1 LỜI NÓI ĐẦU Trong nền công nghiệp hiện đại ở mọi ngành sản xuất, mục tiêu tăng năng suất lao động được giải quyết bằng cách gia tăng mức độ tự động hoá các quy trình và thiết bị sản suất Tự động hoá[.]
LỜI NĨI ĐẦU Trong cơng nghiệp đại ngành sản xuất, mục tiêu tăng suất lao động giải cách gia tăng mức độ tự động hố quy trình thiết bị sản suất Tự động hố nhằm mục đích tăng sản lượng cải thiện chất lượng độ xác sản phẩm, trí thay phần hay toàn thao tác vật lý công nhân vận hành máy, thiết bị Những hệ thống tự động điều khiển tồn q trình sản xuất với độ tin cậy ổn định cao mà không cần can thiệp người Vì vậy, điều khiển tự động vấn đề quan trọng cơng nghiệp Trong q trình phát triển kinh tế, bước đưa ứng dụng tự động hoá vào hầu hết lĩnh vực sản xuất ngành kinh tế nhằm tạo sản phẩm có chất lượng tốt có tính ổn định tăng khả cạnh tranh thị trường Xây dựng sản xuất vật liệu xây dựng bước tự động hoá, sử dụng công nghệ khoa học vào sản xuất Trạm trộn bê tơng tự động ví dụ ứng dụng đưa công nghệ kỹ thuật tự động hoá vào việc điều khiển vận hành trạm Với đề tài ”Trang bị điện điện tử trạm chộn bê tông 60 m3/h tổng công ty xây dựng Bạch Đằng Đi sâu nghiên cứu trạm cân tự động”, em sâu nghiên cứu việc thiết kế điều khiển cho trạm trộn bê tông cụ thể (Trạm trộn bê tông tự động với công suất 60 m3/h) Trong đồ án em làm thành chương với nội dung sau: Chương 1: Giới thiệu bê tông, công nghệ sản xuất bê tông trạm trộn bê tông Chương 2: Trang bị điện – điện tử cho trạm trộn bê tông 60 m3/h Chương 3: Đi sâu nghiên cứu hệ thống cân tự động h Bản đồ án em tìm tài liệu tham khảo thiết kế hướng dẫn cô giáo Trần Phương Thảo Dù cố gắng khả cịn hạn chế nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót Em mong giúp đỡ bảo thầy để em hồn thiện kiến thức Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Trường h Ch-ơng Giới thiệu bê tông, công nghệ sản xuất bê tông trạm trộn bê tông 1.1 KháI niệm chung bê tông [3] Trong lnh vực xây dựng bê tông nguyên vật liệu vơ quan trọng, chất lượng bê tơng đánh giá chất lượng tồn cơng trình, việc xác định xác khối lượng ngun liệu có thành phần bê tơng việc xác định chất lượng Vì nhiệm vụ cân trộn bê tơng đề Trong hệ thống trộn bê tơng thực tế có nhiều yếu tố đầu vào lẫn đầu cần phải xác định, là: * Xác định ứng dụng bê tơng: Những cơng trình xây dựng khác cần có loại bê tơng khác để thích ứng với mơi trường xung quanh Ví dụ bê tông dùng để xây dụng nhà cao tầng cần chất lượng cao, khả chịu nén tốt, bê tông dùng để đúc trụ cầu cần phải có chất phụ gia chóng đơng phải có độ bền cao mơi trường nước Do bê tơng có loại khác tùy thuộc vào mục đích sử dụng.Loại bê tông xác định dựa vào tỉ lệ pha trộn thành phần Xác định thành phần cát, đá Xác định loại xi măng Xác định tỉ lệ nước, phụ gia Vì điều khiển hệ thống trộn thực tế cần phả kết hợp nhiều vấn đề từ khí, kỹ thuật xây dựng đến điều khiển tự động h 1.1.1 Khái niệm Bê tông loại vật liệu nhân tạo tạo cách tạo hình làm rắn hỗn hợp lựa chọn hợp lý xi măng, nước, cốt liệu (cát, đá, đá dăm, sỏi, ) phụ gia Hỗn hợp vật liệu nhào trộn xong gọi hỗn hợp bê tơng Hỗn hợp bê tơng phải có độ dẻo định để việc vận chuyển, tạo hình đầm chặt dễ dàng Cốt liệu đóng vai trị khung chịu lực, vữa xi măng nước bao bọc xung quanh hạt cốt liệu đóng vai trị chất kết dính, đồng thời lấp đầy khoảng trống cốt liệu Khi rắn hồ xi măng kết dính cốt liệu thành khối đá gọi bê tơng Bê tơng có cốt thép gọi bê tơng cốt thép Ngồi xi măng loại, người ta dùng thay phần hay tồn xi măng chất Polime bê tơng xi măng Polime bêtông Polime Trong bê tông xi măng cốt liệu thường chiếm từ 80 ÷ 85%, cịn xi măng chiếm từ ÷ 15% khối lượng Bê tông bê tông cốt thép sử dụng rộng rãi cơng nghiệp xây dựng có ưu điểm sau: Cường độ cao, chế tạo loại bê tơng có cường độ cao, hình dạng tính chất khác nhau, giá thành hợp lý, bền vững ổn định nước, nhiệt độ, độ ẩm Tuy bê tông nặng, cách âm, cách nhiệt kém, khả chống ăn mòn yếu Yêu cầu bê tông phải đạt cường độ tuổi quy định đạt yêu cầu khác độ chống thấm, ổn định với môi trường độ tin cậy khai thác, giá thành không đắt Với loại bêtông đặc biệt phải tuân theo quy định riêng 1.1.2 Phân loại Bê tông có nhiều loại, tuỳ theo yêu cầu tiêu chuẩn khác người ta chia làm loại khác sau: + Theo cường độ h Bê tơng thường có cường độ từ 150 ÷ 400 daN/cm2 Bê tơng chất lượng cao có cường độ từ 500 ÷ 1400 daN/ cm2 + Theo loại chất kết dính Bê tông xi măng, bê tông silicát, bê tông thạch cao, bê tông polime, bê tông đặc biệt + Theo loại cốt liệu Bê tông cốt liệu đặc, bê tông cốt liệu rỗng, bê tông cốt liệu đặc biệt, bê tông cốt kim loại + Theo khối lượng thể tích + Theo phạm vi sử dụng Bê tơng thường dùng kết cấu bê tơng cốt thép (móng, cột, dầm, sàn) Bê tông thuỷ công dùng để xây đập Bê tông đặc biệt, bê tông chịu nhiệt, bê tơng chống phóng xạ 1.1.3 Các tính chất hỗn hợp bê tơng bê tơng Tính công tác hỗn hợp bê tông - Độ sệt (độ lưu động) - Độ cứng - Các yếu tố ảnh hưởng đến tính cơng tác hỗn hợp bê tông - Diễn biến độ sệt theo thời gian Các tính chất bê tơng - Cường độ bê tông - Độ chặt bê tơng - Tính chống thấm nước bê tơng - Sự co ngót nở bê tơng - Sự n mũn ca bờ tụng h 1.2 thành phần yêu cầu thành phần cấu tạo bê tông [1] 1.2.1 Thành phần + Cốt liệu nhỏ: Cát Cát dùng để chế tạo bê tơng cát thiên nhiên hay cát nhân tạo có cỡ hạt từ 0.14 ÷ mm Chất lượng cát phụ thuộc vào thành phần khoáng, thành phần hạt lượng tạp chất (Hàm lượng SiO2 ≥ 98%; lượng bụi bẩn không lớn 1%) Không cho phép lẫn cát hạt sỏi, đá dăm có đường kính lớn 10 mm Quy định hạt lẫn cát có đường kính từ ÷ 10 mm khơng vượt q 10% khối lượng Lượng cát trộn với xi măng nước, phụ gia phải tính tốn hợp lý, nhiều cát q tốn xi măng khơng kinh tế cát q cường độ bê tơng giảm + Cốt liệu lớn - đá dăm sỏi Sỏi mặt trịn, nhẵn, độ rỗng diện tích mặt ngồi nhỏ nên cần nước, tốn xi măng mà dễ đầm, dễ trộn, lực dính bám với vữa xi măng nhỏ nên cường độ bê tông sỏi thấp bê tơng đá dăm Đối với đá thơng thường người ta dùng hai loại đá phải tuân theo quy định sau: 1- Kích thước lớn cốt liệu không vượt 3/4 khoảng cách thực cốt thép 1/3 chiều dày nhỏ kết cấu cơng trình 2- Khi dùng máy trộn có dung tích lớn 0.8 m3 cho phép kích thước lớn 120 mm, thùng trộn có dung tích nhỏ 0.8 m3 khơng phép vượt q 80 mm 3- Trong thành phần đá phải đảm bảo độ đồng (nếu lượng hạt bé vượt 10% lượng hạt lớn vượt 5% phải tiến hành sàng lại) + Nước Nước để chế tạo bê tông (rửa cốt liệu, nhào trộn bảo dưỡng bê tơng) phải có đủ phẩm chất để khơng ảnh hưởng xấu đến thời gian ninh kết rắn xi măng khơng gây ăn mịn cốt thép Nước sinh hoạt nước có h thể dùng được, cịn loại nước khơng nên dùng là: nước đầm, ao, hồ, nước cống rãnh, nước chứa dầu mỡ, đường, nước có độ pH < 4, nước có chứa muối sunfat lớn 0.27% Nước biển dùng để chế tạo bê tông cho kết cấu làm việc nước biển, tổng loại muối nước khơng vượt q 35g lít nước Tuy nhiên cường độ bê tông giảm không sử dụng bê tơng có cốt thép Lượng nước nhào trộn yếu tố quan trọng định tính cơng tác hỗn hợp bê tơng Lượng nước dùng nhào trộn bao gồm lượng nước tạo hồ xi măng lượng nước cốt liệu Lượng nước bê tơng xác định tính chất hỗn hợp bê tơng Khi lượng nước q ít, tác dụng lực hút phân tử nước hấp thụ bề mặt vật rắn mà chưa tạo độ lưu động hỗn hợp, lượng nước tăng đến giới hạn xuất nước tự do, màng nước mặt vật rắn dày thêm, nội ma sát giảm xuống, độ lưu động tăng thêm, lượng nước ứng với lúc bê tơng có độ lưu động lớn mà không bị phân tầng gọi khả giữ nước hỗn hợp + Xi măng Vai trò xi măng: Q trình đơng cứng xi măng (q trình hồ xi măng thành đá nhân tạo) định q trình đơng cứng bê tơng, định đến chất lượng bê tơng, xi măng mịn q trình đơng cứng nhanh, q trình đơng cứng xi măng kéo theo toả nhiệt Trước xảy q trình đơng cứng xi măng q trình ninh kết Đó q trình hồ xi măng dần tính dẻo, khơ cứng lại chưa có cường độ Thơng thường q trình ninh kết xảy sau đến kết thúc sau đến sau trộn hỗn hợp Nên đổ bê tơng vào khn trước q trình ninh kết xi măng xảy để tránh làm giảm hoạt tính xi măng Khi tăng nhiệt độ nước dùng để trộn bê tơng q trình ninh kết ngắn lại, ngược lại giảm h nhiệt độ nước trình ninh kết kéo dài Có thể dùng chất phụ gia để thay đổi q trình ninh kết đơng cứng xi măng Các loại xi măng khác có tính chất khác tiêu chí để chọn xi măng cho loại mác bê tông khác ứng với loại bê tông khác nhau, nên chọn loại xi măng khác thành phần hợp lý Xi măng có đại lượng đăc trưng cường độ xi măng sau 28 ngày (chịu nén, chịu kéo chịu uốn thời gian ninh kết mịn Mác xi măng xây dựng dựa cường độ chịu nén xi măng sau 28 ngày chọn xi măng cho loại bê tơng mác xi măng cao mác bê tông Bảng 1.1 Bảng mác xi măng ứng với mác bê tông Mác bê tông 100 150 200 250 300 350 400 500 600 lớn Mác xi măng 200 300 300 400 400 400 400 500 600 500 500 600 600 lớn 1.2.2 Chất phụ gia Phụ gia chất vơ hố học cho vào bê tơng cải thiện tính chất hỗn hợp bê tông bê tông cốt thép Có nhiều loại phụ gia cho bê tơng để cải thiện tính dẻo, cường độ, thời gian rắn tăng độ chống thấm Thông thường phụ gia sử dụng có hai loại: Loại rắn nhanh loại hoạt động bề mặt Phụ gia rắn nhanh thường loại muối gốc (CaCl2) hay muối Silic Do chất xúc tác tăng nhanh q trình thuỷ hố C 3S C2S mà phụ gia CaCl2 có khả rút ngắn q trình rắn bê tơng điều kiện tự nhiên mà không làm giảm cường độ bê tông tuổi 28 ngày Hiện người ta sử dụng loại phụ gia đa chức năng, hỗn hợp phụ gia rắn nhanh phụ gia hoạt động bề mặt phụ gia tăng độ bền nước h Chúng chia thành nhóm chất phụ gia sau: - Phụ gia hoạt tính - Phụ gia đông cứng nhanh - Phụ gia đông cứng chậm - Phụ gia hóa dẻo - Phụ gia sinh bt 1.3 Căn phân loại bê tông [4] Bờ tông chia làm loại khác dựa vào tỷ lệ thành phần, khối lượng thành phần nó, hay cịn gọi cấp phối bê tơng Cơng thức để minh hoạ việc xác định loại bê tông nhác nhau: Gbt = G cát1 + G cát2 + G đá1 + G đá2 + G phụ gia + G màu + G nước h Bảng 1.2 Một số mác bê tông STT Mác CT Cát Đá Đá Xi măng Nước Phụ gia Mac 210 419 225 300 160.0 80.0 1.2 M 300 600 630 570 160.0 170.0 1.2 Mac 300 250 300 350 150.0 120.0 0.0 Mac 100 200 140 130.0 50.8 1.5 Mac 250 230 300 280 192.0 160.0 1.2 Pc 200 400 340 120.0 125.0 1.5 Mac 640 610 600 176.0 150.0 1.1 b 100 100 120 121 200.0 150.0 0.0 Mac 300 310 130 120 130.0 135.0 1.2 10 Bt 10 0 0.0 0.0 0.0 11 Mac 11 550 450 350 160.0 160.0 1.5 12 BT 12 100 300 200 100.0 140.0 0.0 13 Mac 13 12 121 210 10.0 140.0 0.0 14 Pc 30 510 560 600 170.0 150.0 1.0 15 Mac 16 100 120 123 112.0 120.0 0.0 16 M 999 666 555 777 444.0 222.0 2.2 1.4 Thiết bị định l-ợng vật liệu [7] Để đảm bảo tính chất bê tơng (mác bê tơng, chất lượng bê tơng) phải đảm bảo thành phần cốt liệu, nước, xi măng theo tiêu chuẩn Theo quy chuẩn sai số vật liệu không vượt 61% theo trọng lượng không vượt 62% theo trọng lượng nước xi măng Các cách định lượng 10 h