ch__ng 1

- Yêu cầu chính đặt ra: + Trạm trộn bê tông xi măng có khả năng tự động trộn những mẻ bê tông hoàn chỉnh gồm các nguyên liệu sau: Đá, cát, xi măng, nước theo những công thức được yêu cầ

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TRẠM TRỘN

BÊ TÔNG XI MĂNG

1.1. Giới thiệu chung:

Cùng với nhịp độ phát triển của đất nước trên các mặt kinh tế - xã hội, hạ tầng

cơ sở của nền kinh tế nước ta không ngừng được củng cố và phát triển Do đó yêu cầu về chất l bê tông của các công trình phải được đặt lên hàng đầu

1.1.1 Cường độ của bê tông:

Cường độ của bê tông là độ cứng rắn của bê tông chống lại các lực từ ngoài

mà không bị phá hoại

Cường độ của bê tông phản ánh khả năng chịu lực của nó Cường độ của bê tông phụ thuộc vào tính chất của xi măng, tỷ lệ nước và xi măng, phương pháp đổ

bê tông và điều kiện đông cứng

1.1.2 Tính co nở của bê tông:

Trong quá trình rắn chắc, bê tông thường phát sinh biến dạng thể tích, nở ra trong nước và co lại trong không khí Về giá trị tuyệt đối độ co lớn hơn độ nở 10 lần một giới hạn nào đó độ nở có thể làm tốt hơn cấu trúc của bê tông còn hiện tượng co ngót luôn kéo theo hậu quả xấu

Bê tông bị co ngót do nhiều nguyên nhân: Trước hết là sự mất nước hoặc xi măng, quá trình Cacbon hoá Hyđroxit trong đá xi măng Hiện tượng giảm thể tích tuyệt đối của hệ xi măng-nước Co ngót là nguyên nhân gây ra nứt, giảm cường độ, chống thấm và để ổn định của bê tông, và bê tông cốt thép trong môi trường xâm thực Vì vậy đối với những công trình có chiều dài lớn, để tránh nứt người ta đã phân đoạn để tạo thành các khe co dãn

1.1.3 Tính chống thấm của bê tông:

Tính chống thấm của bê tông đặc trưng bởi độ thẩm thấu của nước qua kết cấu

bê tông Độ chặt của bê tông ảnh hưởng quyết định đến tính chống thấm của nó

Để tăng cường tính chống thấm phải nâng cao độ chặt của bê tông bằng cách đầm

kỹ, lựa chọn tốt thành phần cấp phối hạt của cốt liệu, giảm tỷ lệ nước, xi măng ở vị trí số tối thiểu Ngoài ra để tăng tính chống thấm người ta còn trộn bê tông một số chất phụ gia

1.1.4 Quá trình đông cứng của bê tông và biện pháp bảo quản:

Quá trình đông cứng của bê tông phụ thuộc vào quá trình đông cứng của xi măng thời gian đông kết bắt đầu không sớm hơn 45 phút Vì vậy sau khi trộn bê tông xong cần phải đổ ngay để tranh hiện tượng vữa xi măng bị đông cứng trước khi đổ thời gian từ lúc bê tông ra khỏi máy trộn đến lúc đổ xong 1 lớp bê tông (không có tính phụ gia) không quá 90' khi dùng xi măng pooclăng không quá 110', khi dùng xi măng pooclăng xỉ, tro núi lửa, xi măng pulơlan Thời gian vận chuyển

bê tông (kể từ lúc đổ bê tông ra khỏi máy trộn) đến lúc đổ vào khuôn và không nên lâu quá làm cho vữa bê tông bị phân tầng

- Ưu điểm nổi bật của trạm trộn là:

+ Kết cấu gọn, mặt bằng chiếm diện tích nhỏ, dễ tháo lắp động cơ

+ Các cụm máy được thiết kế chế tạo thành từng khối Hệ thống móng ghép cơ động đặt trên nền đất (không phải đổ bê tông móng) Do vậy việc tháo lắp nhanh chóng, vận chuyển thuận tiện Như vậy trạm có tính cơ động cao, phù hợp với công trình

+ Điều khiển hiện đại và thuận tiện Có thể điều khiển trạm trộn bằng một trong

ba chế độ sau:

• Tự đông hoàn toàn

• Ấn nút bằng tay

- Yêu cầu chính đặt ra:

+ Trạm trộn bê tông xi măng có khả năng tự động trộn những mẻ bê tông hoàn chỉnh gồm các nguyên liệu sau: Đá, cát, xi măng, nước theo những công thức được yêu cầu Các công thức này có thể được thay đổi ở bất cứ mẻ nào mà ta cần

+ Trạm trộn bê tông hoàn toàn tự động từ khâu nguyên liệu, cân nguyên liệu, trộn và xả nguyên liệu ra cho các phương tiện vận chuyển chở đến công trình

+ Việc trộn các mẻ bê tông có thể lặp đi lặp lại cho thành phẩm liên tục hay ta

có thể điều khiển để trộn một số mẻ khi cần

1.2 Nguyên lý làm việc của trạm:

1.2.1 Dây chuyền cấp liệu:

1.2.1.1 Cát, đá:

- Yêu cầu của cát:

+ Cát là cốt liệu nhỏ cùng với xi măng, nước tạo ra vữa xi măng để lấp đầy lổ rỗng giữa các hạt cốt liệu lớn (đá 1, đá 2) và bao bọc xung quanh các hạt cốt liệu lớn tạo ra khối bê tông đặc chắc Cát cũng là thành phần cùng với cốt liệu lớn tạo

ra bộ khung chịu lực cho bê tông

+ Cát dùng để chế tạo bê tông có thể là cát thiên nhiên hay cát nhân tạo có cỡ hạt từ 0,14 đến 5mm Chất lượng của cát để chế tạo bê tông nặng phụ thuộc chủ yếu vào thành phần hạt, độ lớn và hàm lượng tạp chất

- Yêu cầu của đá (đá dăm):

+ Đá dăm được nghiền bằng máy hoặc đập bằng búa thủ công từ các tảng đá

to thành các viên đá nhỏ Đá tốt là loại đá chưa bị phong hoá, khi đập ra đá vỡ thành từng viên vuông vắn, có góc cạnh Đá bị phong hoá, khi đập thường bở và

vỡ vụn ra Loại đá có lớp hoặc thớ rõ ràng cũng không tốt vì dòn dễ gẫy vỡ

1.2.1.2 Công dụng của van xả cát, đá:

1. Các van xả cát đá của phễu cấp liệu sẽ mở để xả nguyên liệu xuống bồn cân cho đến khi đạt (khối lượng cân/khối lượng đặt) >= tỷ lệ yêu cầu thì đóng lại

2. Lý do để đặt ra yêu cầu tỷ lệ này là do quán tính của việc xả nguyên liệu xuống bồn cân Ta không thể đợi khối lượng cân đạt bằng khối lượng mong muốn mới đóng van xả lại Khi đó khối lượng đã xả xuống bồn cân sẽ sai lệch nhiều so với khối lượng đặt Sử dụng tỷ lệ yêu cầu trong chương trình điều khiển ta sẽ dùng kinh nghiệm vận hành trạm mà đặt các tỷ lệ này sao cho khối lượng cân đạt độ chính xác cao nhất

1.2.2 Dây chuyền cấp xi măng:

1.2.2.1 Vai trò của xi măng:

Xi măng là thành phần chất kết dính để liên kết các hạt cốt liệu với nhau tạo ra cường độ cho bê tông Chất lượng và hàm lượng xi măng là yếu tố quan trọng quyết định cường độ chịu lực của bê tông

1.2.2.2 Các yêu cầu khi sử dụng xi măng để chế tạo bê tông:

- Việc lựa chọn mác xi măng là đặc biệt quan trọng vì nó vừa phải đảm bảo cho bê tông đạt mác thiết kế, vừa phải đảm bảo yêu cầu kinh tế

- Nếu dùng xi măng mác thấp để chế tạo bê tông mác cao thì lượng xi măng

sử dụng bê tông sẽ nhiều nên không đảm bảo thiết kế

- Nếu dùng xi măng mác cao để chế tạo bê tông mác thấp thì lượng xi măng tính toán ra để sử dụng cho 1m3 bê tông sẽ rất ít không đủ liên kết toàn bộ các hạt cốt liệu với nhau, do đó không đảm bảo mác bê tông cần thiết kế

3. Tuyệt đối không để xi măng lưu tồn trong phễu lưu qua ngày hôm sau để tránh vón cục do khí hậu ẩm ướt

4. Lượng xi măng cần thiết cho mẻ trộn cũng được đặt số liệu trực tiếp qua bàn phím của máy tính

1.2.3 Dây chuyền cấp nước:

Nước để chế tạo bê tông (rửa cốt liệu, nhào trộn và bảo dưỡng bê tông) phải

có đủ phẩm chất để không ảnh hưởng xấu đến thời gian tinh kết và rắn chắc xi măng và không gây ăn mòn sắt, thép

Các công trình xây dựng có thể ở gần hoặc xa thành phố, vì vậy có thể có những nguồn nước khác nhau Tốt nhất là dùng nước máy, nơi không có nước máy

thì dùng nước sông, nước giếng nhưng phải xác định nước có dùng để trộn bê tông được không

Nước đảm bảo yêu cẩu sử dụng được nạp qua máy bơm đưa vào bồn chứa nước chính, nhờ bơm nước hoạt động do vậy nước bơm tuần hoàn trong các ống dẫn chở về thùng

Khi cần nạp nước vào thùng cân, xi lanh nạp nước sẽ được hoạt động xoay van nạp nước để dòng nước chảy xuống phễu cho đủ lượng nước yêu cầu

Lượng nước dùng trong mỗi mẻ trộn cũng được nạp số liệu trực tiếp qua bàn phím của máy tính

Sau khi nước được nạp qua phễu cân, nó được xả xuống thùng trộn để thực hiện quá trình trộn ướt của mẻ trộn

Nguyên tắc làm việc chung của trạm trộn bê tông tươi:

Trạm trộn bê tông là một tháp cao khoảng 20-25m, bên trong đặt máy móc

Đá và cát từ các kho bãi lên chứa sẵn vào các thùng phểu trên cao Bên dưới thùng phểu có đặt các cân tự động, khi vật liệu từ trên đổ xuống đến 1 trọng lượng ấn định nào đó thì cân tự động đóng miệng phểu tiếp liệu lại, ngăn không cho vật liệu

đổ xuống xe kíp nữa Khi cát, đá 1, đá 2 được xả xuống xe kíp xong, xe kíp được

di chuyển lên cao bằng hệ tời kéo và được xả vào thùng trộn chính Thùng trộn chính có dạng hình trụ tròn, bên trong có lắp các cánh, khi cánh quay (hoặc cối quay) nó trộn đều cốt liệu, sau 1 số vòng quay vật liệu được trộn đều

Xi măng sau khi chuyển lên bằng hệ thống ống kín trong có trục vít tải, được nạp vào phễu cân và xả xuống thùng trộn Cốt liệu (cát, đá 1, đá 2, xi măng) được trộn khô trước trong vòng 810s Tiếp theo đó, nước sau khi được nạp qua phễu cân cũng được xả xuống thùng trộn tiếp tục trộn ướt trong thời gian khoảng 3035s

Thời gian thực hiện toàn bộ mẻ trộn khoảng 4045sec Sau đó thành phẩm

bê tông sẽ được xả xuống phễu trung gian và xả xuống ô tô chở ở phía dưới nhờ

hệ thống cửa mở thùng trộn Toàn bộ thao tác hoạt động của chu kỳ nạp, xả, trộn

và xả thành phẩm được thực hiện hoàn toàn tự động nhờ sự điều khiển trực tiếp của hệ thống điều khiển PLC+ PC+ TD

Mỗi ngày máy có thể sản xuất ra hàng trăm mét khối bê tông tươi

1.3 Điều kiện vận hành trạm:

1.3.1 Đối với công nhân vận hành:

Trạm chỉ được vận hành khi số công nhân đựoc bố trí đủ với số vị trí làm việc đặt ra trong dây chuyền

1.3.2 Đối với máy móc thiết bị của trạm:

Trạm được vận hành khi các hệ thống được bảo dưỡng trước và sau ca làm việc theo yêu cầu và toàn bộ các cum máy của nó trong điều kiện hoạt động tốt Mọi trục trặc kỹ thuật của trạm đều được xử lý và khắc phục trước khi vận hành chính thức

1.3.3 Yêu cầu đối với nguồn điện và vật liệu:

Nguyên vật liệu dùng để trộn ra thành phẩm bê tông xi măng gồm có: cát, đá các loại, xi măng và nước đều phải đạt yêu cầu của tư vấn giám sát công trình

5. Đối với cát và đá chỉ được sử dụng ở mức độ ẩm thông thường dưới 5%, nếu cát và

đá quá ướt (sau khi trời mưa) thì không nên trộn ngay

6. Nguồn cấp liệu cho trạm với nguồn động lực là 380V/50Hz, yêu cầu ổn định về tần

số và điện áp, đặc biệt đối với trường hợp sử dụng máy phát thì sai số điện áp dưới 5% và tần số dưới 1%

1.4 Một số qui định an toàn trong vận hành trạm:

1.4.1 Trước khi vận hành:

- Các cụm máy được tiếp đất theo qui định của ngành điện buộc phải kiểm tra trước khi vận hành

- Các tiếp điểm dùng để đấu điểm, cầu dao điện phải có vỏ bọc che chắn đảm bảo an toàn về điện trước khi vận hành

- Các cụm lan can cầu thang, tay vịn của trạm được lắp ráp đầy đủ trước khi vận hành

- Trạm có sử sụng máy nén khí nhất thiết phải sử dụng trong thời gian đăng kiểm an toàn cho phép

- Các cụm máy làm việc ở trạng thái bình thường không có sự cố, kiểm tra siết chặt toàn bộ các bu lông liên kết quan trọng như: Khoá cáp, bu lông thùng trộn, bu lông treo các đầu cân… để tránh trường hợp bị tuột hoặc lỏng khi làm việc

- Trước khi vận hành, chú ý kiểm tra các phương tiện phòng cháy chữa cháy

1.4.2 Trong khi vận hành:

- Trong khi vận hành, tất cả các công nhân làm việc phải tuân thủ theo các qui định, qui chế về an toàn lao động, không tự ý bỏ đi xa vị trí làm việc

- Không đứng dưới khu vực xe kíp chuyển động và khu vực xả bê tông, xi măng (không đứng dưới khu vực tháp trộn)

- Muốn điều chỉnh phải dừng hẳn máy, sau khi chỉnh xong mới cho vận hành trở lại

- Nếu có hoả hoạn xảy ra, trong mọi tình huống phải xử lý ngay bằng các phương tiện phòng cháy chữa cháy sẵn có và báo cho cứu hoả

- Những người trong trạng thái thần kinh không bình thường, say rượu… không được vạn hành máy

- Những người khụng cú nhiệm vụ, khụng được tự ý đi lại dưới khu vực trạm đang hoạt động

1.4.3 Sau khi vận hành:

- Dừng cỏc mỏy theo qui định đặt ra

- Ngắt điện cầu dao và che kớn trỏnh nước mưa

- Làm sạch cỏc vị trớ làm việc để xe kớp chạy vào đỳng khu vực phớa dưới, làm sạch buồng trộn

- Tắt điện toàn bộ khu vực trạm, kiểm tra tiếp đất cụm chống sột, khoỏ cửa cabin và bàn giao cho bảo về cỏc thiết bị

1.5 Qui định vận hành trạm:

1.5.1 Sơ đồ cụng nghệ trạm trộn bờ tụng xi măng:

cat

Đỏ 1

Đỏ 2

Thựng Trộn

đỏ

Cat

C t li u ố ệ

N ướ c

Ph gia ụ

Hình I.1: Mô hình trạm trộn bê tông tự động.

đ ng ộ

1.5.2 Chuẩn bị vật liệu, xi măng:

- Vật liệu, xi măng phải được chuẩn bị đầy đủ trước khi vận hành trạm.

1.5.3 Khởi động trạm theo thứ tự:

- Khởi động thùng trộn

- Khởi động máy nén khí

- Khởi động xe kíp (chạy thử) chưa có vật liệu

- Kiểm tra các van, khởi động bơm nước cho tuần hoàn nước

- Tiến hành định lượng vật liệu để trộn bằng hệ thống điều khiển:

+ Cân vật liệu

+ Cân nước, cân xi măng

1.5.4 Thứ tự dừng trạm:

- Thứ tự dừng trạm ngược lại với quá trình khởi động, không để tồn đọng vật liệu, xi măng trong phễu chứa, phễu lưu, vệ sinh sạch buồng trộn bằng nước

Kết luận:

+Đất nước đang trong thời kỳ CNH-HĐH, hạ tầng cơ sở của nền kinh tế nước ta không ngừng được củng cố và phát triển Do đó yêu cầu về chất lượng bê tông của các công trình là cấp thiết Để đáp ứng yêu cầu về số lượng và chất lượng bê tông cho các công trình, trạm trộn bê tông xi măng được thiết kế.

+Chương 1 giới thiệu chung về trạm trộn bê tông và nguyên lý hoạt động của trạm.