Nghiên cứu công nghệ chế tạo và khả năng sử dụng của ống cống bê tông cốt thép có đường kính lớn tại công ty tnhh bê tông hùng vương luận văn thạc sỹ chuyên ngành xây dựng đường ô tô và đường thành phố

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - TRẦN TRỌNG TIẾN NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CỦA ỐNG CỐNG BÊ TÔNG CỐT THÉP CĨ ĐƯỜNG KÍNH LỚN TẠI CƠNG TY TNHH BÊ TÔNG HÙNG VƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT TP Hồ Chí Minh – 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - TRẦN TRỌNG TIẾN NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CỦA ỐNG CỐNG BÊ TƠNG CỐT THÉP CĨ ĐƯỜNG KÍNH LỚN TẠI CÔNG TY TNHH BÊ TÔNG HÙNG VƯƠNG Ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Mã số: 60-58-02-05-01 Chuyên sâu: Kỹ thuật xây dựng đường ô tô đường thành phố LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS.TS BÙI XUÂN CẬY TP Hồ Chí Minh – 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung luận văn tơi thực hướng dẫn GS TS Bùi Xuân Cậy Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực Mọi tham khảo dùng luận văn trích dẫn rõ nguồn danh mục Tài liệu tham khảo Luận văn TÁC GIẢ LUẬN VĂN Trần Trọng Tiến ii LỜI CẢM ƠN Tác giả luận văn xin trân trọng cảm ơn thầy, cô giáo giảng dạy lớp Cao học Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng K23.2 tạo điều kiện thuận lợi cho trình học tập nghiên cứu trường Đặc biệt, xin chân thành cảm ơn GS.TS Bùi Xuân Cậy tận tình hướng dẫn tơi hồn thành luận văn Tôi xin cảm ơn ông Đinh Công Tâm – Giám đốc công ty Hùng Vương anh chị làm việc xưởng đúc cống Hùng Vương có nhiều ý kiến đóng góp hữu ích cung cấp tài liệu tham khảo liên quan cho đề tài Do trình độ thời gian thực đề tài hạn chế, vấn đề nghiên cứu mẻ lĩnh lực giao thông nước ta, nên đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận góp ý thầy cô giáo đồng nghiệp để đề tài hoàn thiện Xin trân trọng cảm ơn! Tơi xin trân trọng cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2017 Học viên Trần Trọng Tiến iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC HÌNH VẼ ix MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ỐNG CỐNG BÊ TÔNG CỐT THÉP 1.1 Khái qt cơng trình giao thơng 1.1.1 Các dạng cơng trình giao thông: 1.1.2 Phân loại cơng trình giao thơng: 1.1.3 Phân cấp công trình giao thơng: 1.2 Các loại cống thoát nước 11 1.2.1 Khái niệm chung cống 11 1.2.2 Phân loại cống 12 1.2.3 Các phận cống 16 1.3 Vai trò ống cống bê tơng cốt thép cơng trình giao thơng: 19 1.3.1 Tính phổ biến: 20 1.3.2 Tính tiện dụng 20 1.3.3 Tính bền vững, ổn định, phải bảo dưỡng 20 1.3.4 Tính chống thấm nước 21 1.3.5 Tính đồng 21 1.4 Khái quát vật liệu ống cống bê tông cốt thép 21 1.4.1 Bê tông dùng để sản xuất ống cống bê tông cốt thép 21 1.4.2 Bê tông cốt thép dùng để sản xuất ống cống bê tông cốt thép: 22 1.5 Tiêu chuẩn chế tạo ống cống bê tông cốt thép hành: Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9113 – 2012: Ống cống bê tông cốt thép thoát nước 23 1.5.1 Kiểm tra khuyết tật ngoại quan 23 iv 1.5.2 Kiểm tra kích thước độ vng góc 24 1.5.3 Kiểm tra khả chịu tải 26 1.6 Các yếu tố ảnh hưởng cường độ chịu lực ống cống bê tông cốt thép 28 1.6.1 Cường độ đá xi măng: 29 1.6.2 Độ đặc cấu trúc bê tông 31 1.6.3 Chất lượng cốt liệu: 33 1.6.4 Mức độ sử dụng phụ gia 33 1.6.5 Các phụ gia silic siêu mịn 33 1.7 Đặt vấn đề nghiên cứu: 33 1.8 Kết luận chương 34 CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ỐNG CỐNG BTCT BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦ CÔNG VÀ QUAY LY TÂM 36 2.1 Đặc điểm ống cống BTCT sản xuất phương pháp thủ công 36 2.2 Đặc điểm ống cống BTCT sản xuất công nghệ đúc ly tâm 38 2.2.1 Khái quát công nghệ đúc ống cống ly tâm 38 2.2.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất ống cống bê tông ly tâm 44 2.2.3 Nguyên tắc hoạt động ống cống sản xuất theo công nghệ ly tâm 44 2.3 Yêu cầu vật tư để sản xuất ống cống BTCT phương pháp thủ công quay ly tâm 45 2.3.1 Cốt thép 45 2.3.2 Xi măng 46 2.3.3 Cát 46 2.3.4 Đá dăm 46 2.3 Nước 46 2.3.6 Phụ gia 46 2.4 Máy móc, thiết bị dây chuyền công nghệ sản xuất ống cống phương pháp ly tâm 46 2.4.1 Máy trộn bê tông 46 v 2.4.2 Máy ly tâm 47 2.4.3 Cầu trục: 47 2.4.4 Lò 47 2.4.5 Máy hàn, máy nắn thép, máy cắt thép 47 2.4.6 Bảo trì thiết bị 48 2.5 Tổ chức sản xuất ống cống BTCT phương pháp quay ly tâm 48 2.5.1 Ca sản xuất 48 2.5.2 Gia công lồng thép: 48 2.5.3 Chuẩn bị khuôn: 48 2.5.4 Lắp đặt cốt thép vào khuôn; Ráp khuôn: 49 2.5.5 Ly tâm nạp bê tông: 49 2.5.6 Hấp nhiệt nước: 49 2.5.7 Tháo khuôn: 50 2.5.8 Cẩu xếp sản phẩm: 50 2.6 Một số hình ảnh trình sản xuất ống cống theo công nghệ ly tâm: 50 2.6.1 Sản xuất cống ngắn: 50 2.6.2 Sản xuất cống dài: 52 2.7 Kết luận chương 57 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA VIỆC SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ RUNG LÕI, RUNG ÉP ĐỂ SẢN XUẤT ỐNG CỐNG BTCT 59 3.1 Quy trình sản xuất ống cống BTCT công nghệ rung lõi 59 3.1.1 Thiết bị công nghệ 59 3.1.2 Các cơng tác chuẩn bị 59 3.1.3 Sản xuất ống cống bê tông cốt thép công nghệ rung lõi 60 3.1.4 Kiểm tra thiết bị vận hành chạy thử 61 3.2 Sản xuất ống cống BTCT 62 3.2.1 Kiểm tra cấp phối 62 vi 3.2.2 Giai đoạn nạp liệu rung lõi 62 3.2.3 Rung ép tạo đuôi cống 62 3.2.4 Cẩu tháo khuôn 62 3.2.5 Tháo hạ cống khỏi pallet 63 3.3 Yêu cầu chung trình sản xuất, nghiệm thu, quản lý chất lượng cống BTCT sản xuất công nghệ rung lõi ưu điểm công nghệ rung lõi sản xuất cống BTCT 64 3.3.1 Yêu cầu chung 64 3.3.2 Các yêu cầu nghiệm thu 64 3.3.3 Hệ thống công nghệ rung lõi sản xuất ống cống BTCT 68 3.3.4 Ưu điểm công nghệ rung lõi 68 3.4 Công nghệ rung ép sản xuất ống cống BTCT 69 3.4.1 Công tác chuẩn bị 69 3.4.2 Nguyên lý hoạt động công nghệ rung ép 70 3.4.3 Quy trình hoạt động 71 3.5 Yêu cầu quy định sản xuất, nghiệm thu quản lý chất lượng cống sản xuất công nghệ rung ép 73 3.5.1 Yêu cầu chung 73 3.5.2 Công tác sản xuất 73 3.5.3 Kiểm tra xử lý 76 3.6 Thí nghiệm đánh giá cường độ, độ chống thấm ống cống BTCT chế tạo công nghệ đại khác 76 3.6.1 Cấu tạo cống 76 3.6.2 Cấp phối bê tông 76 3.6.3 Vật liệu 76 3.6.4 Kết thử nghiệm 77 3.7 Đánh giá hiệu việc sản xuất ống cống BTCT các công nghệ khác công ty TNHH bê tông Hùng Vương 78 vii 3.7.1 Công nghệ ly tâm công nghệ rung ép 78 3.7.2 Công nghệ rung lõi công nghệ rung ép 80 3.7.3 Các dây chuyền sản xuất cống BTCT có cơng ty TNHH bê tông Hùng Vương 81 3.7.4 Các hình ảnh sản xuất cống 82 3.8 Kết luận chương 91 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO 94 viii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Phân loại, phân cấp công trình giao thơng Bảng 3.1 thông số kỹ thuật sản phẩm 66 Bảng 3.2 Số lớp xếp cống 67 Bảng 3.3 Thông số vận hành máy BIDI 74 Bảng 3.4 Thông số vận hành máy SOUVERAEN 75 Bảng 3.5 Cấp phối bê tông (30 MPa) 76 Bảng 3.6 Sự phát triển cường độ bê tông 77 85 Hình 3.5: Đưa lồng thép vào máy 86 Hình 3.6a Hình 3.6b 87 Hình 3.6c Hình 3.6: Quá trình nạp cốt liệu rung tạo cống 88 Hình 3.7a Hình 3.7b 89 Hình 3.7c Hình 3.7: Dây chuyền cơng nghệ sản xuất cống hộp 90 Hình 3.8: Thử tải cống Hình 3.9: Tập kết cống bãi 91 3.8 Kết luận chương Trong chương luận văn phân tích, đánh giá hiệu việc sử dụng công nghệ rung ép, rung lõi để sản xuất ống cống bê tơng cốt thép Kết phân tích, đánh giá cơng nghệ rung ép, rung lõi để sản xuất ống cống bê tông cốt thép cho thấy: - Ống cống BTCT sản xuất công nghệ rung ép sản xuất với thiết bị đại, sản phẩm tạo kiểm sốt hồn tồn tự động từ khâu nạp cốt liệu đến thành phẩm, sản phẩm có độ nén chặt bê tông cao, không tạo ứng suất xoắn cống; chịu mài mòn tốt, khả chịu áp lực tính đồng bê tơng cao; vị trí lồng thép, khoảng cách cốt thép ln xác; kích thước hình học cống xác, bề mặt nhẵn; lắp đặt joint kín khít, khơng rị rỉ nước thành cống vị trí mối nối; suất tạo sản phẩm nhanh, đáp ứng kịp thời u cầu tiến độ cơng trình lớn - Ống cống BTCT sản xuất công nghệ rung lõi sản xuất 02 sản phẩm lúc, tốc độ cấp liệu kiểm soát tia laser, độ nén chặt bê tông cao nhờ hệ thống rung trung tâm Công nghệ rung lõi sản xuất cống hộp bê tông dựa dây chuyền tự động , dây chuyền sản xuất thêm nhiều loại cống cống tròn bê tơng có đường kính từ 1500 - 3600 mm, cống vng có kích thước có kích thước (1.000 x 1.000 mm) đến (3.000 x 3000 mm), hố ga có nhiều kích thước khác Do sản xuất dây chuyền tự động nên sản phẩm kiểm sốt hồn tồn từ khâu nạp liệu đến cơng đoạn cuối thành phẩm 92 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Luận văn tập trung nghiên cứu vấn đề sau: - Tổng quan cơng trình giao thơng vai trị ống cống BTCT cơng trình giao thơng - Đặc điểm công nghệ sản xuất ống cống BTCT phương pháp thủ công quay ly tâm - Phân tích, đánh giá hiệu việc sử dụng cơng nghệ rung ép, rung lõi để sản xuất ống cống BTCT Kết phân tích đánh giá cơng nghệ rung ép, rung lõi để sản xuất ống cống BTCT cho thấy: - Về cường độ kháng nén: Với mác bê tơng để sản xuất ống cống BTCT phát triển cường độ bê tông giai đoạn trước ngày ống cống sản xuất theo công nghệ rung lõi rung ép nhanh so với bê tông đối chứng - Khi so sánh chất lượng ống cống BTCT sản xuất theo công nghệ rung lõi rung ép ống cống BTCT sử dụng công nghệ cũ quay ly tâm hay đúc thủ công ta thấy ống cống BTCT sản xuất theo công nghệ rung lõi rung ép có độ nén chặt bê tơng cao, khơng tạo ứng suất xoắn cống; chịu mài mòn tốt, khả chịu áp lực tính đồng bê tơng cao; vị trí lồng thép, khoảng cách cốt thép ln xác; kích thước hình học cống xác, bề mặt nhẵn; lắp đặt joint kín khít, khơng rị rỉ nước thành cống vị trí mối nối; suất tạo sản phẩm nhanh, đáp ứng kịp thời yêu cầu tiến độ công trình lớn; bên cạnh ống cống BTCT sản xuất cơng nghệ rung lõi sản xuất 02 sản phẩm lúc, tốc độ cấp liệu kiểm soát tia laser, độ nén chặt bê tông cao nhờ hệ thống rung trung tâm 93 Kiến nghị Qua nghiên cứu đề tài tác giả nhận thấy rằng: Trong thực tế sử dụng công nghệ sản xuất ống cống BTCT cần thiết, sản phẩm tạo từ công nghệ đại đáp ứng nhu cầu ngày cao thị trường cấp nước Nhưng bên cạnh ta khơng nên xóa bỏ cơng nghệ sản xuất ống cống BTCT cũ đúc thủ công hay quay ly tâm, người kỹ sư phải biết vận dụng linh hoạt loại công nghệ sản xuất ống cống cho cơng trình cụ thể ví dụ như: - Đối với cơng trình nước hộ dân hay cơng trình nước nhỏ, khơng yêu cầu chất lượng cường độ bê tông cao ta linh hoạt sử dụng ống cống BTCT sản xuất theo công nghệ quay ly tâm hay đúc thủ cơng, để giảm chi phí cơng trình - Đối với cơng trình cấp cao, yêu cầu ống cống BTCT phải có chất lượng tốt, cường độ cao số lượng lớn ta phải sử dụng dây chuyền công nghệ sản xuất, nhằm đáp ứng yêu cầu cơng trình 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bộ xây dựng (2012), Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9113 – 2012, Ống cống bê tơng cốt thép nước Bộ xây dựng (2012), Tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN 374 - 2006, Hỗn hợp bê tông trộn sẵn - Các yêu cầu đánh giá chất lượng nghiệm thu Bộ xây dựng (2012), Chỉ dẫn kỹ thuật chọn thành phần bê tông loại theo định số 778/1998/QĐ-BXD ngày 05/9/1998 Bộ xây dựng (2012), Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9116 – 2012, Cống hộp bê tông cốt thép Bộ xây dựng (2012), Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1651-1:2008,Thép cốt bê tông - Phần 1: Thép tròn trơn Bộ xây dựng (2012), Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1651-2:2008,Thép cốt bê tông - Phần 2: Thép vằn Bộ xây dựng (2012), Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1651-3:2008,Thép cốt bê tông - Phần 3: Lưới thép hàn Bộ xây dựng (2012), Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2682:2009, Xi măng pooclăng - Yêu cầu kỹ thuật Bộ xây dựng (2012), Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3105:1993, Hỗn hợp bê tông nặng bê tông nặng - Lấy mẫu, chế tạo bảo dưỡng mẫu thử Tiếng anh 10 ASTM C94 (2005), Standard Specification for Ready-Mixed Concrete 95 11 BS 5328 (1990), Specification for the procedures to be used in sampling, testing and assessing compliance of concrete 12 EN 206-1 (2000), Specification, performance, production and conformity PHỤ LỤC 1: CÁC HÌNH ẢNH DÂY CHUYỀN CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT ỐNG CỐNG BTCT Công nghệ đúc cống ly tâm Hình 1: Chuẩn bị cốt thép khn Hình 2: Nạp cốt liệu quay ly tâm tạo cống Công nghệ rung lõi, rung ép sản xuất ống cống BTCT Hình 3: Quá trình sản xuất cống cơng nghệ rung lõi Hình 4: Máy sản xuất cống trịn cơng nghệ rung ép