thiết kế nhà máy cấu kiện bêtông đúc sẵn công suất 25.000m3 năm

Nhưng cho đến những năm 70÷80 của thế kỷ này bêtông cốt thép mới được sử dụng vào các công trình xây dựng và từ đó chỉ một thời gian tương đối ngắn, loại vật liệu có nhiều tính ưu việt n

PHẦN MỞ ĐẦU

Ở những thế kỷ trước, công tác xây dựng cơ bản ít phát triển, tốc độ xây dựng chậm vì chưa có một phương pháp xây dựng tiên tiến, chủ yếu thi công bằng tay mức độ cơ giới thấp và một nguyên nhân quan trọng là công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng chưa phát triển

Những năm 30 - 40 của thế kỷ 19, công nghiệp sản xuất ximăng poóclăng

ra đời tạo ra một chuyển biến cơ bản trong xây dựng Nhưng cho đến những năm 70÷80 của thế kỷ này bêtông cốt thép mới được sử dụng vào các công trình xây dựng và từ đó chỉ một thời gian tương đối ngắn, loại vật liệu có nhiều tính

ưu việt này đã được phát triển nhanh chóng và chiếm địa vị quan trọng trong các loại vật liệu xây dựng.Trong quá trình sử dụng, cùng với sự phát minh ra nhiều loại bêtông và Bêtông cốt thép mới, người ta càng hoàn thiện phương pháp tính toán kết cấu, càng phát huy được tính năng ưu việt và hiệu quả sử dụng của chúng, do đó càng mở rộng phạm vi sử dụng của loại vật liệu này Đồng thời với việc sử dụng bêtông và Bêtông cốt thép toàn khối, đổ tại chỗ, không bao lâu sau khi xuất hiện bêtông cốt thép, cấu kiện bêtông đúc sẵn ra đời Vào những năm đầu của nửa cuối thế kỷ XIX người ta đã đúc những chiếc cột đèn đầu tiên bằng bêtông với lõi gỗ và những tà vẹt đường sắt bằng bêtông cốt thép xuất hiện lần đầu vào những năm 1877 Những năm cuối thế kỷ XIX, việc sử dụng những cấu kiện bêtông cốt thép đúc sẵn có kết cấu đơn giản như cột, tấm tường bao che, khung cửa sổ, cầu thang đã tương đối phổ biến Những năm đầu của thế kỷ 20, kết cấu bêtông cốt thép đúc sẵn được sử dụng dưới dạng những kết cấu chịu lực như sàn gác, tấm lát vỉa hè, dầm và tấm lát mặt cầu nhịp bé, ống dẫn nước có đường kính không lớn Những sản phẩm này thường được chế tạo bằng phương pháp thủ công với những mẻ trộn bêtông nhỏ bằng tay hoặc những máy trộn loại

bé do đó sản xuất cấu kiện đúc sẵn bằng bêtông cốt thép còn bị hạn chế

Trong mười năm (1930÷1940) việc sản xuất cấu kiện bêtông cốt thép bằng thủ công được thay thế bằng phương pháp cơ giới và việc nghiên cứu

dụng tạo đièu kiện ra đời những nhà máy sản xuất các cấu kiện bêtông cốt thép đúc sẵn cũng trong mười năm này nhiều loại máy trộn xuất hiện, đồng thời nhiều phương thức đầm chặt bêtông bằng cơ giới như chấn động, cán, cán rung,

li tâm hút chân không được sử dụng phổ biến, các phương pháp dưỡng hộ nhiệt,

sử dụng các phụ gia rắn nhanh, ximăng rắn nhanh cho phép rút ngắn đáng kể quá trình sản xuất

Trong những năm gần đây, 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 và 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 Nó cho phép tận dụng bêtông số hiệu 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 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

Bằng những kiến thức đã được học và tích luỹ trong trường Đại học Xây Dựng em xin được đưa ra phương án : Thiết kế nhà máy cấu kiện bêtông đúc sẵn công suất 25.000m3/năm, chế tạo các sản phẩm :

1 Panel sàn rỗng (lỗ rỗng tiết diện tròn) Công suất 13.000 m3/năm

2 Cọc móng tiết diện vuông (300x300mm) Công suất 12.000 m3/năm

Em xin chân thành cảm ơn toàn thể các thầy, cô giáo trong bộ môn công nghệ Vật Liệu Xây Dựng đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này Em rất mong được sự góp ý của các thầy cô và các bạn

GIỚI THIỆU CHUNG

I.1 GIỚI THIỆU VỀ MẶT BẰNG NHÀ MÁY.

Để lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy, trước hết ta phải tìm hiểu về thị trường tiêu thụ sản phẩm, để từ đó lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy cho phù hợp với các nguyên tắc thiết kế công nghiệp Đó là :

Phải đảm bảo chi phí vận chuyển nguyên vật liệu và tiêu thụ sản phẩm là thấp nhất, đó là cơ sở để hạ giá thành sản phẩm, tạo sự cạnh tranh với các sản phẩm cùng loại

Đồng thời địa diểm xây dựng nhà máy phải không 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 ban đầu dẫn đến hiệu quả kinh tế giảm Đồng thời địa điểm nhà máy qúa gần trung tâm sẽ không đảm bảo cho vệ sinh môi trường đô thịvà gây tiếng ồn

Sau khi nghiên cứu và xem xét các địa điểm xây dựng, tìm hiểu nhu cầu thực tế xây dựng của các tỉnh thành phố lân cận, cũng như nguồn cung cấp nhiên liệu, nguyên vật liệu, hệ thống giao thông vận tải Nhận thấy địa điểm nhà máy nên đặt tại Xuân Mai – Hà Tây là hợp lý Vì vậy em đã quyết định xây dựng nhà máy tại Thị trấn Xuân Mai – Hà Tây, nằm trên đường Hồ Chí Minh và cách trung tâm Thành phố Hà Nội khoảng 35 km về phía Nam Đây là vị trí hết sức thuận lợi vì nó có một số các mặt ưu điểm sau:

Về hệ thống giao thông vận tải:

Nguồn cung cấp vật liệu:

Đá dăm: Đá dăm được lấy từ Hoà Bình với khoảng cách vận chuyển là

20 km, đá dăm được vận chuyển bằng ôtô ben, ôtô tự đổ có gắn rơ moóc

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 20 km, cát được chở trên các ôtô tự đổ có gắn rơmoóc

Ximăng: Nguồn cung cấp là nhà máy Ximăng Bút Sơn - Hà Nam Ximăng được vận chuyển về nhà máy bằng các ôtô có gắn Stéc chuyên dụng Khoảng cách vận chuyển là 60 km

Sắt thép: Nguồn cung cấp là nhà máy gang thép Thái Nguyên sắt thép được vận chuyển bằng ôtô với khoảng cách vận chuyển là 80 km hoặc các đại lý trong vùng

Về tiêu thụ sản phẩm: Thị trường tiêu thụ sản phẩm chính của nhà máy là

Hà Nội và các vùng lân cận Do thuận tiện về giao thông nên sản phẩm được vận chuyển dễ dàng, làm giảm chi phí vận chuyển nên tổng giá thành sản phẩm giảm Tăng sức cạnh tranh trên thị trường

Vệ sinh môi trường: Vì địa điểm nhà máy xây dựng cách khu dân cư chính khoảng 3km, do đó hoạt động của nhà máy ở vị trí này ít ảnh hưởng tới các hoạt động của sản xuất công nghiệp và sinh hoạt của dân cư Để đảm bảo vệ sinh môi trường trong và xung quanh nhà máy ta bố trí trồng nhiều loại cây xanh làm giảm tiếng ồn

Kết luận: Việc chọn địa điểm xây dựng nhà máy tại Xuân Mai – Hà Tây

là hợp lý và thuận tiện Giá thành đất không cao, làm giảm chi phí đầu tư Điều kiện cung cấp nguyên vật liệu, lao động và tiêu thụ sản phẩm rất thuận lợi Các yếu tố này rất phù hợp với nguyên tắc thiết kế dây chuyền công nghệ

I.2 CÁC LOẠI SẢN PHẨM NHÀ MÁY SẢN XUẤT

I.2 1 Panel sàn rỗng( lỗ rỗng tiết diện tròn):

Để tạo hình sản phẩm panel sàn rỗng(lỗ rỗng tiết diện tròn) sử dụng phương pháp tổ hợp dùng lõi rung

và bề rộng dưới 3m, chiều dài không quá 12m, chiều cao dưới 1m, công nghệ tổ hợp dùng bàn rung cho hiệu quả cao khi sản xuất chúng.

Khối lượng thép cho một sản phẩm: 90,7(kg)

Khối lượng bêtông cho một sản phẩm:Vsp

Vsp= Vspđ- 8.Vlr- Vt =1,042- 0,421- 0,0098= 0,612m3/sp

Panel sàn rỗng kích thước LxBxH= 5860x1190x220 mm (6 lỗ rỗng )Công suất: 4.000m3/năm.

Sử dụng mác bêtông: 400(kg)/cm3

Cốt liệu Dmax=20mm

Thép: Dùng thép AIV.(ứng suất trước) và thép thường

Khối lượng thép cho một sản phẩm: 114,3 (kg)/sp

Khối lượng bêtông cho một sản phẩm:Vsp

Vsp= Vspđ- 6.Vlr- Vt= 1,534- 0,621- 0,015= 0,898m3/sp

Panel sàn rỗng kích thước LxBxH= 6260x790x220 mm ( 4 lỗ rỗng )Công suất: 4.000m3/năm

Sử dụng bêtông mác: 400(kg)/cm3

Cốt liệu có Dmax= 20mm

Thép: Dùng thép AIV.( ứng suất trước) và thép thường

Chiều dài của thép:

Khối lượng thép cho một sản phẩm:113,7(kg)/sp

Khối lượng bêtông cho một sản phẩm:Vsp

Vsp= Vspđ- 4.Vr-Vt=1,15- 0,4424- 0,01=0,71m3/sp

I.2.2.Cọc móng tiết diện vuông.

a) Cọc móng có mũi tiết diện 300x300 dài 8m

+Ký hiệu : C1 – 0,3x0,3

Chế tạo theo phương pháp tổ hợp sử dụng bàn rung

Sử dụng loại bê tông mác 300

Công suất: 4.000m3/năm

Ký hiệu : C2 – 0,3x0,3 , chế tạo theo công nghệ tổ hợp tổ trên bàn rung, sử dụng bê tông mác 300

Hình vẽ minh hoạ :

Công suất: 8.000m3/năm

Sử dụng bêtông mác: 300(kg)/cm3, cốt liệu có Dmax= 20mm

MácBT

Loạicốt thép

Thể tíchBT(m3)

Khối lgCT(kg)

Công ngệ sx

Tổhợp

I.3 yêu cầu đối với nguyên vật liệu

I.3 1- Yờu cầu đối với bờtụng dựng để sản xuất panel sàn rỗng.

Bờtụng để sản xuất cỏc sản phẩm panel sàn rỗng theo phương phỏp tổ hợp lừi rung, nhà mỏy sử dụng hỗn hợp bờtụng cứng, cú độ cứng từ 30ữ60 giõy, được chế tạo từ cốt liệu chất lượng tốt, cốt liệu hạt lớn nhất khụng quỏ 20mm Bờtụng sử dụng là bờtụng mỏc 400 Yờu cầu đối với từng vật liệu thành phần để chế tạo hỗn hợp bờtụng này như sau :

Ximăng : ximăng được dựng là ximăng poúclăng rắn nhanh, mỏc 400, ximăng này ngoài cỏc yờu cầu đó quy định như đối với ximăng thường cũn phải thoả món cỏc điều kiện bổ sung sau : Hàm lượng khoỏng C3A khụng được quỏ 6%, lượng nước tiờu chuẩn của hồ ximăng khụng quỏ 26%

Đỏ dăm : cốt liệu lớn là đỏ dăm cú chất lượng tốt, đỏ dăm cú Dmax = 20 mm Đỏ dăm phải được thớ nghiệm về độ ộp vỡ ( EV) Chỉ tiờu này được xỏc định dựa theo tỉ lệ vỡ vụn của đỏ dăm chứa trong ống trụ thộp dưới tỏc dụng của tải trọng nhất định và được tớnh theo cụng thức sau:

Nd = 100

m

mm

1

2

1 − ì

m1 : Khối lượng mẫu bỏ vào xilanh ( g )

m2 : Khối lượng mẫu cũn sút lại trờn sàng ( g )

Đỏ dăm từ đỏ gốc cú cường độ cao, yờu cầu cú độ ộp vỡ Ev ≤ 8

Quy định về hỡnh dỏng:

Hạt trũn và ụ van cú khả năng chịu lực lớn, cũn hạt thỏi và dẹt khả năng

không được lớn hơn 15% Ngoài ra các loại hạt yếu bao gồm các loại hạt giòn, hạt dể phong hóa cũng có tác dụng làm giảm đáng kể cường độ của bê tông Vì vậy hàm lượng của các hạt này cũng không được lớn hơn 10% theo trọng lượng.

Hàm lượng tạp chất sét, phù sa trong đá dăm quy định không quá 1%, hàm lượng hợp chất lưu huỳnh ( SO3 ) không quá 0.5% theo khối lượng

Tính chất của nguyên liệu đá dăm

Cốt liệu nhỏ (Cát) :

Để chế tạo bê tông ta sử dụng cát vàng thuộc họ cát khô có γo≥1500 (kg)/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 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 dính kết 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%

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: 2.62 g/cm3

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.

I.3 2 Yêu cầu đối với hỗn hợp bêtông dùng để sản xuất cọc móng :

Để sản xuất các sản phẩm cọc móng theo phương pháp bàn rung nhà máy

sử dụng loại hỗn hợp bêtông cứng vừa ĐC = 15” Cốt liệu dùng để chế tạo là cốt liệu trung bình Bêtông sử dụng là bêtông mác 300

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

Ximăng : ximăng sử dụng là ximăng pooclăng mác PC40, hàm lượng C3S từ 60%, và C2S là 5-10%, hàm lượng phụ gia silicat hoạt tính trong ximăng không vượt quá 10%, lương nước tiêu chuẩn của các loại ximăng này không vượt quá 27% để chế tạo hỗn hợp bêtông mác 300

50-Cốt liệu lớn (Đá dăm) : đá dăm có chất lượng trung bình, Dmax = 20 mm Hàm lượng tạp chất sét, bùn không quá 1%

Cốt liệu nhỏ(Cát) : cốt liệu nhỏ nhà máy sử dụng cùng loại cát để sản xuất panel sàn rỗng có yêu cầu tương tự như trên.

I.4 THIẾT KẾ CẤP PHỐI BÊ TÔNG CHO CÁC SẢN PHẨM :

Để tính cấp phối bêtông ta dùng phương pháp lý thuyết kết hợp với thực nghiệm

Với các sản phẩm khác nhau có các chỉ tiêu về kỹ thuật khác nhau Chính

vì vậy phải thiết lập được phương pháp tính cấp phối sao cho đơn giản và hiệu quả Bằng thực nghiệm nhiều tác giả đã đưa ra được quan hệ phụ thuộc cường

độ nén của bêtông với tỷ lệ lượng dùng nước và chất kết dính là một đường cong quy tắc: R= f(X/N) Hay nói một cách khác mác của bêtông là một hàm phụ thuộc vào tỷ lệ N/X

Công thức tiện lợi nhất và được dùng thực tế hiện nay là công thức của nhà bác học Thuy Sỹ I.Bôlômây và được BG- Skramtaep hoàn thiện Công thức thể hiện được sự phụ thuộc giữa cường độ bêtông và tỉ lệ X/N được chuyển háo thành quan hệ đường thẳng giữa cường độ và tỉ lệ X/N:

R28= A.Rx.(X/N – B) (đơn vị daN/cm2)

Trong đó: A : hệ số thực nghiệm đánh giá phẩm chất cốt liệu

Rx : cường độ của ximăng

R28: cường độ bêtông ở tuổi 28 ngày

Với bê tông có Dmax = 20 mm, ĐC = 15” ta có được lượng dùng nước cho

1 m3 bê tông là: N = 148 (l/m3 ), (biểu đồ hình 5.8 trang 102 sách tài liệu [1])

Vì cốt liệu lớn sử dụng là đá dăm nên : N = 148 + 15 = 163 l/m3

Lượng dùng xi măng

Theo Bôlômây – Skramtaep có công thức :

0,5

R.A

RN

r

.1000

d d

Vd

+

−δ

Trong đó:

δvđ: Khối lượng thể tích đổ đống của đá δvđ = 1,45 g/cm3

δd: Khối lượng riêng của đá δd = 2,7 g/cm3

rd : Độ rỗng của cốt liệu lớn

⇒ Đ = 1328

1 ) 1 2 , 1 ( 46 , 0

45 , 1

DNX

δ

+δ

+

Trong đó:

δx : Khối lượng riêng của xi măng và δx = 3,1 (kg)/l

δn : Khối lượng riêng của nước và δn = 1 (kg)/l

δd : Khối lượng riêng của đá và δd = 2,7 (kg)/l

δc : Khối lượng riêng của cát và δc = 2,65 (kg)/l

⇒ C = [ 1000 - ( 3323,1,5+1631 +13282,7 )]×2,65 = 630 ((kg))

Mức ngậm cát (tỷ lệ lượng dùng cát trong hỗn hợp cốt liệu) là:

mc = 0 , 32

1328 630

630

= +

= +D C C

Ta điều chỉnh về cấp phối chuẩn với mc = 0,32 (bảng 5.6 trang 98 tài liệu [1])

C =

5 100

685 100

−

× = 721 ((kg))

Lượng nước trong cát là : Nc = 721.5% = 36,05 lít

Lượng nước thực tế là : N = 163 - (25,98 + 36,05) = 100,1 lít

Cấp phối tự nhiên của hỗn hợp bê tông mác 400 là

X : C : D : N = 332,5 : 721 : 1299 : 100,1

X : C : D : N = 1 : 2,17 : 3,9 : 0,3

I.4.2 Mác bê tông 300 # để sản xuất cọc móng :

*Nguyên vật liệu để sản xuất gồm :

*Xác định tỷ lệ X /N theo công thức Bô lô mây -S kam ta ép

Với bê tông có Dmax = 20 mm, ĐC = 15” ta có được lượng dùng nước cho 1 m3

bê tông là: N = 148 (l/m3 ), (biểu đồ hình 5.8 trang 102 sách tài liệu [1])

Vì cốt liệu lớn sử dụng là đá dăm nên : N = 148 + 15 = 163 l/m3

75 , 1 5 , 0 6 , 0 400

300 5

, 0

k r

Trong đó : rđ Độ rỗng của cốt liệu (với rđ =0,46 được tính ở trên )

kd=1,2.Hệ số dư của vữa trong bê tông ( đối với bê tông cứng)

1 ) 1 2 , 1 (

D N

D

X

C

: :

671 100

−

× = 706 ((kg))

Lượng nước trong cát là : Nc = 706x5% = 35,3 lít

Lượng nước thực tế là : N = 163 - (27,1 + 35,3) = 100,6 lít

Cấp phối tự nhiên của hỗn hợp bê tông mác 300 là

X : C : D : N = 285 : 706 : 1355 : 100,6

X

N X

D X

C

: : :

1 = 1 : 2,48 : 4,75 : 0,35

Vật liệu

Mác bêtông

Xi măng((kg))

Cát((kg))

Đá((kg))

Nước(lít)

I.5 KÕ ho¹ch s¶n xuÊt cña nhµ m¸y

Số ngày làm việc thực tế trong một năm

z : Số ngày nghỉ bảo dưỡng, sửa chữa : 5 ngày

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

N = 365 - ( 52 + 8 + 5 ) = 300 ngày

Số ca sản xuất trong một ngày với phân xưởng tạo hình : 2 ca/ngày

Số ca sản xuất trong một năm : 2×300 = 600 ca/năm

Số giờ sản xuất trong ca : 7,5 giờ/ca

Số giờ sản xuất trong một năm : 600×7,5 = 4500 ( giờ/năm )

Số ca sản xuất trong một ngày với phân xưởng trộn hỗn hợp bêtông là 2 ca

Số ca làm việc trong một ngày với phân xưởng dưỡng hộ bêtông là 3 ca.I.6 SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ TOÀN NHÀ MÁY

PHẦN II THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ

II.1 TIẾP NHẬN VÀ BẢO QUẢN NGUYÊN VẬT LIỆU

II.1.1 Kế hoạch cung cấp các loại nguyên vật liệu.

Nhà máy cấu kiện bêtông đúc sẵn công suất 25.000m3/năm Sản xuất các sản phẩm:

- Sản phẩm 1: Panel sàn rỗng(lỗ rỗng tiết diện tròn) công suất 13.000m3/năm

Kích thước 2980x1590x220 Công suất 5000m3/năm

Kích thước 5680x1190x220 Công suất 4000m3/năm

Kích thước 6260x790x220 .Công suất 4000m3/năm

- Sản phẩm 2: Cọc móng tiết diện vuông, công suất 12.000m3/năm

Cọc mũi C1 : Công suất 4.000m3/năm

Cọc nối C2 :Công suất 8.000m3/năm

Lượng dùng nguyên vật liệu trong năm được xác định bằng cách tính toán khối lượng bêtông với cấp phối của mỗi loại sản phẩm lượng dùng vật liệu được xác định và thống kê trong bảng sau

Bảng thống kê lượng dùng ximăng ( tấn ).

Vật liệu Kế hoạch cung cấp vật liệu (tấn)

Lượng dùng vật liệu có tính đến hao hụt

Sơ đồ cung cấp nguyên vật liệu và hao hụt qua các công đoạn

Tính cân bằng vật chất:

+) Lượng vật liệu cần cung cấp cho quá trình tạo hình trong năm

Qth= Q + n1Q = Q(1+n1)

Trong đó: Qth là lượng vật liệu cung cấp cho quá trình tạo hình

n1 là hao hụt tại khâu vận chuyển tạo hình (n1= 0,5%)

+) Lượng nguyên vật liệu cung cấp cho quá trình trộn bêtông

Trong đó: Qtr là lượng nguyên vật liệu cung cấp cho quá trình trộn

n2 là hao hụt trong quá trình trộn bêtông (n2= 0,5%)

Qbk= Qđl(1+ n4)

n4 là hao hụt tại bunke (n4= 0,5%)

Qbk= 7815.(1+0,005) = 7890 (tấn)Lượng ximăng đưa vào kho Silô là Qn ( lượng ximăng cung cấp cho nhà máy trong một năm)

Qn= Qbk(1+n5)

n5 là hao hụt tại kho Silô ( n5=0,5%)

Qn= 7890.(1+0,005) = 7929 (tấn)Lượng cốt liệu đưa vào cân định lượng:

hao hụt tại cân định lượng là n6=1%

Lượng cốt liệu cần cung cấp cho nhà máy trong một năm:

hao hụt tại kho cốt liệu là n7= 2%

Bảng kế hoạch cung cấp nguyên vật liệu cho nhà máy (đã tính đến hao hụt)

Vật liệu Kế hoạch cung cấp nguyên vật liệu cho nhà máy(tấn)

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

• 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 chống thấm tốt

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

+ 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 Silô: Hiện nay để bảo quản xi măng trong nhà máy người ta thường dùng kho Silô Các loại kho này thường được thiết kế định hình, kho Silô 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 Silô 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 kho kiểu Silô 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 được chi phí bao bì, tiết kiệm một khoản tiền khá lớn, có ảnh

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 Thiết bị vận chuyển ximăng bằng khí nén thông thoáng theo phương ngang với độ nghiêng 3 – 70

.ống dẫn ximăng làm việc dựa trên độ chảy của vật liệu dạng bột ở trạng thái bão hoà không khí nén Không khí nén đưa vào ống dẫn ximăng dưới dạng tia nhỏ, do đó tách rời các hạt ximăng, thay lực ma sát giữa các hạt ximăng bằng lực ma sát giữa ximăng với không khí Hỗn hợp ximăng – khí vận chuyển được trong ống dẫn gần như dòng chất lỏng nên có thể vận chuyển được xa Ống dẫn khí nén thông thoáng được chia làm 2 phần theo chiều cao, phần trên vận chuyển ximăng được ngăn cách với phần dưới chứa khí nén bằng các màng ngăn thấm khí đặc biệt Khí nén được đưa vào phần dưới nhờ quạt áp lực 400 – 500mm cột nước thuỷ ngân Ximăng được đưa vào phần trên qua cửa nạp Thiết

bị này sử dụng có hiệu quả để vận chuyển ximăng liêu tục và trực tiếp vào bunke trung gian của phân xưởng trộn khi quãng đường vận chuyển không xa quá Tuy vậy dùng kho Silô cũng có một số nhược điểm cần khắc phục như chi phí đầu tư xây dựng, công nghệ máy móc thiết bị lớn Nhưng xét về mặt lâu dài

ta nên đầu tư xây dựng loại kho xi măng Silô này

Thuyết minh quá trình công nghệ:

Xi măng rời được bơm từ ô tô lên thẳng nóc Silô, ở đây hỗn hợp xi măng

và không khí được đưa thẳng vào Silô chứa xi măng, xi măng rơi xuống, bụi và không khí sẽ theo ống dẫn ra buồng lọc bụi, Silô 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 Silô thì chỉ cần đưa xi măng từ Silô lên máy bơm để lại bơm ngược lên Silô Đây là một quá trình tuần hoàn

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

b.Tính toán công nghệ và chọn trang thiết bị vận chuyển và bảo quản ximăng.

Ximăng vận chuyển bằng ôtô Stéc

Thiết bị dỡ tải bơm khí nén (đặt trên ôtô)

Kho Silô

Thiết bị dỡ tải (máy nén khí thông thoáng)

Bơm vít xoắn khí nén

Trạm trộn bêtông

Vậy thể tích kho là: Vkho= ρ mx K .

ρx=1,3kg/cm3 là khối lượng riêng của ximăng

K là hệ số hữu ích của Silô (k=0,9)

].tg600 = 3,98 (m)Chọn H2 = 4 m

V 2 =

3

1

×[ )2

D( 2 + )

2

d( 2 + )

2

d.D( ]×3,14×H2

= )] 3 , 14 4

2

4 , 0 5 ( ) 2

4 , 0 ( ) 2

5 [(

Số Silô cần thiết để chứa xi măng là:

+ 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

b.2.2 Tính chọn thiết bị vận chuyển xi măng

Năng suất vít tải

Q = 3600.F.V.γO.C.Ktg

Trong đó:

Q là năng suất vít tải

F là diện tích vật liệu trong vít

F =

4

K.D 2 d

π

Kd: hệ số chứa đầy xi măng, Kd = 1

γO: Khối lượng thể tích xi măng, γO = 1,2 T/m3

V: Vận tốc vận chuyển của xi măng trong vít

D14,

= 3843,36.D3

Chọn D = 100 mm

Vậy Q = 3,84 T/giờ

b.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 đạt 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

-Năng suất dỡ: 0,5 –1 T/phút

-Thời gian dỡ: 30 phút

-Góc nghiêng thường chứa: 6,5O

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

T2: Thời gian tiếp liệu

43,26

= 20,33 m3

Như thế số xe cần thiết để vận chuyển là 1 xe Chọn 2 xe trong đó 1 xe chạy còn

1 xe dự trữ

b.2.4 Tính chọn thiết bị vận chuyển ximăng bằng khí nén:

Vận chuyển ximăng bằng phương pháp khí nén thường được sử dụng trong các nhà máy cấu kiện bêtông cốt thép công suất lớn với ưu điểm cơ banr là vận chuyển ximăng trên những khoảng cách lớn và không phải ngắt quãng cũng như gây bụi và tổn thất ximăng

Ximăng đưa về nhà máy bằng ôtô Stéc và được các thiết bị vận chuyển

tháo ra ở các cửa dưới đáy Silô Từ các kho Silô dưới tải trong bản thân, ximăng rơi vào buồng tiếp nhận sau đó vít xoắn quay nhanh cuốn ximăng vào buồng hõn hợp đồng thời khí nén được phun ra qua vòi phun vào buồng hỗn hợp làm tơi ximăng tạo nên hỗn hợp ximăng và không khí Dưới tác động của khí nén, hỗn hợp này được vận chuyển theo ống kín Phương pháp này có thể vận chuyển ximăng theo phương ngang tới 200m, theo phương đứng tới 30m Năng suất thiết bị khi đường kính vít xoắn 150mm đạt tới 15- 20 tấn/giờ, khi đường kính vít xoắn là 250mm đạt tới 75- 100 tấn/ giờ.

Chọn kiểu thiết bị bơm khí nén phụ thuộc vào công suất nhà máy, dây chuyền công nghệ, trộn bêtông 1 bậc hay 2 bậc … ở đây ta chọn thiết bị khí nén thông thoáng vận hành liên tục

Thiết bị bơm khí nén thông thoáng vận hành kiểu liên tục: Ximăng từ bunke tiếp nhận được đưa đến phần trên buồng hỗn hợp bằng băng chuyền ruột

gà có áp lực Buồng hõn hợp chia làm hai phần theo chiều cao, giữa hai phần được ngăn bằng vật liệu xốp có nhiều lớp Khí nén có P = 2- 3 atm đưa vào phần dưới buồng Ximăng được nâng nên dưới dạng hỗn hợp và đi vào ống vận chuyển Năng suất thiết bị 30- 60 tấn/giờ, có thể tới 100 tấn/giờ, vận chuyển lên cao tới 20-30m và đi xa tới 200m Thiết bị này sử dụng hiệu quả để vận chuyển ximăng liên tục vào bunke trung gian của phân xưởng trộn Khi khoảng cách vận chuyển không xa quá 200m

Các thông số kỹ thuật của thiết bị bơm khí nén thông thoáng kiểu vận hành liên tục như sau:

c Bảng thống kê trang thiết bị cho kho ximăng

khối lượng năng suất dung tích buồng hỗn hợp

- Ôtô vận chuyển:

tải trọng hữu ích dung tích hữu ích

cự ly dỡ: cao ngang năng suất hút của máy tốc độ chuyển động có tải năng suất dỡ

thời gian dự trữ Góc nghiêng thùng chứa

- Silô lọc bụi:

đường kính Silô đoạn nối đi vào đường kính miệng ống ra chiều dài phần chính

Cái

m3

PC40Ngày

ChiếcKg/cm3

m3/phútmmKwKgTấn/h

m3

chiếctấn

m3

mm

m3/hKm/htấn/phútphútđộchiếcmmmmmmmm

3148110

144,1100148081122222125509500,5-1306,534000,66D1,26D2,26D

chiều dài thân Silô đường kính phần ống trong tổng chiều dài

mmmmmm

2D0,3D4,56D

II.1.3 Vận chuyển bốc dỡ và bảo quản cốt liệu.

a Quá trình công nghệ.

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 cơ giới 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 được

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 hành lang 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

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 mặt tấm ghi, không bị thụt.

Sơ đồ làm việc của phân xưởng tiếp nhận và bảo quản nguyên vật liệu

b tính toán công nghệ và chọn trng thiết bị vận chuyển bốc dỡ và bảo quản.

b.1 Tính lượng dự trữ cốt liệu cho nhà máy

Tính lượng dự trữ cát.

Vzc = c

0

d ng

9,0

TQγ

×

×

Trong đó:

Vzc: Lượng dự trữ cát (m3)

Qng: Lượng dùng cát trong một ngày, Qng = 61,89 tấn/ngày

Td: Thời gian dự trữ, lấy T =10 ngày

γ0c: Khối lượng thể tích của cát, γ0c = 1,5 T/m3

Bunke trung gian Băng tải nghiêng Bunke trung gian

Băng tải nghiêng Băng tải phân phối Kho cốt liệu

Cũng được tính theo công thức.

d

0

d ng dz

9,0

TQV

Td: Thời gian dự trữ, lấy T =10 ngày

Qng: Lượng dùng đá dăm trong một ngày, Qng = 114,97tấn/ngày

γ0d: Khối lượng thể tích của đá, γ0d = 1,45 T/m3

0,9: Hệ số kể tới sự chứa đầy

⇒ d =1140,9,97×1,×4510

z

b.2 Tính trạm tiếp nhận cốt liệu

Tính chọn số Bunke cần thiết để chứa cát và đá.

Thể tích Bunke cần phải chứa là:

Vbk =

0

K

TQγ

×

× (m3)

Trong đó:

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

T: Thời gian dự trữ ở Bunke (chọn thời gian dự trữ trong các bunke

là 0,5 ngày)

K: Hệ số chứa đầy Bunke, K = 0,9

γO: Khối lượng thể tích của cốt liệu

+ Thể tích cần thiết của Bunke chứa cát là:

V1 = 22 , 92

5 , 1 9 , 0

5 , 0 89 ,

×

×

(m3)+ Thể tích cần thiết của Bunke chứa đá:

+ + = 5,53 (m3) Vậy: V = 10,8 + 5,53 = 16,33 (m3)

Số Bunke chứa cát là:

nc =

33,16

92,22

05,44

= 2,7 chiếc

Chọn 3 chiếc

Tính kho cốt liệu.

Như trên đã chọn kho cốt liệu bán Bunke có một phần chìm phía dưới đất

Ta chọn khẩu độ nhà 12 m, ở hai bên cạnh 1,5m để đảm bảo kết cấu móng bền vững, không bị sụt lở, vì vậy chiều rộng thực tế là 9 m Ta xác định mặt cắt ngang kho để đảm bảo cho sản xuất

Ta có mặt cắt ngang của kho cốt liệu như hình vẽ:

Vậy diện tích mặt cắt ngang của kho là :

F = F1 + F2 + F3

2 0 2

1

2 1

1 1

9 20 10

4

1

4

1 2

2

1 2

1

m tg

tg a tg

a a H

a F

0 2

2 2

2 2

2 3

3

72 , 29

50 4

4 , 0 10 4

2 2 2

m

tg tg

b a

tg b a b a H b a

Lk: Chiều dài kho

Vz: Lượng vật liệu dự trữ trong 10 ngày

F: Diện tích mặt cắt ngang của kho

Kho chứa 2 loại vật liệu là đá dăm và cát

+ Đối với cát:

Vz = 458,44 (m3)

Lc =

72,48

44,458

881 =18,1 (m)

Tổng chiều dài kho là:

L = Lcát + Lđá = 9,4 + 18,1 = 27,5 (m)

Mỗi khoang ta lấy chiều dài là 6m vậy số khoang là :27,5/6 =4,58

khoang.Tương tự như kho ximăng, kho cốt liệu cần thiết kế để có thể chứa thêm loại cốt liệu Vậy ta chọn 10 khoang (4 khoang cát và 6 khoang đá dăm), trong

đó với đá dăm chia làm 2 ngăn để tiện viêc bảo quản, khi đó chiều dài kho là : 10x6 = 60 (m)

b.3 Tính phương tiện vận chuyển cốt liệu về nhà máy.

• Phương tiện vận chuyển đá dăm

Đá dăm mua ở Lương Sơn – Hoà Bình, được vận chuyển bằng ô tô chuyên dụng 8 tấn có đặc tính kỹ thuật sau:

Chu kỳ chuyển động của xe:

Phương tiện vận chuyển chỉ làm 1 ca: 8 giờ

Vậy số chuyến ô tô chở trong một ngày là:

N =

05,1

8 = 7,62 chuyến

Số ôtô cần để chở đá là:

62,7

16 = 2,01 chiếc

Như vậy số xe cần thiết để vận chuyển đá là 3 xe, ta chọn 4 xe trong đó 3 xe chở còn 1 xe dự trữ

• Phương tiện vận chuyển cát

Cát mua ở sông Sông Hồng, vận chuyển từ bến phà đến với quãng đường khoảng 20 km, cát được vận chuyển bằng ôtô ben 8 tấn có đặc tính kỹ thuật giống như xe chở đá

Với quãng đường vận chuyển là 20km thì chu kỳ chuyển động của xe khoảng 1 giờ Vậy một xe có số chuyến chở trong một ngày là 7 chuyến, khối lượng cát dùng trong một ngày là 61,89 tấn.

Số chuyến cần thiết trong một ngày là:

2,7

89,61 = 8,6 chuyến/ngày

Lấy tròn 9 chuyến

Do đó số xe cần thiết để vận chuyển cát là 2 xe

Ta chọn 3 xe trong đó 2 xe chở còn 1 xe để dự trữ

b.4 Tính chọn băng tải cấp liệu

Băng tải dưới dãy bunke tiếp nhận

Như trên đã tính mỗi ngày cần 25 chuyến xe để chở cát và đá về nhà máy.Vậy số lượng vật liệu về trong một ngày là: 25.8.0,9 = 180 tấn

Trong đó:

25 là số chuyến trong ngày

8 là khối lượng vật liệu chứa trong một thùng xe

Chiều rộng của băng tải được xác định theo công thức:

0 045

, 0

3600 × × × × γ

=

v C

Q B

Trong đó

Q: Năng suất vận chuyển, Q = 22,5 T/h

C: Hệ số kể đến sự giảm diện tích mặt cắt ngang của dòng vật liệu khi vận chuyển nghiêng, α0 = 0 ; C = 1

v : Vận tốc của băng tải, ở đây chọn vận tốc vận chuyển đá và cát của băng tải 1m/s

γ0: Khối lượng thể tích của vật liệu, lấy khối lượng trung bình của cát

và đá, γ0 = 1,5 kg/m3

Thay số vào ta có:

B =

5 , 1 1 1 045 , 0 3600

5 , 22

×

×

×

Chọn chiều rộng băng tải là B = 400 mm

b.5 Tính Bunke trung gian

Tại vị trí cuối của trạm tiếp nhận đặt bunke trung gian để tiếp nhận cốt liệu từ băng tải ngang chuyển sang băng tải nghiêng để vận chuyển lên mặt đất

H = 1,5−20,45 tg600 = 1m

b.6 Tính băng tải nghiêng vận chuyển cốt liệu từ bunke trung gian lên mặt đất

Chiều dài băng tải là: L

Chiều cao mà băng tải cần vận chuyển lên bunke trung gian thứ hai đặt trên mặt đất để chuyển lên kho cốt liệu là:

H = 259,0

8,4 = 18,5 (m)

⇒ Ln = L cos15O = 18,5×0,966 = 17,9 (m)

Chiều rộng băng tải là: B

Vì công suất yêu cầu của băng tải này cũng bằng công suất yêu cầu của băng tải ngang nên ta chọn chiều rộng của băng tải B = 400 mm

b.7 Tính băng tải nghiêng vận chuyển cốt liệu từ bunke trung gian lên kho cốt liệu

Chiều dài của băng tải.

Chiều cao mà băng tải cần vận chuyển từ bunke trung gian lên kho cốt liệu là H = 9,5 m Chọn góc nghiêng của băng tải so với phương ngang là 15O

L = 0

15sin

H = 259,0

5,9 = 36,7 (m)

Ln = L cos180 = 36,7×0,966 = 35,4 m

Chiều rộng của băng tải.

Vì yêu cầu của công suất băng tải này cũng bằng công suất yêu cầu của băng tải ngang nên ta chọn chiều rộng của băng tải B = 400 mm

b.8.Tính băng tải phân phối cốt liệu trên kho

Băng tải này chạy dọc theo kho có chiều dài là L = 50 m Chiều rộng băng tải chọn là B = 400mm, vì công suất của nó cũng bằng công suất yêu cầu của băng tải nghiêng

Chiều dài băng tải: Ln = 50 – 2 = 48 m

b.9.Tính băng tải ngang lấy cốt liệu ở hành lang ngầm dưới kho cốt liệu

Băng tải này chạy dọc suốt kho tiếp nhận cốt liệu, để tiếp giáp với băng tải nghiêng vận chuyển cốt liệu lên trạm trộn thì chiều dài băng tải phải thêm 1m nữa

Vậy chiều dài băng tải là: 51m

Chọn băng tải có chiều rộng là B = 400mm