnh lượng dùng cát , đá , ximăng , nước lần lượt là : 224,7 , 428,8 , 105,6 (kg) 32,9 lít . Bài 2 . Lượng dùng VL cho 1 m 3 HHBT - xỉ , kg/m 3 : X = 260 ; cát xỉ C x = 405 ; dăm xỉ D x = 720 và N= 220 . Khối lượng thể tích tự nhiên của các loại VL trên là : ρ vX = 1300 ; ρ vCx =900 ρ vDx = 760kg/m 3 . Xác định hệ số sản lượng β của HHBT - xỉ , tính chi phí VL cho một mẻ trộn khi dùng máy trộn có dung tích nạp liệu V m = 1000 lít và hiệu chỉnh lượng dùng vật liệu cho một mẻ trộn khi độ ẩm của cát xỉ là 6% và của dăm xỉ là 4% . Bài làm Hệ số sản lượng β : VVV V β oDoCoX b ++ = Trong đó : V b : thể tích hỗn hợp bê tông sau khi nhào trộn V oX : thể tích tự nhiên của ximăng V oC : thể tích tự nhiên của cát V oD : thể tích tự nhiên của đá Hay ρ D ρ C ρ X 1000 β d v c v x v ++ = Trong đó : X , C , D : lượng ximăng , cát , đá dùng cho 1 m 3 bê tông . ρ x v , ρ c v , ρ d v : khối lượng thể tích tự nhiên của ximăng ,cát , đá . 0,626 0,76 720 0,9 405 1,3 260 1000 β = ++ =⇒ Tính lượng dùng vật liệu cho một mẻ trộn : 162,76(kg)260 1000 0,626.1000 X 1000 V β X m o === 253,53(kg)405 1000 0,626.1000 C 1000 V β C x m o === 137,72(kg)220 1000 0,626.1000 N 1000 V β N m o === 450,72(kg)720 1000 0,626.1000 D 1000 V β D x m o === Hiệu chỉnh lượng dùng vật liệu cho một mẻ trộn khi độ ẩm của cát là 6% của đá là 1,5% : Gọi khối lượng cát , đá , nước cho một mẻ trộn là : C 1 , D 1 , N 1 ( vì lượng ximăng không phải thay đổi không cần phải tính giữ nguyên ) . Ta có : C 1 – C 100 6 1 = C o ⇒ 269,7 100 6 1 253,53 100 6 1 C C o 1 = − = − = ( kg ) D 1 – D 100 5,1 1 = D o ⇒ 469,5 100 4 1 450,72 100 1,5 1 D D o 1 = − = − = ( kg ) 76,1025,469 100 4 7,269 100 6 72,137 100 4 100 6 1 11 =−−=−−= D CNN o lít Vậy sau khi hiệu chỉnh lượng dùng cát , đá , ximăng , nước lần lượt là : 269,9 , 469,5 , 162,76 (kg) 102,76 lít . Bài 3. Tính nhiệt độ HHBT ( t hb ) đạt được do trộn ximăng có nhiệt độ t x = 25 0 C ; cát t c = 30 0 C ; dăm t d = 28 0 C và nước có t n = 23 0 C . Tăng nhiệt độ do nhận nhiệt từ môi trường trong quá trình trộn HHBT là ∆ t = 1,5 0 C . Lượng dùng VL cho 1 m 3 HHBT , kg là : X =350 ; C = 600 ; Đ x = 1250 và N = 175 . Cần phải làm nguội nước trộn đến nhiệt độ nào để HHBT sau khi trộn ( với các điều kiện như trên ) có nhiệt độ không quá 22 0 C . Hãy xác định nhiệt dung riêng của HHBT nói trên . Nhiệt dung riêng của các VL khô là 0,2 Kcal / kg. 0 C . Bài làm Nhiệt dung riêng của HHBT là : C = 0,259 1751250600350 1751250.0.2600.0,2350.0,2 mmmm C . m C . m C . m C . m ndcx n n d d c c x x = +++ +++ = +++ +++ ( Kcal / kg. 0 C ) Nhiệt độ HHBT ( t hb ) đạt được sau khi trộn là : t hb = 175).0,2591250600(350 23.175.1228.1250.0,30.600.0,225.350.0,2 ).C mmmm ( C . m . tC . m . tC . m . tC . m . t ndcx n n nd d dc c cx x x +++ +++ = +++ +++ = 26,62 ( 0 C ) Do trong quá trình trộn nhiệt độ tăng lên trong quá trình trộn là 1,5 0 C lên nhiệt độ hỗn hợp bêtông là : t hb = 26,62 + 1,5 = 28,12 ( 0 C ) . Gọi nhiệt độ của nước cần làm nguội để là t nn để HHBT sau khi trộn không quá 22 0 C : Ta có : ) C . m )/( C . m . tC . m . tC . m . t ).C mmmm 1,5)(((22 t n n d d dc c cx x x ndcx nn −−−+++−≤⇒ =((22-1,5)(350+600+1250+175).0,259 – 350.25.0,2-30.600.0,2-28.1250.0,2)/(175.1 ) = 1,486 ( 0 C ) Bài 4 . Xác định khả năng tăng năng suất / giờ của máy trộn HHBT có dung tích nạp liệu V m = 1200 l nếu chuyển từ chế tạo HHBT ít lưu động sang lưu động . Lúc này thời gian nạp liệu giữ nguyên τ n = 15s , thời gian trộn ( τ t ) giảm từ 120s xuống 90s và thời gian dỡ tải ( τ d ) giảm từ 40s xuống 30s , β = 0,67 . Bài làm Trong một mẻ trộn số lượng bê tông trộn được là : V = V m . β = 1200 . 0,67 = 804 ( lít ) Thời gian trộn của một mẻ trộn trước khi tăng năng suất là : T 1 = τ n + τ t + τ d = 15 + 120 + 40 = 175 ( s ) Thời gian trộn của một mẻ trộn sau khi tăng năng suất là : T 2 = τ n + τ t + τ d = 15 + 90 + 30 = 135 ( s ) Số mẻ trộn trong một giờ trước khi tăng năng suất : n 1 = 57,20 175 3600 = ( mẻ ) Số mẻ trộn trong một giờ trước khi tăng năng suất : n 2 = 67,26 135 3600 = ( mẻ ) Năng suất của một giờ trộn trước khi tăng năng suất : V 1 = 20,57 . 804 = 16538,28 ( lít ) Năng suất của một giờ trộn sau khi tăng năng suất : V 2 = 26,67 . 804 = 21442,68 ( lít ) Khả năng tăng năng suất trong một giờ : %655,29%100 28,16538 28,1653868,21442 = − Bài 5 . Một HHBT có lượng dùng VL kg/m 3 là : X =350 , N = 200 ; phụ gia tổ hợp gồm bã rượu sunfít SĐB- 0,2% và CaCl 2 – 1,5% khối lượng ximăng . Phụ gia tổ hợp này được chuẩn bị từ dung dịch SĐB – 25% (tỷ trọng ρ s = 1,14 ) và dung dịch CaCl 2 – 33% ( tỷ trọng ρ CaCl 2 = 1.315 ). HHBT được chế tạo trong máy trộn có dung tích V m = 1200 lít ; β = 0,67 . Hãy xác định lượng dùng ximăng , nước , phụ gia tổ hợp ( theo khối lượng và theo thể tích ) cho một mẻ trộn ; đồng thời cho biết tỷ trọng và nồng độ của phụ gia tổ hợp . Bài làm Lượng dùng ximăng cho một mẻ trộn : X o = 281,4350 1000 0,67.1200 X 1000 V β m == ( kg ) Lượng dùng nước cho một mẻ trộn : 160,8200 1000 0,67.1200 N 1000 V β N m o === ( kg ) Lượng dùng bã rượu sunfít SĐB cho một mẻ trộn : SĐB = 5628,04,281 100 2,0 = ( kg ) Lượng dùng CaCl 2 cho một mẻ trộn : 221,44,281 100 5,1 = ( kg ) Lượng dùng dung dịch SĐB ( 25% ) : 25 100 SĐB = 2512,25628,0 25 100 = ( kg ) Lượng dùng dung dịch CaCl 2 ( 33% ) : 7909,12221,4 33 100 = ( kg ) Vậy lượng dùng tổ hợp phụ gia là : 2,2512 + 12,7909 = 15,0421 ( kg ) Thể tích tổ hợp phụ gia là : 7,11 315,1 7909,12 14,1 2512,2 =+ ( lít ) Tỷ trọng phụ gia tổ hợp : 286,1 7,11 0421,15 = ( kg/ lít ) Nồng độ của phụ gia tổ hợp : %03,43%100 0421,15 2512,2221,4 = + Bài 6 . Tìm lượng bột vôi sống 80% CaO để tạo nên dung dịch không gây ăn mòn cốt thép ( pH ≥ 11,8 ) . Bài làm Phương trình phản ứng : CaO + H 2 O = Ca(OH) 2 Ca(OH) 2 = Ca 2+ + 2.OH - Tính cho một lít dung dịch : Theo công thức ta có : pH ≥ -lg([ H + ] ) ⇒ [ H + ] ≤ 10 -pH = 10 -11,8 ( mol/ l ) Ta có [ OH - ]. [ H + ] = 10 -14 ⇒ [ OH - ] ≥ 10 -14 / 10 -11,8 = 0,00631 ( mol / l ) Vậy số mol cần trong một lít dung dịch là : ⇒ nCaO = n )Ca(OH 2 ≥ 0,00631/ 2 = 0,003155 ( mol ) Khối lượng CaO là : 0,003155 . 56 = 0,17668 ( g ) Vậy lượng dùng bột vôi cho một lít dung dịch ( không kể khi tôi làm mất nước ) để tạo dung dịch không gây ăn mòn cốt thép : M = 22085,017668,0 80 100 = ( gam ) Bài 7 . Xác định chiều dài cắt ( l c ) và nhiệt độ đốt nóng ( t d ) để căng cốt thép bằng điện cho thanh cốt thép ( φ 18-A-IV ) có khoảng cách giữa các bề mặt tựa neo là 6400 mm ; đoạn cốt thép cần để tạo mũ neo ở mỗi đầu thanh là 21 mm . Ứng suất thiết kế trong cốt thép là 4000 daN/ cm 2 , sai lệch ứng suất cho phép giới hạn là 800 daN/cm 2 ; tổng biến dạng của neo và khuôn là 2 mm , hệ số kể đến độ đàn hồi - dẻo của cốt thép là 1,2 . Hệ số dãn nhiệt của cốt thép là 14,2.10 -6 / 0 C . Thanh cốt thép được đốt nóng trên thiết bị có khoảng cách giữa các cặp điện cực là 5900 mm khi nhiệt độ xung quanh là 25 0 C ( E a = 2.10 6 daN/cm 3 ) . Bài làm Chiều dài chuẩn bị cắt là : Δl2.a ll oc −+= Trong đó : l o : khoảng cách giữa các bề mặt tựa neo là 6400 mm . a : đoạn cốt thép cần để tạo mũ neo ở mỗi đầu thanh là 21 mm . ΔlΔlΔl Δl kn0 ++= Δl n : biến dạng do neo dưới tác dụng của lực căng cốt thép . Δl k : biến dạng do khuôn dưới tác dụng của lực căng cốt thép . Δl n + Δl k : tổng biến dạng của neo và khuôn là 2 mm . Δl o : độ giãn dài khi căng với ứng suất σ o +p = 4000+800 = 4800 daN/cm 2 l . E P) σ K.( Δl o a o o + = Trong đó : K : hệ số kể đến độ đàn hồi - dẻo của cốt thép 1,2 . E a = 2.10 6 daN/cm 2 18,432(mm).6400 10 2. 1,2.4800 Δl 6 o ==⇒ ⇒ Δl = 18,432 + 2 = 20,432 ( mm ) ⇒ l c = 6400 +2.21 – 20,432 = 6421,568 ( mm ) Nhiệt độ đốt nóng t d : t .α l Δl t α ε ttt α ε Δt mt dn d mtdmtd +≤+≤⇒−== Trong đó : l dn : khoảng cách giữa các điện cực đốt nóng 5900 mm . Δl d : độ dãn dài cần đốt nóng của cốt thép C Δl Δl t d += C t : độ giãn dài công nghệ cần phải thêm để đặt cốt thép vào khuôn ( C t = 6 ÷ 12 mm ) lấy C t = 9 mm . ⇒ 29,432(mm)920,432 Δl d =+= t mt = 25 o C , α = 14,2.10 -6 / o C 3,37625 10 .2,14.5900 432,29 6 =+≤⇒ − t d o C Bài 8 . Tính lực kéo do kích căng CT thanh tạo nên trong hai trường hợp : a – xilanh 1 (H.1) cố định , cần 3 với cặp 4 kẹp thanh CT di chuyển cùng với pittông 2 , Phản lực của CT căng được truyền cho trụ tựa 5 ; b – xilanh được gắn cặp với đai ốc để kẹp thanh CT di chuyển , còn cần pittông được liên kết vào trục tựa kiểu chạc chữ thập . Biết đường kính của xilanh D = 110 mm , của cần pittông d = 40 mm và áp lực làm việc của dầu trong xilanh p = 40Mpa . Bài 9 . Tính đường kính xilanh D a ( D k ) của kích để căng bó CT sợi ( H.2 ) và đường kính pittông D 3 ( D pt ) để đóng nút neo khi kẹp các sợi CT căng trong ống hình côn ( trong phương pháp chế tạo dầm cầu BTCT ứng suất trước căng sau ) . Bó CT gồm 12 sợi ø – B – II (ứng suất tính toán 1,1. σ o = 900N/mm 2 và lực đóng nút bằng 68% lực kéo của kích khi áp lực làm việc của dầu trong xilanh p = 40 N/mm 2 . Bài 10 . Xác định các thông số cơ bản của bàn rung hai dãy CM ℵ .868 gồm 8 khối rung tiêu chuẩn ( tổng mômen động k, lực gây chấn động P và biên độ A ) . Tần số dao động n =3000 v/phút , tải trong bàn rung P o = 8T , mômen động của mỗi khối rung : a – k 1 =45 ; b- k 2 = 60 daN.cm . Tính biên độ dao động nếu dùng bàn rung này tạo hình tấm mái nhà công nghiệp kích thước 3 × 6 m từ HHBT cứng ( 1 V m = m 3 ) trong khuôn thép ( khối lượng P m + P k = 4,4 T ) với gia tải quán tính áp lực p gt = 0,001 Mpa . Bài 11 . Tính các tốc độ quay li tâm để tạo hình ống dẫn nước BTCT đường kính trong 500 mm , bề dầy thành ống 50 mm khi yêu cầu áp lực nén lên HHBT là P ≥ 1 daN/cm 2 . Bài 12 . Cột điện hình trụ rỗng băng BTCT có đường kính ngoài 560 mm , bề dầy thành trụ 40 mm được tạo hình theo phương pháp quay li tâm , vận tốc quay khuôn : 80 ; 150 ; 300 và 400 v/phút . Xác định tốc độ quay nhỏ nhất cho phép và các trị số áp lực ép lên HHBT . Bài 13. Tần số dao động của đầm rung giảm từ n 1 = 500 v/ph xuống 3000 v/ph , biên độ dao động ban đầu A 1 = 0,3 mm . Cần phải thay đổi biên độ dao động như thế nào để giữ nguyên mức độ lèn chặt HHBT như ban đầu . Bài 14 . Xác định thời gian chấn động để đảm bảo mức độ lèn chặt HHBT với ĐC = 60s ( nhớt kế kĩ thuật ) như nhau trong hai trường hợp : a - chấn động với biên độ và tần số chuẩn ( A 1 = 0,35 mm ; n 1 = 3000 v/ph ) ; b-với A 2 = 0,3 mm ; n 2 = 4500 v/ph . Bài 15 . Tính áp lực lèn chặt lớn nhất đạt được trong bề dày sản phẩm tạo hình trên bàn rung ( A = 0,3 mm , n = 3000 v/ph ) với gia tải áp lực p gt = 0,1 daN/cm 2 . Sản phẩm có bề dày ( cao ) h =22 cm , dùng HHBT cứng vừa có KLTT m v = 2400 kg / m 3 . . BÀI TẬP CÔNG NGHỆ BÊ TÔNG XIMĂNG II Bài 1. Xác định hệ số sản lượng ( β ) của HHBT và tính lượng dùng VL cho một. ρ D ρ C ρ X 1000 β d v c v x v ++ = Trong đó : X , C , D : lượng ximăng , cát , đá dùng cho 1 m 3 bê tông . ρ x v , ρ c v , ρ d v : khối lượng thể tích tự nhiên của ximăng ,cát , đá . Theo bài ra ta có : 1 : 2 : 5 ( 0,5 ). 6% và của đá là 1,5% . Bài làm Hệ số sản lượng β : VVV V β oDoCoX b ++ = Trong đó : V b : thể tích hỗn hợp bê tông sau khi nhào trộn V oX : thể tích tự nhiên của ximăng V oC : thể tích