Thiết kế phân xưởng sản xuất côc móng BTCT: Giới thiệu chung về sản phẩm Luận chứng kinh tế kỹ thuật về địa điểm đặt công nghệ sản suất Tính toán cân bằng vật chất Tính toán cấp phối bê tông Phân xưởng tạo hình sản xuất Tính toán các thiết bị sản xuất Bản vẽ sản xuất
Trang 1Thiết kế phân xởng chuẩn bị cốt thép và tạo hình sản phẩm cọc móng
bê tông cốt thép để phục vụ cho các công trình xây dựng tại Hà Nội,với công suất 12000 m3/năm
Trang 2Chơng I: Mở đầu
1/ Sơ lợc về sự phát triển của cấu kiện bê tông đúc sẵn:
ở những thế kỷ trớc công tác xây dựng cơ bản ít phát triển, tốc độ xây dựng chậm
Những năm 30- 40 của thế kỷ 19 công nghiệp sản xuất xi măng poóc lăng ra đời tạo ra một chuyển biến cơ bản trong xây dựng Cho đến những năm 70- 80 của thế kỷ này bê tông cốt thép mới bắt đầu sử dụng nhiều trong lĩnh vực xây dựng Loại vật liệu này có nhiều tính u việt đã phát triển nhanh chóng và chiếm địa vị quan trọng các loại vật liệu xây dựng
Trong quá trình sử dụng ngời ta ngày càng hoàn thiện các phơng pháp tính toán kết cấu, càng phát huy đợc tính u việt và hiệu quả sử dụng của chúng Những năm đầu thế kỷ 20 cấu kiện bê tông cốt thép đúc rắn ra đời Việc sản xuất cấu kiện bê tông đúc sẵn bằng thủ công đã dần dần đợc thay thế bằng phơng pháp cơ giới Việc nghiên cứu thành công dây chuyền công nghệ sản xuất các cấu kiện bê tông cốt thép và đợc áp dụng vào sản xuất đã tạo điều kiện ra đời những nhà máy sản xuất cấu kiện cốt thép đúc sẵn đầu tiên
Mấy thập niên vừa qua, những thành tựu nghiên cứu về lý luận cũng
nh về phơng pháp tính toán bê tông cốt thép trên thế giới càng thúc đẩy ngành công nghiệp sản xuất cấu kiện bê tông cốt thép phát triển Đặc biệt thành công của việc nghiên cứu bê tông cốt thép ứng suất trớc và ứng dụng
nó vào sản xuất cấu kiện bê tông là một thành tựu có ý nghĩa to lớn Nó cho phép tận dụng tốt các u điểm của bê tông mác cao và cốt thép cờng độ cao, tiết kiệm đợc bê tông và sắt thép Nhờ đó có thể thu nhỏ kích thớc cấu kiện, giảm nhẹ khối lợng, nâng cao khả năng chịu tải trọng và khả năng chống nứt của cấu kiện bê tông cốt thép
Ngày nay ở những nớc phát triển, cùng với sự phát triển của khoa học
kỹ thuật Việc công nghiệp hoá ngành xây dựng, cơ giới hoá thi công, lắp ghép cấu kiện bằng bê tông cốt thép Và bê tông cốt thép ứng suất trớc đợc
sử dụng rộng rãi Đặc biệt trong ngành xây dựng công nghiệp dân dụng, với các loại cấu kiện đúc sẵn ngày càng phong phú, đa dạng nh : cọc móng, panen,cột nhà công nghiệp, dầm cầu chạy Đáp ứng đợc các đòi hỏi của quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá ngày nay
2/ Tình hình sản xuất vật liệu xây dựng nói chung và sản xuất bê tông
và cấu kiện bê tông đúc sẵn nói riêng ở nớc ta hiện nay
ở nớc ta trong những năm qua nền kinh tế đã phát triển một cách mạnh mẽ Từ những thành tựu phát triển kinh tế đó đã đẩy mạnh tốc độ xây dựng công nghiệp và dân dụng, để đáp ứng nhu cầu về nhà ở, nhà làm việc, các nhà công nghiệp, giao thông vận tải Từ đó việc xây dựng một cơ sở hạ tầng hiện đại thuận tiện đáp ứng đợc các nhu cầu về nhà ở, đờng sá, cầu
Trang 3cống, bệnh viện, sinh hoạt văn hoá, thể thao là yêu cầu cấp thiết cho sự phát triển nền kinh tế trong tơng lai.
Việt Nam là đất nớc đang trong giai đoạn phát triển với dân số gần 80 triệu ngời, tiềm năng phát triển rất lớn Vì vậy, trớc mắt phải xây dựng một cơ sở hạ tầng hoàn chỉnh hơn để đáp ứng tốc độ phát triển của đất nứơc Để làm đợc việc đóngành xây dựng dân dụng, công nghiệp và ngành công nghiệp vật liệu xây dựng cần thiết phải đi trớc một bớc trong quá trình phát triển Trong đó ngành sản xuất vật liệu xây dựng phải đợc u tiên đầu t phát triển mạnh Trong những năm qua Nhà nớc đã có chính sách đầu t phát triển hợp lý cho ngành vật liệu xây dựng Xây dựng đợc nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng hiện đại, công suất lớn ngang tầm với các nớc phát triển
Nhà nớc đã có sự định hớng trong cả sản xuất và lu thông phân phối vật liệu xây dựng theo cơ chế thị trờng có sự quản lý của Nhà nớc nhờ đổi mới cơ chế và quán triệt các chính sách về chiến lợc ổn định và phát triển kinh tế - xã hội
Cùng với sự phát triển của ngành xây dựng, nhu cầu về các loại sản phẩm bê tông và bê tông cốt thép cho các ngành xây dựng cơ bản là rất lớn
Nó đóng vai trò quan trọng hàng đầu trong các vật liệu sử dụng cho xây dựng
Nhằm thoả mãn nhu cầu đó ngành vật liệu xây dựng cần u tiên phát triển theo chiều sâu, đổi mới trang thiết bị, công nghệ sản xuất tiên tiến Theo định hớng này, ngành sản xuất bê tông và cấu kiện bê tông đúc sẵn đã
và đang đợc Nhà nớc đầu t thích đáng và đã đạt đợc một số kết quả khả quan Các cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn ngày càng đợc sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng cơ sở hạ tầng Và để đáp ứng đợc nhu cầu này cần thiết phải xây dựng các nhà máy sản xuất bê tông và cấu kiện bê tông đúc sẵn, nhằm đáp ứng đợc tốc độ phát triển cơ sở hạ tầng của nớc ta nói chung
và thủ đô Hà Nội nói riêng hiện nay và trong tơng lai
Chơng II: Giới thiệu về nhà máy
I- Giới thiệu về nhà máy
Nhà máy xây dựng để sản xuất các sản phẩm:
+ Sản phẩm ống dẫn nớc thờng dài 6m,công suất 23000 m3/năm.+ Sản phẩm cọc ống,công suất 12000 m3/năm
+Bê tông thơng phẳm,công suất 23000 m3/năm
1.Địa điểm xây dựng nhà máy
Việc xây dựng nhà máy bê tông và bê tông đúc sẵn cần thiết phải gắn liền với thị trờng tiêu thụ Thị trờng tiêu thụ các loại sản phẩm này là các khu
đô thị, các trung tâm công nghiệp Địa điểm xây dựng nhà máy phải phù hợp với các nguyên tắc thiết kế công nghiệp, phải đảm bảo cho chi phí vận
Trang 4chuyển nguyên vật liệu, tiêu thụ sản phẩm thấp Đó là cơ sở để hạ giá thành sản phẩm, tạo sự cạnh tranh tốt Đồng thời địa diểm nhà máy không đặt quá gần trung tâm vì tại đó không thuận tiện cho việc 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 của các tỉnh, thành phố lân cận, cũng nh nguồn cung cấp nhiên liệu, nguyên vật liệu, hệ thống giao thông vận tải Nhận thấy địa điểm xây dựng…nhà máy tại Thanh Trì - Hà Nội là rất hợp lý
Vị trí xây dựng nhà máy nằm trên địa phận xã Thịnh Liệt, huyện Thanh Trì, cách quốc lộ 1A 200 m, cách trung tâm Hà Nội 6km về phía Nam
2.Về hệ thống giao thông vận tải:
Huyện Thanh Trì là huyện ngoại thành nằm ở cửa ngõ phía nam Hà Nội
Nằm trên tuyến đờng giao thông, đặc biệt quan trọng là
quốc lộ 1A - Tuyến đờng Giải Phóng nối liền giao thông với nội
Trang 5Do địa điểm nhà máy xây dựng gần khu dân c lớn nh Hà Nội, thị trấn Văn
Điển, nằm gần trạm điện Mai Động nên việc cung cấp điện nớc rất thuận tiện Nhân lực cho nhà máy 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, công nhân lành nghề
5.Tiêu thụ sản phẩm:
Thị trờng tiêu thụ sản phẩm chính của nhà máy là Hà Nội và các tỉnh thành lân cận Sản phẩm cấu kiện bê tống cốt thép đợc sản xuất và tiêu thụ vào ban ngày
Do có thuận lợi về giao thông nên sản phẩm đợc vận chuyển đi tiêu thụ dễ dàng, làm giảm chi phí vận chuyển nên tổng giá thành sản phẩm giảm Tăng đợc sức cạnh tranh trê thị trờng
6.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 xuât công nghiệp và các hoạt động đời sống cũng nh sinh hoạt của nhân dân
Để đảm bảo vệ sinh môi trờng trong và xung quanh nhà máy, ta bố trí trồng nhiều loại cây xanh làm giảm tiếng ồn
Kết luận: Việc chọn địa điểm xây dựng nhà máy tại Thanh Trì- Hà Nội là hết sức hợp lý, thuận tiện Giá thành đất xây dựng không cao làm giảm chi phí đầu t Điều kiện cung cấp về nguyên vật liệu, lao động và tiêu thụ sản phẩm rất thuận 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 Thịnh Liệt – Thanh Trì- Hà Nội
II- Giới thiệu các loại sản phẩm và phơng pháp công nghệ sản xuất.1) Sản xuất 3 loại cấu kiện chính
Trang 6tông, đến lợng dùng nớc, lợng dùng xi măng, các tính chất cơ lý đàn hồi của
bê tông Do đó việc lựa chọn thích hợp cốt liệu về chủng loại, giá thành, đặc tính kỹ thuật có tác dụng quyết định đối với chất liệu và giá thành bê tông
a) Cốt liệu lớn(coarse aggregate):
Nhà máy sử dụng cốt liệu lớn là đá dăm mua từ mỏ đá Kiệu Khê và
L-ơng Sơn (Ninh Bình) Các loại đá dăm đa về nhà máy bằng ôtô hoặc xà lan Các loại đa dăm phải đảm bảo yêu cầu về tính chất cơ lý, cũng nh hình dạng, cấp cỡ hạt, nh:
- Đờng kính cốt liệu: Dmax= 20 mm
- Khối lợng thể tích yêu cầu từ: 1400 – 1500 kg/m3
- Cấp phối hạt theo quy phạm: Từng cấp hạt của cốt liệu thô nằmg trong phạm vi sau:
Kích thớc mắt sàng D min 0,5(D max +D min ) D max 1,25D max
Lợng sót tích luỹ trên sàng 95 ữ 100% 40 ữ 70 0,5 0
Chất lợng cốt liệu lớn cần đợc đánh giá theo hàm lợng hạt bụi bẩn có trong nó Lợng bụi có trong cốt liệu không đợc vợt quá 1% tổng khối lợng Cốt liệu cũng đợc đánh giá bằng phần trăm lợng hạt dẹt Yêu cầu đối với hàm lợng hạt dẹt không vợt quá 15% (hạt dẹt ảnh hởng sâu tới cờng độ bê tông)
Khi đánh giá chất lợng cốt liệu, thử độ bền của chúng có ý nghĩa quan trọng Mác độ bền nén của đá gốc trong trạng thái bão hoà nớc cần cao hơn mác của bê tông 1,5 lần với bê tông mác 300 và 2 lần với bê tông mác 400
Do vậy cụ thể cờng độ đá dăm lớn hơn hoặc bằng 2 lần cờng độ bê tông Do vậy, cờng độ đá dăm để sản xuất cần đạt 800 ữ 1200 kG/cm2
Hệ số biến dạng dài của cốt liệu cũng có ảnh hởng lớn đến cờng độ vì
hệ số này làm cho cờng độ đá dăm giảm.Khi thay đổi hàm ẩm thì hệ số này thay đổi đáng kể, gây ra ứng suất, biến dạng là nguyên nhân phá hoại bê tông
b) Cốt liệu nhỏ(fine aggregate):
Cát sông tự nhiên thờng có dạng hạt tròn, bề mặt nhẵn sạch: là cát thạch anh
Cát đợc lấy từ Vĩnh Phú vận chuyển bằng xà lan về bến Phà Đen, sau
Trang 7- Không có các cấp hạt lớn hơn hay bằng 5mm
- Hàm lợng tạp chất có hại nhỏ hơn3%
- Cấp phối phải nằm trong phạm vi cho phép
Cấp phối hạt biểu thị bằng đờng cong tích luỹ cấp hạt của nó không
v-ợt ra ngoài miền giới hạn theo quy phạm việc lựa chọn thành phần cấp phối hợp lý có giá trị lớn trong việc tăng cờng độ hỗn hợp bê tông
2/ Xi măng(cement):
Để sản xuất các sản phẩm thì sử dụng xi măng Poóc lăng có mác cao: PC-40, PC-30 Các chỉ tiêu yêu cầu đối với các loại xi măng:
+Đảm bảo yêu cầu về cờng độ đạt mác của từng loại xi măng Đối với
xi măng PC-40 cờng độ nén mẫu tiêu chuẩn ở 28 ngày là 400 kg/cm2 (mẫu tiêu chuẩn để thử cờng độ nén của bê tông theo tiêu chuẩn Việt Nam là mẫu
có kích thớc 4ì4ì16mm) Với xi măng PC-30 là R28= 300kg/cm2
+ Độ mịn phải đạt (tơng ứng diện tích của loại xi măng này):
3600 ữ 3900 cm2/g
+ Khối lợng thể tích tuyệt đối: 3,05 ữ 3,15 T/m3
+ Lợng nớc tiêu chuẩn Ntc: 26 ữ 28%(thờng <26%)
Phụ gia đợc sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau:
+ Để tăng cờng tính công tác: sử dụng các loại phụ gia tăng dẻo, giảm
đợc lợng nớc sử dụng, tăng đợc tính công tác và cờng độ bê tông.Không nên
sử dụng các loại phụ gia tách nớc nh:đất sét Bentolide,Trepell,Diatomid
+ Để thúc đẩy nhanh quá trình rắn chắc của bê tông: sử dụng các loại phụ gia muối CaCl2; NaCl, Tuy nhiên cần khống chế các loại phụ gia này theo hàm lợng cho phép bởi các gốc Cl- và SO42- gây ra ăn mòn cốt thép trong kết câú bê tông cốt thép
4/ Nớc(water):
Để nhào trộn hỗn hợp bê tông sử dụng nớc sạch không chứa muối, axit, tạp chất hữu cơ và chất bẩn, dầu mỡ từ nớc thải trong sản xuất và sinh hoạt
Nớc trong Thành phố, khu công nghiệp thải ra có hàm lợng muối
>5000mg/l hoặc chứa trên 2700mg/l ion SO42- hoặc pH < 4 là nớc mang tính axit không thể sử dụng đợc để nhào trộn bê tông
Trang 8Ta có thể sử dụng các loại nớc máy, nớc giếng khoan để nhào trộn bê tông Đảm bảo chất lợng sử dụng cho chế tạo có thể kiểm tra bằng cách nhào trộn và kiểm tra cờng độ bê tông.
5/ Cốt thép(reinforcement):
- Thép thanh sử dụng chế tạo sản phẩm là thép AII(thép gờ) có R=3800/m2, loại φ12
- Thép đai và thép vòng sử dụng loại AI(thép trơn) φ6 ữφ8
IV Tính cấp phối bê tông
Tính cấp phối cho sản phẩm bê tông dùng sản xuất cấu kiện bê tông:Mác bê tông thiết kế 300
Nguyên vật liệu để sản xuất gồm :
D X
C
: :
Lợng dùng (kg) 346,43 638,32 1240,28 197,96
- Tại nhà máy nguồn cung cấp nguyên vật liệu đợc bảo đảm ổn định, vật silô Tuy nhiên độ ẩm của vật liệu đợc bảo quản trong bunke hay liệu có
Trang 9thể thay đổi khá lớn do tác động của khí hậu môi trờng Do vậy cần thiết trộn thử để điều chỉnh lợng dùng nớc cần thiết để đảm bảo cờng độ yêu cầu cuả
bê tông và lợng dùng xi măng
- Để xem xét đầy đủ ảnh hởng của các thông số cha đợc đa vào công thức tính toán cần phải tiến hành các thí nghiệm về cờng độ để lập mối quan
hệ giữa Rb=(x,a) Để điều chỉnh các thông số cấp phối bê tông, cần phải xác
định lại độ ẩm của nguyên vật liệu, tiến hành các mẻ trộn thử, nhằm nâng cao độ chính xác, đảm bảo cờng độ và tính công tác cho hỗn hợp bê tông Số lợng mẻ trộn thử phụ thuộc vào mức độ chính xác yêu cầu của cấp phối bê tông, kiểm tra các thông số về tính công tác các mẫu bê tông đợc chế tạo, d-ỡng hộ và bảo quản theo tiêu chuẩn Sau đó mẫu bê tông đợc kiểm tra và
đánh giá xem chất lợng của mẫu, qua đó đánh giá chất lợng bê tông
V Kế hoạch sản xuất cho nhà máy
Theo thiết kế nhà máy có công suất 55000 m3/năm,với các dạng sản phẩm có tiết diện tròn rỗng
Bao gồm:
1-Ông dẫn nớc thờng dài 6m 20000 m3/năm
2-Cọc móng 12000 m3/năm
3-Hỗn hợp bê tông thơng phẩm 23000 m3/năm
Quỹ thời gian: Dựa theo các điều kiện làm việc và công nghệ sản xuất,
kế hoạch sản xuất, ta chọn chế độ sản xuất của nhà máy nh sau:
Số ngày trong năm: 365 ngày
Số ngày nghỉ thứ bảy và CN: 52x2 = 104 ngày
Số ngày nghỉ Tết lễ: 9 ngày
Số ngày nghỉ sửa chữa: 7 ngày
Số ngày làm việc là: 365 – (104+9+7)= 245 ngày
Đối với phân xởng sản xuất:
Qui định ngày làm việc 2 ca: Số giờ làm việc trong ca là 8 giờ Số giờ làm việc là: 245ì2ì8 = 3920 (giờ)
Bảng thống kê quĩ thời gian sản xuất:
Trang 10và một loại 9m.Để tạo hình sản phẩm bê tông này ta lựa chọn công nghệ sản xuất theo dây chuyền tổ hợp.
Trong dây chuyền tổ hợp,khuôn và cấu kiện đợc di chuyển nhờ cầu trục hoặc con lăn đến các vị trí công nghệ mà ở đó đợc trang bị các thiết bị,máy móc chuyên dụng.Dây chuyền này đợc sử dụng rộng rãi vì:u điểm cơ bản của nó là tinh toàn năng và linh hoạt trong sản xuất khi thay đổi kết cấu sản phẩm này sang kết cấu sản phẩm khác mà không cần phải đầu t lớn
Căn cứ vào kết cấu của cọc,có bảng thống kê kích thớc sau:
Trang 118 0.942 10 9.42 3.63
1 Kế hoạch cung cấp và gia công cốt thép cho sản phẩm:
- Kế hoạch cung cấp các loại cốt thép theo đờng kính và chiều dày + Trờng hợp cha kể hao hụt
-Kế hoạch cung cấp các loại linh kiện cốt thép:
+ Trờng hợp cha kể đến hao hụt
Trang 12đến 1.5m,còn trọng lợng mỗi cuôn không dới 80kg.
+Thép tấm là các tấm lớn có kích thớc nh sau:
Thép sau khi đựoc ôtô vận chuyển về nhà máy đợc cần trục tự hành vận chuyển lên xe goòng và theo hệ thống đờng ray đa vào kho thép
Trang 13hình sản phẩm.Nên vị trí của kho cốt thép đựoc bố trí tiếp cận hợp lý phân ởng cốt thép.
x-Diện tích kho thép xác định theo công thức sau:
Fk=(Qt.Zt.k)/n.pTrong đó:
Qt –lợng cốt thép cần gia công trong 1 năm của phân xởng.T/năm
Zt – thời gian dự trữ cốt thép trong kho,Zt=7-30 ngày
K – hệ số tính đến lối đi lại,k=2.5
P – mật độ xếp cốt thép trong kho:p=1.2 T/m2 đối với thép
cuộn;p=3.2 đối vối thép thanh;p=2 đối với thép góc và thép hình
n-số ngày làm việc thực tế của phân xởng ,n=245 ngày
Diện tích để chứa thép thanh:
3 Công nghệ chế tạo cấu kiện cốt thép
Các linh kiện cốt thép cung cấp cho tuyến tạo hình đợc tổ hợp từ các chi tiết riêng biệt,theo nguyên tắc sơ đồ công nghệ sau:
Cắt sơ bộLàm sạch gỉUốn và cắt đúng kích thước
Tổ hợp khung cốt thép
