GIẢI bài tập CÔNG NGHỆ bê TÔNG XIMĂNG II22 (2)

đáp án bài tập bê tông xi măng 2 giúp các bạn có thêm kiến thức về bài tập bê tông xi măng cũng như cách giải cụ thể cho 1 số bài toán của bê tông xi măng 2 + giúp các e có thể làm tốt các nhiệm vụ cô giáo , thày giáo đề ra

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 Vm=

500 lít Cấp phối theo khối lượng là 1 : 2 :4 ( 0,5 ) và X = 320 kg/m3 ; khối lượng thể tích tự nhiên của các VL khô tương ứng là : ρvX= 1,3 , ρvC= 1,55 , ρvD= 1,5 kg/m3 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 :

V V V

V β

oD oC oX

b





 Trong đó :

Vb : thể tích hỗn hợp bê tông sau khi nhào trộn

VoX: thể tích tự nhiên của ximăng

VoC: thể tích tự nhiên của cát

VoD: 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 m3 bê tông

ρxv, ρcv, ρdv: khối lượng thể tích tự nhiên của ximăng ,cát , đá

X

N ( : X

D : X

C

và X = 320 kg/ m3

Vậy lượng dùng vật liệu cho 1 m3 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

1,5

1280 1,55

640 1,3

320

1000







Tính lượng dùng vật liệu cho một mẻ trộn :

105,6(kg) 320

1000

0,66.500 X

1000

V β

1000

0,66.500 C

1000

V β

52,8(kg) 160

1000

0,66.500 N

1000

V β

1000

0,66.500 D

1000

V β

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 : C1, D1 , N1 ( vì lượng ximăng không phải thay đổi không cần phải tính giữ nguyên )

100

6

100

6 1

211,2 100

6 1

C









( kg )

100

5 ,

1

100

1,5 1

422,4 100

1,5 1

D









( kg )

9 , 32 8 , 428 100

5 , 1 7 , 224 100

6 8 , 52 100

5 , 1 100

6

1 1

1N  C  D    

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 m3 HHBT - xỉ , kg/m3 : X = 260 ; cát xỉ Cx= 405 ; dăm xỉ Dx= 720 và N= 220 Khối lượng thể tích tự nhiên của các loại VL trên là : ρvX=

1300 ; ρvCx=900 ρvDx= 760kg/m3 Xác định hệ số sản lượng βcủa HHBT - xỉ , tính chi phí VL cho một mẻ trộn khi dùng máy trộn có dung tích nạp liệu Vm= 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 :

V V V

V β

oD oC oX

b





 Trong đó :

Vb : thể tích hỗn hợp bê tông sau khi nhào trộn

VoX: thể tích tự nhiên của ximăng

VoC: thể tích tự nhiên của cát

VoD: 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 m3 bê tông

ρx

v, ρcv, ρdv: khối lượng thể tích tự nhiên của ximăng ,cát , đá

0,626 0,76

720 0,9

405 1,3

260

1000









Tính lượng dùng vật liệu cho một mẻ trộn :

162,76(kg) 260

1000

0,626.1000 X

1000

V

β

1000

0,626.1000 C

1000

V β

137,72(kg) 220

1000

0,626.1000 N

1000

V

β

1000

0,626.1000 D

1000

V β

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 : C1, D1 , N1 ( vì lượng ximăng không phải thay đổi không cần phải tính giữ nguyên )

100

6

100

6 1

253,53 100

6 1

C









( kg )

100

5 , 1

100

4 1

450,72 100

1,5 1

D









( kg )

76 , 102 5 , 469 100

4 7 , 269 100

6 72 , 137 100

4 100

6

1 1

1N  C  D    

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 ( thb ) đạt được do trộn ximăng có nhiệt độ tx = 25 0C

; cát tc = 300C ; dăm td = 280C và nước có tn = 230C Tăng nhiệt độ do nhận nhiệt từ môi trường trong quá trình trộn HHBT là t = 1,50C Lượng dùng VL cho 1 m3

HHBT , kg là : X =350 ; C = 600 ; Đx = 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 220C Hãy xác định nhiệt dung riêng của HHBT nói trên Nhiệt dung riêng của các VL khô là 0,2 Kcal / kg.0C

Bài làm

Nhiệt dung riêng của HHBT là :

175 1250 600

350

175 1250.0.2 600.0,2

350.0,2 m

m m m

C m C m C m

C

m

n d c x

n n d d c c x



























( Kcal / kg.0C ) Nhiệt độ HHBT ( thb ) đạt được sau khi trộn là :

thb =

175).0,259 1250

600 (350

23.175.1 2

28.1250.0, 30.600.0,2

25.350.0,2 ).C

m m m m (

C m t C m t C m t C

m

t

n d c x

n n n d d d c c c x x

x



























= 26,62 ( 0C )

Do trong quá trình trộn nhiệt độ tăng lên trong quá trình trộn là 1,50C lên nhiệt độ hỗn hợp bêtông

là : thb = 26,62 + 1,5 = 28,12 ( 0C )

Gọi nhiệt độ của nước cần làm nguội để là tnn để HHBT sau khi trộn không quá 220C :

Ta có : tnn ((221,5)(mxmcmdmn).C tx.mx.Cx tc.mc.Cc td.md.Cd)/(mn.Cn)

)

Bài 4 Xác định khả năng tăng năng suất / giờ của máy trộn HHBT có dung tích nạp liệu Vm = 1200 l nếu chuyển từ chế tạo HHBT ít lưu động sang lưu động Lúc này thời gian nạp liệu giữ nguyên τn = 15s , thời gian trộn (τt ) giảm từ 120s xuống 90s và thời gian dỡ tải ( τd ) giảm từ 40s xuống 30s , β = 0,67

Bài làm

Trong một mẻ trộn số lượng bê tông trộn được là : V = Vm.β = 1200 0,67 = 804 ( lít )

Thời gian trộn của một mẻ trộn trước khi tăng năng suất là :

T1 = τn + τt + τd = 15 + 120 + 40 = 175 ( s )

Thời gian trộn của một mẻ trộn sau khi tăng năng suất là :

T2 = τn + τt + τd = 15 + 90 + 30 = 135 ( s )

Số mẻ trộn trong một giờ trước khi tăng năng suất :

175

3600

Số mẻ trộn trong một giờ sau khi tăng năng suất :

135

3600

Năng suất của một giờ trộn trước khi tăng năng suất : V1 = 20,57 804 = 16538,28 ( lít )

Năng suất của một giờ trộn sau khi tăng năng suất : V2 = 26,67 804 = 21442,68 ( lít )

28 , 16538

28 , 16538 68

, 21442





Bài 5 Một HHBT có lượng dùng VL kg/m3 là : X =350 , N = 200 ; phụ gia tổ hợp gồm bã rượu sunfít SĐB- 0,2% và CaCl2 – 1,5% khối lượng ximăng Phụ gia tổ hợp này được chuẩn bị từ dung dịch SĐB – 25% (tỷ trọng ρs= 1,14 ) và dung dịch CaCl2 – 33% ( tỷ trọng ρCaCl2= 1.315 ) HHBT được chế tạo trong máy trộn có dung tích Vm= 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 :

1000

0,67.1200 X

1000

V

Lượng dùng nước cho một mẻ trộn :

160,8 200

1000

0,67.1200 N

1000

V β

100

2 , 0

Lượng dùng CaCl2 cho một mẻ trộn : 281,4 4,221

100

5 , 1

Lượng dùng dung dịch SĐB ( 25% ) :

25

100

25

100

33

100

Vậy lượng dùng tổ hợp phụ gia là : 2,2512 + 12,7909 = 15,0421 ( kg )

315 , 1

7909 , 12 14

, 1

2512 , 2



7 , 11

0421 , 15

15,0421

Bài 7 Xác định chiều dài cắt ( lc ) và nhiệt độ đốt nóng ( td ) để căng cốt thép bằng điện cho thanh cốt thép ( 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/ cm2 , sai lệch ứng suất cho phép giới hạn là 800 daN/cm2 ; 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 /0C 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 250C ( Ea = 2.106daN/cm3 )

Bài làm

Chiều dài chuẩn bị cắt là :

Δl 2.a l

Trong đó :

lo : 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

Δl Δl Δl

Δln: biến dạng do neo dưới tác dụng của lực căng cốt thép

Δlk: biến dạng do khuôn dưới tác dụng của lực căng cốt thép

Δln+ Δlk: tổng biến dạng của neo và khuôn là 2 mm

Δlo: độ giãn dài khi căng với ứng suất σo+p = 4000+800 = 4800 daN/cm2

l E

P) σ K.(

a

o o





Trong đó :

K : hệ số kể đến độ đàn hồi - dẻo của cốt thép 1,2

Ea = 2.106 daN/cm2

18,432(mm) 6400

10

2

1,2.4800



 Δl = 18,432 + 2 = 20,432 ( mm )

 lc = 6400 +2.21 – 20,432 = 6421,568 ( mm )

Nhiệt độ đốt nóng td :

t α l

Δl t

α

ε t t t α

ε

dn

d mt d

mt

d     





Trong đó :

ldn : khoảng cách giữa các điện cực đốt nóng 5900 mm

Δld: độ dãn dài cần đốt nóng của cốt thép Δld ΔlCt

Ct : độ giãn dài công nghệ cần phải thêm để đặt cốt thép vào khuôn ( Ct = 6 ÷ 12 mm ) lấy Ct = 9 mm  Δld20,432929,432(mm)

tmt = 25oC , α = 14,2.10-6/oC

3 , 376 25 10

2 , 14

5900

432 , 29

6 







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/cm2

Bài làm

Vận tốc quay ly tâm ở thời kỳ dần đều:

1

1

120( / )

0, 25

r

Số vòng quay của khuôn ở thời kỳ lèn chặt nlc với giá trị áp lực ly tâm P cho trước daN/cm2 có thể tính được theo công thức :

lc 10583

Ở đây : r1 và r2 là bán kính trong và ngoài của cấu kiện ông , cm

Theo bài ra ta có : P ≥ 1 daN/cm2

A =

3 3

2 1

2

r r

r



37917( ) 379,17( )

r1 = 500

r2 = 500

lc

1

10583 543.49( / )

379,17

Vậy tốc độ quay li tâm để tạo hình ống dẫn nước BTCT là 543,49 vòng/phút

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 làm

Về nguyên tắc các phần tử của hỗn hợp bê tông có thể không tách khỏi thành khuôn và rơi xuống ở điểm cao nhất của chúng khi :

r.ω2 = g

1

560

40 240 ,

2

1

1

61.24( / )

0, 24

r

Nhưng phải tính đến khi khuôn quay có thể xảy ra rung động làm cho bê tông dễ dàng sập xuống Để cho hiện tượng đó không thể xảy ra thì tốc độ góc khi quay ít nhất cũng phải tăng lên hai lần

r.ω2 = 4g ( 1/s )

1

1

122, 48( / )

0, 24

r

Vậy tốc độ quay nhỏ nhất là :

1 61, 24

n  v/p

Số vòng quay của khuôn ở thời kỳ lèn chặt nlc với giá trị áp lực ly tâm P cho trước daN/cm2 có thể tính được theo công thức :

2

3 3 lc

2 1

10583 r P

n

r r



2

560

280 2

r   mm

2

3 3

2 1 2

r 10583





Khi n = 80 ( vòng/phút)

2

3 3

280

10583

2)

Khi n = 150 ( vòng/phút )

2

3 3

280

10583

2 )

Khi n = 300 ( vòng/phút )

2

3 3

2

280

10583

Khi n = 400 ( vòng/phút )

2

3 3

2

280

10583

Bài 13 Tần số dao động của đầm rung giảm từ n1 = 5000 v/ph xuống 3000 v/ph , biên độ dao động ban đầu A1 = 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 làm

Để giữ nguyên mức độ lèn chặt HHBT như ban đầu cần :

A12.f13 = A22.f23

Trong đó:

1

2

60

60

n

n

Ta có :

2 3

2 3

1 1

2

2

0,65(mm) 0,3 83.33

A f A

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 ( A1 = 0,35 mm ; n1= 3000 v/ph ) ; b-với A2 = 0,3 mm ; n2 = 4500 v/ph

Bài làm

Khi chấn động với biên độ và tần số chuẩn có thể lấy thời gian chấn động

1

t  2ĐC = 2.60 = 120 s

Để đảm bảo mức độ lèn chặt HHBT như nhau trong hai trường hợp thì phải thỏa mãn điều kiện :

E = I1 t1 = I2.t2 = const hay A1.f1 t1 = A2.f2 t2

Với chỉ số k phụ thuộc vào độ cứng của hỗn hợp bê tông Với ĐC = 60 s  k = 3

1

2

60

60

n

n

1 0,35 ; 2 0,3

A  mm A  mm

2 3

2 3

1 3 2 2

3

2 3 2 3

2 1 1

2

1,3535

120

1,3535

0,3 75

s

�

�

Vậy thời gian chấn động là: t1 120 ;s t2 88,66s

Bài 17 HHBT có CP , kg/m3 : X = 300 ; CL = 1860 ; N = 190 KLR của các

VL : ρx = 3,1 ; ρcl = 2,66 và ρN = 1 g/cm3 Người ta lèn chặt HHBT này : 1 - chấn động ; 2 – chân không hoá , tách ra được 20% N ; 3 - chấn động – chân không hóa , tách ra được 30% N

Trong từng trường hợp hãy xác định :

1) KLTT của HHBT trong sản phẩm mới tạo hình

2) KLTT của BT tuổi 28 ngày

3) Độ rỗng BT ( tuổi 28 ngày ).

4) Cường độ BT R28 ( dùng quan hệ Bolômây – Skramtaev với A = 0,6 ; B = 0,5 ; Rx = 400 daN/cm2 )

Lập bảng tổng hợp các kết quả với 4 cột : 1- các chỉ tiêu tính chất : mvHH , mvK , r ,

R28 , N/X , N ; 2- BT chấn động ; 3- BT chân không hóa ; 4- BT chấn động – chân không hóa

Bài làm

- khi tạo hình bằng chân không hóa, chấn động + chân không hóa lượng nước tách ra giảm xuống còn:

' %

1 1000.100

tachra

N N

N: lượng dùng nước ban đầu (lit)

%Ntachra: % nước tách ra khi tạo hình (%)

1) Xác định KLTT của HHBT trong sản phẩm mới tạo hình

a, chấn động :

Lượng dùng vật liệu là : X = 300 kg , CL = 1860 kg , N = 190 kg

Tổng khối lượng vật liệu : M = X + CL + N = 300 + 1860 + 190 = 2350 kg

1000

190 2660

1860 3100

300 ρ

N ρ

CL ρ

X V

n cl x













V 0,986

b, chân không hoá:

Lượng dùng vật liệu là : X = 300 kg , CL = 1860 kg , N = 190 – 0,2.190 = 152 kg

Tổng khối lượng vật liệu : M = X + CL + N = 300 + 1860 + 152 = 2312 kg

1

190.20

1000.100

Khối lượng thể tích của HHBT trong sản phẩm tạo hình : v M 2312 2403,3

V 0,962

c, chấn động - chân không hoá:

Lượng dùng vật liệu là : X = 300 kg , CL = 1860 kg , N = 190 – 0,3.190 = 133 kg

Tổng khối lượng vật liệu : M = X + CL + N = 300 + 1860 + 133 = 2293 kg

2

190.30

1000.100

V 0,943

2) KLTT của bê tông tuổi 28 ngày

Ta có lượng nước liên kết hóa học bằng 15 – 20% khối lượng ximăng Lấy lượng nước liên kết hoá học bằng 15%

Vậy lượng nước liên kết hóa học là : 0,15.300 = 45 ( kg )

a, chấn động

v

300 1860 45

2236,31 0,986

b, chân không hóa

v

300 1860 45

2292,1 0,962

c, chấn động – chân không hóa

v

300 1860 45

2338,3 0,943

3) Độ rỗng BT ( tuổi 28 ngày )

Độ rỗng bê tông r tạo ra chủ yếu do lượng nước thừa có xác định bằng công thức :

r (1 d).100%; đ – độ đặc của BT ở tuổi 28 ngày (<1)

đ= 3100 2660 1000300 1860 45 0,853

0.986

LKHH

X CL N

N

X CL

V

a, chấn động

r (1 0,853)100% 14,7%  

b, chân không hóa

đ= 0,853 0,887

0,962

r (1 0,887)100% 11,3%  

c, chấn động – chân không hóa

đ= 0,853 0,905

0,943

r (1 0,905)100% 9,5%  

4) Cường độ bê tông ở tuổi 28 ngày

Theo Bolomey và skramtaev :

0,5) N

X ( R A

N X

0,5) N

X ( R B

N

X

a, chấn động

X/N = 300/190 = 1,58

259,2 0,5)

58 0,6.400(1,

b, chân không hóa

X/N = 300/152 = 1,97

354 0,5) 97 0,6.400(1,

c, chấn động – chân không hóa

X/N = 300/133 = 2,26

422,4 0,5)

26 0,6.400(2,