Thiết kế nhà máy bêtông chế tạo một số cấu kiện nhà dân dụng công suất 50.000 m3 trên năm

Thiết kế nhà máy bêtông chế tạo một số cấu kiện nhà dân dụng công suất 50.000 m3 trên năm

Thiết kế tốt nghiệp nhà máy bêtông

Mở đầu

toán bêtông và bêtông cốt thép đã thúc đẩy ngành công nghiệp sản xuất cấu kiện bêtông cốt thép phát triển nhanh chóng và đạt đợc nhiều bớc tiến quan trọng Đặc biệt là thành công của việc nghiên cứu bêtông ứng suất trớc đợc áp dụng vào sản xuất cấu kiện có ý nghĩa to lớn trong ngành xây dựng Nó cho phép tận dụng bêtông số hiệu cao, cốt thép cờng độ cao, tiết kiệm đợc bêtông và cốt thép, nhờ đó có thể thu nhỏ kích thớc cấu kiện, giảm nhẹ khối l- ợng, nâng cao năng lực chịu tải và khả năng chống nứt của cấu kiện bêtông cốt thép.

Nớc ta, trong tiến trình công nghiệp hoá ngành xây dựng, cơ giới hoá thi công với phơng pháp thi công lắp ghép, cấu kiện bằng bêtông cốt thép và bêtông ứng suất trớc đợc

sử dụng hết sức rộng rãi vào các ngành xây dựng cầu đờng, thuỷ lợi, sân bay, các loại cột

điện, các dầm cầu nhịp lớn 3040m, cột ống dài, các loại ống dẫn nớc không áp và có áp, tấm ghép cho đập nớc Các nhà máy bêtông với những trang thiết bị kỹ thuật hiện đại có thể cơ giới hoá toàn bộ và tự động hoá nhiều khâu của dây chuyền công nghệ và ngày càng

đáp ứng đợc nhu cầu to lớn của ngành xây dựng cơ bản Những sản phẩm chất lợng cao, giá thành cạnh tranh đợc sản xuất tại một số công ty tiêu biểu nh: Công ty cổ phần xây dựng và xuất nhập khẩu VINACONEX XUÂN MAI, Bêtông 620 Châu Thới, Phan Vũ, Tiền Phong, Chèm, Thịnh Liệt đã xây dựng đợc thơng hiệu và đứng vững trên thị trờng Cùng với

đó bêtông tơi đã đi vào đời sống xây dựng trong cả nớc từ những năm 90, Các công ty xây dựng lớn nh Tổng công ty xây dựng số 1, Tổng công ty xây dựng Hà Nội, LICOGIN, VINACONEX … và hàng loạt các công ty n và hàng loạt các công ty n ớc ngoài đã đầu t vào trang thiết bị trạm trộn,

xe bồn, máy bơm bêtông phục vụ cho các công trình xây dựng và kinh doanh bêtông th ơng phẩm, đáp ứng nhu cầu cung cấp khối lợng lớn bêtông chất lợng cao cho cả ngày và đêm.

Trong giai đoạn kết thúc quá trình học tập và bồi dỡng tại trờng Đại học Xây Dựng

chúng em đợc giao đồ án Thiết kế nhà máy bêtông chế tạo một số cấu kiện nhà dân dụng“ Thiết kế nhà máy bêtông chế tạo một số cấu kiện nhà dân dụng

công suất 50.000 m 3 /năm Dù rất cố gắng nh” Dù rất cố gắng nh ng do trình độ có hạn và phơng pháp trình bày còn nhiều thiếu sót, chúng em rất mong nhận đợc sự động viên, góp ý của các thầy cô

và cùng toàn thể các bạn Qua đây chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo GVC.TS Nguyễn Thiện Ruệ , thầy giáo tổ trởng bộ môn GVC.TS Nguyễn Nh Quý cùng toàn thể

các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ Vật Liệu Xây Dựng đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án này.

Phần I

giới thiệu chung

Chơng 1: Giới thiệu về nhà máy.

I Địa điểm xây dựng nhà máy.

Việc xây dựng nhà máy bêtông và bêtông đúc sẵn cần thiết phải gắn liềnvới thị trờng tiêu thụ Thị trờng tiêu thụ các loại sản phẩm này là các khu đô thị, cáctrung tâm công nghiệp Địa điểm xây dựng nhà máy phải phù hợp với các nguyên tắcthiết kế công nghiệp, phải đảm bảo cho chi phí vận chuyển nguyên vật liệu, tiêu thụsản phẩm thấp Đó là cơ sở để hạ giá thành sản phẩm, tạo sự cạnh tranh tốt Đồngthời địa điểm nhà máy không đặt quá gần trung tâm vì tại đó không thuận tiện choviệc vận chuyển nguyên vật liệu, giá thành đất xây dựng lớn làm tăng chi phí đầu t,hiệu quả kinh tế giảm

Sau khi xem xét các địa điểm xây dựng, tìm hiểu nhu cầu thực tế xây dựng củacác tỉnh, thành phố lân cận, cũng nh nguồn cung cấp nhiên liệu, nguyên vật liệu, hệthống giao thông vận tải Chúng em nhận thấy địa điểm xây dựng nhà máy tại GiaLâm - Hà Nội, cạnh quốc lộ 5 là rất hợp lý Địa điểm xây dựng ở đây có những u

điểm sau:

I.1 Về hệ thống giao thông vận tải:

Huyện Gia Lâm là huyện ngoại thành nằm ở cửa ngõ phía đông thành phố

Hà Nội Nằm trên tuyến đờng giao thông đặc biệt quan trọng là quốc lộ 5A - Tuyến

đờng 5 đi qua thị trấn Sài Đồng nối liền giao thông với thị trấn Gia Lâm và nội thành

Hà Nội Tại đây gần hệ thống đờng sắt nối liền với nhiều trung tâm kinh tế lớn trongcả nớc nh Hải Phòng, Thái Nguyên và nó cũng gần sông Hồng nên thuận lợi cho việcvận chuyển bằng đờng thuỷ, tạo ra u thế lớn về giao thông, tạo điều kiện thuận lợiphát triển kinh tế cho huyện Gia Lâm

I.2 Nguồn cung cấp nguyên vật liệu:

Địa điểm nhà máy nằm ở huyện Gia Lâm, phía đông thành phố Hà Nội, là nơithuận tiện cho giao thông vận tải bằng cả 3 tuyến giao thông là đờng bộ, đờng sắt, đ-ờng thuỷ Do vậy rất thuận tiện cho việc cung cấp nguyên vật liệu từ nơi khác đếnnhà máy Các nguồn nguyên vật liệu chính đợc cung cấp về nhà máy bằng 1 hay cả 3tuyến đờng

1 Đá dăm: khai thác từ mỏ đá ở Kiện Khê-Hà Nam, cách 60 km và đợc vậnchuyển bằng ôtô

2 Cát: Nguồn cung cấp đợc khai thác từ sông Hồng và sau đó dùng ôtô đa vềnhà máy Khoảng cách vận chuyển 10 km

3 Xi măng: dùng ximăng Hoàng Thạch - Hải Dơng đợc vận chuyển về nhàmáy bằng xe ôtô stéc chuyên dụng Khoảng cách vận chuyển 60 km

4 Thép: Thép dùng trong nhà máy có 2 loại là: thép thờng và thép DƯL + Thép thờng đợc mua ở trong nớc nh thép Thái Nguyên, thép HảiPhòng, thép Việt ý, đờng kính từ: 5-36

+ Thép DƯL nhập khẩu từ Malaysia, Thái Lan Đợc mua từ cảng Hải

Phòng, đờng kính 5, 7

I.3 Điện, nớc, nhân lực:

Do địa điểm nhà máy xây dựng gần khu dân c lớn nh Hà Nội, thị trấn Gia Lâm,thị trấn Sài Đồng, do vậy ta lấy điện từ lới điện Quốc Gia cung cấp cho huyện GiaLâm Nớc đợc lấy từ việc khai thác nguồn nớc ngầm qua hệ thống làm sạch Nhânlực cho nhà máy đợc tuyển chọn từ các khu vực dân c lân cận

Việc xây dựng nhà máy gần Hà Nội là trung tâm lớn về kinh tế và văn hoá nên tạo

điều kiện thuận lợi cho việc cung cấp, đào tạo nâng cao trình độ cho đội ngũ cán bộ

và công nhân lành nghề

I.4 Tiêu thụ sản phẩm:

Thị trờng tiêu thụ sản phẩm chính của nhà máy là thành phố Hà Nội, Gia Lâm

và các tỉnh thành lân cận nh Bắc Ninh, Hng Yên, Hải Dơng… Sản phẩm cấu kiện Sản phẩm cấu kiệnbêtông cốt thép đợc sản xuất và tiêu thụ vào ban ngày Hỗn hợp bêtông thơng phẩm

đợc sản xuất và tiêu thụ khi có hợp đồng của khách hàng Chủ yếu là từ 17 giờ chiều

đến 6 giờ sáng hôm sau

Do có điều kiện thuận lợi về giao thông nên sản phẩm đợc vận chuyển đi tiêuthụ dễ dàng, làm giảm chi phí vận chuyển nên tổng giá thành sản phẩm giảm Tăng

đợc sức cạnh tranh trên thị trờng Mặt khác trong những năm tới thành phố Hà Nội

mở rộng xây dựng sang thị trấn Gia Lâm nên trong tơng lai gần, ở đây sẽ hình thànhcác khu dân c và khu công nghiệp mới Do vậy nhu cầu sử dụng các sản phẩm củanhà máy cho xây dựng các công trình là rất lớn, chiến lợc phát triển lâu dài của nhàmáy là rất có triển vọng

I.5 Vệ sinh môi trờng:

Địa điểm nhà máy xây dựng cách khu dân c chính và tuyến quốc lộ khoảng 200

m Do đó hoạt động của nhà máy ở vị trí này ít gây ảnh hởng đến sản xuất nôngnghiệp và các hoạt động đời sống cũng nh sinh hoạt của nhân dân

Kết luận: Việc chọn địa điểm xây dựng nhà máy tại Sài Đồng-Gia Lâm-Hà Nội

là hết sức thuận tiện và hợp lý Giá thành đất xây dựng không quá cao làm giảm chiphí đầu t Điều kiện cung cấp về nguyên vật liệu, lao động và tiêu thụ sản phẩm rấtthuận lợi Các yếu tố trên rất phù hợp với nguyên tắc thiết kế dây chuyền công nghệ.Vậy ta chọn địa điểm xây dựng tại Sài Đồng-Gia Lâm-Hà Nội

II Các loại sản phẩm mà nhà máy sản xuất

1 Panel sàn rỗng ( lỗ rỗng tiết diện tròn ) Công suất 15.000 m 3 /năm.

Để tạo hình sản phẩm panel sàn rỗng lỗ rỗng tiết diện tròn ta sử dụng phơngpháp tổ hợp

mòi thÐp

dµy 6 mm

2 CT

a

a

CT 1

panel sµn rçng 5 lç trßn : pn5

panel sàn rỗng 8 lỗ tròn : pn8

2

2

mặt cắt 2-2

Chơng 2 : nguyên vật liệu dùng để sản xuất.

1 Yêu cầu đối với các loại hỗn hợp bêtông.

a Mác bêtông

Đối với sản phẩm panel sàn rỗng : mác bêtông 300

Đối với sản phẩm cọc móng tiết diện vuông : mác bêtông 350

Đối với bêtông thơng phẩm : mác bêtông 200, 300, 400

b Tính công tác, Dmax cốt liệu

Đối với sản phẩm panel sàn rỗng : Bêtông yêu cầu có SN = 8 cm,

Dmax=20 mm

Đối với sản phẩm cọc móng: Bêtông yêu cầu có SN = 8 cm, Dmax= 20 mm,hàm lợng tạp chất sét, bùn không quá 1%

Đối với bêtông thơng phẩm do điều kiện vận chuyển và thi công nên yêu cầu

có độ sụt lớn, đảm bảo tính dễ bơm: SN = 14 cm

2 Yêu cầu đối với ximăng

Với sàn dự ứng lực và cọc móng: dùng ximăng PC 40 ,các chỉ tiêu đối với ximăng là :

 Đảm bảo về cờng độ đạt mác của từng loại xi măng Đối với xi măng PC40thì cờng độ nén mẫu tiêu chuẩn ở 28 ngày tuổi là 400 kg/ cm ²

 Độ mịn phải đạt tỷ diện tích 3600- 3800 cm / g ²

 Lợng lọt sàng 0,14 không đợc nhỏ hơn 350 kg/ m Nếu lớn thì phải thay³ Nếu lớn thì phải thaymột phần xi măng bằng một phần cát lọt sàng 0,14 Nếu nhỏ hơn thì phảIgiảm mác bê tông

 Khối lợng thẻ tích tuyệt đối : 3,1 – 3,5 T/m ³ Nếu lớn thì phải thay

 Lợng nớc tiêu chuẩn 26 – 28 %

 Thời gian bắt đầu ninh kết không dới 45 phút

 Thời gian kết thúc ninh kết không quá 12 giờ

 Đảm bảo yêu cầu về cờng độ Trong điều kiện tiêu chuẩn thì cờng độ tiêuchuẩn sau 3 ngày không dới 200 kg/cm đối với xi măng ²

Với hỗn hợp bêtông thơng phẩm: dùng ximăng PC40, hàm lợng khoáng C3Akhông đợc vợt quá 6%, lợng nớc tiêu chuẩn của hồ ximăng không quá 26%

3 Yêu cầu đối với cốt liệu

Tính chất của nguyên liệu đá dăm

Đá dăm phải đợc lấy từ đá gốc có cờng độ cao, yêu cầu có độ ép vỡ Ev  8

Cốt liệu nhỏ (Cát):

Để chế tạo bêtông ta sử dụng cát vàng thuộc họ cát thô có o1500 kG/m3 Loạicát này thờng đợc sử dụng để chế tạo bêtông mác cao Thành phần hoá học chủ yếucủa loại cát này là SiO2 Yêu cầu cát phải sạch, không lẫn tạp chất có hại Tạp chất

có hại trong cát chủ yếu là các loại mica, các hợp chất của lu huỳnh, các tạp chất hữucơ và bụi sét Các hợp chất lu huỳnh gây tác dụng xâm thực hoá học đối với ximăng,nên hàm lợng của nó trong cát tính quy ra SO3 không đợc vợt quá 1% Bụi sét lànhững hạt bé hơn 0,2 mm quy định không quá 5%

Độ ẩm của cát là mức độ ngậm nớc của cát, đặc tính của cát là thể tích thay đổitheo độ ẩm, thể tích lớn nhất khi có độ ẩm khoảng 4 7%

Tính chất của nguyên liệu cát:

Khối lợng riêng: 2,65 g/cm3

Khối lợng thể tích: 1,5 g/cm3

Độ rỗng: 43,59%

Môđul độ lớn: M = 2

Thành phần hạt của cốt liệu nhỏ đảm bảo nằm trong vùng quy phạm, quy phạm này

áp dụng cho cát chế tạo bêtông nặng, đây cũng là loại bêtông nhà máy của chúng tasản xuất nên ta có thể áp dụng quy phạm này Sau đây là bảng quy phạm của cát màloại cát nhà máy nhập về phải nằm trong vùng quy phạm này

2

Lợng cát tích luỹ

Theo quy phạm( Ai%)

0 0 20 15 45 35 70 70  90 85 100

4 Yêu cầu đối với nớc nhào trộn hỗn hợp bê tông.

Phải sử dụng nớc sạch nh nớc sinh hoạt không sử dụng nớc ao hồ cống rãnh vànớc thải công nghiệp Để đảm bảo nhà máy cần có trạm bơm lọc, bể chứa riêng vàphải đợc sự kiểm tra của phòng thí nghiệm

5 Yêu cầu đối với phụ gia

Phụ gia có thể cho vào hỗn hợp bêtông lúc đang trộn hoặc trớc khi trộn tuỳthuộc vào từng loại phụ gia nhng tất cả đều vì mục đích làm thay đổi các đặc tính củahỗn hợp bêtông Nhà máy ta, việc sử dụng phụ gia chỉ với mục đích làm tăng độ linh

động, khống chế tổn thất độ sụt và góp phần làm chậm quá trình ninh kết đóng rắncủa hỗn hợp bêtông thơng phẩm khi phải vận chuyển đi xa nhà máy (khả năng khốngchế sự giảm độ sụt yêu cầu là: SN = 12 - 14 cm) Với mục đích đó ta sử dụng phụ giasiêu dẻo Selfill-4R có thông số kỹ thuật sau: *1

Cho phép giảm nớc tới

Chứa ion Clo

18 –25% lợng nớc nhào trộnKhông

5,20,100 lít/ thing

* 1 Theo tài liệu của IMAG.

Phần II:

Công nghệ sản xuất

Chơng 1: tính toán cấp phối bêtông.

1 Bêtông để sản xuất cọc móng tiết diện vuông sử dụng công nghệ tổ hợp:

Bêtông Mác 350, độ sụt SN = 8 cm

Vật liệu sử dụng:

Ximăng: PC40

Đá dăm : Chất lợng trung bình, Dmax = 20 mm.

Cát: Cát vàng sông Hồng

1.1 Lợng dùng nớc

Với bêtông có Dmax = 20 mm, SN = 8 cm ta có đợc lợng dùng nớc cho 1 m3 bêtông là:

N = 194 l/m3 (biểu đồ hình 5.8 trang 102 sách tài liệu [1])*2

R N

Để tra hệ số Kd (bảng 5.7 trang 99 tài liệu [1]).*2

Vd

K r

D N X

x- Khối lợng riêng của xi măng và x = 3,1 kg/l

n- Khối lợng riêng của nớc và n = 1 kg/l

đ- Khối lợng riêng của đá và đ = 2,7 kg/l

c- Khối lợng riêng của cát và c = 2,65 kg/l

Ximăng: PC40

Đá dăm: chất lợng trung bình, Dmax =20 mm

Cát: dùng cát vàng sông Hồng

2.1 Lợng dùng nớc

Với bêtông có Dmax = 20 mm, SN = 3 cm ta có đợc lợng dùng nớc cho 1 m3

bêtông là: N = 175 l/m3 (biểu đồ hình 5.8 trang 102 sách tài liệu [1])*2

R N

Vd

K r

D N X





   )] x c

Tra biểu đồ 5-8(sách Công nghệ bê tông xi măng - Đại học Xây Dựng) ta đợcsơ bộ lợng dùng nớc là 187 lít

200 5

, 0

R N

d

k r

Trong đó: rđ là độ rỗng của cốt liệu đợc tính theo công thức sau

7 , 2

45 , 1 1

) 1 32 1 (

463 , 0

D N X



   )].oc

=[1000 – ( 200 12622,7

1 , 3

266



 )].2,65 =654 kg 3.1.6.Lợng dùng phụ gia PA-95:

PA = 0,8% X = (0,8/100).266=2,128kg

Vậy cấp phối lý thuyết 1:

X

N X

D X

C

: : = 1:2,27 : 4,74 : 0,75

Bảng dùng vật liệu cho 1m3 bê tông

Tên vật liệu X C Đ N PA-95

3.2.Tính cấp phối cho sản phẩm bê tông thơng phẩm mác 300:

3.2.1Nguyên vật liệu để sản xuất gồm :

oc = 1,6 (g/cm3)

Wc =5% ( g/cm3) +Phụ gia : PA-95

*Xác định tỷ lệ X /N theo công thức Bô lô mây -S kam ta ép

+Ta dùng phụ gia để đảm bảo cho hỗn hợp bê tông đạt độ sụt yêu cầu tạinơi thi công.Độ sụt thiết kế là: SN=6 cm

+Cát có Nc= 7%

Tra biểu đồ 5-8(sách Công nghệ bê tông xi măng i- Đại học XâyDựng)ta đợc sơ bộ lợng dùng nớc là 187 lít

+Cốt liệu lớn là đá dăm nên lợng dùng nớc tăng 1015 lít.Lấy bằng 13.3.2.2Lợng dùng nớc là:

N= 187+13=200(lít)

75 , 1 5 , 0 6 , 0 400

300 5

, 0

R N

200 



 N N

X

3.2.4 Lợng dùng đá:

1 1

.

d d

vd

k r

Trong đó :rđ Độ rỗng của cốt liệu (với rđ =0,46 đợc tính ở trên )

kd : là hệ số d của vữa của bê tông.Tra bảng 5-7(giáo trình CNBTI-ĐHXD)ta đợc ; kd= 1.42

1 ) 1 42 , 1 ( 463 , 0

D N

D X

C

: : :

1 = 1:1,798:3,469: 0,571

Vậy bảng dùng vật liệu cho 1 m3 bê tông

3.2.Tính cấp phối cho sản phẩm bê tông thơng phẩm mác 400:

3.2.1.Nguyên vật liệu để sản xuất gồm:

oc = 1,6 (g/cm3)

Wc =5% ( g/cm3) +Phụ gia : PA-95

*Xác định tỷ lệ X /N theo công thức Bô lô mây -S kam ta ép

+Ta dùng phụ gia để đảm bảo cho hỗn hợp bê tông đạt độ sụt yêu cầu tạinơi thi công.Độ sụt thiết kế là: SN=6 cm

+Cát có Nc= 7%

Tra biểu đồ 5-8(sách Công nghệ bê tông xi măng I- Đại học XâyDựng)ta đợc sơ bộ lợng dùng nớc là 187 lít

+Cốt liệu lớn là đá dăm nên lợng dùng nớc tăng 1015 lít.Lấy bằng 133.2.2.Lợng dùng nớc là:

N= 187+13=200(lít)

17 , 2 5 , 0 6 , 0 400

400 5

, 0

R N

200 



 N N

.

d d

vd

k r

Trong đó : rđ Độ rỗng của cốt liệu (với rđ =0,46 đợc tính ở trên )

kd : là hệ số d của vữa của bê tông.Tra bảng 5-7(giáo trình CNBTI-ĐHXD)ta đợc ; kd= 1.42

1 ) 1 42 , 1 ( 463 , 0

D N

Vậy cấp phối sơ bộ là:

X

N X

D X

C

: : :

LoạiXMding

Ximăng(kg)

Cát(kg)

đá

(kg)

Nớc( lít )

PA-95 (kg)

Chơng 2 : quá trình sản xuất của nhà máy.

I Kế hoạch sản xuất của nhà máy:

Số ngày làm việc thực tế trong một năm:

N = 365 - ( x+y+z )

Trong đó:

365 - Số ngày trong năm

x - Số ngày nghỉ chủ nhật: 52 ngày

y - Số ngày nghỉ lễ tết: 8 ngày

z - Số ngày nghỉ bảo dỡng, sửa chữa: 15 ngày

Từ đó ta có số ngày làm việc thực tế trong năm là:

N = 365 - ( 52 + 8 + 15 ) = 290 ngày

Số ca sản xuất trong một ngày: 2 ca/ngày

Số ca sản xuất trong một năm: 2290 = 580 ca/năm

Số giờ sản xuất trong ca: 7 giờ/ca

Số giờ sản xuất trong một năm: 5807 = 4060 (giờ/năm)

 Sơ đồ dây chuyền công nghệ toàn nhà máy :

S¶n phÈm panel sµnS¶n phÈm cäc mãng

B·i s¶n phÈmKiÓm tra chÊt l îng SP

Bunke tù hµnh 1

cäc mãngT¹o h×nhPh©n x ëng Cèt thÐp

Bunke ch÷a HHBTM¸y trén HHBT

Bunke c¸tKho c¸t

Cèt thÐpPh©n x ëng

§Þnh l îng

N íc

II TiÕp nhËn vµ b¶o qu¶n nguyªn vËt liÖu

Đối với mỗi xí nghiệp sản xuất bêtông thì khâu tiếp nhận và bảo quản nguyênvật liệu là khâu rất quan trọng Kho là nơi dự trữ, bảo quản nguyên vật liệu ban đầu

đáp ứng đầy đủ yêu cầu kế hoạch sản xuất của nhà máy

Tuỳ vào loại nguyên vật liệu và các sản phẩm cần bảo quản mà có một loạihay nhiều loại kho thích hợp với chúng, có thể là kho kín, kho hở, kho liên hoàn… Sản phẩm cấu kiện

Bởi vậy, mỗi loại nguyên vật liệu ta sẽ dựa vào các tính chất cơ bản và yêu cầu

kỹ thuật để chọn ra một loại kho phù hợp, đồng thời có hiệu quả kinh tế cao nhất.Chính vì thế kho là điểm khởi đầu quan trọng ảnh hởng tới chất lợng của vật liệu dựtrữ cũng nh sản phẩm tạo thành sau này

II.1 Kế hoạch cung cấp các loại nguyên vật liệu.

Panel sàn rỗng (lỗ rỗng tiết diện tròn) 14420 49,72 24,86 3,55

Cọc móng tiết diện vuông

Tổng 54840 189,1 94,54 13,5

Kế hoạch cung cấp nguyên vật liệu cha kể đến hao hụt

Kế hoạch cung cấp nguyên vật liệu đã kể đến hao hụt.

Nhà máy mà ta thiết kế có công suất 50.000m3/năm ,ngoài ra còn dự phòng sản xuất

bê tông thơng phẩm với công suất là 150% công suất nhà máy hiện tại Vì vậy taphải tăng công suất của kho xi măng , kho cốt liệu , trạm trộn

Kế hoạch cung cấp nguyên vật liệu đã kể đến hao hụt của nhà máy có sản xuất

II.2 Công nghệ vận chuyển bốc dỡ và bảo quản xi măng.

II.2.1 Kho ximăng

Kho ximăng của nhà máy phải đợc làm kín, chống sự xâm nhập của hơi nớc.Hiện nay trong nớc ta có các loại kho chứa ximăng rời và kho chứa xi măng đã đóngbao

Để bảo quản ximăng thờng dùng các loại kho sau:

 Kho thủ công: Dùng để dự trữ ximăng ở dạng đóng bao, thờng bố trí ngay ởtầng 1 để thuận tiện cho việc bốc dỡ và sử dụng ximăng Nền và tờng kho phải

hệ số sử dụng diện tích không cao, mức độ cơ giới hoá và tự động hoá thấp

+ Kho Xilô: Hiện nay để bảo quản xi măng trong nhà máy ngời ta thờng dùng khoXilô Các loại kho này thờng đợc thiết kế định hình, kho Xilô đợc làm bằng théphoặc bêtông cốt thép có tiết diện tròn hoặc vuông, đờng kính từ 1,5 – 5 m, Xilôbằng thép có đờng kính từ 3 – 10 m Thể tích kho phụ thuộc vào cách vận chuyểnximăng về nhà máy, số ngày dự trữ trong kho, thông thờng V = 100  1500 tấn Xilôbằng thép có thể di chuyển và tháo dỡ đợc

Với điều kiện khí hậu nớc ta và với điều kiện sản xuất của nhà máy ta nên chọnkho kiểu Xilô Ưu điểm của kho này là bốc dỡ ximăng nhanh chóng, cơ khí hoá và tự

động hoá cao, đảm bảo chất lợng ximăng Dùng loại kho này cho phép ta giảm đợcchi phí bao bì, tiết kiệm một khoản tiền khá lớn, có ảnh hởng đến công tác sản xuất

và vận chuyển ximăng Vận chuyển ximăng bằng phơng pháp khí nén thông thoángcho phép giảm hao tốn năng lợng điện tăng tốc độ vận chuyển ximăng không khí lên

10 – 20 lần Thiết bị vận chuyển ximăng bằng khí nén thông thoáng theo phơngngang với độ nghiêng 5 – 70 ống dẫn ximăng làm việc dựa trên độ chảy của vậtliệu dạng bột ở trạng thái bão hoà không khí nén Không khí nén đa vào ống dẫnximăng dới dạng tia nhỏ, do đó tách rời các hạt ximăng, thay lực ma sát giữa các hạt

không khí Hỗn hợp ximăng – khí vận chuyển đợc trong ống dẫn gần nh dòng chấtlỏng nên có thể vận chuyển đợc xa ống dẫn khí nén thông thoáng đợc chia làm 2phần theo chiều cao, phần trên vận chuyển ximăng đợc ngăn cách với phần dới chứakhí nén bằng các màng ngăn thấm khí đặc biệt Khí nén đợc đa vào phần dới nhờquạt áp lực 400 – 500 mm cột nớc thuỷ ngân Ximăng đợc đa vào phần trên qua cửanạp Thiết bị này sử dụng có hiệu quả để vận chuyển ximăng liêu tục và trực tiếp vàobunke trung gian của phân xởng trộn khi quãng đờng vận chuyển không xa quá Nh-

ng dùng kho Xilô cũng có một số nhợc điểm cần khắc phục nh chi phí đầu t xâydựng, công nghệ máy móc thiết bị lớn Xét về mặt lâu dài ta nên đầu t xây dựng loạikho ximăng Xilô này

Kh«ng khÝ s¹ch

H2 = [(4 0, 4)

2



].tg600 = 3.12(m) Chọn H2=3,5m

2

d ( 2 + )

2

d D ( 

n

V k

z Q



.

II.2.2 Tính chọn thiết bị cho kho ximăng.

Nguyên tắc làm việc của kho ximăng nh sau:

Ximăng rời đợc bơm từ ôtô lên thẳng nóc Xilô, ở đây hỗn hợp ximăng vàkhông khí đợc đa thẳng vào Xilô chứa ximăng, ximăng rơi xuống, bụi và không khí

sẽ theo ống dẫn ra buồng lọc bụi, Xilô có áp lực nên khi tháo dỡ ximăng, mở van xảthì ximăng sẽ tự chảy xuống vít tải đặt ở phía dới Từ đó ximăng đợc vít tải đa lênmáy bơm khí nén để vận chuyển lên lầu trộn Nếu cần đảo ximăng trong Xilô thì chỉcần đa ximăng từ Xilô lên máy bơm để lại bơm ngợc lên Xilô Đây là một quá trìnhtuần hoàn

+Thân xiclô: 2.D

+Phần ống lõi trong: 0,3.D

+Tổng chiều dài: 4,56.D

Ta chọn xiclôn có D = 400 mm, hệ số áp lực không khí p =1028 N/cm2, đểnăng suất lọc bụi cao khi bơm khí và xi măng lên kho cần có áp lực phụ bên ngoài làmáy bơm khí nén Ta sử dụng hệ thống lọc bụi bao gồm 2 xiclôn

 Chọn ôtô vận chuyển xi măng

Vận chuyển xi măng trong khoảng cách dới 100 km ta sử dụng ôtô chuyêndụng với tải trọng 8 – 22 tấn Các stéc chứa ximăng đợc lắp trên xácsi của ôtô chởximăng stéc có vỏ hình trụ và hai đáy hình cầu Trục của stéc đợc đạt nghiêng theohớng dở tải, ximăng đợc nạp vào stéc qua các cửa kín và lấy ra nhờ khí do các thiết

bị nén khí cung cấp qua các ống nhánh dỡ tải vào buồng thoáng, thiết bị nén khí đặttrên xe vận chuyển ximăng và làm việc nhờ động cơ ôtô

Chọn xe chở xi măng: S – 652 của Liên Xô có các thông số kỹ thuật sau

+Tải trọng hữu ích: 22 Tấn

= 2,4 giờ (quãng đờng 60km)

T2: Thời gian tiếp liệu : 2,4 giờ

T3: Thời gian dỡ 0,5 giờ

Vận chuyển ximăng bằng phơng pháp khí nén thờng đợc sử dụng trong cácnhà máy cấu kiện bêtông cốt thép công suất lớn với u điểm cơ bản là vận chuyểnximăng trên những khoảng cách lớn và không phải ngắt quãng cũng nh gây bụi vàtổn thất ximăng.

Ximăng đa về nhà máy bằng ôtô xitéc và đợc các thiết bị vận chuyển bằng khínén đa lên chứa tại các xilô Trong quá trình sử dụng, ximăng đợc tháo ra ở các cửadới đáy xilô Từ các kho xilô dới tải trong bản thân, ximăng rơi vào buồng tiếp nhậnsau đó vít xoắn quay nhanh cuốn ximăng vào buồng hỗn hợp đồng thời khí nén đợcphun ra qua vòi phun vào buồng hỗn hợp làm tơi ximăng tạo nên hỗn hợp ximăng vàkhông khí Dới tác động của khí nén, hỗn hợp này đợc vận chuyển theo ống kín Ph-

ơng pháp này có thể vận chuyển ximăng theo phơng ngang tới 200m, theo phơng

đứng tới 30m Năng suất thiết bị khi đờng kính vít xoắn 150mm đạt tới 15- 20tấn/giờ, khi đờng kính vít xoắn là 250mm đạt tới 75- 100 tấn/ giờ

Chọn kiểu thiết bị bơm khí nén phụ thuộc vào công suất nhà máy, dây chuyềncông nghệ, trộn bêtông 1 bậc hay 2 bậc … Sản phẩm cấu kiện ở đây ta chọn thiết bị khí nén thôngthoáng vận hành liên tục

Thiết bị bơm khí nén thông thoáng vận hành kiểu liên tục: Ximăng từ bunketiếp nhận đợc đa đến phần trên buồng hỗn hợp bằng băng chuyền ruột gà có áp lực.Buồng hỗn hợp chia làm hai phần theo chiều cao, giữa hai phần đợc ngăn bằng vậtliệu xốp có nhiều lớp Khí nén có P = 2- 3 atm đa vào phần dới buồng Ximăng đợcnâng nên dới dạng hỗn hợp và đi vào ống vận chuyển Năng suất thiết bị 30- 60tấn/giờ, có thể tới 100 tấn/giờ, vận chuyển lên cao tới 20-30m và đi xa tới 200m.Thiết bị này sử dụng hiệu quả để vận chuyển ximăng liên tục vào bunke trung giancủa phân xởng trộn Khi khoảng cách vận chuyển không xa quá 200m

Các thông số kỹ thuật của thiết bị bơm khí nén thông thoáng kiểu vận hànhliên tục nh sau:

 Kho bãi: là loại kho đơn giản rẻ tiền ngời ta thờng dùng kho bãi trong điềukiện cơ giới hoá cha cao, nặng về lao động thủ công

 Kho cầu cạn và hành lang ngầm: loại kho này có sức chứa lớn hơn, có khảnăng cơ giới hoá cao hơn kho bãi Tuy vậy, loại kho này dễ bị ngập lụt khi có

ma lớn

 Kho Bunke để hở: vật liệu để trong kho này chất lợng đảm bảo tốt hơn, trình

độ cơ giới hoá cao, tuy vậy loại này vốn đầu t lớn

 Kho kiểu Bunke có mái che: loại kho này vật liệu bảo đảm tốt, cơ giới hoá và

tự động hoá đợc

Việc lựa chọn kho cốt liệu phụ thuộc vào phơng tiện vận chuyển, phơng pháptiếp nhận và yêu cầu bảo quản Trong đồ án lựa chọn loại kho Bunke kiểu có máiche Kho đợc làm chìm xuống đất một phần, thành bên nghiêng một góc 45O  60O,

để chứa vật liệu khác nhau ngời ta ngăn kho thành các ngăn riêng biệt bằng váchngăn bê tông cốt thép dày 100 mm Vật liệu đợc đa vào các ngăn bằng các băng tải

và ở trên xe dỡ tải riêng biệt Việc đa vật liệu ra nhờ băng tải phía dới hành langngầm

Loại kho này tuy vốn đầu t lớn nhng vẫn đợc sử dụng rộng rãi phù hợp vớicông suất và dây chuyền sản xuất

Sơ đồ làm việc của phân xởng tiếp nhận và bảo quản nguyên vật liệu.

tô vận chuyển cát về nhà máy ô tô vận chuyển cát về nhà máy (dùng ô tô tự đổ) (dùng ô tô tự đổ)

9 , 0

T Q

Qng: Lợng dùng cát trong một ngày, Qng = 248,2 tấn/ngày

Td: Thời gian dự trữ, lấy T =7 ngày

Td: Thời gian dự trữ, lấy T = 7 ngày

Qng: Lợng dùng đá dăm trong một ngày, Qng = 429,25 tấn/ngày

 = 2302,49 m3) II.3.1.2 Tính trạm tiếp nhận cốt liệu

Cát và đá đợc vận chuyển đến nhà máy bằng ôtô tự đổ Trạm tiếp nhận cốt liệunày là hệ thống gồm nhiều Bunke đặt chìm dới đất, phía trên các mặt Bunke có cáctấm ghi để cho vật liệu rơi xuống mặt Bunke mà bánh ôtô vẫn di chuyển đợc trên cácmặt tấm ghi, không bị thụt

Tính chọn số Bunke cần thiết để chứa cát và đá

Thể tích Bunke cần phải chứa là:

Vbk =

0

K

T Q







(m3)Trong đó:

Q: Là lợng tiêu thụ nguyên vật liệu của nhà máy trong ngày

T: Thời gian dự trữ ở Bunke (0,5 ngày)

K: Hệ số chứa đầy Bunke, K = 0,9

O: Khối lợng thể tích của cốt liệu

 Thể tích cần thiết ở Bunke chứa cát là:

Chọn Bunke tiếp nhận có kích thớc nh sau:

Để đảm bảo góc chảy tự nhiên đối với cốt liệu lớn (đá dăm) không nhỏ hơn

500 v không nhỏ hơn 55à không nhỏ hơn 55 o đối với cốt liệu nhỏ (cát), vậy ta chọn góc chảy tự nhiên của bunke là 550

Số Bunke chứa cát và đá là 4 Bunke

Vậy trạm tiếp nhận gồm 4 Bunke

II.3.1.3 Tính kho cốt liệu

Nh trên đã chọn kho cốt liệu bán Bunke có

một phần chìm phía dới đất Ta chọn kiểu khẩu

50 tg

H 40

40 tg (

9

 = 5,36 (m)  H1 = 9 - 5,36 = 3,64 (m)

B = 2

192 , 1

36 , 5 2 50 tg

H

0 2

Lk =

k F

V z

.

Trong đó:

K: hệ số chứa đầy:0.9

Lk: Chiều dài kho

Vz: Lợng vật liệu dự trữ trong 5 ngày

F: Diện tích mặt cắt ngang của kho

Kho chứa 2 loại vật liệu là đá dăm và cát

Chu kỳ chuyển động của xe:

T = T1 + T2

Trong đó:

T1 =

50

60

2 = 2,4 giờ (Thời gian xe chuyển động trên đờng)

T2: Thời gian bốc lên đổ xuống, T2 = 25 phút = 0,25 giờ

T = 2,4 + 0,25 = 2,65 giờ

Phơng tiện vận chuyển làm 2 ca một ngày , mỗi ca làm 7 giờ

Vậy số chuyến 1 ô tô có khả năng chở trong một ngày là:

N = 7 2

2,65

 = 5,28 (chuyến) lấy tròn là 6 chuyến

II.3.3 Tính chọn băng tải cấp liệu

 Băng tải dới dãy bunke tiếp nhận

Nh trên đã tính mỗi ngày cần 60+35 = 95 chuyến xe để chở cát và đá về nhà máy.Vậy số lợng vật liệu về trong một ngày là: 957,20,9= 615,6 (tấn)

Trong đó:

95 là số chuyến trong ngày

7,2 là khối lợng vật liệu chứa trong một thùng xe



v C

Q B

Trong đó

Q: Năng suất vận chuyển, Q = 43,97 T/h

C: Hệ số kể đến sự giảm diện tích mặt cắt ngang của dòng vật liệu khivận chuyển nghiêng, 0 = 0 ; C = 1

v : Vận tốc của băng tải, ở đây chọn vận tốc vận chuyển đá và cát củabăng tải là 1m/s

0: Khối lợng thể tích của vật liệu, lấy khối lợng trung bình của cát và đá

Góc nghiêng vận chuyển lớn nhất cho phép là 200

Năng suất khi chở đá: 75 tấn/giờ (Theo sổ tay máy xây dựng)

 Tính Bunke trung gian

Tại vị trí cuối của trạm tiếp nhận đặt bunke trung gian để tiếp nhận cốt liệu từ băngtải ngang chuyển sang băng tải nghiêng, để vận chuyển lên mặt đất rồi đa lên kho Bun ke này phải đảm bảo đợc sự hoạt động liên tục của nhà máy và sự hoạt động liêntục của băng tải ngang ở trạm tiếp nhận

Do đó ta chọn bun ke có kích thớc bao nh hình vẽ, để đảm bảo góc đổ vật liệuchọn góc dốc của bunke là 600 khi đó chiều cao

Chiều cao mà băng tải cần vận chuyển lên bunke

trung gian thứ hai đặt trên mặt đất để chuyển lên kho cốt liệu là:

H = 4,9 + 0.1 + 0,8 = 5,8 (m) (0,8 là khoảng cách từ đáy Bunke xuống mặt đất.Chọn góc nghiêng của băng tải so với phơng ngang là 15O.)

Ta có chiều dài băng tải là:

L = 0

15 sin

H

= 5,8

0, 259 = 22,39 (m)  Ln = L cos15O = 22,390,966 = 21,6 (m)

H = 8,1 m Chọn góc nghiêng của băng tải so với phơng ngang là 15O

Chiều dài của băng tải

L = 0

15 sin

 Tính băng tải phân phối cốt liệu trên kho

Băng tải này chạy dọc theo kho có chiều dài là L = 72 m Chiều rộng băng tảichọn là B = 500mm, vì công suất của nó cũng bằng công suất yêu cầu của băng tảinghiêng

 Tính băng tải ngang lấy cốt liệu ở hành lang ngầm dới kho cốt liệu.

Băng tải này chạy dọc suốt kho tiếp nhận cốt liệu, để tiếp giáp với băng tảinghiêng vận chuyển cốt liệu lên trạm trộn thì chiều dài băng tải phải thêm 1m nữa

Vậy chiều dài băng tải là: 72+1=73 m

ở phân xởng trộn bao gồm các công đoạn sau:

+ Chuẩn bị nguyên vật liệu: Vận chuyển cốt liệu từ kho cốt liệu lên các bunketrên lầu trộn, nớc từ bể lên các bunke dự trữ

+ Định lợng các vật liệu thành phần: Việc định lợng đợc tiến hành với độ chínhxác cần thiết đảm bảo các tính chất của hỗn hợp bê tông theo đúng yêu cầu của cấpphối đã thiết kế Cụ thể là đối với nớc và xi măng sai số không vợt quá 1%, với cốt± 1%, với cốtliệu sai không vợt quá 2%, ở đây là dùng cân tự động.± 1%, với cốt

+ Trộn các nguyên vật liệu thành phần để tạo thành hỗn hợp bê tông, mục đíchcủa việc trộn hỗn hợp bê tông là đảm bảo sự đồng nhất của hỗn hợp bê tông, tức làphải đảm bảo sao cho trong toàn bộ hỗn hợp bê tông phải có cấp phối giống nhau, có

đợc sự đồng đều của các cấu tử, bề mặt của tất cả các hạt cốt liệu phải đợc phủ mộtlớp xi măng với chiều dày đồng đều… Sản phẩm cấu kiện Muốn vậy, các phần tử trong hỗn hợp bê tôngkhi nhào nhào trộn phải thực hiện chuyển động nhiều lần theo những quỹ đạo khácnhau, cắt chéo nhau

Để trộn hỗn hợp bêtông ngời ta sử dụng nhiều cách trộn khác nhau: Trộn theokiểu tự do và trộn cỡng bức

Do đặc tính của máy trộn cỡng bức có nhiều u điểm vợt trội nên ta chọn máytrộn cỡng bức để trộn hỗn hợp bêtông Các trạm trộn bêtông thờng đợc bố trí theo sơ

đồ một bậc hoặc hai bậc

 Trạm trộn bêtông theo sơ đồ một bậc: Các thiết bị đợc đặt trong nhà kín, vậtliệu ban đầu chỉ nâng lên bunke trung gian có một lần Các bunke trung giannày đặt ở tầng hai của trạm trộn Từ đó vật liệu chuyển động xuống dới nhờtrọng lực Theo sơ đồ này, thiết bị bố trí gọn và cho phép cơ giới hóa toàn bộquá trình sản xuất nhng độ cao của nhà lớn từ 20-30m Trạm xây dựng theo sơ

đồ một bậc hoàn thiện hơn, chiếm ít mặt diện tích, đảm bảo năng suất lớn

 Trạm trộn bêtông theo sơ đồ hai bậc: Thờng bố trí các thiết bị thành từngnhóm ở nhóm một bao gồm các bunke trung gian, cân và bunke chứa vật liệu

đã cân ở nhóm hai gồm máy trộn, cân nớc và bunke phân phối hỗn hợpbêtông

Trong sơ đồ này vật liệu đợc đa lên hai lần: Lần thứ nhất nâng lên các bunketrung gian cao từ 8-10m, lần thứ hai bằng cần nâng đa vào thiết bị nạp lên máy trộn ở

độ cao không lớn lắm

*Nhận xét: Qua phân tích nh trên, ta quyết định chọn trạm trộn bê tông theo sơ

đồ một bậc, sử dụng máy trộn cỡng bức Với u điểm của loại máy này so với máytrộn tự do là thời gian trộn ngắn do đó có năng suất cao, hỗn hợp bê tông đông đều

Chọn máy trộn SM 1125/750 có các đặc trng kỹ thuật sau:

n

K K T m V

K Q

.

1000

Tnl : thời gian nạp liệu Tnl = 30 giây

Ttr : thời gian trộn Ttr = 60 giây

Ttl : thời gian tháo liệu Ttl = 30 giây

m = 30

30 60 30

3600





Tn : số giờ thực tế sản xuất trong năm Tn= 4060 giờ

Ktg: hệ số sử dụng máy trộn theo thời gian Ktg= 0,85

Loại XMdùng

Ximăng(kg)

Cát(kg)

đá

(kg)

Nớc( lít )

M200-PC40 =150% lợng dùng vật liệu của

2 sản phẩm trên

Để tính chọn cân ta phải dựa vào cấp phối của các mẻ trộn và chọn cân sao chocân đợc lợng vật liệu là lớn nhất.

Cân vật liệu chính xác đóng vai trò quan trọng đảm bảo tính chất hỗn hợp bê tông vàchất lợng của nó

II.3.2.3 Tính chọn thiết bị phụ trợ

 Tính chọn các bunke trung gian

Do vật liệu bị hao hụt khi định lợng cụ thể ; với ximăng là 1%, với cốt liệu là2% nên dựa vào bảng thống kê nguyên vật liệu cần đa vào máy trộn trong 1 giờ vàthời gian dự trữ nguyên vật liệu ta xác định đợc lợng nguyên vật liệu cần dự trữ trongcác bunke nh sau:

Kế hoạch cung cấp nguyên vật liệu đã kể đến hao hụt.

Các bunke đợc ghép với nhau, do đó phải tính toán sao cho tải trọng đợc phân

bố đều trên toàn bộ diện tích đặt bunke

Chọn diện tích mặt sàn đặt hệ thống bunke: F = 6 8,7 m

Chọn kích thớc cửa xả mỗi bunke là: 0,5  0,5 m

Theo khối lợng dự trữ đã tính toán:

X:C:Đ = 28,8 : 53,18 : 91,95

X

D X