ПРИМЕРЫ И ЗАДАЧИ ПО СТРОИТЕЛЬНЫМ МАТЕРИАЛАМ

Неорганические вяжущие вещества

10. Вычислить, сколько получится полуводного гипса CaS04-0,5^0 после термической обработки 10 т гипсо­вого камня CaS04 • 2НгО. Атомные веса элементов см. в приложении 3.

11. Определить количество связанной воды в % и при полной гидратации 1 т полуводного гипса.

Атомные веса элементов см. в приложении 3.

12. При испытании строительного гипса по ГОСТ 125—57 было установлено: тонкость помола — остаток на сите № 02—10% (по весу); предел прочности при сжатии трех образцов через 1,5 ч. после изготовления — 52, 48 и 50 кГ/см2.

Требования ГОСТ 125—57 даны в приложении 4.

К какому сорту можно отнести строительный гипс?

13. Определить объемный вес и пористость гипсовых плит для перегородок с влажностью после сушки 12% (от веса сухого материала). При твердении гипса объем его увеличивается на 1%. Удельный вес полуводного гип­са — 2,60, а удельный вес затвердевшего гипса — 2,30. Состав гипсового теста по весу: 1 ч полуводного гипса и 0,5 ч воды.

14. Определить количество негашеной (комовой) из­вести, получаемой при полном обжиге 10 т чистого из­вестняка с влажностью 10%.

15. Какое количество негашеной (комовой) извести получится при обжиге 10 т известняка, имеющего влаж­ность 2%. Содержание глинистых примесей— 10%, пес­чаных примесей—10%.

Определить выход обожженной извести, активность ее (содержание СаО). К какому сорту будет относиться полученная комовая известь. Выписка из ГОСТ 9179—59 дается в приложении 5.

16. Сколько потребуется каменного угля с калорий­ностью 6300 ккал/кг, чтобы получить 20 т негашеной из­вести из чистого известняка. Известно, что на разложе­ние 1 г-мол известняка требуется 42,5 ккал.

17. Сколько потребуется чистого известняка с влаж­ностью 5% для получения 10 т негашеной извести.

18. Рассчитать, сколько получится негашеной и гид- ратной извести из 20 т известняка. Содержание в извест­няке СаО — 85% по весу, а естественная влажность его 8%.

19. Рассчитать объем шахтной печи для получения 20 т в сутки негашеной извести при условии, что объем­ный вес известняка в кусках равен уоб = 1700 кг/м3, топ­ливо занимает около 25% общего объема печи; цикл об­жига проходит за 2 дня.

20. Определить, сколько можно получить извести не­гашеной в сутки, если обжигать известняк в шахтной пе­чи объемом 50 ж3. Топливо в печи занимает 20% общего объема печи, а объемный вес известняка в кусках равен Уоб= 1600 кг/ж3. Цикл обжига проходит в течение 3 сут.

21. Сколько потребуется времени для обжига извест­няка в шахтной печи объемом 50 ж3. Топливо в печи зани­мает 20% общего объема. Объемный вес известняка 1600 кг/ж3. Требуется получить 12 г негашеной извести (СаО).

22. Сколько можно получить сухой гидратной изве­сти при гашении 5 т негашеной извести с активностью 80% (содержание СаО).

23. Сколько содержится извести и воды (по весу) в 1 ж3 известкового теста, если объемный вес его равен 1400 кг/ж3. Удельный вес гидратной извести в порошке составляет 2,05 г/см3.

24. Определить объемный вес известкового теста, ес­ли воды в нем содержится 50% (по весу). Удельный вес порошкообразной гидратной извести 2,05 г/см3.

25. Какой будет выход известкового теста по весу и объему из 1 т негашеной извести, если она имеет актив­ность (содержание СаО) 70%. Содержание воды в те­сте 50% от общего веса, а объемный вес известкового теста 1400 кг/м3.

26. Сколько потребуется гидратной извести, чтобы приготовить 1 ж3 известкового теста с объемным весом 1400 кг/м3. Удельный вес гидратной извести 2,0.

27. Сколько нужно взять гидравлической добавки, чтобы полностью связать 1 ч. гашеной извести, имеющей активность 80% (содержание СаО). Установлено, что в составе гидравлической добавки имеется 60% актив­ного кремнезема.

Предполагается, что в результате твердения будет образовано соединение СаО • Si02 • Н20 — однокальцие­вый гидросиликат.

28. Приготовить 1 т известково-трепельного цемента, если трепел имеет в своем составе 70% Si02, а гидрат - ная известь — 85% СаО.

Предполагается, что соединение имеет формулу СаО • Si02* Н20.

29. Сколько нужно добавить трепела к портландце­менту М 600, чтобы получить пуццолановый портландце^ мент М 400. Предполагается, что трепел не участвуем в реакции образования цементного камня до 28-дневного возраста.

30. Определить содержание химически связанной во­ды для цементного камня, приготовленного из портланд­цемента, имеющего минералогический состав: C3S — 50%, C2S — 25%, С3А — 5%, C4AF — 18%.

Указать конечные продукты клинкерных минералов.

31. Определить пористость в затвердевшем цементном камне, изготовленном из портландцемента.

Цементное тесто при затворении содержало 28% воды, а количество связанной воды равно 20% от веса цемента. Удельный вес портландцемента принять равным 3,1.

32. Определить пористость в затвердевшем цемент­ном тесте, изготовленном из шлакопортландцемента, если тесто содержало 40% воды, а для прохождения реакций при твердении требуется 18%. Удельный вес шлакопорт­ландцемента — 2,95.

33. Для производства портландцемента имеем извест­няк и глину следующего химического состава (табл. 3).

Подсчитать, в какой пропорции должны быть взяты известняк и глина, чтобы получить портландцемент с ко­эффициентом насыщения 0,90.

СаО—1,65А1гОз — 0,35РегОз

Объяснить, почему сумма соединений в составе сырья не равна 100%.

34. Для приготовления портландцемента в заводских условиях сырье берут в соотношении 1 : 5 (глина : извест­няк). Химический состав глины и известняка приведен в табл. 4.

Соответствует ли полученный состав сырья пределам, установленным для основного, силикатного и глиноземи­стого модулей? Удовлетворит ли количество MgO требо­ваниям ГОСТ 10178—62.

Колебания модулей:

35. Сколько требуется добавить трепела к 5 г клинкера портландцемента марки «500» и какую марку пуццолано - вого портландцемента можно получить, если трепел в сво­ем составе имеет 60% активного кремнезема, а клинкер портландцемента имеет в своем составе 50% трехкальци­евого силиката (3CaO*SiO?).

36. На треугольной диаграмме вяжущих веществ (рис. 1) системы CaO(MgO)—S12O — А^Оз^Оз) опре­делить, к какому виду вяжущих можно отнести обозна­ченные на диаграмме соединения 1,3, 10. Каков их сред­ний химической состав’

37. Какой должна быть активность клинкера порт­ландцемента для получения пуццоланового портландце­мента М500, состоящего из 75% клинкера портландце­мента и 25% трепела.

Принимаем, что при твердении цементного камня до 28 сут добавка трепела не вступает в реакцию.

38. Сколько потребуется ввести пластифицирующей гидрофильной добавки для получения 20 т пластифици­рованного портландцемента. Пластифицирующая добав­ка—-ССБ содержит 50% твердого вещества и 50% воды.

Установлено, что количество добавки ССБ должно быть 0,2% от веса цемента, считая ССБ на сухое ве­щество.

39. Какое количество МыЛойафТа Ш сорта (гидро­фобная добавка), гипса, трепела и клинкера потребуется для получения 10 т гидрофобного портландцемента.

Установлено, что при помоле нужно вводить в мель­ницу 0,15% мылонафта от веса клинкера, 5% двуводного гипса и 10% трепела.

40. Образцы балочек (из цементного теста пластич­ной консистенции) размером 4X4X16 см испытаны на изгиб и половинки балочек — иа сжатие. При испытании на изгиб были получены следующие результаты: 46,8; 51,0; 52 кГ/см2. Разрушающая нагрузка при испытании на сжатие оказалась равной 8000, 7880, 8200, 8100, 8000 и 7900 кГ. Установить марку портландцемента.

41. Определить марку глиноземистого цемента, если при испытании на сжатие кубиков размером 7X7X7 см через 3 сут. они показали прочность 480, 467 и 490 кГ/см2.

Глиноземистый цемент испытывался согласно требо­ваниям ГОСТ 969—41 * (см. приложение 10).

42. Через 28 дн. твердения образцы-балочки разме­ром 4Х4ХІ6 см, изготовленные 1) из портландцемента, 2) гидрофобного портландцемента, 3) сульфатостойкого портландцемента, 4) шлакопортландцементе и 5) суль­фатостойкого пуццоланового цемента имели средние прочности при изгибе (среднее арифметическое из двух наибольших результатов испытания). Средняя прочность при сжатии (среднее арифметическое из четырех наи­больших результатов испытания половинок балочек):

При изгибе При сжатии

1. 68 кГ/см? 430 кГ/слР-

2. TOC o "1-5" h z 43 » . 310 »

3. 53 » 295 »

4. 32 » 189 »

5. 36 » 230 »

Определить марки цементов по ГОСТ 10178—62 (см. приложение 7).

43. Определить пористость затвердевшего камня из глиноземистого цемента, если содержание воды в нем — 50% от веса цемента; количество связанной воды — 22% от веса цемента; удельный вес глиноземистого цемента —

3,0 г/см3.

44. Определить количество раствора хлористого маг­ния и его удельный вес для затворения магнезита с со-

Держанием MgO— 85%. Для получения теста на осно­ве магнезита требуется 52% воды по весу. Предполага­ем, что весь свободный магнезит вступает в реакцию с хлористым магнием, образуя 3MgO • MgCl2 • 6Н20.

Объемный вес хлористого магния — 1,60 г/см3.

45. Сколько нужно взять каустического доломита вместо 1 кг каустического магнезита, чтобы получить вя­жущее вещество одинаковой активности. Каустический доломит содержит 8% примесей по весу.

46. Определить экономическую эффективность произ­водства шлакобетона М50 на портландцементе М300, примененного вместо шлакопортландцемента М300.

Стоимость переработки сырья при производстве портландцемента М 300 — 6 руб., а шлакопортландце­мента — 5 руб.

Для изготовления шлакобетона М 50 нужно израсхо­довать портландцемента М 300—220 кг/м3, а шлако­портландцемента— 250 кг/м3. Состав заполнителей у обоих бетонов одинаков. Расходы на тепловую обра­ботку тоже одинаковы и составляют 10 руб./м3. Технико­экономические показатели приведены в табл. 5.

Экономическая эффективность йодсчитываедся Пб формуле:

Эв — Рв 1 —

І—1

(у )

~ Р»' K£i3<'pi' + 3°' + (Зв.« + Зил),

где 3j и 3! — приведенные затраты на производ­

ство компонентов вяжущих, руб./т, Р{ и Р — расход соответствующих компонен­тов, г;

пит — количество компонентов, входящих в состав вяжущих;

Зп и 3' — затраты на переработку в производ­стве вяжущих, руб./т

Рв и Р’д — норма расхода различных вяжущих на производство бетона одинаковой марки, т/м3-,

Зп. б и Зп'б — затраты на переработку бетонных изделий, руб./м3-,

0,17 — отраслевой нормативный коэффи­циент эффективности капиталовло­жений для промышленности строи­тельных материалов.

47. Определить модуль жидкого натриевого стекла и вид этого стекла (содовое, содово-сульфатное или сульфатное) по его химическому составу. Можно ли это стекло применять для придания строительным материа­лам кислотостойкости? Химический анализ жидкого стек­ла: Si02 — 30,89%; Na20— 11,96%; СаО —0,35%;

S2O3 — 1,22%; Н20 — 59%.

Удельный вес жидкого стекла — 1,45.

Под модулем подразумевается отношение числа г-мол кремнезема к числу г-мол окиси натрия в жидком стекле.

Модуль должен быть 2,56—3 и определяется по фор­муле: где 1,032 — отношение іПолекулярнбго веса окиси йатриА (Na20) к молекулярному весу кремнезема.

Требования к химическому составу, модулю и удель­ному весу приведены в приложении 8.

48. Сколько потребуется кремнефтористого натрия для связывания 10 кг жидкого стекла. Содержание в жидком стекле Na20 — 12%, a Si02 — 30,8%.

Требуемое количество Na2SiFe (в % от жидкого стек­ла) для натриевого стекла мсжно установить по фор­муле:

* = - Ъ, где b = Na20 + Si02 содержание

62 + 60,06

окиси натрия и кремнезема в жидком стекле в %.

49. Рассчитать количество материалов для приготов­ления 10 т кислотоупорного цемента. Применяется жид­кое стекло и кремнефтористый натрий (см. задачи 85 и 86).