ĐẠI HỌC QUỐC GIA ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM BÁO CÁO BÀI TẬP VẬT LIỆU XÂY DỰNG Lớp L03 Nhóm A HK 202 Ngày nộp 20 08 2021 GVHD PGS TS NGUYỄN VĂN CHÁNH SVTH NGUYỄN TRẦN ĐÔ MSSV 1913126 Thành phố Hồ Chí Min[.]
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
BÁO CÁO BÀI TẬP VẬT LIỆU XÂY DỰNG
Lớp L03-Nhóm A-HK 202 Ngày nộp: 20-08-2021
GVHD: PGS.TS.NGUYỄN VĂN CHÁNH
SVTH: NGUYỄN TRẦN ĐÔ
MSSV:1913126
Thành phố Hồ Chí Minh - 2021
Trang 2BÀI TẬP CHƯƠNG I
Bài 1:Một vật liệu ở trạng thái ẩm 20% có khối lượng thể tích 1,8kg/dm3, ở trạng thái
độ ẩm thay đổi Hãy tính hệ số bão hòa nước của vật liệu đó
Bài làm:
Ta có:
Độ ẩm:
Độ hút nước theo khối lượng:
Độ hút nước theo thể tích:
Độ rỗng:
Hệ số bão hòa nước:
Bài 2: Một vật liệu ở trạng thái ẩm 10% có khối lượng thể tích là 2,2 kg/dm3, ở trạng thái
Bài làm:
Ta có:
Trang 3Vật liệu ở trạng thái bão hòa nước:
Suy ra:
Độ ẩm:
Độ hút nước theo khối lượng:
Độ hút nước theo thể tích:
Độ rỗng:
Câu 3: Một mẫu đá vôi khô nặng 300g, sau khi hút nước ở điều kiện thường 3 ngày đêm
đem cân được 309g Biết hệ số bão hòa nước là 0,7; khối lượng thể tích của đá khô là
rỗng và khối lượng riêng của đá này
Bài làm:
Với:
Độ hút nước theo khối lượng:
Độ hút nước theo thể tích:
Độ rỗng:
Trang 4Ta có:
Suy ra:
Câu 4: Một vật liệu khi bão hòa nước hoàn toàn có mức hút nước theo khối lượng là
20%, độ rỗng của vật đó là 40% Biết thể tích của vật liệu không thay đổi khi độ ẩm thay
trạng thái bão hòa
Bài làm:
Với:
Ta có độ hút nước theo thể tích:
Ta có:
Suy ra khối lượng thể tích ở trạng thái bảo hòa:
Câu 5: Một vật liệu có khối lượng riêng là 2,6kg/dm3, độ rỗng 20% Khi độ ẩm tăng 1% thì độ tăng trung bình về thể tích của vật liệu là 0,2% Hãy tính khối lượng thể tích của vật liệu ở độ ẩm 20%
Bài làm:
Với:
Độ rỗng:
Trang 5Ta có: Vẩm=Vo(1+∆V.W)
Độ ẩm:
Câu 6: Một vật liệu có độ rỗng 20%, khối lượng riêng bằng 1,3g/cm3 Khi độ ẩm tăng 1% thì độ tăng trung bình về thể tích của vật liệu là 0,2% Hãy xác định độ ẩm của vật
Bài làm:
Với:
Ta có độ rỗng:
Độ ẩm:
Trang 6Câu 7: Một vật liệu có khối lượng riêng là 2,2kg/dm3 và độ rỗng bằng 20%, ở trạng thái
mức hút nước theo khối lượng của vật liệu
Bài làm:
Với:
Độ rỗng:
Câu 8: Một mẫu đá có hình dạng không rõ ràng, ở trạng thái không có khối lượng là 80g.
Sau khi phủ bề mặt mẫu bằng paraphin thì khối lượng của nó cân được trong nước là 37g Biết khối lượng của paraphin được dung để phủ mẫu là 0,75g và khối lượng đơn vị của
Bài làm:
Với:
Ta có:
Trang 7Khối lượng thể tích đá:
Câu 9: Một vật liệu ở trạng thái khô có khối lượng 145,5g Sau khi phủ bề mặt vật liệu 1
lớp paraphin với khối lượng là 2,7g và đem cân trong nước được khối lượng 48,2g Hãy xác định khối lượng riêng của vật liệu Biết thể tích của vật liệu không thay đổi khi độ ẩm thay đổi Cho
Bài làm:
Với:
Ta có:
Hệ số bão hòa:
Câu 10: Một vật liệu bão hòa nước bỏ vào nước thì nổi lên 2/5 thể tích Biết hệ số bão
hòa nước là 60%, độ rỗng r=40% Hãy tính khối lượng riêng của vật liệu đó Biết thể tích của vật liệu không thay đổi khi độ ẩm thay đổi
Bài làm:
Với:
mbh=mchìm nước
Trang 8
Hệ số bão hòa:
Suy ra độ hút nước theo khối lượng:
Ta có:
Khối lượng riêng của vật liệu:
Câu 11; Một loại đá vôi có khối lượng đơn vị ở trạng thái bão hòa là 2,55g/cm3, hệ số bão hòa nước là 50% Đá dăm được sản xuất từ đá vôi có khối lượng đơn vị thể tích xốp
Hãy xác định khối lượng riêng của đá vôi
Bài làm:
Với: γo đá dăm =1,625g/cm3 ; r=0,35; Cbh=0,5; γobh đá vôi =2,55g/cm3
γo đá vôi= γa đá dăm =1-rγo đá dăm=
Ta có:
γo đá vôi
γn ×γo bh đá vôi - γ o đá vôiγo đá vôi = 0,5×(1-
γo đá vôi
γa đá vôi )
Trang 9→ 2,51 × 2,55−2,52,5 =0,5.(1- γa đá vôi2,5 ) → γa đá vôi =2,78g/cm3
Câu 12: Một mẫu vật liệu ở trạng thái tự nhiên có khối lượng thể tích là 1,8kg/dm3 Khi
Bài làm:
Với:
Nhiệt lượng truyền qua mẫu:
Câu 13: Một loại gạch phồng khô ở 0oC có hệ số truyền nhiệt là 0,36 kCal/m.oC.h, khối
Với:
Độ rỗng:
Câu 14: Một loại bêtông xỉ có hệ số truyền nhiệt ở điều kiện tự nhiên 0,46kCal/m.oC.h,
Trang 10Bài làm:
Với:
Độ rỗng:
Câu 15: Khi xác định hệ số truyền nhiệt của vật liệu người ta dùng mẫu vật liệu có diện
Bài làm:
Với:
Ta có:
Câu 16: Vật liệu cách nhiệt từ tấm ép hữu cơ có chiều dày a=600mm được thay bằng
xác định chiều dày của tấm bông thủy tinh
Bài làm:
Với:
Trang 11Ta có:
BÀI TẬP CHƯƠNG IV:
Câu 1: Tính khối lượng vôi thu được khi nung từ 8 tấn đá vôi có độ ẩm 4,5%, hàm lượng
hủy) Độ hoạt tính cao nhất có thể là bao nhiêu
Bài làm:
Khối lượng đá vôi khô thu được từ 8 tấn đá vôi:
m k= 81,045= 1600209 ≈ 7,66(tấn)
m CaCO3=m k 0,85=7,66.0,85=6,51(tấn)
Lượng CaO thu được:
m CaO =m CaCO3. M CaO
M CaCO3=6,507 56100≈ 3,64 (tấn)
Vậy phần còn lại ở dạng tạp chất là: m tc =m k−(m CaCO3+m m)≈ 0,77(tấn)
Do vậy hoạt tính của loại vôi này là:
x= m m CaO
CaO +m tc.100 %=3,64+0,773,64 .100 %≈ 82,54 %
Trang 12Câu 2: Người ta đem 20 tấn đá vôi có độ ẩm tự nhiên 5% nung lên được vôi sống rồi tôi
thành vôi nhuyễn Tính dung tích tối thiểu của hố vôi vừa đủ để tôi số vôi nói trên Biết
đá vôi khô chứa 10% tạp chất, trong vôi nhuyễn chứa 50% nước tự do và khối lượng đơn
Bài làm:
CaCO3→CaO + CO2
Khối lượng đá khô: m k= 201,05=19,05(tấn)
Vậy khối lượng vôi nhuyên thu được:
Do đó dung tích tối thiểu của hố vôi là:
Câu 3: Tính khối lượng vôi nhuyễn thu được từ 10 tấn vôi sống có độ hoạt tính 90%
nhuyễn có chứa 2,5% bọt khí Tính khối lượng thể tích của vôi nói trên
Bài làm:
Lượng CaO thu được từ 10 tấn vôi sống là:
Trang 13m CaO =10.0,9=9(tấn)
m Ca(OH)2=m CaO m CaO(OH)2
m CaO =9 7556=33328 ≈ 11,89(tấn)
Trong vôi nhuyễn có 30% là nước tự do
m vn =m Ca(OH)2+m H2O=m Ca(OH)2
0,7 ≈ 17(tấn)
Thể tích đặc của vôi nhuyễn là:
V a =V aH2O +V aCa(OH)2= 5,11 + 11,892 =11,05(m3)
Thể tích tự nhiên của vôi nhuyễn:
V o =V a +V bọt= V a
0,975= 11,050,975≈ 11,33(m3)
Khối lượng thể tích vôi nhuyễn:
Câu 4: Cần bao nhiêu tấn đá vôi có độ ẩm là 4,5%, hàm lượng CaCO3 trong đá vôi là
chất bị cháy hết trong quá trình nung
Bài làm:
Khối lượng vôi nhuyễn thu được là:
m vn =ρ avn .V vn=1,5.1400=2100(kg)=2,1(tấn)
Vậy lượng Ca(OH)2 thu được là: m Ca(OH)2=m vn (1−0,32)=1,428(tấn)
Trang 14Khối lượng CaO: m CaO =m Ca(OH)2 5674= 49984625≈ 1,08(tấn)
Khối lượng CaCO3: m CaCO3=m CaO 100
56 = 357185≈ 1,93(tấn)
Vậy khối lượng đá vôi cần có: m k=m CaCO3
0,92 = 1785851 ≈ 2,098 (tấn)
1−0,045= 2,0980,955≈ 2,196(tấn)
Câu 5: Tính hàm lượng Ca(OH)2 và H2O có trong vôi nhuyễn biết loại vôi nhuyễn này có
Bài làm:
γ a Ca(OH)2 =2,1g/cm3=2100 kg/m3
γ a H2O =1g/cm3=1000 kg/m3
Ta có: {m Ca(OH)2+m H2O=1350
V a Ca (OH )2 +V a H2O=0,98 =¿{m Ca(OH)2+m H2O=1350
m Ca(OH)2
γ a Ca ( OH )2 +m H2O
γ a H2O =0,98
{m Ca(OH)2+m H2O=1350
m Ca(OH)2
2100 +
m H2O
1000 =0,98
= ¿{m Ca(OH)2≈ 706,37(kg)
m H2O ≈ 643,64 (kg)
Vậy hàm lượng của Ca(OH)2: %Ca(OH)2= m Ca(OH)2
m Ca(OH)2+m H2O ≈ 52,32%
m Ca (OH )2+m H2O ≈ 47,68 %
Trang 15Câu 6: Cần bao nhiêu tấn đá vôi có độ ẩm 5%, tạp chất chứa 15% (so với đá vôi khô) để
chất bị cháy hết trong quá trình nung vôi
Bài làm:
γ a Ca(OH)2 =2,05 g/cm3=2050 kg/m3
γ a H
2O =1g/cm3=1000 kg/m3
Do đó ta có hệ phương trình:
{m Ca(OH)2+m H2O=2079
V a Ca ( OH )2 +V a H2O=1,485=¿{ m Ca(OH)2+m H2O=2079
m Ca(OH)2
γ a Ca ( OH)2 +m H2O
γ a H2O =1,485
=> {m Ca(OH)2+m H2O=2079
m Ca(OH)2
2050 +
m H2O
1000=1,485
= ¿{m Ca(OH)2= 81187 ≈1159,714 (kg)
m H2O= 64357 ≈ 919,286(kg)
Lượng CaCO3 cần thiết là: m CaCO3=m Ca(OH)2 10074 ≈ 1567,181(kg)
Vật lượng đá vôi khô cần là: m k=m CaCO3
0,95≈ 1940,782(kg)
Trang 16Câu 7: Xác định độ hoạt tính của vôi không khí, biết vôi đem thí nghiệm là vôi nhuyễn
nồng độ đương lượng gam là K=0,5 và lượng axit dùng là 30ml Cho khối lượng riêng
lẫn trong vôi nhuyễn
Bài làm:
Thể tích của vôi nhuyễn:
Ta có: {m Ca(OH)2+m H2O=1,5
V a Ca (OH )2 +V a H2O=1,07=¿{m Ca(OH)2+m H2O=1,5
m Ca(OH)2
γ a Ca ( OH )2 +m H2O
γ a H2O = 1415
=> {m Ca(OH)2= 41
49≈ 0,837(kg)
m H2O= 65
98≈ 0,663 (kg)
Lượng CaO: m CaO =m Ca(OH)2 56
74= 164259≈ 0,633(g)
Vậy độ hoạt tính của vôi trong không khí:
x= 2,804.V HCl k
2,804 301000.0,5 0,6333 ≈ 0,066=¿x=6,6 %
Câu 8: Xác định lượng nước hóa học có trong đá xi măng rắn chắc từ xi măng Portland
Ca(OH)2, C3AH6 và CFH2
Bài làm:
Trang 17C3S = 3CaO.SiO2
C2S = 2CaO.SiO2
C3A = 3CaO.Al2O3
C4AF = 4CaO.Al2O3.Fe2O3
Các phản ứng:
3CaO.Al2O3 + 6.H2O → 3CaO.Al2O3.6H2O
4CaO.Al2O3.Fe2O3 + 8.H2O → 3CaO.Al2O3.6H2O + CaO.Fe2O3.2H2O
Tỷ lệ nước tham gia phản ứng trong các quá trình:
2.[3.(40+!6)+28+32]+6.18≈ 19,1%
2.[2.(40+!6)+28+32]+4.18≈ 17,3 %
4.(40+16)+27.2+16.3+56.2+16.3+8.18≈22,86 %
Phần trăm lượng nước tác dụng với xi măng:
% H2O pứ ximăng=0,5.19,1+0,25.17,3+0,05.28,57+0,18.22,86=19,42 %
Câu 9: Xác định nồng độ rỗng trong đá xi măng chế tạo từ xi măng Portland Biết rằng
lượng nước nhào trộn vữa xi măng là 28% và lượng nước liên kết hóa học trong đá xi
Bài làm:
Trang 18V a vữa = x3,1+ 0,28 x1
Vì bỏ qua bọt khí => V o =V a
Vậy thể tích đá xi măng là: V a đá =V a vữa +V a H
2O = x3,1+ 0,2x1
x
3,1+ 0,2x1
x
3,1+ 0,28 x1
=1− 1,62 x 1,868x=0,1328= ¿r=13,82 %