Xác định các thông số và chế độ làm việc của bộ công tác đầm rung để gia công bê tông bề mặt

iv TÓM TẮT LUẬN VĂN Đề tài “Xác định các thông số và chế độ làm việc của bộ công tác đầm rung để gia công bê tông bề mặt” bao gồm 4 chương, với các phần chính sau đây: - Tìm hiểu tổng q

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TỐNG ĐỨC LONG

XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC

CỦA BỘ CÔNG TÁC ĐẦM RUNG

ĐỂ GIA CÔNG BÊ TÔNG BỀ MẶT

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí

M 60 52 01 03

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, 2017

i

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS.TS Nguyễn Hồng Ngân

Cán bộ chấm nhận xét 1 :PGS.TS.Trần Thị Hồng

Cán bộ chấm nhận xét 2 :TS.Lê Thanh Danh

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày …06 tháng …01 năm 2017 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) 1 PGS.TS.Lưu Thanh Tùng

2.PGS.TS.Trần Thị Hồng

3.TS.Lê Thanh Danh

4.PGS.TS.Bùi Trọng Hiếu

5.TS.Trương Quốc Thanh

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA…………

ii

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Tống Đức Long MSHV: 7140344

Ngày, tháng, năm sinh: 15/01/1989 Nơi sinh: Nam Định

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí Mã số : 60.52.01.03

I TÊN ĐỀ TÀI:XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA BỘ CÔNG TÁC ĐẦM RUNG ĐỂ GIA CÔNG BÊ TÔNG BỀ MẶT

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

Xây dựng mối quan hệ về thông số kết cấu và thông số làm việc của tổ hợp máy đầm khi các đặc tính của máy cũng như lớp bê tông đầm thay đổi để đạt được hiệu quả về độ sâu đầm đồng thời vẫn đảm bảo làm phẳng bề mặt bê tông

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ :

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:

V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : PGS.TS Nguyễn Hồng Ngân

Tp HCM, ngày 11 tháng 01 năm 2017 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên và chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên và chữ ký) TRƯỞNG KHOA….………

(Họ tên và chữ ký)

Để hoàn thành luận văn này nếu không có sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình từ

cô trực tiếp hướng dẫn luận văn Ngay từ lúc bắt đầu cho đến khi hoàn thành luận văn này, cô đã hướng dẫn tạo mọi điều khiện thuận lợi và cũng cấp đầy đủ thiết bị

để thực hiện thực nghiệm.Với sự trân trọng và cảm kích tôi xin gửi lời cám ơn chân thành tới PGS.TS Nguyễn Hồng Ngân, người cô đã trực tiếp hướng dẫn luận văn

đã cho tôi những lời khuyên xác đáng và kịp thời những lúc gặp khó khăn

Tôi xin gửi lời cảm ơn tới quý thầy cô trong khoa Cơ khí đã giúp đỡ tôi trong quá trình làm luận văn cũng như đã bỏ thời gian quý báu để nhận xét đề tài

Tôi xin cảm ơn tất cả quý thầy cô đã tham gia giảng dạy chương trình Kỹ thuật

cơ khí khóa 2014-2016 đã trang bị cho tôi những kiến thức bổ ích trong suốt thời gian theo học

Cuối cùng, tôi xin cám ơn những người bạn thân thiết đã cùng tôi trải qua những vui buồn trong suốt hai năm học

Tôi xin chân thành cảm ơn

Tp.HCM, ngày 06 tháng 12 năm 2016

Tống Đức Long

iv

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Đề tài “Xác định các thông số và chế độ làm việc của bộ công tác đầm rung để gia công bê tông bề mặt” bao gồm 4 chương, với các phần chính sau đây:

- Tìm hiểu tổng quan về công nghệ san và làm phẳng bề mặt bê tông xi măng

- Tìm hiểu về các tiêu chí đánh giá bề mặt của sản phần bê tông xi măng

- Tìm hiểu và khả năng làm phẳng bề mặt bê tông xi măng bằng trống lăn

- Xây dựng mô hình tính toán và mô phỏng bộ công tác đầm trống lăn trên bề mặt bê tông xi măng

- Thực nghiệm để xây dựng mối quan hệ về thông số làm việc và thông số kết cấu của tổ hợp máy đầm khi đặc tính của máy cũng như lớp bê tông đầm thay đổi để đạt được hiệu quả về đầm sâu đồng thời đảm bảo cơ tính bê tông và làm phẳng bề mặt bê tông xi măng

v

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ ii

LỜI CẢM ƠN iii

TÓM TẮT LUẬN VĂN iv

MỤC LỤC v

DANH SÁCH HÌNH ẢNH viii

DANH SÁCH BẢNG BIỂU xi

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SAN VÀ LÀM PHẲNG BỀ MẶT BÊ TÔNG XI MĂNG 1

1.1 Tổng quan về thiết bị và công nghệ san, làm phẳng bề mặt bê tông xi măng bằng trống lăn 1

1.1.1 Các phương pháp sử dụng trống lăn tĩnh 1

1.1.2 Các phương pháp sử dụng trống lăn rung 11

1.2 Tiêu chí đánh giá chất lượng bề mặt của các sản phẩm bê tông xi măng 17

1.3 Những nghiên cứu về san và làm phẳng bề mặt bê tông xi măng 24

1.3.1 Tình hình nghiên cứu về tổ hợp san, đầm và làm phẳng bề mặt bê tông xi măng 24 1.3.1.1 Các công trình nghiên cứu ngoài nước 25

1.3.1.2 Các công trình nghiên cứu trong nước 28

1.3.2 Những nghiên cứu về làm phẳng bề mặt bê tông xi măng 29

1.3.2.1 Các công trình nghiên cứu ngoài nước 29

1.3.2.2 Các công trình nghiên cứu trong nước 34

Kết luận chương 1 34

Chương 2 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG LÀM PHẲNG BỀ MẶT BÊ TÔNG XI MĂNG BẰNG TRỐNG LĂN 36

2.1 Lý thuyết quá trình diễn ra trong hỗn hợp bê tông xi măng nằm trong vùng tác động của trống lăn 36

2.1.1 Đặc điểm hỗn hợp bê tông xi măng nằm trong vùng tác động của trống lăn 36

2.1.2 Tính lưu biến của hỗn hợp bê tông xi măng 40

vi

2.2 Xác định chế độ làm phẳng đảm bảo không xuất hiện khuyết tật bề mặt bê

tông xi măng 43

2.3 Xác định khả năng làm phẳng, nhẵn của trống lăn 55

Kết luận chương 2 59

Chương 3 XÂY DỰNG MÔ HÌNH VÀ MÔ PHỎNG BỘ CÔNG TÁC ĐẦM TRỐNG LĂN TRÊN BỀ MẶT BÊ TÔNG XI MĂNG 61

3.1 Các phương pháp làm chặt bê tông xi măng bằng rung động 61

3.2 Các cơ cấu gây rung 63

3.2.1 Công dụng và phân loại 63

3.2.2 Cơ cấu rung ly tâm 64

3.2.2.2 Cơ cấu gây rung ly tâm hành tinh 65

3.2.2.3 Cơ cấu gây rung ly tâm định hướng 66

3.3 Mô hình nghiên cứu 67

3.4 Mô hình tính toán 68

Kết luận chương 3 73

Chương 4.NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 74

4.1 Mục đích, nội dung và phương pháp tiến hành thí nghiệm 74

4.1.1 Mục đích nghiên cứu thực nghiệm 74

4.1.2 Thông số và quá trình thực nghiệm 74

4.1.3 Phương tiện thí nghiệm 75

4.2 Tổ chức quá trình thực nghiệm 75

4.2.1 Chuẩn bị làm thực nghiệm 75

4.2.2 Tiến hành thực nghiệm 76

4.2.2.1 Phương pháp đo độ sụt nón của bê tông 76

4.2.2.2 Tiến hành đo biên độ rung 78

4.4 Kết quả đo và các thông số của trống lăn 78

4.5 Đánh giá sản phẩm bê tông sau khi đầm 91

Kết luận chương 4 92

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 94

1 Kết luận 94

vii

2 Kiến nghị 95

LIỆU THAM KHẢO 96

viii

DANH SÁCH HÌNH ẢNH

1.2 Các dạng trống lăn trên máy san phẳng mặt đường bê tông 2

1.4 Máy san phẳng kiểu trống lăn, có khung chữ П tự hành 3 1.5 Thiết bị san phẳng kiểu trống lăn hình nón 5

1.8 Máy làm phẳng dạng trống lăn để san phẳng chi tiết có hình dáng

1.17 Sơ đồ thiết bị làm việc của máy hoàn thiện bê tông xi măng 24 1.18 Nguyên lý hoạt động của tổ hợp rải hoàn thiện đường bê tông xi

ix

1.23 Tổ hợp thiết bị thi công bê tông mái kênh chế tạo trong nước 28

1.24 Biểu đồ thực nghiệm thể hiện mối quan hệ của S với độ nhám bề

1.25 Sơ đồ nguyên lý đĩa làm phẳng có chuyển động phức tạp 32

1.27 Sơ đồ nguyên lý đĩa làm phẳng dạng hành tinh 32

2.2 Sự phân bố vận tốc dịch chuyển của lớp biên 39

2.4 Quan hệ độ nhớt đàn hồi và ứng suất trượt tới hạn 43 2.5

Sơ đồ tính toán xác định các thông số của các chế độ san phẳng

đảm bảo không khuyết tật bề mặt bê tông xi măng 44

2.7 Mô hình tính toán xác định khả năng làm phẳng nhẵn của trống

2.8 Sự phụ thuộc khả năng làm phẳng vào v và vB 58 2.9 Sự phụ thuộc khả năng làm phẳng vào h và f 59 3.1 Các thiết bị làm chặt hỗn hợp bê tông bằng rung động 61 3.2 Các phương pháp kết hợp để tạo hình cấu kiện 63

3.7 Mô hình thông số kết hợp tương tác giữa bộ công tác đầm lăn và

3.8 Mô hình thực nghiệm tương tác giữa bộ công tác đầm lăn và bê

x

3.10 Chương trình mô phỏng dùng để xác định các thông số làm việc

của bộ công tác đầm lăn trên bề mặt bê tông xi măng 71

3.11 Biên độ dao động trống lăn và bê tông ở độ sâu 200mm theo tần

4.1 Tổ hợp san, đầm và làm phẳng bề mặt bê tông xi măng 75 4.2 Sơ đồ bố trí đầu đo biên độ rung trên thiết bị 76

4.5 Quá trình san, đầm và làm phẳng bề mặt bê tông xi măng 78

4.6 Đồ thị mối liên quan giữa biên độ dao động của trống lăn với tần

4.7 Đồ thị mối liên quan giữa biên độ dao động của tổ hợp máy với

4.8 Đồ thị mối liên quan giữa biên độ dao động của bê tông dưới độ

sâu 200mm với tần số ứng với mỗi độ sụt của bê tông 90

xi

DANH SÁCH BẢNG BIỂU

1.3 Đặc tính kỹ thuật của máy san phẳng hai trống lăn 7

1.5 Bảng quy định độ nhám bề mặt bê tông xi măng 17 1.6

Bảng so sánh các yêu cầu chất lượng bề mặt cho các sản phẩm

bê tông trong khu dân cư (các thông số chính của các khuyết

tật)

18

1.7 Bảng đánh giá về chất lượng của bề mặt bê tông theo ГОСТ,

1.8 Các loại bê tông theo Viện bê tông American (ACI 302) 20

1.10 Phân loại chất lượng bề mặt theo DIN 18202 21 1.11 Tiêu chí đánh giá (chiều sâu trung bình cấu trúc vĩ mô) của mặt

1.12 Tiêu chí nghiệm thu độ bằng phẳng theo IRI đối với đường xây

1.13 Tiêu chí nghiệm thu độ bằng phẳng theo IRI đối với đường cải

2.1 Thời gian chuyển đổi thuân nghịch từ Gel ↔ Sol của bê tông xi

4.2 Thành phần cấp phối vật liệu cho 1 m³ bê tông mác 200 74

xii

4.3 Kết quả thực nghiệm mối liên quan giữa biên độ dao động của

trống lăn với tần số ứng ứng mỗi độ sụt của bê tông 88

4.4 Kết quả thực nghiệm mối liên quan giữa biên độ dao động của

tổ hợp máy với tần số ứng mỗi độ sụt của bê tông 88

4.5

Kết quả thực nghiệm mối liên quan giữa biên độ dao động của

bê tông dưới độ sâu 200mm với tần số ứng ứng mỗi độ sụt của

bê tông

89

1

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SAN VÀ LÀM PHẲNG

BỀ MẶT BÊ TÔNG XI MĂNG 1.1 Tổng quan về thiết bị và công nghệ san, làm phẳng bề mặt bê tông xi măng bằng trống lăn

1.1.1 Các phương pháp sử dụng trống lăn tĩnh

Năm 1944 tại Mỹ (bằng sáng chế số 2342445) máy san phẳng cầm tay được

đề xuất Nó có bộ phận công tác dạng trống lăn và các cánh quạt quay Máy có tay quay để giúp xe dịch chuyển, trong quá trình cán phẳng toàn bộ lực ép lên bề mặt

xử lý được truyền qua trống lăn Trống lăn được dịch chuyển về phía trước so với các cánh xoa nhẵn, trống lăn chịu phần lớn trọng lượng của máy, thực hiện san phẳng, lèn chặt và làm phẳng sơ bộ bề mặt

Hình 1.1 Máy cán phẳng cầm tay (bằng sáng chế số 2342445)

1 Tay cầm; 2 Trống lăn; 3 Quạt làm phẳng

Cũng trong năm đó tại Mỹ (bằng sáng chế số 2252118) máy san phẳng mặt đường bê tông tươi được phát minh Máy được chế tạo ở dạng cầu trục, có động cơ dẫn động trống lăn và di chuyển máy bằng tay Nó có cơ cấu để thay đổi được vị trí của trống lăn trong mặt phẳng thẳng đứng Ngoài trống lăn hình trụ có dẫn động, khả năng lắp đặt trống lăn hình côn hoặc dạng bậc cũng được tính đến để đạt được

bề mặt đường có hình dạng xác định Kết cấu tính đến khả năng cung cấp hơi nước vào khoang trống bên trong trống lăn khi xử lý bề mặt bê tông nhựa

2

Hình 1.2 Các dạng trống lăn trên máy san phẳng mặt đường bê tông

(bằng sáng chế số 2252118) a- Dạng trống lăn hình trụ; b-Dạng trống lăn hình côn; c- Dạng trống lăn trụ bậc

Năm 1959, trống lăn không dẫn động để san phẳng bê tông đã được thử nghiệm tại Nhà máy xây dựng ДСК-5 tại Saint Peterburg (hình 1.3.a) Kinh nghiệm

sử dụng đã chỉ ra rằng trên bề mặt trống lăn bị bám dính hỗn hợp BT, vì vậy trên bề mặt chi tiết hình thành những vết rỗ Sau đó một loạt các cơ sở thiết kế đã thiết kế một số mẫu máy san phẳng kiểu trống lăn với bộ phận công tác quay cưỡng bức (hình 1.3.b), chúng được sử dụng tại các nhà máy (ДСК-1, Kiev; nhà máy mang tên

40 năm Komcomol, Saint Peterburg; ДСК-1, Moscow …)

Hình 1.3 Bộ phận công tác kiểu trống lăn

a Trống lăn không dẫn động; b Trống lăn có dẫn động;

c Bộ phận công tác với các bánh tỳ vát chéo

Theo sơ đồ nguyên lý được thể hiện trên hình 1.3.b, máy san phẳng kiểu trống lăn CM-895 được chế tạo bởi viện nghiên cứu khoa học vật liệu công nghiệp Máy cấu tạo từ các cụm cơ bản sau: Cầu trục cùng với cơ cấu dịch chuyển, khung

đỡ cùng với trống lăn để san phẳng và cơ cấu quay trống lăn, cơ cấu nâng khung đỡ cùng trống lăn, cơ cấu dịch chuyển ngang của trống lăn Sau một số lần chạy của trống lăn sẽ làm phẳng bề mặt bê tông

3

Bảng 1.1 Các đặc tính kỹ thuật của máy CM-895

Năm 1965 tại Mỹ (bằng sáng chế 3220322) đã thiết kế máy san phẳng kiểu trống lăn, có khung chữ П tự hành để san phẳng lớp phủ đường bê tông

Hình 1.4 Máy san phẳng kiểu trống lăn, có khung chữ П tự hành

Trên khung chữ П của máy lắp bàn trượt, có khả năng dịch chuyển ngang so với hướng chuyển động của giá khung chữ П; trên bàn trượt lắp trống lăn có dẫn

4

động và có hình dạng chóp cụt Hướng quay của trống lăn ở điểm tiếp xúc với bề mặt gia công trùng với hướng chuyển động của bàn trượt Bộ đảo chiều của trống lăn và bàn trượt được điều khiển bằng tay nhờ cần gạt

Cũng trong năm đó ЛИСИ cùng với công ty xây dựng đường Saint Peterburg

đã thiết kế và ứng dụng tại ДСК Saint Peterburg máy san phẳng ba trống lăn kiểu khung chữ П A-919

Bảng 1.2 Đặc tính kỹ thuật của máy A-919

6 Vận tốc góc của các trống lăn rad/s 2,5 ÷ 10; 2,5 ÷ 10; 1 ÷ 4

Trong đó có cơ cấu nâng và hạ khung đỡ trống lăn bằng xy lanh thủy lực, vì vậy dẫn động thủy lực tạo điều kiện để điều chỉnh giá trị áp lực của các trống lăn trên bề mặt chi tiết Khoảng cách giữa các trục của trống lăn được lựa chọn từ các điều kiện để sự hình thành sóng là nhỏ nhất trên bề mặt chi tiết, còn hướng quay – theo hướng chuyển động của máy san phẳng

Các trống lăn được bố trí dạng bậc với hiệu chiều cao là 1 mm; việc điều chỉnh các trục trống lăn theo chiều cao và theo vận tốc quay bằng các bánh sao có thể thay thế được Trên các trống lăn lắp các tấm nạo để làm sạch hỗn hợp bê tông Người điều khiển máy bằng khối điều khiển

Hoàn thiện bề mặt sản phẩm theo các bước sau: chi tiết vừa được tạo hình theo khuôn được đưa vào vị trí hoàn thiện, máy san phẳng sẽ lăn trên chi tiết được cố định Người điều khiển bật bộ nguồn truyền động kiểu đai trên buồng chứa và bắt đầu rải một lớp mỏng vữa đã chuẩn bị sẵn lên bề mặt chi tiết Đồng thời dẫn động

Năm 1969 tại Mỹ (bằng sáng chế số 3450011), thiết bị san phẳng dạng trống lăn kiểu cổng (chữ П) được nghiên cứu chế tạo dùng để san phẳng lớp phủ bê tông mặt đường

Hình 1.5 Thiết bị san phẳng kiểu trống lăn hình nón

để thay đổi góc đặt trục trống lăn trong quá trình làm phẳng (hình 1.6)

Hình 1.6 Thiết bị san phẳng kiểu trống lăn (bằng sáng chế của Mỹ số 3541931)

1 Cơ cấu di chuyển dọc; 2 Khung thiết bị; 3 Có cấu di chuyển ngang;

4 Trống lăn; 5 Trục vít

Trên hình 1.6 là cấu tạo của máy gồm: xe lăn (1), cơ cấu dịch chuyển xe lăn (2), trống lăn đầm chặt với dẫn động quay (4) và hai cụm để tỳ lên thành của khuôn, trống lăn để san phẳng (3) với dẫn động quay và hai cụm để tỳ lên thành của khuôn, hai thiết bị để nâng hạ các trống lăn và sàn dành cho người điều khiển (5) cùng với khối điều khiển

Xe lăn được làm từ kim loại cán, dịch chuyển theo đường ray trên bốn bánh

xe, hai trong số chúng là bánh xe chủ động (được dẫn động) Cơ cấu dịch chuyển cấu tạo bởi động cơ điện, hai hộp giảm tốc và hai trục quay, truyền chuyển động quay thông qua các bánh răng đến mỗi bánh xe chủ động

Các trống lăn đầm chặt và san phẳng có kết cấu tương tự nhau và được chế tạotừ ống kim loại có chiều dày 10 mm Mỗi trống lăn quay trên các ổ bi cầu, được lắp trong các thân con trượt, chúng dịch chuyển thẳng đứng theo hai hướng bằng trục vít ở phía dưới khung của xe lăn Kết cấu như vậy của hệ thống treo hai trông lăn tạo điều kiện xử lý chi tiết có chiều cao khác nhau, mà đồng thời cũng giữ được

áp lực riêng định trước của trống lăn lên hỗn hợp bê tông Phía trên xe lăn bố trí hai

cơ cấu dẫn động quay của các trống lăn, cấu tạo từ động cơ điện và truyền động dạng dây đai hình thang Trên bảng 1.3 là đặc tính kỹ thuật của máy san phẳng hai trống lăn

Bảng 1.3 Đặc tính kỹ thuật của máy san phẳng hai trống lăn

7 Công suất động cơ dẫn động của mỗi trống lăn kW 10

9 Công suất của động cơ điện cơ cấu di chuyển kW 24,5

10 Kích thước bao của máy

Máy san phẳng thể hiện trên hình 1.8 (giấy chứng nhận bản quyền số 445578)

đã loại bỏ được những hạn chế đó Máy được cấu tạo từ bàn trượt (5), có dẫn động điện cơ dịch chuyển ngang so với khung chữ П Trên bàn trượt lắp trục trung tâm thẳng đứng, có hệ thống dẫn động quay (6) và cơ cấu hãm để dừng trục trung tâm ở những vị trí cố định Ở đầu dưới của trục trung tâm lắp tấm đỡ có phay rãnh và hệ thống dẫn động (10) để dịch chuyển tấm đỡ trong mặt phẳng nằm ngang dọc theo

động dịch chuyển tấm đỡ so với trục quay trung tâm

Kết cấu của máy tạo ra, ngoài chuyển động quay riêng của trống lăn so với trục dọc của nó trong mặt phẳng nằm ngang, còn có chuyển động quay bổ xung hoặc chuyển động dưới một góc nào đó so với hướng san phẳng

Trong trường hợp chuyển động của trống lăn dưới một góc nào đó so với hướng san phẳng, véc tơ vận tốc quay riêng của trống lăn không trùng về hướng (ở điểm tiếp xúc với bề mặt bê tông) với véc tơ vận tốc chuyển động tịnh tiến của xe

Vị trí này của trống lăn tạo điều kiện nâng cao diện tích tiếp xúc với bề mặt được xử

lý Sự thay đổi có tính chu kỳ của góc đặt trống lăn với hướng san phẳng, được thực hiện bởi hệ thống dẫn động (6) và cơ cấu hãm (8), sẽ đảm bảo độ mài mòn đồng đều của bề mặt cọ sát và sự ổn định tương ứng của quá trình san phẳng trong toàn bộ thời hạn làm việc của bộ phận công tác Ngoài ra, việc đặt trống lăn dưới một góc

so với hướng san phẳng đảm bảo giảm tạo sóng của hỗn hợp bê tông đối với một trong các thành của khuôn Hạn chế của loại máy này là chất lượng san phẳng không đồng đều theo mặt trước của vệt đường được xử lý

Nguyên lý của máy được miêu tả ở trên là thiết bị san phẳng ВЗМ-15Б, được

sử dụng ở nhà máy số 1 của Glavlenstroymaterial Thiết bị (hình 1.9) cấu tạo từ khung đỡ, được treo bởi hai cần Việc nâng hạ thiết bị được thực hiện bằng tời Ở

9

trung tâm của khung đỡ (8) có lắp ngõng trục (6), trên đó cố định khung quay (3)

Sự quay của khung (3) so với khung (8) xung quanh trục quay của ngõng trục được thực hiện bằng hệ thống dẫn động, cấu tạo từ động cơ điện, truyền động đai hình thang và liên kết trục vít Trong đó, trục vít của liên kết này được cố định lên khung (8), còn đai ốc có định lên khung (3)

Hình 1.9 Máy san phẳng ВЗМ-15Б

1 Tời; 2 Các cần đỡ; 3 Khung quay; 4 Cơ cấu quay; 5 Trống lăn; 6 Ngõng

trục; 7 Hệ thống dẫn động quay trống lăn; 8 Khung

Khi bật động cơ, khung (3) cùng với bộ phận công tác san phẳng kiểu trống lăn thực hiện quay với góc ±150

trong mặt phẳng nằm ngang Ở vị trí ngoài cùng về hai bên của khung, động cơ điện được tắt đi bằng công tắc hành trình Ở đầu kia của khung quay (3) lắp động cơ điện (7) dẫn động quay trống lăn Trống lăn được cấu tạo từ ba đoạn ống, hai ngõng trục côn có thể điều chỉnh ép vào được, cố định lên khung (3) Như vậy, phần bị mài mòn của bộ phận công tác khi cần thiết có thể dễ dàng thay thế

Bảng 1.4 Đặc tính kỹ thuật của máy ВЗМ-15Б

3 Hành trình dịch chuyển thẳng đứng của trống lăn mm 100

4 Vận tốc dịch chuyển thẳng đứng của trống lăn m/s 0,02

5 Góc quay của trống lăn trong mặt phẳng ngang độ ±15

6 Chiều rộng lớn nhất của chi tiết san phẳng mm 1500

10

Để thực hiện quá trình san phẳng, bộ phận công tác quay một góc 10 ÷ 150, hạ xuống bề mặt chi tiết, bằng dẫn động quay của nó và dẫn động dịch chuyển của khung chữ П Hướng quay của trống lăn phải phù hợp với hướng chuyển động của máy Trong lượt chạy ngược lại dọc chi tiết, trống lăn cần quay ngược lại Trong quá trình hoạt động, cần thay đổi góc đặt trống lăn một vài lần để đảm bảo mài mòn đồng đều Theo các thông số của nhà máy, máy ВЗМ-15Б đảm bảo san phẳng đến cấp 3-Ш của chi tiết, được tạo hình từ hỗn hợp bê tông có độ cứng trung bình

Trong những năm gần đây, các phát minh các loại máy san phẳng mới được công bố bằng các chứng nhận bản quyền có số lượng không lớn Tổng quan và nghiên cứu nguyên lý làm việc của những kết cấu này được đưa ra dưới đây

Hiện nay, ở Việt Nam chủ yếu sử dụng các thiết bị san phẳng bề mặt bê tông dạng trống lăn trên các tổ hợp san, đầm và làm phẳng bề mặt bê tông xi măng Đây

là các tổ hợp hiện đại và chủ yếu được nhập ngoại từ nước ngoài như:

Máy san và làm phẳng bề mặt

bê tông xi măng ba trống lăn (hình

1.10) Đây là loại máy có tính năng

hiện đại Một bộ máy thi công bao

gồm máy đầm bê tông di chuyển

trên ván khuôn đi trước và máy lăn

3 trục đi sau Trong đó, thiết bị máy

3 trục lăn có nguyên lý khá đơn

giản Máy được di chuyển trên ray

vuông hoặc tròn chạy dọc theo

chiều dài cần rải bê tông xi măng Bộ phận công tác 3 trục lăn di chuyển trên bề mặt

bê tông và được tựa trên đường ray Các trục lăn này sẽ lăn và san phẳng bề mặt bê tông, máy sẽ lăn qua lăn lại nhiều lần cho đến khi bề mặt bê tông được lèn chặt và tạo phẳng Trục trống lăn đầu tiên được dẫn động độc lập bằng mô tơ thủy lực quay cùng chiều với phương chuyển động của máy khi san phẳng và đầm lèn bê tông xi măng Hai trống lăn còn lại chuyện động ngược chiều theo vận tốc của máy Phía trước theo hướng di chuyển của trống lăn là một vít xoắn đường kính 25cm có tác dụng san đều bề mặt bê tông trước khi đầm Tốc độ di chyển của máy cũng như tốc

độ làm việc của bộ phận công tác được điều khiển với các thông số phù hợp với yêu

Hình 1.10 Hình ảnh máy san và làm phẳng

bề mặt bê tông xi măng 3 trống lăn

11

cầu của công việc

Máy san và làm phẳng bề mặt

bê tông xi măng bằng trống lăn

ngang (hình 1.11) Một dây chuyền

thi công rải bê tông hoàn chỉnh bao

gồm hệ thống giàn thép di chuyển

dọc trên ray mang theo bộ công tác

dạng trống lăn, vít xoắn di chuyển

ngang có nhiệm vụ san đều bê tông

trước khi trống lăn làm nhiệm vụ lu

lèn và hoàn thiện bề mặt bê tông

Một ưu điểm khi sử dụng thiết

bị này là khả năng thi công được nhiều bề rộng đường khác nhau bằng cách nối thêm khung cho giàn thép có kích thước thích hợp Ngoài ra khi lắp thêm bộ phận chuyển đổi thi công bề mặt nghiêng máy còn được sử dụng thi công rải bê tông mái kênh, taluy, thân đập…

1.1.2 Các phương pháp sử dụng trống lăn rung

Máy san phẳng dạng trống lăn rung khu vực rộng (hình 1.12).Máy được cấu

tạo từ trống lăn (1), được lắp trên các ống lót lệch tâm (2) và (3), dẫn động quay lệch tâm bằng puly (4) lắp trên trục (5), trục (5) liên kết với ống lót lệch tâm (2), puly dẫn động (6) được lắp trên trục (7), trục (7) truyền chuyển động quay bổ xung cho trống lăn (1) quay tương đối so với đường tâm của nó thông qua truyền động các đăng (8) Bên trong trống lăn lắp đặt bộ tạo sự mất cân bằng thủy lực có thể tự điều chỉnh, cấu tạo từ bộ điều chỉnh ly tâm (9), đòn di động (10), đòn bẩy (11), xy lanh (15), bên trong xy lanh lắp pít tông (16), pít tông được nối với lò xo hồi vị (17) bằng thanh nối Tất cả kết cấu được lắp trên khung đỡ (19), khung này cố định lên khung chữ П của máy san phẳng (21) trên những lò xo giảm chấn (20)

Hình 1.11 Máy san và làm phẳng bề mặt bê

tông xi măng bằng trống lăn ngang

12

Hình 1.12 Bộ phận công tác trống lăn rung khu vực rộng

Thiết bị san phẳng trống lăn rung khu vực rộng làm việc như sau Động cơ dẫn động thông qua bộ truyền động đai đến puly dẫn động (4), lắp trên trục (5), truyền chuyển động quay cho ống lót lệch tâm (2), một đầu của trống lăn (1) được lắp trên

ổ bi và đặt trong ống lót này Đầu thứ hai của trống lăn cũng được đặt trong ổ bi và đặt trong ống lót lệch tâm (3), trống lăn thực hiện chuyển động quay lệch tâm với tần số 1 Khoảng lệch tâm của các ống lót (2) và (3) bằng Ngoài ra, dẫn động trực tiếp bằng truyền động đai đến puly dẫn động (6), lắp trên trục (7), truyền chuyển động quay bổ xung cho trống lăn 1 thông quay truyền động các đăng (8) với tần số 2

Bên trong trống lăn phẳng (1) lắp bộ tạo sự mất cân bằng thủy lực, làm việc như sau Ở trạng thái tĩnh, trống lăn được cân bằng bằng các đối trọng (18) và trọng tâm của nó nằm tại đường tâm Khi trống lăn quay, bộ điều chỉnh ly tâm (9) gây ra dịch chuyển của đòn (10), thông qua đòn bẩy (11) đẩy thanh nối của pít tông (13) Pít tông (13) dịch chuyển chất lỏng nằm trong xy lanh (12), thông qua ống nối (14) vào xy lanh (15) Pít tông (15), nằm trong xy lanh (15), dịch chuyển và ép lò xo hồi

vị (17) Khi đó trọng tâm của trống lăn dịch chuyển tương đối so với đường tâm của

nó, tạo ra rung động cho chính bản thân bộ phận công tác Vận tốc quay của trống lăn càng lớn, dịch chuyển trọng tâm càng lớn, rung động của trống lăn càng mạnh Khi giảm tần số quay của trống lăn hoặc khi nó dừng quay, lò xo hồi vị (17) đưa tất

Máy san phẳng kiểu trống lăn có rung động ngang Trống lăn thực hiện

chuyển động quay có vận tốc lớn hơn nhiều lần vận tốc dịch chuyển của máy trên

bề mặt công tác Dao động của trống lăn được định hướng theo phương ngang so với phương san phẳng (hình 1.13)

Hình 1.13 Máy san phẳng kiểu trống lăn rung động ngang

Dẫn động bao gồm hệ thống thủy lực, bộ tạo dao động, đường ống thủy lực (8), bộ đôi con trượt (9), trống lăn (10), động cơ điện (12).Hệ thống thủy lực gồm bơm thủy lực (1) với lưu lượng thay đổi, van an toàn (2) và bầu lọc (3).Bộ tạo dao động cấu tạo từ mô tơ thủy lực (4),trục côn lệch tâm (5),vít điều chỉnh (6) và bộ đôi con trượt (7)

14

Dẫn động chuyển động rung động ngang của bộ phận san phẳng làm việc như sau Hệ thống thủy lực dẫn động bộ tạo dao động làm việc Bằng cách sử dụng vít điều chỉnh (6), trục côn lệch tâm có thể hạ xuống hoặc nâng lên, tạo điều kiện thay đổi biên độ dao động của bộ đôi con trượt (7) Chất lỏng công tác, dưới áp suất trong đường ống thủy lực (8), truyền dao động cho bộ đôi con trượt (9), con trượt (9) này liên kết cứng với trống lăn (10) Chuyển động quay của trống lăn được truyền trực tiếp nhờ truyền động đai từ động cơ điện (12) Trên bề mặt tiếp xúc của trống lăn phẳng (10) chế tạo những vết khía dạng rãnh giao nhau Các vết khía đảm bảo sự dính bám đủ lớn của bề mặt bộ phận công tác với hỗn hợp bê tông (11) với mục đích tạo ra lớp biên, lớp này sẽ đảm bảo tăng tính xúc biến và phân bố lại tất cả các thành phần của nó để được đầm chặt hơn, đảm bảo chất lượng cần thiết của bề mặt xử lý

Như vậy, trong quá trình hoàn chỉnh bề mặt chi tiết, bộ phận công tác kiểu trống lăn thực hiện đồng thời chuyển động tịnh tiến dọc bề mặt xử lý và dao động trong mặt phẳng nằm ngang Biên độ dao động ngang của trống lăn phụ thuộc vào các đặc tính hình học của trục côn lệch tâm, còn tần số rung phụ thuộc vào các phần

tử điều khiển của hệ thống thủy lực

Bằng việc đặt tần số dao động xác định trong hệ thống của bộ tạo dao động - ống dẫn - bộ phận công tác, trong đó áp suất của chất lỏng công tác ở cơ cấu chấp hành lớn hơn đáng kể so với ở nguồn dao động, để xác lập chế độ làm việc tối ưu của bộ phận công tác tùy thuộc vào thay đổi các thuộc tính lưu biến của bề mặt bê tông xử lý

Máy san phẳng kiểu trống lăn rung có cân bằng động (hình 1.14) Máy được

cấu tạo từ trống lăn (1), được lắp trên trục khuỷu dẫn động (2) Trong thân của trống lăn (1) lắp bộ giảm tốc hành tinh (3) Để cân bằng khối lượng dao động trên trục dẫn động lắp đối trọng (4) Trong quá trình san phẳng, trống lăn thực hiện chuyển động quay và dao động Đặc điểm khác biệt của kết cấu này so với các kết cấu kể trên là, bộ phận công tác của máy san phẳng được cân bằng động, các thông số rung động (biên độ và tần số dao động) không phụ thuộc vào sức cản nhớt của môi trường công tác Vì vậy, quá trình san phẳng mang đặc tính không đổi

15

Hình 1.14 Sơ đồ bộ phận công tác trống lăn rung có cân bằng động

1 Trống lăn; 2 Trục khủy; 3 Bộ giảm tốc hành tinh; 4 Quả đối trọng

Khi sử dụng máy san phẳng kiểu trống lăn rung, một vấn đề nảy sinh là dao động này sẽ truyền lên thân máy và ảnh hưởng đến người điều khiển Để giảm thiểu được sự lan truyền dao động này, người ta đã sử dụng thiết bị công tác có nhiều trống lăn rung được thể hiện trên hình 1.15

Hình 1.15 Sơ đồ bộ phận công tác có nhiều trống lăn rung

1 Trống lăn rung; 2 Đĩa hình sao (giá hành tinh); 3 Bánh răng hành tinh;

4 Bánh răng trung tâm; 5 Bộ truyền đai; 6 Động cơ điện; 7 Khung giá máy;

8 Pu ly

Máy san phẳng nhiều trống lăn rung được hoạt động như sau Thông qua bộ truyền đai (5), (8) chuyền chuyển động quay của động cơ (6) đến hai đĩa hình sao với một vận tốc góc 1 Thông qua hệ bánh răng hành tinh, bao gồm một bánh răng trung tâm (4) và bánh răng hành tinh (3) được cố định vào trống lăn (1), chuyển động quay truyền đến trống lăn (1) với vận tốc góc 2 Trong đó 2 > 1 Bên trong trống lăn (1) có lắp cơ cấu gây rung dạng lệch tâm, do đó tạo ra rung động để làm phẳng bề mặt chi tiết Các con lăn được sắp xếp dao động đối xứng nhau

16

Hình 1.16 Sơ đồ phân loại các phương pháp san, làm phẳng

bề mặt bê tông xi măng

Công nghệ và thiết bị san, làm phẳng bề mặt bê tông xi măng bằng trống lăn

Phân biệt theo mức độ cơ giới hóa

Trong nhà máy sản xuất bê

tông với các khối đa giác

Phân biệt theo phương pháp tiếp xúc

IV San làm phẳng bằng lăn tĩnh San làm phẳng bằng rung động

Phân biệt theo độ nghiêng của bề mặt sản phẩm

phương chuyển động của máy

Cùng với phương chuyển động của máy

17

1.2 Tiêu chí đánh giá chất lƣợng bề mặt của các sản phẩm bê tông xi măng

Sản phẩm bê tông phải đảm bảo độ bền kết cấu, độ chính xác về kích thước hình học và đảm bảo độ phẳng bề mặt

Trên thế giới có nhiều các tiêu chuẩn quy định chất lượng của sản phẩm bê tông xi măng.Trong đó, tại Liên Bang Nga các yêu cầu đối với chất lượng các sản phẩm bê tông được quy định theo các tiêu chuẩn ГОСТ, ТУ và RCN

Một trong những vấn đề đặc biệt quan trọng, trong đánh giá chất lượng các kết cấu bê tông cốt thép và các sản phẩm sử dụng trong các lĩnh vực xây là chất lượng của bề mặt sản phẩm

Tiêu chuẩn СниП 1-А,4-62 đã xây dựng bảng quy định chất lượng sản phẩm

bê tông, đưa ra bốn loại độ nhám bề mặt, trong phạm vi của Rn từ 0,3 đến 5,0 mm

Số liệu về độ nhám bề mặt của sản phẩm theo tài liệu này được trình bày trong Bảng 1.5 Tùy thuộc vào loại sản phẩm cần hoàn thiện, cho phép chất lượng bề mặt

bê tông được liệt kê trong Bảng 1.5 và 1.6 (theo СниП 1-A4-62 và ГОСТ 83)

13015,0-Bảng 1.5 13015,0-Bảng quy định độ nhám bề mặt bê tông xi măng

Cấp độ

nhám

Độ nhám bề mặt, mm

Chiều dài cơ bản, mm

Ví dụ về các loại sản phẩm bê

tông

4-Ш 0,3÷0,6 100 Sàn bê tông trong những nơi công

cộng

3-Ш 0,6÷1,2 100 Sản phẩm mặt bằng bên trong khu

dân cư và công nghiệp

2-Ш 1,2÷2,5 200 Bề mặt sản phẩm được lăn hoặc các

18

Bảng 1.6 Bảng so sánh các yêu cầu chất lượng bề mặt cho các sản phẩm bê tông

trong khu dân cư (các thông số chính của các khuyết tật)

kính

Chiều sâu

Đường kính

Chiều sâu

Sản phẩm

dùng để sơn

hoặc dán

Không được phép

3-Ш (0,6-1,2 mm) 1 1

Không được chuẩn hóa 2-Ш

(1,2-2,5 mm) 3 2 Nền hoặc

tường

Không được phép

3-Ш (0,6-1,2 mm) 4 3

Không được chuẩn hóa Vật liệu gạch

cán và tấm

Không được chuẩn hóa

Không được

Không được chuẩn hóa

Bảng 1.7 Bảng đánh giá về chất lượng của bề mặt bê tông theo

Tập hợp những mấp

mô có bước tương đối nhỏ trong một chiều cơ

sở Nhấp nhô

(gợn

sóng)

h- chiều cao nhấp nhô

Tập hợp các khuyết tật

về gợn sóng sắp xếp trên chiều dài cơ sở (không thẳng hàng) Nhấp nhô

và gồ ghề

h- chiều cao nhấp nhô

Rn- độ nhám

Tập hợp các nhấp nhô

và gồ ghề trên bề mặt

Vũng sâu

h- chiều sâu (đường kính d ГОСТ không quy định)

Các vết lõm trên bề mặt sản phẩm, đặc trưng bởi góc α không quá 90°

Sóng (gồ

Gồ ghề cao hơn bề mặt của sản phẩm, và phân

bố không có tổ chức

l- chiều dài

Hư hỏng cục bộ trên cạnh của sản phẩm trên chiều dài nhất định

Khuyết tật bề mặt, không dẫn đến sự suy yếu cơ tính của sản phẩm

Sai lệch bề mặt trên toàn bộ chiều dài của sản phẩm

Hiện nay, chất lượng bề mặt của bê tông và các sản phẩm bê tông được xác định là một tập hợp các yêu cầu về dung sai bề mặt áp dụng cho các sản phẩm bê tông sau khi được hoàn thiện

Tại Mỹ, Anh, Pháp và Đức trong thập niên tám mươi đã đưa ra tiêu chuẩn phân loại các bề mặt bê tông, trong đó có xác định yêu cầu về độ bền của sản phẩm Các tiêu chuẩn được xây dựng bởi Hiệp hội vật liệu và thử nghiệm Hoa Kỳ

20

(ASTM), Viện bê tông American (ACI), tiêu chuẩn Anh (BS), đã phân chia các sản phẩm bê tông và đưa ra các tiêu chuẩn.Ví dụ như phân loại theo ACI 302 cho sàn bê tông công nghiệp (Bảng 1.8), BS 8204 xác định độ chính xác của sàn bê tông (Bảng 1.9) và DIN (Bảng 1.10)

Bảng 1.8 Các loại bê tông theo Viện bê tông American (ACI 302)

Phương pháp hoàn thiện

Chiều cao nhấp nhô trên chiều dài 4m

24

San và làm phẳng bề mặt bê tông

Như trên, đối một số

có thể thay đổi đến 3 III Như trên

Nhà kho, đường công cộng

Làm phẳng

bề mặt cứng + xử lý kết cấu

10

21

Bảng 1.9 Phân loại chất lượng bề mặt theo BS 8204,[61]

đo trên chiều dài 3 m

SR1 Đạt tiêu chuẩn cao, công trình có

SR2 Đạt tiêu chuẩn thông thường tại các

Bảng 1.10 Phân loại chất lượng bề mặt theo DIN 18202

Các giá trị đo chiều cao nhấp nhô (mm) tương ứng với các khoảng cách

các điểm đo 0,1 m 1 m 4 m 10 m 15 m

- Sàn bê tông (bến, các khu thương mại, v.v ): Rn = 0,3÷0,6 mm;

- Tất cả các sản phẩm bề mặt bê tông bên trong các tòa nhà dân cư và công nghiệp, cũng như tất cả các loại sản phẩm bề mặt được sơn hoặc dán giấy: Rn = 0,6

÷ 1,2 mm

Bề mặt bên ngoài của các công trình, đặc biệt là những công trình thường xuyên tiếp xúc với nước biển, được phủ bởi một lớp chống thấm để bảo vệ chúng khỏi những tác động của môi trường Do đó, bề mặt các công trình bên ngoài được sơn hoặc phủ lớp chống thấm có độ nhám không quá 0,6 mm, [55]

Tại Việt Nam các sản phẩm bê tông chủ yếu được nghiệm thu dựa trên các yếu

tố tham khảo các tiêu chuẩn nói trên Ngoài ra, theo tiêu chuẩn Quốc Gia TCVN

8866 : 2011, Mặt đường ô tô – xác định độ nhám mặt đường bằng phương pháp rắc cát – thử nghiệm, được ban hành năm 2011 đã đưa ra tiêu chí đánh giá (chiều sâu cấu trúc vĩ mô trung bình) của mặt đường bằng phương pháp rắc cát theo Bảng 1.11

Bảng 1.11 Tiêu chí đánh giá (chiều sâu trung bình cấu trúc vĩ mô) của mặt đường

Htb > 1,2 Rất thô Đường qua nơi địa hình đi lại khó

khăn, nguy hiểm Chú thích: V là tốc độ chạy xe thực tế cho phép trên đường

23

Ngoài ra theo tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 8865 : 2011, Mặt đường ô tô – Phương pháp đo và đánh giá xác định độ bằng phẳng theo chỉ số độ gồ ghề quốc tế IRI, được ban hành năm 2011 đã đưa ra tiêu chí đánh giá chất lượng mặt đường như sau:

- Đối với đường xây dựng mới: Mặt đường bê tông nhựa và bê tông xi măng khi nghiệm thu trong vòng 1 năm từ khi làm xong mặt đường phải đảm bảo đạt được độ bằng phẳng với giá trị IRI tuỳ thuộc vào cấp đường (TCVN 4054, TCVN 5729) thoả mãn yêu cầu quy định trong Bảng 1.12

Bảng 1.12 Tiêu chí nghiệm thu độ bằng phẳng theo IRI đối với

đường xây dựng mới, [32]

Đường cao tốc cấp 120, cấp 100, cấp 80;

Đường cao tốc cấp 60, đường ô tô cấp 60 IR I≤ 2,2

- Đối với đường cải tạo nâng cấp: Mặt đường bê tông nhựa và bê tông xi măng khi nghiệm thu trong vòng 1 năm từ khi làm xong mặt đường phải đảm bảo đạt được độ bằng phẳng với giá trị IRI tuỳ thuộc vào cấp đường (TCVN 4054, TCVN 5729) thoả mãn yêu cầu quy định tại Bảng 1.13

Bảng 1.13 Tiêu chí nghiệm thu độ bằng phẳng theo IRI đối với đường

cải tạo, nâng cấp, tăng cường, [32]

Đường cao tốc cấp 120, cấp 100 và cấp 80;

đường ô tô cấp 80

IRI ≤ 2,2

Đường cao tốc cấp 60, đường ô tô cấp 60 IRI ≤ 2,5

Như vậy, qua những tìm hiểu về tiêu chí đánh giá chất lượng bề mặt sản phẩm bê tông thấy rằng sản phẩm đạt chất lượng khi đảm bảo 2 yếu tố: Không xuất hiện các khuyết tật bề mặt và đảm bảo độ nhám bề mặt theo yêu cầu Trong đó, đối với mặt đường bê tông độ nhám cần đạt được từ 2÷4 mm Đây là một trong những căn cứ để tính toán xác định các tốc độ làm việc phù hợp của trống lăn thuộc tổ hợp san, đầm và làm phẳng bề mặt bê tông

24

1.3 Những nghiên cứu về san và làm phẳng bề mặt bê tông xi măng

1.3.1 Tình hình nghiên cứu về tổ hợp san, đầm và làm phẳng bề mặt bê tông xi măng

Tổ hợp san, đầm và làm

phẳng bề mặt bê tông là loại loại

máy có nhiều cơ cấu công tác để

phục vụ công tác thi công Tổ hợp

máy hoạt động như trên là sự phối

hợp nhịp nhàng của các cơ cấu

công tác Quan hệ giữa các thông

số kết cấu , thông số làm việc của

các cơ cấu là một trong những yếu

tố quyết định đến chất lượng thi

công của tổ hợp Tùy theo kết cấu

và đặc điểm chất lượng của công

trình mà máy có cấu tạo và tính

năng tương ứng

Theo kết cấu và số lượng thiết bị làm việc (hình 1.17) máy hoàn thiện bê tông

có các loại sau đây: Máy có 2 bộ phận làm việc (hình 1.17a) gồm một tấm đầm và một tấm trang có chức năng đầm bê tông và trang phẳng bề mặt bê tông; Máy có 3

bộ phận làm việc (hình 1.17.b) gồm tấm san gạt bê tông, một tấm đầm và một tấm trang phẳng bề mặt bê tông Tấm san gạt bê tông có chức năng san gạt phẳng bề mặt

bê tông trước khi đầm Máy có 4 bộ phận làm việc (hình 1.17.c) gồm: tấm rung, tấm búa, tấm san, tấm trang Đối với loại này mỗi công đoạn công việc do hai bộ phận làm việc thực hiện Đầm lèn bê tông chủ yếu do đầm rung, hỗ trợ là đầm búa, làm phẳng nhờ tấm san và tấm trang

Hình 1.17 Sơ đồ thiết bị làm việc của máy hoàn

thiện bê tông xi măng a- Loại có 2 bộ phận làm việc; b- Loại có 3 bộ phận làm việc; c- Loại có 4 bộ phận làm việc

1 Đầm rung; 2 Tấm gạt; 3 Máy san; 4 Đầm

búa; 5 Tấm trang

25

Hình 1.18 Nguyên lý hoạt động của tổ hợp rải hoàn thiện đường bê tông xi măng

1.Thiết bị nạp tải; 2.Thùng chứa; 3.Xe cơ sở; 4.Thiết bị vận chuyển; 5.Trục xoắn phân

phối hỗn hợp; 6.Tấm gạt phẳng; 7.Cụm thiết bị đầm

Nguyên lý hoạt động của thiết bị có thể mô tả như sau (hình 1.18): Hỗn hợp

bê tông xi măng đã được trộn đạt yêu cầu sẽ được các thiết bị vận chuyển nạp vào thùng chứa (2) của cơ cấu nạp tải Các thiết bị chuyên chở (1) làm nhiệm vụ cung cấp bê tông thành phẩm cho tổ hợp Cơ cấu định lượng sẽ khống chế lượng bê tông

ra khỏi thùng, bê tông sẽ được băng tải (4) vận chuyển liên tục ra phía sau đến trước

cơ cấu phân phối (trục xoắn 5) Trục xoắn vừa làm nhiện vụ san bằng hỗn hợp bê tông theo mặt đường, đồng thời chính trục xoắn cũng làm nhiệm vụ trộn đồng đều lại hỗn hợp bê tông Về cơ bản hỗn hợp bê tông phía sau trục xoắn là tương đối bằng phẳng và đồng đều thành phần Công đoạn cuối cùng là nhiệm vụ đầm lèn hỗn hợp bê tông xi măng của các thiết bị đầm lèn (7) gắn ở phía sau cùng của tổ hợp Chiều cao và góc nghiêng bề mặt làm việc của (7) sẽ quyết định cao độ bê tông cần

rải Khi tổ hợp máy đi qua thì mặt đường bê tông xi măng đã được hình thành

Hiện nay, việc nghiên cứu chế tạo máy rải và hoàn thiện bê tông xi măng được các viện nghiên cứu, các công ty trong và ngoài nước liên tục phát triển và hiện đại hóa Dưới đây trình bày tình hình nghiên cứu thiết kế tổ hợp san, đầm và làm phẳng

bề mặt bê tông xi măng

1.3.1.1 Các công trình nghiên cứu ngoài nước

Việc cơ giới hóa các thiết bị thi công đường bê tông được các nước có nền khoa học hiện đại nghiên cứu, chế tạo thành công và đưa vào sử dụng Sau đây là một số máy rải và hoàn thiện bê tông đã được nghiên cứu và đưa vào sử dụng để thi công mặt đường, sân bay, bến cảng

26

- Máy hoàn thiện bê tông Д-182A: đây là loại máy hoàn thiện bê tông 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 Gia công bề mặt đường bằng 2÷3 lượt Máy có thể gia công được đường một mặt phẳng hoặc đường 2 mặt phẳng nghiêng với nhau

Hình 1.19 Máy hoàn thiện BTXM Д -182A

1 Tấm đầm rung; 2 Trục nâng tấm đầm rung; 3 Động cơ; 4 Tấm trang phẳng; 5 Bánh tỳ tấm trang; 6 Tấm san phẳng; 7 Trục nâng tấm san; 8 Dẫn động đầm búa;

9 Đầm búa; 10 Bánh tỳ đầm búa

Máy hoàn thiện Д-376: Dựa vào kinh nghiệm sử dụng và kết quả thử nghiệm

các thông số của máy Д -376 đã được lựa chon hợp lý, do đó mặc dù có công suất nhỏ hơn nhưng chất lượng công việc tốt hơn Công suất của máy Д -376 có thể đạt

73 m3/h và sau một lượt đi máy có thể gia công mặt đường độ dày đến 50 cm Kết cấu của máy (hình 1.20) là dạng xe tự hành Trên khung xe có động cơ, hệ thống truyền động đến các 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 1.20 Máy hoàn thiện bê tông xi măng Д-376

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

27

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

Máy rải bê tông cốp pha trượt: Đây là loại máy rải bê tông hiện đại và có công

suất rải lớn nhất trên thế giới hiên nay,

có thể kế đến 2 dòng máy tiêu biểu trên

thế giới là máy Commander III của hãng

Gomaco và máy SP500 của hãng

Wirtgent Khối lượng máy khá đồ sộ để

đỡ toàn bộ hệ thống khuôn trượt, đầm

thủy lực, hệ thống động lực điều

khiển.v.v Máy di chuyển 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 công hoàn chỉnh khổ đường rộng 6m

Máy rải bê tông bằng trống

lăn ngang:

Trên thị trường có thể kể đến

Máy C450 của hãng Gomaco – Mỹ

là 1 đại diện tiêu biểu cho dòng sản

phẩm này trên thế giới Giá cho 1

dây chuyền C450 thi công hoàn

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 rộng rãi

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

Hình 1.21 Máy cốp pha trượt Gomaco

Comander III

Hình 1.22 Máy rải bê tông Gomaco C450