BỘ CÔNG tác đầm lăn THI CÔNG mặt ĐƯỜNG bê TÔNG XI MĂNG

Thi công đầm và hoàn thiện bằng máy VF-450: Tùy theo bề dày lớp bê tông, độ sụt bê tông mà ta điều chỉnh tốc độ di chuyển, tần số rung của trống lăn phù hợp.. CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH Đ

Trang 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1.Lịch sử phát triển đường bê tông xi măng

1.1.1. Lịch sử phát triển đường bê tông xi măng trên thế giới

Mặt đường bê tông xi măng xuất hiện vào cuối thế kỷ XIX, bắt đầu ở Anh vàonhững năm 1950, sau đó lan dần sang Pháp, Đức, Mỹ và Nga… Trong suốt hơn 100năm qua, mặt đường bê tông xi măng đã được tiếp tục xây dựng và phát triển ở hầu hếtcác nước trên thế giới, tập trung nhiều nhất ở các nước có nền kinh tế phát triển như:Canada, Hoa Kỳ, Đức, Anh, Bỉ, Hà Lan, Australia, Trung Quốc

- Tại Mỹ: Mặt đường bê tông xi măng chiếm khoảng 9% của 49.0179 km đường đôthị và 4% của 1.028.491km đường ngoài đô thị

- Tại tỉnh Québec Canada có 1.239km (đường 2 làn xe) trong đó tổng số 29000kmđường (khoảng 4%) là mặt đường bê tông xi măng nhưng lại phục vụ tới 75%lượng giao thông ở Québec

- Tại Đức, mặt đường bê tông xi măng không cốt thép, phân tấm chiếm khoảng 25%mạng lưới đường cao tốc với lưu lượng giao thông cao

- Tại Áo: Đường cao tốc chiết khoảng 25% mạng lưới đường bộ quốc gia (14.00km),trong đó mặt đường bê tông xi măng chiếm 2/3 khối lượng đường cao tốc

- Tại Bỉ, mạng lưới đường khoảng 134.000km, gồm đường cao tốc, đường tỉnh,đường địa phương và đường nông thôn Trong đó, đường cao tốc có khoảng 1.700

km, tức là chỉ hơn 1% Mặt đường bê tông xi măng chiếm khoảng 40% đường caotốc và 60% đường nông thôn Tổng cộng, mặt đường bê tông xi măng chiến khoảng17%

- Tại Hà Lan, mạng lưới đường ô tô có khoảng 113.000 km, khoảng 2.300 km làđường cao tốc, chỉ khoảng 2% về chiều dài nhưng những con đường cao tốc nàyphục vụ 38% lưu lượng giao thông Hà Lan còn khoảng 140km đường khu vực cómặt bê tông xi măng không cốt thép, phân tấm Tổng cộng, mặt đường bê tông ximăng chiếm khoảng 4% mạng đường ô tô Ngoài ra, Hà Lan còn có 20.000kmđường xe đạp, trong đó 10% là mặt đường bê tông xi măng

Trang 2

- Tại Anh, mạng lưới đường có khoảng 285.000 km, trong đó có 1.500km là mặtđường BTXM

- Tại Australia, mặt đường bê tông xi măng chiếm khoảng 67% đường cao tốc

- Tại Trung Quốc, mặt đường bê tông xi măng chiếm khoảng 60% đường cao tốc

1.1.2. Lịch sử phát triển đường bê tông xi măng tại Viêt Nam

Năm 1975, mặt đường bê tông xi măng được xây dựng tại đường Hùng Vương,

Theo thống kê của bộ GTVT, tổng số đường giao thông nông thôn trong cả nướcbao gồm 172437 km, trong đó có 0,56% mặt đường bê tông nhựa và 7,2% mặt đườngnhựa hoặc bê tông xi măng

Hiện nay, việc xây dựng đường bê tông xi măng đang được quan tâm và pháttriển đường giao thông tại Việt Nam

1.1.3. Ưu, nhược điểm của đường bê tông xi măng

• So sánh ưu nhược điểm của đường bê tông xi măng và đường asphalt

Trang 3

Bảng 1.1 So sánh đường bê tông xi măng và đường Asphalt

Tầm nhìn tốt

Độ bền thấpTầm nhìn kém

Nhược điểm Thời gian bảo dưỡng dài

Cảm giác lái xe khôngthoài mái do các mối nốiKhó sửa chữa

Yêu cầu máy móc thiết bịnhiều

Có thể đưa và sử dụngsớm

Cảm giác lái xe thoải mái

Dễ sửa chữaThiết bị đơn giản

• Những ưu điểm khác của đường bê tông xi măng

- Đường bêtông xi măng làm giảm khoảng trượt di khi dừng gấp của phương tiệngiao thông

Đối với người sử dụng thì bề mặt cứng của đường bêtông là quan trọng về khíacạnh an toàn Trong mùa mưa, các vết lún trên đường asphalt sẽ là nơi tụ nước và làmtăng khả năng trượt của bánh xe (hiệu ứng thuỷ phi cơ - hydroplaning)

- Đường bêtông xi măng cho phép tiết kiệm nhiên liệu đối với xe tải nặng

Xe tải nặng gây biến dạng lớn hơn trên mặt đường mềm so với mặt đường cứng.Biến dạng tăng này của lớp phủ là cách hấp thụ một phần năng lượng của xe Do vậy

có thể đưa ra giả thuyết là khi xe chạy trên đường mềm sẽ tốn nhiên liệu và năng lượnghơn đường bêtông xi măng làm giảm biến dạng đường và do vậy tiết kiệm nhiên liệuhơn

- Đường bê tông xi măng làm tăng tầm nhìn ban đêm

Trang 4

Hình 1.1 Chiếu sáng trên mặt đường bê tông xi măng và asphalt

Lớp phủ bê tông xi măng đường được biết có khả năng làm tăng tầm nhìn của lái

xe ban đêm Bê tông xi măng có màu sáng tự nhiên và phản xạ ánh sáng của đèn ô tôcũng như đèn đường tốt hơn đường asphalt sẫm màu hơn Sự khác biệt này được thấy

rõ qua các ảnh trong hình 1.1

- Đường bê tông xi măng tạo tiện lợi và chất lượng hơn

Kết quả nghiên cứu trước đây được cho thấy trong thời gian đầu đường asphaltcho sự tiện nghi và êm hơn khi chạy, tuy nhiên sau một thời gian ngắn thì laị thể hiệnkém hơn đường bê tông xi măng

- Chạy trên đường bê tông xi măng ít tiếng ồn

Mức tiếng ồn bên đường cũng liên quan đến dân cư khi xác định vật liệu làm mặtđường Kết quả nghiên cứu 5 năm cho thấy mức tiếng ồn của bên đường bê tông ximăng trung bình cao hơn 2-4 dexibel so với đường asphalt Cần lưu ý rằng độ ồn khinói chuyện bình thường là 60-70 dexibel, còn nói thì thầm là 20 dexibel

Giá thành xây dựng mặt đường bê tông xi măng thì lại cao hơn nhiều so với mặtđường bê tông asphalt, cao hơn bao nhiêu thì còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố Chính vì

lý do này nên mặc dù có nhiều ưu điểm hơn so với mặt đường bê tông asphalt, tuy

Trang 5

để thi công mặt đường, sân bay, bến cảng

1.2.1.1. Máy hoàn thiện bê tông xi măng Д-182A:

Đây là loại máy hoàn thiện bê tông xi măng tự hành và có 4 bộ phận làm việc,chiều rộng không thay đổi là 7,0 m Độ dày mặt đường gia công lớn nhất là 20 cm Giacông bề mặt đường bằng 2÷3 lượt Máy có thể gia công được đường một mặt phẳnghoặc đường 2 mặt phẳng nghiêng với nhau

Hình 1.2 Máy hoàn thiện BTXM Д -182A

1-Tấm đầm rung; 2-Trục nâng tấm đầm rung; 3-Động cơ; 4-Tấm trang phẳng; Bánh tỳ tấm trang; 6-Tấm san phẳng; 7-Trục nâng tấm san; 8-Dẫn động đầm búa;

Trang 6

5-CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

9-Đầm búa; 10-Bánh tỳ đầm búa

Máy hoàn thiện Д-376: Dựa vào kinh nghiệm sử dụng và kết quả thử nghiệm cácthông số của máy Д -376 đã được lựa chon hợp lý, do đó mặc dù có công suất nhỏ hơnnhưng chất lượng công việc tốt hơn Công suất của máy Д -376 có thể đạt 73 m3/h vàsau một lượt đi máy có thể gia công mặt đường độ dày đến 50 cm Kết cấu của máy(hình 1.22) là dạng xe tự hành Trên khung xe có động cơ, hệ thống truyền động đếncác bộ làm việc và di chuyển máy Máy có 3 bộ làm việc gồm: trục san vật liệu (2),tấm đầm rung (1) và tấm trang (7)

Hình 1.3 Máy hoàn thiện BTXM Д-376

1 - Tấm đầm; 2-Trục xẻng phân phối; 3-Cơ cấu nâng trục xẻng; 4-Cơ cấu nâng tấmgạt; 5-Cơ cấu nâng tấm đầm; 6-Cơ cấu nâng khung; 7-Tấm trang; 8-Khung

Đặc điểm đặc biệt của máy này là cạnh trước của máy đầm rung có chuyển độngtiến lùi theo phương thắng đứng Nhờ đó cường độ đầm lèn vật liệu cao, chất lượngđầm tốt, nước và không khí bị đẩy ra khỏi hỗn hợp bê tông, độ chặt tốt hơn Tuy nhiênloại máy Д-376 không chiếm ưu thế sử dụng, vì kết cấu đặc biệt của đầm rung sẽ làmcho thời gian tiếp xúc giữa đầm và vật liệu giảm xuống

1.2.1.2 Máy rải bê tông xi măng cốp pha trượt

Đây là loại máy rải bê tông xi măng hiện đại và có công suất rải lớn nhất trên thế

Trang 7

Hình 1.4 Máy cốp pha trượt Gomaco Comander III

giới hiên nay, có thể kế đến 2 dòng máy tiêu biểu trên thế giới là máy Commander IIIcủa hãng Gomaco và máy SP500 của hãng Wirtgent Khối lượng máy khá đồ sộ để đỡtoàn bộ hệ thống khuôn trượt, đầm thủy lực, hệ thống động lực điều khiển.v.v Máy dichuyển trên các bộ bánh xích bốn chân hoặc 2 chân Công suất rải BT cao, rất phù hợp

để thi công các công trình đường cao tốc, đường sân bay Dây chuyền thiết bị thi cônghoàn chỉnh khổ đường rộng 6m

1.2.1.3 Máy rải ba trống lăn

Đây là loại máy xếp sau dòng máy kể trên về năng suất và tính năng hiện đại.Một bộ máy thi công bao gồm máy đầm bê tông di chuyển trên ván khuôn đi trước và 3trống lăn đi sau Máy đầm bê tông có kết cấu giàn treo các máy đầm dùi, có hệ thống di

chuyển và nâng hạ bộ đầm dùi khi thi công

Trang 8

Hình 1.6 Máy rải BTXM Gomaco C450

Hình 1.5 Máy rải ba trống lăn

1.2.1.4 Máy rải bê tông xi măng bằng trống lăn ngang

Trên thị trường có thể kể đến Máy C450 của hãng Gomaco – Mỹ là 1 đại diệntiêu biểu cho dòng sản phẩm này trên thế giới Giá cho 1 dây chuyền C450 thi cônghoàn chỉnh khổ đường rộng 6 m là 3 tỷ đồng Việt Nam Ngoài ra các nước như Ấn Độ,Trung Quốc, Hàn Quốc cũng đã chế tạo được thiết bị loại này và được sử dụng rộngrãi

Phương pháp thi công bằng trống lăn ngang là một giải pháp tối ưu được nhiềunhà thầu lựa chọn nhờ chi phí đầu tư vừa phải, thi công hiệu quả và có thể dùng chonhiều công trình có bề rộng đường khác nhau

Các máy rải và hoàn thiện bê tông xi măng do các hãng nước ngoài sản xuất và

được các công việc thi công xây dựng đường bê tông xi măng tại Việt Nam Tuy nhiên

do giá thành nhập khẩu quá cao, nên hầu hết chúng ta chỉ nhập máy đã qua sử dụng.Mặt khác, hiện nay do bản quyền công nghệ chế tạo nên chưa có công bố khoa học nào

về nghiên cứu máy rải và hoàn thiện bê tông xi măng nói chung và thiết bị công táctrống lăn nói riêng

1.2.2. Tại Việt Nam

Trang 9

Ở Việt Nam, một số đơn vị đã từng nhập thiết bị thi công hiện đại trên thế giới về

để thực hiện các dự án : Sân bay Tân Sơn Nhất, sân bay Cần Thơ, Đường Hồ ChíMinh, đường Đông Trường Sơn… Các đơn vị đã đầu tư được thiết bị thi công hiện đại

ở Việt Nam gồm có: Tổng công ty Xây dựng công trình Giao thông 6 ( 4 bộ ); Tổngcông ty Xây dựng Công trình Giao thông 4 ( 1 bộ), Công ty Xây dựng Công trình HàngKhông ACC – BQP ( 5 bộ ); Tập đoàn Xây dựng Xuân Trường ( 2 bộ ); Tập đoànBecamex ( 1 bộ ); Công ty 36 BQP (1 bộ); Công ty Cp Licogi 16 ( 1 bộ ), Công ty CP

Tuy nhiên chỉ có các đơn vị lớn và có nguồn lực mạnh mới đủ khả năng nhậpcác thiết bị hiện đại về vì chi phí đầu tư cho 1 dây chuyền thi công đường bê tông hiệnđại khi về đến Việt Nam là khá cao Đây là một hạn chế lớn khi triển khai đại trà xâydựng đường bê tông xi măng vì chi phí thiết bị cao sẽ làm tăng chi phí đầu tư ban đầuxây dựng đường bê tông xi măng Trong khi đó còn nhiều dự án đường giao thôngnông thôn sử dụng bê tông ở Việt Nam còn thi công bằng phương pháp thủ công, bán

cơ giới thô sơ nên chất lượng công trình còn nhiều hạn chế, tiến độ chậm

Hình 1.7 Thi công thủ công tại một số tuyến đường giao thông nông thôn`

Để đáp ứng việc xây dựng và thi công đường bê tông xi măng ở Việt Nam, đã cónhiều loại máy được chế tạo và thiết kế

1.2.2.1. Tổ hợp máy thi công mái kênh

Trang 10

Vào năm 2009 thiết bị đầu tiên dưới dạng này được chế tạo cung cấp cho dự án

bê tông mái dốc kênh thủy lợi Phước Hòa – Bình Dương Đây là dự án lớn sử dụngnguồn vốn ODA nên yêu cầu về công nghệ thi công cao, tuy nhiên thiết bị do trườngĐại Học Bách Khoa chế tạo đáp ứng mọi yêu cầu khắt khe nhất của dự án, đảm bảotiến độ yêu cầu và trên hết đem lại lợi ích lớn về kinh tế, nâng cao thương hiệu cho cácnhà thầu

Hình 1.8 Mô hình cụm máy rải mái nghiêng [12]

Trang 11

Hình 1.9 Hình ảnh thi công thực tế tại kênh thủy lợi Phước Hòa [12]

Đứng trước nhu cầu về thiết bị thi công phục vụ cho chiến lược sử dụng bê tông

xi măng để xây dựng hệ thống giao thông ở Việt Nam Công ty Việt Thịnh Phát đã phốihợp với trường Đại Học Bách Khoa tp.HCM nghiên cứu chế tạo thiết bị rải bê tông mặtngang ứng dụng trong thi công đường bê tông xi măng, sân bay, bãi đỗ, bến cảng bằng

bê tông xi măng Kinh nghiệm thực tiễn qua việc cung cấp thiết bị rải bê tông máinghiêng ở dự án thủy lợi Phước Hòa nên đơn vị đã mạnh dạn đầu tư nghiên cứu cảitiến để cho ra đời công nghệ tiến tiến nhất và phù hợp với điều kiện thi công ở ViệtNam

1.2.2.2. Máy rải bê tông bằng trống lăn VF-450

1.2.2.2.1. Giới thiệu chung

Máy rải và hoàn thiện bề mặt bê tông xi măng được chế tạo tại Việt Nam theocông nghệ Hoa Kỳ dưới sự hợp tác chế tạo của công ty Việt Thịnh Phát, Trường ĐạiHọc Bách Khoa Tp.HCM Quá trình thiết kế được tiến hành tại trường Đại Học BáchKhoa,ứng dụng các phần mềm chuyên dụng SAP,Inventor, Visual Nastral kiểmnghiệm mọi yêu cầu về kỹ thuật, mỹ thuậtcủa máy trên máy vi tính trước khi chế tạo.Máy được gia công, lắp đặt tại nhà máy Liên Hợp Z751 Bộ Quốc Phòng, một phầnđược chế tạo tại Xưởng Cơ Khí trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM

Trang 12

Hình 1.10 Mô hình 3D máy VF-450

Máy được di chuyển trên ray vuông hoặc tròn chạy dọc theo chiều dài cần rảithảm bê tông xi măng Bộ phận công tác di chuyển theo phương ngang để san, đầm vàhoàn thiện bề mặt bê tông Tốc độ di chyển của máy cũng như tốc độ làm việc của bộphận công tác được điều khiển với các thông số phù hợp với yêu cầu của công việc.Khung máy: chế tạo bằng thép cường lực cao, chắc chắn, thẩm mỹ Khung máy đượclắp ráp từng modul đáp ứng các yêu cầu thi công đường với các khổ rộng khác nhau,tháo lắp nhanh chóng và dễ vận chuyển Bộ phần san đầm bề mặt bê tông: Là một cụmmáy bao gồm tang trống có đường kính 25cm , dài 120cm có tần số rung phù hợp vớitừng kết cấu bê tông để nén chặt và hoàn thiện bề mặt bê tông Phía trước theo hướng

di chuyển của tang trống là một vít xoắn đường kính 25cm dài 40 cm có tác dụng sanđều bề mặt bê tông trước khi đầm

Trang 13

Hình 1.11 Chi tiết máy VF-450

Toàn bộ phần san đầm bề mặt bê tông đặt trên xe con di chuyển dọc theo giànthép và theo phương ngang với chiều rải thảm bê tông Động cơ Honda thân thiện môitrường nhờ mức xả khí thải thấp.Đặc biệt các dòng sản phẩm của Honda được đánh giá

là có mức tiêu hao nhiên liệu vượt trội so với các động cơ khác Hệ thống thủy lực:Bơm thủy lực xuất xứ châu Âu đảm bảo độ bền và tính năng hoạt động ổn định, độ tincậy cao Ca bin điều khiển: Được đặt ở vị trí có thể quan sát hết các hoạt động của máy

và tạo được cảm giác thoải mái cho người vận hành Các cơ cấu điều khiển, bảng hiểnthị thông số được đặt ở cùng vị trí trên bảng điều khiển giúp thao tác nhanh và thuậntiện

1.2.2.2.2. Thông số kỹ thuật chính:

- Tốc độ di chuyển : 0-10 m/phút

- Chiều rộng mặt đường thi công : 3-20 m, bề dày tối đa 450mm

- Năng suất rải : 150 m2/giờ đối với tang trống đơn và 300 m2/giờ đối với tang trốngkép

- Áp suất dầu thủy lực : 160 bar

- Công suất : 40Hp

- Có thể trang bị bộ đầm dùi thủy lực hoặc đầm bàn thủy lực để đầm sâu, đầm có lướithép

1.2.2.2.3. Quy trình thi công:

- Bước 1: San phẳng và lu lèn nền đường hoặc bãi trước khi rải bê tông

- Bước 2: Lắp đặt cốp pha và ray, máy có thể chạy trên cốp pha nếu cốp pha đượcchế tạo theo hướng dẫn của nhà sản xuất

- Bước 3 Lắp đặt và căn chỉnh cao độ máy phù hợp với bề dày bê tông cần rải thảm

- Bước 4.Rải bê tông: Có nhiều biện pháp để rải bê tông

+ Đổ trực tiếp bằng xe tải tự đổ hoặc xe chuyển trộn

+ Dùng băng tải tự động rải bê tông từ xe chuyển trộn

+ Dùng xe bơm bê tông có cần phân phối

- Bước 5 Thi công đầm và hoàn thiện bằng máy VF-450: Tùy theo bề dày lớp bê tông, độ sụt bê tông mà ta điều chỉnh tốc độ di chuyển, tần số rung của trống lăn phù hợp Nhờ có trống lăn mà bề mặt bê tông được lèn chặt, nhẵn với độ nhấp nhô

là nhỏ nhất

Trang 14

- Bước 6 Cắt khe co giãn: Khe co giãn có thể được cắt bằng máy cắt ướt hoặc khô

Hình 1.12 Khung giàn máy VF450

1.2.2.2.4 Phân tích hiệu quả sử dụng thiết bị VF-450 khi thi công đường bê tông

xi măng

- Khổ rộng 6m, dày 350mm

- Giá đầu tư: chỉ 1,5 tỷ, bằng 50% máy nhập từ Mỹ với thông số kĩ thuật tươngđương

- Nhân lực vận hành: kỹ thuật viên - 1 người, công nhân - 4 người

- Tốc độ thi công: 0,4km/ca

Ưu điểm:

- Chi phí rẻ, khấu hao nhanh, giảm định mức thi công, giảm chi phí đầu tư dự án

- Có thể thi công được mọi loại khổ đường từ 3m đến 20m, chỉ cần bổ xung thêmkhung

- Thiết bị gọn nhẹ, chi phí vận chuyển thấp

- Công nghệ có tính tự động hóa cao, chỉ cần 1 người vận hành

- Chất lượng đường bê tông xi măng được đảm bảo, sai số kích thước <2mm.Nhược điểm:

- Tốn thêm chi phí làm cốp pha, chế tạo ray

- Khó khăn khi làm đường bê tông có bề dày lớn trên 450mm

1.2.2.3. Máy đầm, là phẳng mặt đường bê tông xi măng VTr.B1

1.2.2.3.1. Giới thiệu chung

Trang 15

Hình 1.13 Thi công đường bê tông xi măng bằng máy VTr.B1

1.2.2.3.3. Ưu nhược điểm của máy

- Kết cấu máy đơn giản

- Hiệu quả đầm cao

- Đảm bảo được độ chặt và độ phẳng của mặt đường bê tông đầm

- Dễ sử dụng, dễ bảo trì sửa chữa, giá thành thấp

1.3. Tiêu chuẩn đường BTXM tại Việt Nam

1.3.1. Tiêu chuẩn bề rộng đường bê tông xi măng

Áp dụng tiêu chuẩn đường Việt Nam: TCVN 4054:2005 để ta đưa ra những thông

số đường tiêu chuẩn, và là thông số để khảo sát thiết kế máy

Ở đây, bề rộng đường là một thông số tiêu chuẩn và ảnh hưởng trực tiếp đến tínhtoán Thông số bề rộng đường phụ thuộc và loại đường, đia hình, và lưu lượng xe cộlưu thông trên đường đó Qua đó người ta chia tiêu chuẩn đường như sau:

Trang 16

Chức năng của đường

Cao tốc > 25 000 Đường trục chính, thiết kế theo TCVN 5729 :

Cấp IV > 500

Đường nối các trung tâm của địa phương, cácđiểm lập hàng, các khu dân cư

Cấp V > 200 Đường phục vụ giao thông địa phương Đường

tỉnh, đường huyện, đường xã

Cấp VI < 200 Đường huyện, đường xã

*) Trị số lưu lượng này chỉ để tham khảo Chọn cấp hạng đường nên căn cứvào chức năng của đường và theo địa hình

Với sự phân chia cấp đường TCVN cũng qui định bề rộng đối với từng cấpđường như sau:

Trang 17

2,50(2,00)

1,00(0,50)

1,00(0,50) 1,50Chiều rộng nền

1) Chiều rộng dải phân cách giữa có cấu tạo nói ở điều 4.4 và Hình 1 Áp dụng trị

số tối thiểu khi dải phân cách được cấu tạo bằng dải phân cách bê tông đúc sẵnhoặc xây đá vỉa, có lớp phủ và không bố trí trụ (cột) công trình Các trường hợpkhác phải bảo đảm chiều rộng dải phân cách theo quy định ở điều 4.4

2) Số trong ngoặc ở hàng này là chiều rộng phần lề có gia cố tối thiểu Khi có thể,nên gia cố toàn bộ chiều rộng lề đường, đặc biệt là khi đường không có đường bên

Trang 18

Chiều rộng tối thiểu của lề

đường*), m

1,5 (gia cố1,0m)

1,0 (gia cố0,5m)

1,5( gia cố1,0m ) 1,25

*) Số trong ngoặc ở hàng này là chiều rộng phần lề có gia cố tối thiểu Khi cóthể, nên gia cố toàn bộ chiều rộng lề đường, đặc biệt là khi đường không cóđường bên dành cho xe thô sơ

• Nhận xét: Ở đây, trên phương diện thiết kế máy thi công đường bê tông xi măng ởđịa hình vùng đồng bằng và đồi, thì bề rộng đường thay đổi từ 6,5m cho loại cấpthiết kế đường VI, và lớn nhất là 32,5m ho loại cấp thiết kế đường I Riêng vớiđường cao tốc, theo tiêu chuẩn TCVN 5729: 2012 thì bề rộng đường cao tốc quiđịnh bề rộng nền đường là 27m Với bề rộng đường thay đổi, ta cần thiết kế máy cóthể thay đổi được kết cấu sao cho có thể thi công được với bề rộng đường thay đổi.1.3.2. Tiêu chuẩn mác bê tông xi măng và độ dày bê tông thi công đường

Theo tiêu chuẩn Việt Nam về xây dựng đường bê tông nông thôn, yêu cầu bêtông xi măng thi công đường như sau:

Trang 19

1.3.3. Yêu cầu độ chặt bê tông xi măng đường

Theo tiêu chuẩn, độ đầm chặt lớp mặt bê tông xi măng từ 0,93

1.4. Tìm hiểu về bê tông xi măng

1.4.1. Khái niệm bê tông xi măng

- Bê tông là loại vật liệu đá nhân tạo nhận được bằng cách đổ khuôn và làm rắn chắcmột hợp hợp bao gồm chất kết dính, nước, cốt liệu (cát, sỏi hay đá dăm) và phụ gia.Thành phần hỗn hợp bê tông phải đảm bảo sao cho sau một thời gian rắn phải đặtđược những tính chất cho trước như cường độ, độ chống thấm…

- Hỗn hợp nguyên liệu mới nhào trộn gọi là hỗn hợp bê tông

- Hỗn hợp bê tông sau khi cứng rắn chuyển sang trạng thái đá gọi là bê tông

- Trong bê tông, cốt liệu đóng vai trò là bộ khung chịu lực Hồ chất kết dính bao bọcxung quanh hạt cốt liệu Sau khi cứng rắn, hồ chất kết dính gắn liên kết các hạt cố tliệt thành một khối tương đối đồng nhất và được gọi là bê tông

- Bê tông là vật liệu giòn, cường độ chịu nén lớn, cường độ chịu kéo thấp

1.4.2. Những tính chất của bê tông xi măng

Vật liệu BTXM có khá nhiều những tính chất, tuy nhiên với phạm vi của đề tài tanghiên cứu sơ bộ những tính chất cơ bản của bê tông xi măng tươi

1.4.2.1. Tính dẻo của hỗn hợp bê tông xi măng

1.4.2.1.1. Các tiêu chí đánh giá tính dẻo

 Độ sụt (độ lưu động)

Trang 20

Độ sụt của bê tông xi măng được xác định bằng khuôn hình nón cụt có kích thướcphụ thuộc vào cỡ hạt lớn nhất của cốt liệu, hoặc độ cứng Cách xác định theo TCVN3106:1993

Cách xác định độ lưu động của bê tông xi măng tươi:

Dùng côn để thử độ lưu động của hỗn hợp bê tông có kích cỡ hạt lớn nhất của cốt liệu tới 40mm, còn để thử hỗn hợp có cỡ hạt lớn nhất của cốt liệu bằng 70 hoặc 100mm Trước khi xác định phải tẩy sạch bê tông cũ, dùng giẻ ướt lau sạch mặt trong của khuôn và các dụng cụ khác mà trong quá trình thử sẽ tiếp xúc với BTXM

Đặt khuôn lên nền ẩm, cứng, phẳng không thấm nước Đứng lên gối đặt chân để cho khuôn cố định trong quá trình đổ và đầm hỗn hợp bê tông trong khuôn

Đổ hỗn hợp bê tông qua phễu vào khuôn làm thành ba lớp, mối lớp chiếm 1/3 chiều cao của khuôn Sau khi đổ từng lớp, dùng thanh thép tròn mm và dài 60cm chọc đều trên toàn bề mặt hỗn hợp bê tông từ xung quanh vào giữa Sau khi đổ và đầm xong lớp thứ 3, nhất phễu ra, đổ thêm hỗn hợp bê tông cho đầy rồi gạt phẳng bằng bay Dùng tayghì chặt khuôn xuống nền rồi thả chân khỏi gối đặt chân, từ từ nhấc khuôn thẳng đứng trong khoảng thời gian 5-10 giây

Đặt khuôn sang bên cạnh khối bê tông và đo độ chênh lệch chiều cao giữa miệng khuôn và điểm cao nhất của hỗn hợp

 Lực cản bê tông xi măng tươi

Trong quá trình thi công bê tông xi măng thì bê tông xi măng sản sinh ra 3 lựccản chính:

Trang 21

+ Sức cản cấu trúc: Phát sinh do liên kết cấu trúc giữa các pha có trong thành phần vật liệu Nó tỉ lệ thuận với trị số biến dạng và độ chặt của vật liệu Tải trọng lu quá nặng hoặc độ chặt của vật liệu tăng dần cũng làm cho sức cản cấu trúc tăng theo

+ Sức cản nhớt: Phát sinh do tính nhớt của màng mỏng pha lỏng bao bọc các hạt và sự móc vướng của các hạt khi trượt gây ra Sức cản nhớt tỉ lệ thuận với tốc độ biến dạng tương đối và độ nhớt của vật liệu Sức cản nhớt sẽ tăng lên khi tốc độ đầm nén quá nhanh, cường độ màng mỏng pha lỏng tăng hoặc vần liệu sần sùi sắc cạnh

+ Sức cản quán tính: Sinh ra do vật liệu có quán tính, nó tỉ lệ thuận với khối lượng của vật liệu và gia tốc khi đầm nén Sức cản quán tính sẽ tăng nếu vật liệu có quán tính lớn

và gia tốc khi đầm nén lớn hơn

Nhận thấy, khi đầm thì ở trong khối bê tông sản sinh ra 3 lực cản: lực cản cấu trúc, lực cản nhớt và lực cản quán tính Trong đó, lực cản quán tính phụ thuộc vào sự thay đổi gia tốc khi đẩm nén Giả sử, quá trình đầm nén không gia tốc, xem sức cản quán tính bằng 0 Sức cản cấu trúc phát sinh do thành phần vật liệu, nó được xem là thành phần độ cứng của bê tông lỏng Sức cản nhớt phát sinh ra bởi tính nhớt của bê tông lỏng, lực cản nhớt có tác động cản trở chuyển động của đầm khi thực hiện quá trình đầm

1.5. Những tiêu chí đánh giá bề mặt bê tông sau thi công bê tông xi măng

đường

1.5.1. Phương pháp kiểm tra độ phẳng của BTXM

Kiểm tra độ phẳng mặt đường bằng phương pháp dùng thước 3m (TCVN 2011)

8864-1.5.1.1. Phạm vi áp dụng

Dùng để đánh giá độ bằng phẳng của mặt đường và bề mặt kết cấu mặt đường vànền đường trong quá trình thi công

Trang 22

- Kiểm tra độ thẳng của thước trước khi sử dụng.

- Dùng chổi làm sạch mặt đường tại vị trí thí nghiệm

- Các vị trí đo theo các hướng song song với tim đường và đo sẽ đo theo từng làn.Mật độ các điểm đo và vị trí đo như sau:

+ Với đường trong quá trình thi công và nghiệm thu: vị trí đo cách mép đường hoặc bóvỉa tối thiểu 0,6m; mật độ đo 25m dài/1 vị trí

+ Với đường trong quá trình khai thác: đo trong phạm vi hằn vệt bánh xe với mật độ đo50m dài/1 vị trí

1.5.1.4. Trình tự thực hiện

- Đặt thước dài 3m song song với tim đường

Trang 23

độ đánh giá được quy định ở bảng sau:

Bảng 1.5 Bảng đánh giá kết quả đo phẳng mặt đường bằng thước

Vị trí lớp

trong kết

cấu

Vật liệu lớpkết cấu

70% số khe hở đođược không quá3mm; còn lạikhông quá 5mm

100% số khe hở

đo được khôngquá 5mm

Trang 24

100% số khe hở

Đá dăm nước;

Đất cải thiện,đất đắp

100% số khe hở

+ Đường cao tốc, cấp I, cấp II phải đạt độ bằng phẳng rất tốt;

+ Đối với các đường ô tô các cấp khác phải đạt độ bằng phẳng tốt

Trang 25

− Ống đong cát (bằng kim loại hoặc nhựa PVC) có dung tích 25cm3.

− Bàn xoa cát hình tròn, bằng gỗ, đường kính 6-7cm, dày 6-10mm Mặt dưới đượcphủ lớp cao su mỏng

− Bàn chải sắt, bàn chải lông để làm sạch mặt đường

− Vị trí đo cần cách tối thiểu mép đường 50cm Khoảng cách tối thiểu giữa 2 điểm

đo trên cùng một trắc ngang là 100cm

− Dùng bàn chải làm sạch mặt đường nơi thí nghiệm

− Nếu trời có gió thì đặt các tấm chắn gió quanh vị trí thí nghiệm để tránh cho cát

bị bay

− Đong cát: Đổ cát tiêu chuẩn vào ống đong, gõ nhẹ đáy ống đong nhiều lần Chothêm cát vào ống đong cho đầy tới miệng rồi dùng thước gạt phằng

Trang 26

− Đo và ghi đường kính của mảng cát tại ít nhất 4 vị trí cách đều nhau trên đường baochu vi của mảng cát để tính ra đường kính trung bình D.

Trang 27

Hệ số biến sai không được vượt quá 27%

Bảng 1.6 Chỉ tiêu đánh giá mặt đường làm mới

Loại mặt đường Khi kiểm tra Khi nghiệm thu

Mặt đường bê tông xi

Trang 28

1.5.2.6. Các lưu ý khi thí nghiệm

- Không thí nghiệm trên đường ẩm ướt

- Không thí nghiệm ở các vị trí có đặc điểm cá biệt như có vết nứt, mối nối

- Nếu mảng cát có hình elip quá dẹt (tỉ số giữa 2 trục lớn hơn 1,2 lần) thì loại bỏ kếtquả thí nghiệm này

1.6. Mục tiêu và phạm vi đề tài

Trang 29

- Hiện nay với sự phát triển của đường bê tông xi măng vấn đề nghiên cứu về nguyên

lý, kết cấu và chế tạo máy móc, thiết bị thi công đường bê tông xi măng được quantâm Mục tiêu của đê tài là hướng đến nghiên cứu, mô phỏng và xác định nhữngthông số làm việc của máy đầm trục lăn dựa vào thiết kế [1], qua đó có thể đưa ranhững thông số kết cấu và thông số làm việc phù hợp cho máy, bổ sung cho quátrình thiết kế và chế tạo

- Đề tài cũng nhằm cung cấp những thông số thiết kế cho máy đầm lăn bê tông ximăng làm việc thỏa mãn những yêu cầu về chất lượng đường bê tông xi măng tạiViệt Nam

- Đề tài cũng thực hiện nghiện cứu, hệ thống đo độ nhớt của bê tông xi măng, là mộttrong những yếu tố tác động đến quá trình đầm bê tông

Chương 3 Nghiên cứu, thiết kế xây dựng mô hình đo độ nhớt bê tông xi măng.

Chương 4 Mô phỏng xác định thông số làm việc của máy đầm lăn bê tông xi măng.Chương 5 Phương pháp kiểm tra chất lượng bê tông xi măng sau đầm và xây dựng môhình thí nghiệm đầm bê tông xi măng

Chương 6 Tổng kết và hướng phát triển của đề tài

Trang 30

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH ĐẦM NÉN, CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐẦM

BÊ TÔNG BẰNG TRỐNG LĂN VÀ CÁC THÔNG SỐ SƠ BỘ CỦA MÁY

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH ĐẦM NÉN, CƠ SỞ LÝ

THUYẾT ĐẦM BÊ TÔNG BẰNG TRỐNG LĂN VÀ CÁC THÔNG SỐ SƠ BỘ CỦA MÁY

2.1. Cơ sở lý thuyết về đầm bê tông bằng rung động

2.1.1. Lý thuyết về đầm bê tông và các yếu tố ảnh hưởng

2.1.1.1. Các giả thuyết về quá trình làm chặt hỗn hợp bêtông

Hiệu quả rung phụ thuộc vào nhiều yếu tố: một mặt phụ thuộc vào phối liệu vàtính chất cơ lý của hỗn hợp, mặt khác phụ thuộc vào đặc điểm tác động của lực Vềtính chất cơ lý thì hỗn hợp bê tông nằm giữa vật cứng và lỏng

Quá trình phát triển các giả thuyết về cơ chế làm chặt hỗn hợp bê tông chia làmhai hướng:

− Hỗn hợp có cấu trúc mạng tinh thể: các nút là hạt cốt liệu to giữa các nút là vữa cát

xi măng Hướng thứ nhất coi hỗn hợp bê tông được tạo thành từ các hạt cốt liệu to,liên kết giữa chúng là vữa xi măng có tính đàn nhớt Giả thuyết này cho phép giảithích các quá trình lưu biến xảy ra trong hỗn hợp bê tông khi rung

− Hỗn hợp có tính chất như môi trường liên tục Hướng thứ hai coi hỗn hợp bê tông

là môi trường liên tục có tính đàn nhớt, đàn hồi có bọt khí

2.1.1.2. Tác dụng của rung động.

Trong công nghiệp sản xuất các cấu kiện bê tông và bê tông cốt thép, để làm chặthỗn hợp bê tông người ta thực hiện bằng các phương pháp sau: rung động, ép hoặcquay ly tâm … trong đó rung động được sử dụng phổ biến nhất vì thiết bị đơn giản,phạm vi ứng dụng rộng, hiệu quả làm chặt cao và thích hợp với nhiều dạng cấu kiệnxây dựng

Dưới tác dụng của rung động, các hạt cốt liệu của hỗn hợp bê tông được truyềnnăng lượng và chuyển động với các vận tốc khác nhau Khi này liên kết giữa các hạt bịphá vỡ, nội ma sát giảm, hỗn hợp trở nên lưu động hơn, không khí được đẩy ra ngoài

và các hạt tiến lại gần nhau, làm cho khối lượng thể tích của bê tông tăng lên (1,6 ÷1,65 lần) và khuôn được lấp đầy tốt hơn

Trang 31

Thiết bị làm chặt hỗn hợp bê tông bằng phương pháp rung cần đạt được nhữngyêu cầu sau: đảm bảo độ chặt và cường độ bê tông; độ tin cậy và tuổi thọ cao; năngsuất tạo hình cao; sử dụng và sửa chữa dễ; đảm bảo các tiêu chuẩn về tiếng ồn và rungđộng đối với môi trường xung quanh Khuôn để tạo hình cấu kiện bê tông bằng rungđộng phải có độ cứng vững cao để truyền được dao động một cách đồng đều cho các

bề mặt tiếp xúc với hỗn hợp bê tông, đảm bảo kích thước và hình dạng chính xác củacác cấu kiện bê tông

2.1.1.3. Các thông số rung động ảnh hưởng đến quá trình làm chặt

Để việc làm chặt có hiệu quả, cần xác định đúng chế độ rung động, trong đó cótốc độ dao động v(m/s), hoặc cường độ dao động (cm2/s3) Để có thể phá vỡ liên kếtgiữa các hạt, tốc độ v (hoặc cường độ dao động) phải đạt được trị số nhất định

Tốc độ dao động v liên hệ với biên độ và tần số dao động qua biểu thức sau(3.1[4]):

(2.1)Trong đó:

A − biên độ dao động, (cm);

ω − tần số góc của dao động (rad/s);

t − thời gian dao động (s)

Đối với mỗi loại hổn hợp bê tông, tốc độ dao động cò hiệu quả đến làm chặt sẽthay đổi từ vmin đến vmax Trị số giới hạn của tốc độ dao động đối với một số loại hỗnhợp bê tông được giới thiệu ở bảng 2.1

Bảng 2.1 Tốc độ dao động giới hạn

Tần số Tốc độ dao động vgh (cm/s) đối với bê tông

Trang 32

sử dụng tần số 25Hz, 75 Hz hoặc cao hơn) Với hỗn hợp bê tông có độ lưu động trungbình, biên độ dao động thường dùng từ 0,1 ÷ 0,5mm Với hỗn hợp bê tông cứng, biên

độ dao động thích hợp từ 0,4 ÷ 0,6mm

Cường độ rung động được biểu thị qua biểu thức sau:

(2.2)Với hỗn hợp bê tông lưu động, cường độ rung có hiệu quả khoảng 80 ÷ 300

cm2/s3 khi biên độ dao động thích hợp từ A = 0,25 ÷ 0,5mm

Thời gian rung tạo hình ảnh hưởng trực tiếp đến độ lèn chặt của bê tông Đươngnhiên nếu thời gian rung quá ngắn sẽ không đạt được độ chặt cần thiết, song nếu thờigian rung kéo dài sẽ sảy ra hiện tượng phân tầng làm giảm cường độ bê tông Thời gianrung hợp lí đối với hỗn hợp bê tông có độ lưu động trung bình là 2 ÷ 3 phút, còn đốivới hỗn hợp bê tông cứng khoảng 3 ÷ 4 phút

Trang 33

Phương dao động và chiều truyền dao động cho hỗn hợp bê tông cũng ảnh hưởngđến việc làm chặt Dao động theo phương vuông góc với bề mặt của bê tông cho hiệuquả làm chặt tốt hơn theo phương tiếp tuyến Cùng dao động theo phương vuông gócvới mặt bê tông, song chiều dao động từ trên xuống dưới cho hiệu quả cao hơn so vớichiều dưới lên trên Với cùng dao động định hướng của khuôn, các phần khác nhau củakhuôn cũng sẽ tác động vào bê tông khác nhau Ví dụ với dao động thẳng đứng củakhuôn đặt trên bàn rung, mặt bàn rung dao động theo phương vuông góc với lớp bềmặt bê tông, còn các thành khuôn sẽ dao động theo phương tiếp tuyến với các mặt cạnhbên của cấu kiện bê tông

Dao động điều hòa và không điều hòa cũng ảnh hưởng khác nhau đến việc làmchặt Để làm sáng tỏ, chúng ta hãy xét những lực tác động vào khối bêtông “m” nằmtrên mặt bàn khi mặt bàn dao động theo phương đứng vơii quy luật x0(t), hình 2.1.Phương trình vi phân chuyển động của khối lượng “m” là :

(2.3)

Trong đó:

m − khối lượng bê tông

− lực quán tính của bàn

mg − trọng lượng của khối bê tông

Pb − lực bám của hỗ hợp bê tông với bàn

N − phản lực của bàn tác dụng vào bê tông

Khi khối lượng bê tông m chuyển động cùng với bàn (x = 0) thì phản lực pháptuyến là :

(2.4)

Hình 2.1 Sơ đồ các lực tác

Trang 34

Khi hỗn hợp bê tông tách rời khỏi mặt bàn thì N = 0 và khi đó có:

(2.5)Qua đó thấy rằng chỉ sảy ra trường hợp bê tông tách rời khỏi mặt bàn khi gia tốc

hỗn hợp bê tông tách khỏi mặt bàn,

làm giảm độ lèn chặt

Bằng thực nhiệm, với đa số trường hợp, hỗn hợp bê tông sẽ tách khối mặt bàn

khi [ ] > 7g Muốn không xảy ra hiện tượng trên, gia tốc âm của bàn rung không

được vượt quá 7g Bởi vậy, với dao động điều hòa cần khống chế biên độ gia tốc dao

động không lớn hơn 7g (hình 2.2) Với dao động không điều hòa (đưòng cong 2, hình

2.2 ) chỉ cần khống chế môđun lớn nhất của gia tốc âm ( < 7 g), còn gia tốc dương

có thể đạt tới 20g Trị số lớn của gia tốc dương có tác dụng ép chặt hỗn hợp và thúc

đẩy, việc lèn chặt

Khối lượng hỗn hợp bê tông đưa vào khuôn ảnh hưởng trực tiếp đến biên độ dao

động của khuôn Khối lượng hỗn hợp bê tông nạp vào khuôn tăng lên thì biên độ daọ

động giảm Trong tính toán lí thuyết, người ta coi bàn rung và hỗn hợp bê tông là một

hệ động lực học thống nhất Song hỗn hợp bê tông là môi trường nhớt dẻo phức tạp

nên việc xác định bằng lí thuyết ảnh hưởng của hỗn hợp bê tông trong đao động là một

việc khó khăn Trong thực tế, người ta đánh giá ảnh hưởng đó của hỗn hợp bêtông

bằng thực nghiệm thông qua hệ số liên kết k1

Hình 2.2 Đồ thị gia tốc dao động điều hòa (đường cong 1) và không điều hòa (đường cong 2).

Trang 35

Hệ số liên kết k1 được định nghĩa theo công thức sau :

(2.6)

- m1 − khối lượng gia tải bàng thép, được đưa bổ sung đồng trục vào khuôn khôngchứa liệu, sao cho biên độ dao động của hệ bị giảm đi tương đương với hệ daođộng có chứa hỗn hợp bê tông có khối lượng m2

- m2 − khối lượng hỗn hợp bê tông được đổ vào khuôn Hệ số k1 = 0,15 ÷ 0,4 tùythuộc loại hỗn hợp bê tông và bố trí cốt thép trong bê tông Hệ số k1 = 0,24 ÷ 0,25đối với bê tông ít cốt thép; k1 = 0,3 − 0,4 đối với bêtông dày cốt thép

Hệ số liên kết k1, chưa kể tới các tổn thất năng lượng trong quá trình rung động

Để kể tới các tổn thất, trong sơ đồ tính toán người ta đưa vào sức cản nhớt

Bảng 2.2 Các đặc tính của hỗn hợp bêtông

Loại hỗn hợp Kí hiệu Độ cứng

(s)

Độ sụt nón tiêuchuẩn (cm)

2.1.2. Các phương pháp chặt bê tông bằng rung động

Phụ thuộc vào phương truyền dao động vào hỗn hợp bê tông, người ta phân biệt:

máy rung bề mặt, máy rung đặt trong và máy rung thể tích Ở máy rung bề mặt nguồndao động được đặt trực tiếp lên bề mặt trên của hỗn hợp bê tông và dao động được

Trang 36

truyền từ bên trên vào trong lòng hỗn hợp bê tông Máy rung bề mặt được sử dụng chohỗn hợp bê tông lưu động với chiều dày lớp đầm chặt không lớn hơn 200mm

gọi Sơ đồ

Tên

Chàyrung

Rung

cốt

pha

Đầmbàn

Chàycáncứng

Rung

vỏ

bunke

Đầmthước

Chàyrungcánmềm

Bàn

rung

Máy(rung)chèn đá

Khốichàyrung

Hình 2.3 Các thiết bị làm chặt hỗn hợp bê tông bằng rung động

Ở các máy rung bề mặt, người ta thường dùng các cơ cấu rung công dụng chung.Các máy rung đặt trong, được thả chìm sâu trong lòng hỗn hợp bê tông và rungđộng được truyền từ bên trong ra xung quanh Phương pháp truyền rung này rất có hiệuquả trong việc làm chặt hỗn hợp bê tông Máy rung đặt trong được dùng cho hỗn hợp

bê tông lưu động và ít lưu động để tạo hình các cấu kiện dạng tấm, cột và đặc biệt làmchặt các khối móng, cũng như trong các công trình thủy lợi

Trang 37

Ở máy rung thể tích, hỗn hợp bê tông được đưa vào khuôn cứng (hoặc vỏ, cốtpha) Dao động được truyền qua khuôn (vỏ, cốt pha) tới toàn bộ thể tích của hỗn hợp.Bàn rung là loại máy rung thể tích được dùng để chế tạo các cấu kiện bê tông và bêtông cốt thép từ các hỗn hợp bê tông cứng và từ tất cả các loại hỗn hợp bê tông lưuđộng

−Theo quỹ đạo chuyển động của khuôn, bàn rung được phân thành: bàn rung vô hướng(quỹ đạo tròn hoặc e-líp) và bàn rung định hướng (thẳng đứng hoặc hướng ngang)

−Theo dạng dao động, người ta phân biệt : dao động điều hòa, dao động không điềuhòa và dao động nhiều tần số

−Theo phương pháp kẹp khuôn, phân thành bàn rung có kẹp khuôn, hoặc không có kẹpkhuôn

Trong nhiều trường hợp, để tăng hiệu quả làm chặt, người ta kết hợp hai trong sốcác phương pháp kể trên Thông thường phương pháp rung bên trong và rung thể tíchthường kết hợp với rung bề mặt để tạo ra sản phẩm bền và đẹp

Ngoài phương pháp rung thuần túy, người ta còn kết hợp với các phương phápkhác để làm chặt hỗn hợp bê tông như: phương pháp rung − va đập; rung − dập; cán −rung; rung − gia tải ; v.v

−Với phương pháp va − rung, do tạo được gia tốc dương lớn nên hiệu quả lèn chặt cao,tạo ra được bê tông cường độ cao và tính chống thấm cao

−Tạo hình bằng rung − ép (hình 3.4a): theo phương pháp này bê tông vừa được lènchặt do lực ép của chày (1), vừa được làm chặt do rung động theo phương đứng củachày, nên có độ bền cao Ngoài ra, biên dạng của mặt chày ép sẽ tạo ra hình dạng

bề mặt của cấu kiện

Trang 38

Hình 2.4 Các phương pháp kết hợp để tạo hình cấu kiện a) Rung − ép: 1 Chày rung − ép, 2 Khuôn, 3 Thùng b) Cán − rung: 1 Xà rung, 2 Bàn khuôn trượt, 3 Trục cán c) Lõi rung: 1 Lõi rung đặt trong, 2 Khuôn ngoài

- Phương pháp cán − rung (hình 2.4b): ở phương pháp này, hỗn hợp bê tông trongkhuôn (2) được làm chặt vừa bằng rung động của xà rung (1), vừa được cán chặtbằng trục cán (3) Trong quá trình làm việc, bàn khuôn (2) được dịch chuyển và bềmặt của cấu kiện cũng được định dạng nhờ biên dạng của mặt trục cán (3) Phươngpháp này cho sản phẩm chất lượng cao và dễ cơ giới hóa, tự động hóa quá trình tạohình (tốc độ di chuyển của bàn khuôn thường là 0,4 m/ph; chiều rộng trục cán 0,4m

và thời gian làm chặt khoảng 1 phút)

- Phương pháp lõi rung (hình 2.4c) Theo phương pháp này chỉ có phần lõi (1) củakhuôn được dao động theo phương đứng, phần ngoài (2) của khuôn được tăng cứng

để căng được cốt thép ứng suất khi tạo hình

2.1.3. Các cơ cấu gây rung

* Công dụng và phân loại

Những dao động của bộ phận công tác có thể được tạo ra, hoặc bởi những ngoạilực biến đổi (theo thời gian, không gian) hay bởi chuyển động cưỡng bức được địnhtrước

Trang 39

Trong trường hợp đầu, cơ cấu gây ra những ngoại lực biến đổi được gọi là cơ cấugây rung Trong trường hợp sau gọi là cơ cấu tạo rung kiểu động học Cơ cấu nàythường dùng là cơ cấu trục khủy − con trượt (cơ cấu cam và thủy lực ít được dùng), ở

cơ cấu tạo rung kiểu động học, biên độ dao động không phụ thuộc vào tải trọng,

Ngược lại, cơ cấu gây rung, biên độ dao động thay đổi, phụ thuộc vào trọng tải.Theo nguồn năng lượng dẫn động, người ta phân biệt cơ cấu gây rung điện từ, cơcấu rung điện − cơ, thủy lực (khí nén) hay được dẫn động bằng động cơ đốt trong.Theo nguyên tắc làm việc, người ta phân biệt cơ cấu gây rung ly tâm quay tròn,

cơ cấu gây rung chuyển động qua lại

Theo quỹ đạo chuyển động có: cơ cấu gây rung vô hướng, cơ cấu gây rung địnhhướng, hoặc va − rung v.v

∗ Cơ cấu rung ly tâm

Sơ đồ các cơ cấu gây rung ly tâm được trình bày trên hình 3.5 Lực quán tính lytâm Fa khi khối lượng lệch tâm m0 quay tròn, được xác định bằng công thức (5.11)[2]:

(2.7)Trong đó:

m0 − khối lượng lệch tâm

e − độ lệch tâm

- Cơ cấu gây rung ly tâm thông dụng

Hình 3.5a là sơ đồ của một cơ cấu rung thông dụng Khi khối lượng lệch tâm (2)quay tròn, lực quán tính ly tâm Fa đặt tại trọng tâm của khối lượng (2) và quay cùng với

nó Lực kích thích này truyền vào vỏ máy qua các ổ bi Môđun của lực kích thíchkhông đổi, song chiều tác dụng của lực thay đổỉ từ 0° đến 360°

Trang 40

Hình 2.5 Các sơ đồ của cơ cấu rung ly tâm

Để các ổ bi đỡ trục quay không chịu tác động của lực quán tính ly tâm, người ta

sử dụng sơ đồ hình 2.5b Ở đây con lăn (2) chính là khối lượng lệch tâm và nó đượcdẫn động quay qua nạng dẫn (3) Trục của con lăn (2) được đặt trong rãnh trượt củanạng dẫn (3) Con lăn (2) được đặt trên các ổ bi nên khi nạng dẫn (3) quay, con lăn vừalăn tự do tại mặt trụ bên trong của vỏ (1), vừa tự quay quanh trục của nó Nang dẫn (3)cũng được đặt trên các ổ bi Khi nang dẫn (3) quay tròn, con lăn (2) quay, lệch tâm vớitrục quay nên tạo ra lực quán tính ly tâm Lực này trực tiếp tác động vào vỏ máy (1)

mà không qua các ổ bi Lực quán tính có trị số không đổi, song chiều tác dụng thayđổi Tần số góc của lực kích thích trùng với tần số góc của nạng dẫn động (3)

- Cơ cấu gây rung ly tâm hành tinh

Các cơ cấu rung ly tâm hành tinh tạo ra hai tần số dao động khác nhau : tần sốgóc của chuyển động quay tròn quanh trục quay vồ tần số góc của chuyển động lănhành tinh Theo cấu tạo, người ta phân biệt cơ cấu rung ly tâm hành tinh tiếp xúc ngoài(hình 2.5c) và tiếp xúc trong (hình 2.5d) Ở sơ đồ (hình 2.5c), con lăn (2) có gắn khốilượng lệch tâm và được dẫn động quay qua trục quay đặt tại đường trục của vỏ (1) Khitruyền mômen xoắn với tốc độ góc ω, con lăn (2) gắn khối lượng lệch tâm, vừa quayquanh trục quay chính với vận tốc góc ω, lại vừa lăn không trượt tại mặt trong của vỏ(1) với vận tốc góc ωh :

Định dạng
Số trang	111
Dung lượng	8,06 MB