ĐỀ TÀI BÁO CÁO THIẾT KẾ NHÀ MÁY BÊ TÔNG

ĐỀ TÀI BÁO CÁO THIẾT KẾ NHÀ MÁY BÊ TÔNG

BÁO CÁO ĐỀ TÀI

THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

NHÀ MÁY BÊTÔNG

sử dụng của loại vật liệu này Thời gian đầu các cấu kiện bê tông thường được chế tạobằng phương pháp thủ công, việc lắp ghép các cấu kiện cũng chủ yếu bằng thủ công

do đó các cấu kiện bê tông đúc sẵn cũn sử dụng bị hạn chế Với sự phát triển của nền cụng nghiệp hiện đại và trình độ khoa học xây dựng, việc sản xuất cấu kiện bêtông cốtthép bằng thủ công được thay thế bằng phương pháp cơ giới và việc nghiên cứu thành công dây chuyền công nghệ sản xuất các cấu kiện bêtông cốt thép được áp dụng đó tạo điều kiện để những nhà máy sản xuất các cấu kiện bêtông cốt thép đúc sẵn được xây dựng hàng loạt

Trong nửa đầu thế kỷ 20, những thành tựu nghiên cứu về lý luận cũng như về phương pháp tính toán bêtông cốt thép trên thế giới càng thúc đẩy ngành công nghiệp sản xuất cấu kiện bêtông cốt thép phát triển, đặc biệt là thành công của việc nghiên cứu bêtông ứng suất trước được áp dụng vào sản xuất cấu kiện là một thành tựu có ý nghĩa to lớn, cho phép tận dụng bê tông mác cao, cốt thép cường độ cao, tiết kiệm được bêtông và cốt thép, nhờ đó có thể thu nhỏ kích thước cấu kiện, giảm nhẹ khối lượng, nâng cao năng lực chịu tải và khả năng chống nứt của cấu kiện bêtông cốt thép.Ngày nay ở những nước phát triển, cùng với việc công nghiệp hoá ngành xây dựng,

cơ giới hoá thi công với phương pháp thi công lắp ghép, cấu kiện bằng bêtông cốt thép và bêtông ứng suất trước ngày càng được sử dụng rộng rói

Thế kỷ 20 công nghệ bêtông đó trải qua một quãng đường phát triển dài, đó mởrộng lĩnh vực sử dụng bê tông, tăng chủng loại, tăng hiệu quả kinh tế và kỹ thuật đạt được Đặc biệt đáp ứng đủ nhu cầu của nền kinh tế thị trường và cho phép giải được hầu hết các bài toán xây dựng Ngoài ra công nghệ bê tông giúp bảo vệ môi trường vỡcho phép sử dụng phế thải của các ngành công nghiệp năng lượng tạo ra hiệu quả kinh

tế kỹ thuật

Ngày nay với những trang bị kỹ thuật hiện đại chúng ta có thể cơ giới hoá toàn bộ dâytruyền công nghệ và tự động hoá nhiều khâu sản xuất cấu kiện,một bước tiến đáng kể đạt được ở các thập kỷ gần đây, không những đó điểu khiển được các tính chất kỹ thuật của bê tụng, mà cũng tác động tích cực tới sự hình thành cấu trúc của bê tông trên tất cả các công đoạn công nghệ sản xuất Các loại bê tông mới đáp ứng đủ nhu cầu của nền kinh tế thị trường và cho phép giải được hầu hết các bài toán xây dựng Ngoài ra công nghệ bê tông giúp bảo vệ môi trường và cho phép sử dụng phế thải của các ngành cụng nghiệp năng lượng tạo ra hiệu quả kinh tế kỹ thuật

Ngày nay với những trang bị kỹ thuật hiện đại chúng ta có thể cơ giới hoá toàn bộ dâytruyền công nghệ và tự động hoá nhiều khâu sản xuất cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn , cấu kiện bằng bêtông cốt thép và bêtông ứng suất trước được sử dụng hết sức rộng rãi, đặc biệt trong ngành xây dựng dân dụng và công nghiệp với các loại cấu kiện

có hình dáng kích thước và công dụng khác nhau như cột nhà, móng nền, dầm cầu chạy, vì kèo, tấm lợp, tấm tường ở nhiều nước có những nhà máy sản xuất đồng bộ các cấu kiện cho từng loại nhà theo thiết kế định hình

Với sự phát triển như hiện nay chúng ta có thể cơ giới hóa toàn bộ dây chuyền công nghệ và tự động hóa nhiều khâu sản xuất cấu kiện bê tong cốt thép đúc sẵn.Vấn đề được đặt ra là chúng ta luôn phải cải tiến và phát triển công nghệ ngày một hoàn thiện

hơn.Với đề tài “Thiết kế nhà máy bê tông chế tạo ống dẫn nước và hỗn hợp bê tông

thương phẩm công suất 80000 m3/năm”

Bằng những hiểu biết và kiến thức đã học và tích lũy trong học tập chúng em đã hoàn

thành đề tài này

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS.Nguyễn Thiện Ruệ cùng toàn thể các thầy côtrong bộ môn Công Nghệ Vật Liệu Xây Dựng đó giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài này Em mong nhận được sự góp ý của các thầy cô để đề tài của chúng em được hoàn thiện hơn

Hà Nội ngày 07 tháng 01 năm 2013

Sinh viên thực hiện

,,,,,,,,,,

I.2 GIỚI THIỆU VỀ MẶT BẰNG NHÀ MÁY

Nhà máy được xây dụng để sản xuất các sản phẩm

-Ống dẫn nước cao áp(áp lực làm việc>10atm) dài 5m cụng suất 15000 m3/năm -Ống dẫn nước thường dài 5m cụng suất 25000 m3/năm

-Hỗn hợp bê tông thương phẩm công suất 40000 m3/năm

Việc xây dựng nhà nhà máy bê tông và bê tông dúc sẵn cần thiết phải gắn liền với thị trường tiêu thụ Thị trường tiêu thụ các loại sản phẩm này là các khu đô thị các trung tâm công nghiệp Địa điểm xây dựng nhà máy phải phù hợp với nguyên tắc thiết kế

công nghiệp, phải đảm bảo cho chi phí vận chuyển nguyên vật liệu, tiêu thụ sản phẩm thấp Đó là cơ sở để hạ giá thành sản phẩm, tạo sự cạnh tranh tốt Đồng thời địa điểm nhà máy không đặt quá gần trung tâm vì tại đó không thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên vật liệu, giá thành đất xây dựng lớn làm tăng chi phí đầu tư hiệu quả kinh tế giảm.

Sau khi xem xét các địa điểm xây dựng, tìm hiều nhu cầu thực tế xây dựng của các tỉnh, thành phố lân cận, cũng như nguồn cung cấp nguyên vật liệu, hệ thống giao thông vận tải cho thấy nhà máy đặt tại huyện Thạch Thất - Hà Nội gần Quốc lộ 21 và Đại lộ Thăng Long cách trung tâm Hà Nội khoảng 20km

1.Về hệ thống giao thụng vận tải

Nhà máy nằm cạnh tuyến giao thông quốc lộ 21,đại lộ Thăng Long

2 Các nguồn cung cấp nguyên vật liệu cho nhà máy:

Đá dăm: Đá dăm nguồn cung cấp chính là mỏ đá Cao Dương –Hũa Bỡnh với

khoảng cách vận chuyển là 42 km, đá dăm được vận chuyển bằng ôtô ben, ôtô tự đổ

có gắn rơmoóc

Cát vàng: Nguồn cung cấp là cát vàng sông Hồng, được vận chuyển về từ bãi cát đã khai thác với khoảng cách vận chuyển 10 km, cát được chở trên các ôtô tự đổ có gắn rơmoóc

Ximăng: Nguồn cung cấp là nhà máy Ximăng Bút Sơn Ximăng được vận chuyển vềnhà máy bằng các ôtô có gắn Stéc chuyên dụng Khoảng cách vận chuyển là 70 km Sắt thép: Nguồn cung cấp là nhà máy thép Vinafco sắt thép được vận chuyển bằng ôtô với khoảng cách vận chuyển là 80 km

3 Điện nước nhân lực:

Do địa điểm nhà máy xây dựng tại huyện Thạch Thất nên việc cung cấp điện nước rất thuận tiện Nhân lực tuyển chọn trong vựng và các khu vực lân cận Việc xây dựngnhà máy tại Hà Nội một trung tâm lớn về kinh tế và văn hoá tạo nên điều kiện thuận lợi cho việc cung cấp đào tạo, nâng cao trình độ cho đội ngũ cán bộ, công nhân lành nghề

5 Vệ sinh môi trường:

Địa điểm nhà máy xây dựng cách xa khu dân cư đô thị lớn do đó hoạt động của nhà máy ít gây ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp và các hoạt động đời sống của nhân dân.Để đảm bảo vệ sinh môi trường trong và xung quanh nhà máy ta bố trí trồng nhiều cây xanh để làm giảm ô nhiễm.

Kết luận:Việc chọn địa điểm nhà máy như trên là hợp lý thuận tiện giỏ thành đất xây dựng không cao làm giảm chi phí đầu tư.Điều kiện cung cấp về nguyên vật liệu lao động và tiêu thụ sản phẩm thuận lợi.Các yếu tố trên rất phù hợp với nguyên tắc thiết

kế dây chuyền công nghệ

I.3 CÁC LOẠI SẢN PHẨM MÀ NHÀ MÁY SẢN XUẤT

1 Bêtông thương phẩm

Nhà máy sản xuất các loại bêtông thương phẩm có các mác sau:300,350,400, 500,

600 Chất lượng của hỗn hợp bêtông sẽ quyết định chất lượng của sản phẩm mà nó tạothành vì thế để sản xuất được sản phẩm có chất lượng tốt ta phải chú ý đến khâu chế tạo hỗn hợp bêtông Để chế tạo được hỗn hợp bê tông tốt ta phải hiểu rõ về sự hình thành và cấu tạo của hỗn hợp bêtông , các tính chất của hỗn hợp bêtông , sự ảnh hưởng của các thành phần trong hỗn hợp bêtông đến các tính chất đó Các thành phầntạo nên hỗn hợp bêtông bao gồm: cốt liệu, chất kết dính, nước và phụ gia Các thành trong hỗn hợp bêtông được phối hợp theo một tỉ lệ nhất định và hợp lý, tuỳ theo các chỉ tiêu yêu cầu, được nhào trộn đồng đều nhưng chưa bắt đầu quá trình ninh kết và rắn chắc Việc xác định tỷ lệ cấp phối và yêu cầu chất lượng của hỗn hợp bêtông không những nhằm đảm bảo các tính năng kĩ thuật của bêtông ở những tuổi nhất định

mà còn phải thoả mãn các yêu cầu công nghệ, liên quan đến việc xác định thiết bị tạo hình, đổ khuôn , đầm chặt và các chế độ công tác khác Các loại hỗn hợp bêtông thương phẩm sẽ được cung cấp cho thị trường tiêu thụ vào cả ban ngày và đêm đối với khu vực nội thành Hà Nội thì chỉ vào ban đêm ban ngày không cho xe chở bê tông

ra vào thành phố, vì vậy các loại hỗn hợp bêtông này sẽ được vận chuyển theo đơn đặthàng Với các công trình khác nhau cần có các chỉ tiêu kĩ thuật đối với hỗn hợp

bêtông khác nhau Chính vì vậy tại mỗi công trình xây dựng có những đòi hỏi khác nhau về chất lượng của hỗn hợp bêtông cả về cường độ lẫn tính công tác

2 ống dẫn nước thường

Có nhiều phương pháp để tạo hình ống dẫn nước thường :

Phương pháp đầm : thường dùng sản xuất ống có kích thước và khối lượng lớn như

1500, 1700, 2000

Phương pháp quay li tâm : thường dùng để chế tạo các sản phẩm có đường kính nhỏ

và trung bình như : 500, 600, 700, 1000, 1200

Phương pháp rung có gia tải : sử dụng hỗn hợp bêtông cứng tháo khuôn sản phẩm ngay sau khi tạo hình

Với nhà máy của ta dùng phương pháp quay li tâm để chế tạo ống dẫn nước thường với các loại ống có đường kính trong 500, 1000, 1500mm

Sản phẩm ống dẫn nước thường được cho theo bảng sau

TT Loại

ống

Vbt sp

mm Phương pháp này có ưu việt hơn hẳn phương pháp công nghệ ba giai đoạn là chếtạo được ống có áp lực làm việc cao hơn mà quá trình công nghệ lại đơn giản và chất lượng lớp bảo vệ cốt thép tốt hơn

Với nhà máy của ta dùng phương pháp rung ép thuỷ lực để chế tạo ống dẫn nước cao

áp với các loại ống có đường kính trong 500, 700, 1000mm

Các sản phẩm ống dẫn nước cao áp được cho theo bảng sau:

TT Loại

ống

Vbt sp

1 Yêu cầu đối với bêtông dùng để sản xuất ống dẫn nước thường

Xi măng dung là xi măng pooclang PC40,và phải thỏa mãn các yêu cầu như trong bảng sau:

STT Tên chỉ tiêu cơ lý Chỉ tiờu

1 Giới hạn bền khi nén(Mpa),không nhỏ hơn

-Sau 3 ngày

-Sau 28 ngày

21 40

2 Độ mịn lượng hạt sót sang 4900 lỗ,không nhỏ hơn %

Tỷ diện bề mặt(cm2/g),không nhỏ hơn

15 2500

3 Tính ổn định thể tích

a.Đối với mẫu thử bánh đa

b.Đối với mẫu thử theo phương pháp Satalie,khụng

Theo TCVN 7570-2006:

Cốt liệu lớn có thể được cung cấp dưới dạng hỗn hợp nhiều cỡ hạt hoặc các cỡ hạt riêng biệt.Thành phần hạt của cốt liệu lớn biểu thị bằng lượng sót tích lũy trên các sang được quy định trong bảng

Lượng sót tích

Hàm lượng thoi dẹt không quá 15%

Hàm lượn tạp chất sét không quá 1%

Tính chất của nguyện liệu đá dăm

Khối lượng riêng 2,7 g/cm3

Để chế tạo bê tông ta sử dụng cát vàng họ cát khô có>1300kg/m3.Loại cát này

thường được sử dụng để chế tạo bê tông mác cao Thành phần hoá học chủ yếu của loại cát này là SiO2 Yêu cầu cát phải sạch, không lẫn tạp chất có hại Tạp chất có hại trong cát chủ yếu là các loại mi-ca, các hợp chất của lưu huỳnh, các tạp chất hữu cơ vàbụi sét

Mi-ca có cường độ bản thân bé, ở dạng phiến mỏng, lực dính với ximăng rất yếu Mi-ca lại dễ phong hoá, nên làm giảm cường độ và tính bền vững của bêtông

Các hợp chất lưu huỳnh gây tác dụng xâm thực hoá học đối với ximăng

Tạp chất hữu cơ là xác động vật và thực vật mục nát lẫn trong cát, làm giảm lực dínhkết giữa cát và ximăng , ảnh hưởng đến cường độ, mặt ximăng trên 25% Nếu cát có chứa nhiều tạp chất hữu cơ thì có thể rửa bằng nước sạch

2

Bụi sét là những hạt bé hơn 0,15mm, chúng bao bọc quanh hạt cát, cản trở sự dính kết giữa cát và ximăng , làm giảm cường độ và ảnh hưởng đến tính chống thấm của bêtông

Độ ẩm của cát là mức độ ngậm nước của cát, đặc tính của cát là thể tích thay đổi theo

độ ẩm, thể tích lớn nhất khi có độ ẩm khoảng 4 7%

Tính chất của nguyên liệu cát:

Khối lượng riêng : 2,65g/cm3

cơ cao hơn lượng cho phép cụ thể lượng muối trong nước không lớn hơn 50g/l.Trong

đó các loại muối sunfat không lớn hơn 2700mg/l lượng ngạm axit PH>4.Để đảm bảo chất lượng như trên nhà máy phải có trạm bơm lọc và bể chứa riêng được sự kiểm tra của phũng thớ nghiệm

2.Yêu cầu bê tong sản xuất ống dẫn nước cao áp

Cốt liệu dung là cốt liệu chất lượng tốt bê tông sử dụng mác 500

Xi măng sử dụng yêu cầu như đối với bê tông sản xuất ống dẫn nước thường

cơ và bụi sét

Mi-ca có cường độ bản thân bé, ở dạng phiến mỏng, lực dính với ximăng rất yếu Mi-ca lại dễ phong hoá, nên làm giảm cường độ và tính bền vững của bêtông, vì thế lượng mi-ca không được quá 0,5%

Các hợp chất lưu huỳnh gây tác dụng xâm thực hoá học đối với ximăng, nên lượng của nó trong cát tính quy ra SO3 không quá 1%

Tạp chất hữu cơ là xác động vật và thực vật mục nát lẫn trong cát, làm giảm lực dínhkết giữa cát và ximăng, ảnh hưởng đến cường độ, mặt khác có thể tạo nên axít hữu cơ gây tác dụng xâm thực đến ximăng làm giảm cường độ của ximăng trên 25% Nếu cát

có chứa nhiều tạp chất hữu cơ thì có thể rửa bằng nước sạch

Bụi sét là những hạt bé hơn 0,15mm, chúng bao bọc quanh hạt cát, cản trở sự dính kết giữa cát và ximăng, làm giảm cường độ và ảnh hưởng đến tính chống thấm của bêtông Quy phạm quy định không quá 5%

Dmin

Dmax+Dmin

2 Dmax 1,25Dmax

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

Tính chất của nguyên liệu cát:

Khối lượng riêng : 2,65g/cm3

Khối lượng thể tích : 1,5 g/cm 3

Độ rỗng : 43,4%

Môđun độ lớn : M = 2.6

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

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

3 Yêu cầu đối với bêtông thương phẩm mác 300,350,400,500, 600

Bêtông thương phẩm mác này có độ sụt là 12 cm, do vậy ta phải dùng phụ gia siêu dẻo để làm tăng độ sụt của bêtông, giảm lượng dùng nước và do đó tăng cường độ củabêtông

Từ đó ta có yêu cầu đối với từng loại vật liệu như sau:

Ximăng : ximăng được dùng là loại ximăng PC40, bảo đảm các tính chất đã quy định Cốt liệu lớn (Đá dăm) : đá dăm có chất lượng trung bình, Dmax = 20 mm, cấp phối hạttrong quy phạm

Cốt liệu nhỏ (Cát) : cát cũng có yêu cầu như ở trên

Nước nhào trộn cho hỗn hợp bêtông :

Để chế tạo hổn hợp bê tông phải sử dụng loại nước sạch được sử dụng trong sinh hoạt, không nên sử dụng các loại nước ao, hồ, cống rãnh, các loại nước công nghiệp Nước không được chứa các loại muối, axít, các chất hữu cơ cao hơn lượng cho phép

cụ thể: Tổng số các loại muối có trong nước không lớn hơn 5000mg/l Trong đó các loại muối sunfats không lớn hơn 2700mg/l, lượng ngậm axits pH>4 Để đảm bảo chất lượng như trên nhà máy phải có trạm bơm lọc và bể chứa riêng được sự kiểm tra của phòng thí nghiệm

Phụ gia siêu dẻo SELFILL-4R có thông số kỹ thuật sau (theo tài liệu của IMAG)

Thông số kỹ thuậtThành phần chínhMàu sắc

Tỷ trọngPH

Tỷ lệ lượng dùngCho phép giảm nước tớiChứa ion clo

Đóng gói

Chỉ tiêuNaphtalene formaldehyde sulphonateNâu sẫm

1,15 –1,2

8 –90,7 –1,4 lít cho 100kg ximăng

18 –25% lượng nước nhào trộnKhông

5,20,100 lít/ thùng

I.5 TÍNH TOÁN CẤP PHỐI BÊTÔNG

1 Bêtông để sản xuất ống dẫn nước thường :

Vì cốt liệu lớn sử dụng là đá dăm nên : N = 195 + 15 = 210 (l/m3 )

Lượng dùng xi măng cho 1 m3 bê tông là: X =

vđ : Khối lượng thể tích đổ đống của đá vđ = 1,5 g/cm3

rd : Độ rỗng của cốt liệu lớn

X : Lượng dùng xi măng cho 1 m3 bê tông

N : Lượng dùng nước cho 1 m3 bê tông

C : Lượng dùng cát cho 1 m3 bê tông

D : Lượng dùng đá cho 1 m3 bê tông x : Khối lượng riêng của xi măng và x = 3,1 kg/l

n : Khối lượng riêng của nước và n = 1 kg/l d : Khối lượng riêng của đá và d = 2,7 kg/l c : Khối lượng riêng của cát và c = 2,65 kg/l

C = [ 1000 - (

3683,1+

210

1 +

12092,7 )]2,65 = 593 (kg) Mức ngậm cát (tỷ lệ lượng dùng cát trong hỗn hợp cốt liệu) là:

m c =

C

C +D=

593593+1209=0 , 33Mức ngậm cát quay ly tâm được kiểm tra theo lượng đá dăm.Thể tích tự nhiên của đá không lớn hơn 0,7m3/m3 bê tông

Lượng nước trong đá dăm là : Nd = 10611% = 10,61 lít

Lượng cát cần dùng là :

C =

100×517100−3 = 533 (kg)

Lượng nước trong cát là : Nc = 5333% = 15,99 lít

Đá dăm : chất lượng tốt, Dmax = 10 mm

Xác định tỷ lệ N X theo cường độ yêu cầu

R28 = 500 => N X = 0,33 (ngoại suy theo bảng xác định tỷ lệ N X theo cường độ trung bình yêu cầu ACI-211.1-91)

Tra bảng xác định lượng dùng nước sơ bộ và hàm lượng bọt khí ACI-211.1-91

N =190 (lít),  =3%

Xác định lượng dùng xi măng

X = N X N =0,331 .190 =576 (kg)

Xác định lượng dùng sơ bộ cốt liệu

Tra bảng thể tích của đá ở trạng thái khô chọc chặt cho 1m3 hỗn hợp bê tông

Vod =0,48 m3

Lượng dùng đá D = Vod ocođ =0,48.1700 = 816 (kg)

Bảng thể tích cốt liệu lớn ở trạng thái khô chọc chặt cho 1m3 bê tông

Dmax(mm) Mô đun độ lớn của cát

Lượng nước trong đá dăm là : Nd = 8241% = 8,24 lít

Lượng cát cần dùng là :

C =

100×776 100−3 = 799 (kg)

Lượng nước trong cát là : Nc = 799x3% = 23,97 lít

Lượng nước thực tế là : N = 190 – (8,24 + 23,97) = 159 lít

Cấp phối tự nhiên của hỗn hợp bê tông mác 500 là

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

Theo Bôlômây – Skramtaep có công thức: R28= A Rx.( X

N −0,5 ) X

N

X = 0,57

Ta phối theo đường No3 : tức là 42% C + 58%D, dựa vào bảng 8 cho hỗn hợp

bêtông (với độ sụt trung bình)

4,7−4,3

0,60−0,55 .(0,57- 0,55) = 4,46; (phương pháp nội suy)

Lượng ximăng cho 1m3 hỗn hợp bêtông : X =

1000− ε 1000

100 1

3,1 +0,57+

0, 42.4 ,46 2,65 +

Mức ngậm cát : mc=

C

C +D=

718718+991=0 , 42Lượng phụ gia siêu dẻo sử dụng 1lít/100kg ximăng: P= 1.3,83=3,83lít.Khi có tính phụgia, lượng nước sẽ giảm đi khi đó N1 = k1 N

Dtt =

100.991 100−0,5 = 996 kg/m3

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

Theo Bôlômây – Skramtaep có công thức: R28= A Rx.( X

X = 0,51

Ta phối theo đường No3 : tức là 42% C + 58%D, dựa vào bảng 8 cho hỗn hợp

bêtông (với độ sụt trung bình)

4,3−3,8

0,55−0,5 .(0,51- 0,5) = 3,9; (phương pháp nội suy)

Lượng xi măng cho 1m3 hỗn hợp bêtông : X =

1000− ε 1000

100 1

3,1+0,51+

0,42.3,9 2,65 +

Với : k1 =(100 - Δ N)/100 ; Δ N= 20 %

Trị số giảm nước của hỗn hợp bêtông với phụ gia: k1=(100 -20)/100=0,8Lượng nước sơ bộ khi dùng phụ gia là :

N1 = 0,8 218,4 = 174,72 lít/m3

Dtt =

100.968100−0,5 = 973 kg/m3

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

Theo Bôlômây – Skramtaep có công thức: R28= A Rx.( X

N −0,5 ) X

N

X = 0,46

Ta phối theo đường No3 : tức là 42% C + 58%D, dựa vào bảng 8 cho hỗn hợp

bêtông (với độ sụt trung bình)

3,8−3,2

0,50−0,45 .(0,46- 0,45) = 3,32 ; (phương pháp nội suy)

Lượng ximăng cho 1m3 hỗn hợp bêtông : X =

1000− ε 1000

100 1

3,1 + 0,46+

0,42.3,32 2,65 +

Lượng phụ gia siêu dẻo sử dụng 1lít/100kg ximăng: P= 1.4,85=4,85lít/m3

Khi có tính phụ gia, lượng nớc sẽ giảm đi khi đó N1 = k1 N

Dtt =

100.934 100−0,5 = 939 kg/m3

Vật liệu sử dụng :

Xi măng: PC40

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

Tra bảng xác định tỷ lệ N X theo cường độ yêu cầu

Xác định lượng dùng sơ bộ cốt liệu

Tra bảng thể tích của đá ở trạng thái khô chọc chặt cho 1m3 hỗn hợp bê tông

Lượng nước trong đá dăm là : Nd = 10610,5% = 5,3 lít

Lượng cát cần dùng là :

C =

100×722 100−3 = 744 (kg)

Lượng nước trong cát là : Nc = 744x3% = 22,32 lít

Bê tông M600, độ sụt SN =1 2 cm

Vật liệu sử dụng :

Xi măng: PC40

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

Tra bảng xác định tỷ lệ N X theo cường độ yêu cầu

Xác định lượng dùng sơ bộ cốt liệu

Tra bảng thể tích của đá ở trạng thái khô chọc chặt cho 1m3 hỗn hợp bê tông

Lượng nước trong đá dăm là : Nd = 10610,5% = 5,3 lít

Lượng cát cần dùng là :

C =

100×681 100−3 = 702(kg)

Lượng nước trong cát là : Nc = 702x3% = 21,06 lít

Lượng nước thực tế là : N = 190 – (5,3 + 21,06) = 133,6 lít

Cấp phối tự nhiên của hỗn hợp bê tông mác 600 là

X : C : Đ : N :PG= 533: 702 : 1061 : 133,6:5,33

8 Bảng thống kê cấp phối

Vật liệu

Mác bêtông

Xi măng(kg)

Cát(kg)

Đá(kg)

Nước(lít)

I.6 Kế hoạch sản xuất của nhà máy

Số ngày làm việc thực tế trong một năm

z : Số ngày nghỉ bảo dưỡng, sửa chữa : 15 ngày

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

N = 365 - ( 52 + 8 + 15 ) = 290 ngày

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

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

Số giờ sản xuất trong ca :8 giờ/ca

Số giờ sản xuất trong một năm : 5808 = 4640 ( giờ/năm )

Sản lượng bê tông mỗi loại trong một năm

N i =k i Q

Trong đó:

k i :% lượng bê tông mác i

Q: công suất của trạm trộn 80.000 m3 Phần trăm của mỗi loại bê tông tương ứng với mác

300(SN=8)

Lượng dùng nguyên vật liệu cho từng loại bêtông trong 1 năm

(chưa tính đến hao hụt qua các khâu)

VL ij =N i xp ij

VL ij -Lượng dùng vật liệu(j) cho loại bêtông mác (i) :(kg/năm)

P ij -Lượng dùng vật liệu (j) cho 1m 3 bêtông loại (i) :(kg/năm)

Kết quả tính ra trong bảng sau:

Vật liệu

Mác bêtông

Xi măng(tấn/năm)

Cát(tấn/năm)

Đá(tấn/năm)

Nước

(m 3 /năm)

Phụ gia

(m 3 /năm)

Lượng tiêu thụ nguyên vật liệu theo thời gian như sau :

Định lượng

Kho XM

Bunke XM

Máy trộn Định lượng

Bunke chứaHHBT

Gia công nhiệt Làm sạch Tháo khuôn

Lau dầu

Máy rải 2

Đổ HHBT vào khuôn và chấn động

Ép, gia công nhiệt

Tổ hợp khuôn

Lau dầu, mặc

áo cao su Làm sạch

Nước

PHẦN II THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ

II.1 TIẾP NHẬN VÀ BẢO QUẢN NGUYÊN VẬT LIỆU

Đối với mỗi xí nghiệp sản xuất bêtông thì khâu tiếp nhận và bảo quản nguyên vật liệu

là khâu rất quan trọng Kho là nơi dự trữ, bảo quản nguyên vật liệu ban đầu đáp ứng đầy đủ yêu cầu, kế hoạch sản xuất của xí nghiệp

Tuỳ vào loại nguyên vật liệu và các sản phẩm cần bảo quản mà có một loại hay

nhiều loại kho thích hợp với chúng, có thể là kho kín, kho hở, kho liên hoàn…

Bởi vậy, mỗi loại nguyên vật liệu ta sẽ dựa vào các tính chất cơ bản và yêu cầu kỹ thuật để chọn ra một loại kho phù hợp, đồng thời có hiệu quả kinh tế cao nhất

Chính vì thế kho là điểm khởi đầu quan trọng ảnh hưởng tới chất lượng của vật liệu

dự trữ cũng như sản phẩm tạo thành sau này

II.1.1 Kho xi măng

Kho xi măng của nhà máy phải làm kín, chống sự xâm nhập của hơi nước Hiện nay trong nước ta có các loại kho chứa xi măng rời và kho chứa xi măng đã đóng bao

Để bảo quản xi măng thường dùng các loại kho sau:

Tách khuôn ngoài với ống ra khỏi lõi

Giải phóng neo, cắt đuôi cốt thép dọc

Tháo khuôn Dưỡng hộ

Mài loa, sửa khuyết

tật Thử áp lực Bãi sản phẩm

Lõi khuôn

Làm sạch Khuôn ngoài

Lau dầu Dưỡng hộ

Mài loa, sửa khuyết tật

Thử áp lực

Bãi sản phẩm

Kho thủ công: Dùng để dự trữ xi măng ở dạng đóng bao, thường bố trí ngay ở tầng 1

để thuận tiện cho việc bốc dỡ và sử dụng xi măng Nền và tường kho phải được chốngthấm tốt

Kho xi măng cơ giới hoá: kho xi măng cơ giới hoá bao gồm 2 loại kho là kho Bunke

và kho Xilô

+ Kho Bunke: Có dung tích từ 250 – 1000 tấn, thường được xây dựng cho các nhà máy bê tông công suất bé, loại kho này gồm hàng loạt Bunke tiết diện hình chữ nhật, hình vuông hoặc hình tròn, mỗi cái đều có đáy dỡ tải Loại kho này có nhược điểm là

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

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

Với điều kiện khí hậu nước ta và với điều kiện sản xuất của nhà máy ta nên chọn khokiểu Xilô Ưu điểm của kho này là bốc dỡ xi măng nhanh chóng, cơ khí hoá và tự động hoá cao, đảm bảo chất lượng xi măng Dùng loại kho này cho phép ta giảm đượcchi phí bao bì, tiết kiệm một khoản tiền khá lớn, có ảnh hưởng đến công tác sản xuất

và vận chuyển xi măng Vận chuyển ximăng bằng phương pháp khí nén thông thoáng cho phép giảm hao tốn năng lượng điện tăng tốc độ vận chuyển ximăng không khí lên

10 – 20 lần Xi măng được mua ở dạng rời,được vận chuyển về nhà máy bằng đường bộ,ding ô tô chuyên dụng cở về nhà máy,qua hệ thống bơm khí nén và ống dẫn vào xi

lô Sau đó xi măng từ đây sẽ được dưa đễn phân xưởng trộn bằng thiết bị bơm khí nén thông thoáng kiểu vận hành liên tục : Ximăng từ bunke tiếp nhận được đưa đến phần trên buồng hỗn hợp bằng thiết bị khí nén thông thoáng theo phương ngang với góc nghiêng 3º-7º Buồng hỗn hợp chia làm hai phần theo chiều cao, giữa hai phần được ngăn bằng vật liệu xốp có nhiều lớp Khí nén có áp lực 2-3 atm đưa vào phần dưới buồng Ximăng được nâng lên dưới dạng hỗn hợp và đi vào ống vận chuyển, vậnchuyển đến phân xưởng trộn hỗn hợp bêtông

SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA KHO XI MĂNG KIỂU XI LÔ

Kho xylô Vận chuyển

Xi măng

Qn : công suất xí nghiệp Qn = 80000 m3/năm

c : Chi phí vật liệu cho 1m3 bê tông (lấy trung bình c = 0,455 Tấn)

z : Số ngày dự trữ z = 7 ngày

Km : Hệ số mất mát hao hụt Km = 1,04

n : Số ngày thực tế làm việc của xí nghiệp n = 290 ngày

Kđ : Hệ số chứa đầy kho Kđ = 0,9

Bunke XM

Xilô hình trụ tròn, đường kính 5 m đáy kho hình nón cụt, cửa xả có đường kính 0,5m chọn góc xả   góc gãy tự nhiên, chọn  = 110

H2 = [

(5−0,4 )

2 ].tg110 = 0,447 (m) Chọn H2 = 0,45 m

Chọn 4 xilô chứa xi măng

2 Tính chọn thiết bị cho kho xi măng.

Nguyên tắc làm việc của kho xi măng như sau:

Xi măng rời được bơm từ ô tô lên thẳng nóc xilô, ở đây hỗn hợp xi măng và không khí được đưa thẳng vào xilô chứa xi măng, xi măng rơi xuống, bụi và không khí sẽ theo ống dẫn ra buồng lọc bụi, xilô có áp lực nên khi tháo dỡ xi măng, mở van xả thì

xi măng sẽ tự chảy xuống vít tải đặt ở phía dưới Từ đó xi măng được vít tải đưa lên máy bơm khí nén để vận chuyển lên lầu trộn Nếu cần đảo xi măng trong xilô thì chỉ cần đưa xi măng từ xilô lên máy bơm để lại bơm ngược lên xilô Đây là một quá trình tuần hoàn

Nguyên tắc hoạt động của xiclôn

Dòng hỗn hợp không khí và xi măng với vận tốc lớn đi vào theo phương tiếp tuyến với thân thiết bị, khi vào trong xiclôn dòng không khí sẽ chuyển động xoáy các hạt xi măng va vào thành trong xiclôn mất gia tốc và rơi xuống phía dưới, còn không khí sạch sẽ được thoát ra ngoài nhờ động năng có sẵn của chúng

2.2 Tính chọn thiết bị vận chuyển xi măng.

Năng suất vít tải

Q = 3600.F.V.O.C.Ktg

Trong đó:

Q là năng suất vít tải

F là diện tích vật liệu trong vít

O: Khối lượng thể tích xi măng, O = 1,3 Tấn/m3

V: Vận tốc vận chuyển của xi măng trong vít

Chọn D = 100 mm

Vậy Q = 4,16 Tấn/giờ

2.3 Chọn ôtô vận chuyển xi măng.

Vận chuyển xi măng trong khoảng cách dưới 100 km ta sử dụng ôtô chuyên dụng với tải trọng 8 – 22 tấn Các stéc chứa ximăng được lắp trên xácsi của ôtô chở ximăng stéc có vỏ hình trụ và hai đáy hình cầu Trục của stéc được đặt nghiêng theo hướng

dở tải, ximăng được nạp vào stéc qua các cửa kín và lấy ra nhờ khí do các thiết bị nén khí cung cấp qua các ống nhánh dỡ tải vào buồng thoáng, thiết bị nén khí đặt trên xe vận chuyển ximăng và làm việc nhờ động cơ ôtô

Chọn xe chở xi măng : S – 652 của Liên Xô có các thông số kỹ thuật sau.-Tải trọng hữu ích : 22 Tấn

-Góc nghiêng thường chứa : 6,5O

-Áp suất công tác trong thùng: 1,5kg/cm3

-Kích thước : lbh = 13,352,73,8 (m)

-Số vòi tiếp nhận của xi măng: 2

Tính toán số xe Stéc

Xi măng được vận chuyển từ Bút Sơn về Hà Nội trên quãng đường dài: 70km, chu

kỳ chuyển động của xe

2.4 Tính chọn thiết bị cho hệ thống khí nén thông thoáng vận hành liên tục

Việc vận chuyển xi măng theo phương pháp khí nén thông thoáng liên tục giúp tăng

tốc độ vận chuyển xi măng lên 10-20 lần, giúp giảm hao tốn điện nâng cao hệ số sử dụng thiết bị Máy bơm khí nén vận hành liên tục bao gồm bunke tiếp nhận, vít quay nhanh, buồng hỗn hợp, động cơ điện và ống dẫn xi măng Xi măng từ bunke tiếp nhậnđược đưa đến phần trên của buồng hỗn hợp bằng vít xoắn ruột gà có áp lực, buồng hỗn hợp được phân chia theo chiều cao thành hai phần bởi màng ngăn không khí bằngvải xốp nhiều lớp Đồng thời khí nén có áp lực 2-3 atm được đưa vào phần dưới của buồng Xi măng được nâng lên và có thể linh động tốt dưới dạng hỗn hợp xi măng không khí và đưa vào ống vận chuyển Năng suất của loại thiết bị này vào khoảng 30-

100 T/giờ; chiều cao nâng 20-30m và đi xa 200m Thiết bị này được sử dụng có hiệu quả để vận chuyển xi măng liên tục và trực tiếp vào bunke trung gian của phân xưởng trộn khi quãng đường vận chuyển xa không quá 100-150m

+ Cự ly vận chuyển

-Theo phương đứng : 30 m

- theo phương ngang : 200 m+ Tiêu tốn khí nén : 4 (m3/phút)+ Đường kính trong : 100 mm

+ Kích thước bao máy

- Rộng : 665 mm

Hệ số sử dụng máy : κ= 7,8

11=0, 71

II.1.2 Kho cốt liệu

Cũng như xi măng cốt liệu cần dự trữ một số ngày nhất định để đảm bảo cho xí

nghiệp làm việc được liên tục trong cả những điều kiện thời tiết xấu

Kho cốt liệu gồm nhiều loại kho

Kho bãi: là loại kho đơn giản rẻ tiền người ta thường dùng kho bãi trong điều kiện cơgiới hoá chưa cao, nặng về lao động thủ công

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

Kho Bunke để hở: vật liệu để trong kho này chất lượng đảm bảo tốt hơn, trình độ cơ giới hoá cao, tuy vậy loại này vốn đầu tư lớn

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

Việc lựa chọn kho cốt liệu phụ thuộc vào phương tiện vận chuyển, phương pháp tiếp nhận và yêu cầu bảo quản Do yêu cầu về sản phẩm em chọn loại kho Bunke kiểu có mái che Kho được làm chìm xuống đất một phần, thành bên nghiêng một góc 45O 

60O, để chứa vật liệu khác nhau người ta ngăn kho thành các ngăn riêng biệt bằng vách ngăn bê tông cốt thép dày 100 mm Vật liệu được đưa vào các ngăn bằng các băng tải và ở trên xe dỡ tải riêng biệt Việc đưa vật liệu ra nhờ băng tải phía dưới hànhlang ngầm

Loại kho này tuy vốn đầu tư lớn nhưng vẫn được sử dụng rộng rãi phù hợp với công

suất và dây chuyền sản xuất

SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ KHO CỐT LIỆU

1 Tính toán công nghệ và lựa chọn trang thiết bị

1.1 Tính lượng dự trữ cát.

Vz =

Q ng×T d 0,9×γ

0c

Trong đó:

Vzc: Lượng dự trữ cốt liệu (m3)

Qng: Lượng dùng cốt liệu trong một ngày, Qng 181,2 tấn/ngày

Td: Thời gian dự trữ, lấy T = 7 ngày

0c: Khối lượng thể tích của cát, 0c = 1,5 T/m3

Td: Thời gian dự trữ, lấy T = 7 ngày

Qng: Lượng dùng đá dăm trong một ngày, Qng = 232,79 tấn/ngày

0: Khối lượng thể tích của đá, 0 = 1,5 T/m3

0,9: Hệ số kể tới sự chứa đầy



Vd z= 232,79×7

0,9×1,5 = 1207,06 m3

2 Tính trạm tiếp nhận cốt liệu.

Cát và đá được vận chuyển đến nhà máy bằng ôtô tự đổ Trạm tiếp nhận cốt liệu này

là hệ thống gồm nhiều Bunke đặt chìm dưới đất, phía trên các mặt Bunke có các tấm ghi để cho vật liệu rơi xuống mặt Bunke mà bánh ôtô vẫn di chuyển được trên các mặttấm ghi, không bị thụt

Tính chọn số Bunke cần thiết để chứa cát và đá

Chọn thời gian dự trữ ở các Bunke là 0,5 ngày thể tích Bunke cần phải chứa là

Vbk =

Q×T

K ×γ0 (m3) Trong đó:

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

T: Thời gian dự trữ ở Bunke

K: Hệ số chứa đầy Bunke, K = 0,9

O: Khối lượng thể tích của cốt liệu

+ Thể tích cần thiết ở Bunke chứa cát là:

V1 =

181,2×0,5

0,9×1,5 =67,11 (m3)+ Thể tích cần thiết ở Bunke chứa đá:

V2 =

232,79×0,5

0,9×1,5 = 86,22 (m3) Chọn Bunke tiếp nhận có kích thước như sau:

Như đã chọn ở trên kiểu kho dự trữ cốt liệu là kho

bán bunke có mái che Kho có một phần chìm sâu

dưới đất để đặt băng tải vận chuyển cốt liệu từ dưới hành lang ngầm trong kho ra ngoài để đưa lên phân xưởng trộn.

Tính diện tích mặt cắt ngang kho:

Chọn kiểu khẩu độ nhà chứa kho là 12m, móng taluy ở hai bên cạnh để đảm bảo kết cấu bunke bền vững, không bị sụt lở Vậy chiều rộng thực tế còn lại của kho là 9m Chọn chiều cao đống cốt liệu là 9m (đảm bảo <12m); góc dốc của bunke là 400 (để đảm bảo cho cốt liệu chảy tự nhiên khi mở cửa dưới đáy kho), góc chảy tự nhiên của cốt liệu lấy là 500

H1 + H2 = 9 m

Từ 2 phương trình trên ta có:

H2 =

9 ( tg 40 tg50 +1) = 5,36 (m)

Trong đó:

Lk: Chiều dài kho

Vz: Lượng vật liệu dự trữ trong 7 ngày

F: Diện tích mặt cắt ngang của kho

Kho chứa 2 loại vật liệu là đá dăm và cát

+ Đối với cát:

Vz = 939,56 (m3)

Lc =

939,56 40,5 = 23,2 (m)

+ Đối với đá: Dmax=10(mm)