Đồ án tốt nghiệp Khoa Vật Liệu Xây Dựng GVHD : TS.Ngun ThiƯn R SVTH : Ngun H÷u Trung - Hoàng Nhân Trung Trang Đồ án tốt nghiệp Khoa Vật Liệu Xây Dựng Thiết kế tốt nghiệp nhà máy bêtông Chơng Mở đầu kỷ trớc, công tác xây dựng phát triển , tốc độ xây dựng chậm cha có phơng pháp xây dựng tiên tiến, chủ yếu thi công tay mức độ giới thấp nguyên nhân quan trọng công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng cha phát triển Những năm 30 - 40 kỷ 19, công nghiệp sản xuất ximăng poóclăng đời tạo chuyển biến xây dựng Nhng năm 7080 kỷ bêtông cốt thép đợc sử dụng vào công trình xây dựng từ thời gian tơng đối ngắn, loại vật liệu có nhiều tính u việt đà đợc phát triển nhanh chóng chiếm địa vị quan trọng loại vật liệu xây dựng.Trong trình sử dụng, với phát minh nhiều loại bêtông Bêtông cốt thép mới, ngời ta hoàn thiện phơng pháp tính toán kết cấu, phát huy đợc tính u việt hiệu sử dụng chúng, mở rộng phạm vi sử dụng loại vật liệu Đồng thời với việc sử dụng bêtông Bêtông cốt thép toàn khối, đổ chỗ, không sau xuất bêtông cốt thép , cấu kiện bêtông đúc sẵn đời Vào năm đầu nửa cuối kỷ XIX ngời ta đà đúc cột đèn bêtông với lõi gỗ tà vẹt đờng sắt bêtông cốt thép xuất lần đầu vào năm 1877 Những năm cuối kỷ XIX, việc sử dụng cấu kiện bêtông cốt thép đúc sẵn có kết cấu đơn giản nh cột, tờng bao che, khung cửa sổ, cầu thang đà t đà tơng đối phổ biến Những năm đầu kỷ 20, kết cấu bêtông cốt thép đúc sẵn đợc sử dụng dới dạng kết cấu chịu lực nh sàn gác, lát vỉa hè, dầm lát mặt cầu nhịp bé, ống dẫn nớc có đờng kính không lớn Những sản phẩm thờng đợc chế tạo phơng pháp thủ công với mẻ trộn bêtông nhỏ tay máy trộn loại bé sản xuất cấu kiện đúc sẵn bêtông cốt thép bị hạn chế Trong mời năm (19301940) việc sản xuất cấu kiện bêtông cốt thép thủ công đợc thay phơng pháp giới việc nghiên cứu thành công dây chuyền công nghệ sản xuất cấu kiện bêtông cốt thép đợc áp dụng tạo điều kiện đời nhà máy sản xuất cấu kiện bêtông cốt thép đúc sẵn mời năm nhiều loại máy trộn xuất hiện, đồng thời nhiều phơng thức đầm chặt bêtông giới nh chấn động, cán, cán rung, li tâm hút chân không đợc sử dụng phổ biến, phơng pháp dỡng hộ nhiệt, sử dụng phụ gia rắn nhanh, ximăng rắn nhanh cho phép rút ngắn đáng kể trình sản xuất Trong năm gần đây, thành tựu nghiên cứu lý luận nh phơng pháp tính toán bêtông cốt thép giới thúc đẩy ngành công nghiệp sản xuất cấu kiện bêtông cốt thép phát triển đặc biệt thành công việc nghiên cứu bêtông ứng suất trớc đợc áp dụng vào sản xuất cấu kiện thành tựu có ý nghĩa to lớn Nó cho phép tận dụng bêtông sè hiƯu cao, cèt thÐp cêng ®é cao, tiÕt kiƯm đợc bêtông cốt thép, nhờ thu nhỏ kích thớc cấu kiện, giảm nhẹ khối lợng, nâng cao lực chịu tải khả chống nứt cấu kiện bêtông cốt thép Ngày nớc phát triển, với việc công nghiệp hoá ngành xây dựng, giới hoá thi công với phơng pháp thi công lắp ghép, cấu kiện bêtông cốt thép bêtông ứng suất trớc đợc sử dụng rộng rÃi, đặc biệt ngành xây dựng dân dụng công nghiệp với loại cấu kiện có hình dáng kích thớc GVHD : TS.Nguyễn Thiện Ruệ Trang SVTH : Nguyễn Hữu Trung - Hoàng Nhân Trung Đồ án tốt nghiệp Khoa Vật Liệu Xây Dựng công dụng khác nh cột nhà, móng nền, dầm cầu chạy, kèo, lợp, tờng nhiều nớc có nhà máy sản xuất đồng cấu kiện cho loại nhà theo thiết kế định hình Ngoài cấu kiện đúc sẵn bêtông cốt thép đợc sử dụng ngày rộng rÃi vào ngành xây dựng cầu đờng, thuỷ lợi, sân bay, loại cột điện, dầm cầu nhịp lớn 3040m, cột ống dài, loại ống dẫn nớc không áp có áp, ghép cho đập nớc Ngày với trang bị kỹ thuật đại giới hoá toàn tự động hoá nhiều khâu dây truyền công nghệ sở sản xuất cấu kiện bêtông cốt thép đúc sẵn đáp ứng đợc nhu cầu to lớn xây dựng Một hớng phát triển ngành sản xuất xây dựng nớc ta tận dụng tối đa kết cấu lắp ghép tiến tới công nghiệp hoá ngành xây dựng Với yêu cầu nh nhiệm vụ ngành sản xuất vật liệu xây dựng to lớn đầy thách thức Với mong muốn ngành sản xuất xây dựng nói chung ngành sản xuất vật liệu xây dựng nói riêng ngày phát triển tiến tới công nghiệp hoá chúng góp phần đa ngành công nghiệp nớc nhà tiến xa chúng em nhóm sinh viên gồm :Nguyễn Hữu Trung & Hoàng Nhân Trung kiến thức đà đợc học tích luỹ trờng Đại học Xây Dựng chúng em xin đợc đa phơng án '' Thiết kế nhà máy bêtông chế tạo số cấu kiện xây dựng nhà ,công suất 80.000 m3/năm'' Đây nội dung báo cáo tốt nghiệp kỹ s ngành vật liệu xây dựng Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo GVC.TS.Nguyễn Thiện Ruệ toàn thể thầy, cô giáo môn công nghệ Vật Liệu Xây Dựng đà giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án Chúng em mong đợc góp ý thầy cô bạn PHần i: Giới thiệu chung I.1 địa điểm xây dựng nhà máy Nhà máy đợc thiết kế xây dựng xà Thịnh Liệt, huyện Thanh Trì, cách trung tâm thành phố Hà Nội khoảng 15 km phía Nam Đây vị trí thuận lợi cho việc cung cấp nguyên vật liệu nh tiêu thụ sản phẩm đờng sắt việc vận chuyển ôtô, chủ yếu từ tỉnh nh Hà Nam, Thanh Hoá Đồng thời nhà máy không nằm phạm vi trung tâm thành phố nên việc sản xuất, vận chuyển ảnh hởng đến vệ sinh môi trờng, giao thông lại dân c.Mặt khác sản phẩm từ đợc vận chuyển để tiêu thụ cách dễ dàng hệ thống giao thông thuận tiện ,với cấu kiện xây dựng cung cấp cho tỉnh khác bêtông tơi chủ yếu cung cấp cho công trình thành phố số nơi lân cận Các nguồn cung cấp nguyên vật liệu cho nhà máy: Đá dăm: Đá dăm đợc lấy từ Kiện Khê - Hà Nam với khoảng cách vận chuyển 60 km, đá dăm đợc vận chuyển ôtô ben, ôtô tự đổ có gắn rơmoóc GVHD : TS.Nguyễn Thiện Ruệ SVTH : Nguyễn Hữu Trung - Hoàng Nhân Trung Trang Đồ án tốt nghiệp Khoa Vật Liệu Xây Dựng Cát vàng: Nguồn cung cấp cát vàng sông Lô, đợc vận chuyển từ bÃi cát đà khai thác với khoảng cách vận chuyển 20 km, cát đợc chở ôtô tự đổ có gắn rơmoóc Ximăng: Nguồn cung cấp nhà máy Ximăng Hoàng Thạch Hải Dơng Ximăng đợc vận chuyển nhà máy ôtô có gắn Stéc chuyên dụng Khoảng cách vận chuyển 60 km Sắt thép: Nguồn cung cấp nhà máy gang thép Thái Nguyên sắt thép đợc vận chuyển ôtô với khoảng cách vận chuyển 80 km I.2 loại sản phẩm nhà máy công nghệ sản xuất chúng Nhà máy sản xuất loại sản phẩm panel sàn rỗng (công suất 13000m3/năm), panel sàn đặc (công suất 18000m3/năm), tờng trong(công suất 17.000m3/năm) hỗn hợp bêtông thơng phẩm(công suất 32000m3/năm) Trong nhà máy ta sử dụng hai loại công nghệ để chế tạo loại cấu kiện xây dựng Đối với panel sàn rỗng sử dụng dây chuyền công nghệ tổ hợp để sản xuất( dây chuyền ,khuôn cấu kiện đợc di chuyển nhờ cần cẩu hay bàn lăn đến vị trí công nghệ , mà công đoạn đợc trang bị máy móc thiết bị chuyên dụng) Đối với sản phẩm panel sàn đặc tờng sử dụng công nghệ tạo hình khuôn Casét (đặc điểm phơng pháp tạo hình vị trí thẳng đứng hệ thống khuôn hộp đứng , cố định kim loại Bêtông cấu kiện đợc gia công nhiệt ẩm ngày khuôn hộp này) Bảng I.1: Bảng danh mục loại sản phẩm S T T Loại sản phẩm Kí hiệu PN8 Panel sàn rỗng PN6 PN5 Panel sàn đặc Têng PN§ KÝch thíc LxBxH (m) 2,98x1,59x0,2 5,68x1,19x0,2 6,26x0,99x0,2 5,70x3,18x1,0 6,20x3,00x1,2 Mác bêtôn g Lo¹i cèt thÐp ThĨ tÝch BT (m3) KL thÐp (Kg) 300 Líi hµn 0,54 64,33 300 300 250 øng st tríc øng suÊt tríc Khung cèt thÐp Khung cèt thÐp Phơng pháp CN Tổ hợp dùng 0,8 114,09 lõi Rung 0,73 115,29 1,79 144,5 147,0 Caset TT 250 2,21 Caset I.3 Yêu cầu nguyên vật liệu dùng để sản xuất sản phẩm 1.Yêu cầu loại HHBT : Đối với Panel sàn rỗng yêu cầu bêtông có mác từ 300-450, độ cứng từ 30-60 giây , Dmax cốt liệu không 20mm Đối với Panel sàn đặc tờng yêu cầu bêtông có mác từ 250-300, dùng hỗn hợp bêtông dẻo có độ sụt từ 6-8cm.Cốt liệu lớn đá dăm hay sái thêng cã ®é GVHD : TS.Ngun ThiƯn R Trang SVTH : Nguyễn Hữu Trung - Hoàng Nhân Trung Đồ án tốt nghiệp Khoa Vật Liệu Xây Dựng lớn cực đại 20 mm ,cốt liệu nhỏ cát thô (có môđun độ lớn từ 2,0-2,6) với hàm lợng hạt bụi ,đất sét bùn không 2%.Để cải thiện tính công tác yêu cầu dùng mác bêtông có mức ngậm cát từ 45-50% Đối với HHBT thơng phẩm yêu cầu bêtông có mác từ 250-400 cao tuỳ theo yêu cầu.Dmax cốt liệu không lớn 1/3 đờng kính nhỏ ống dẫn ,hàm lợng hạt lớn cốt liệu lớn không đợc qúa 15% Hàm lợng hạt nhỏ cèt liƯu nhá (nhá h¬n 0,6 mm) tõ 32-45% ,hƯ số k d cần tăng 0,1-0,15 so với bêtông thờng Hàm lợng hạt bụi ( 2,5 X R 28 −0,5 A R X N = A.RX Từ hai trị số N X/N ta biết đợc lợng dùng ximăng cho m3 bêtông X = N.X/N Xác định sơ lợng dùng cốt liệu lớn: Dựa vào giả thiết tổng thể tích tuyệt đối vật liệu thành phần cho 1m bêtông( ximăng, nớc, cốt liệu lớn, cốt liệu bé) tạo nên khối đặc tích 1m 3( bỏ qua thể tích không khí nhỏ lọt vào hỗn hợp bêtông) Nên ta có: X + PX N + PN C + PC D = P D 1000 (l) (*) Thể tích vũa ximăng cát 1m3 bêtông lấp đầy phần rỗng bao bọc quanh hạt cốt liệu lớn đợc biểu thị gián tiếp dới dạng hệ số d kd thể tích va ximăng cát hỗn hợp so với thể rỗng Vr cốt liƯu lín X + PX N + PN C = PC X r d k d PX (**) Trong ®ã: X lợng dùng ximăng cho 1m3 bêtông N - lợng dùng nớc cho 1m3 bêtông D - lợng dùng đá cho 1m3 bêtông x khối lợng riêng ximăng (kg/m3) n khối lợng riêng nớc (kg/m3) c khối lợng riêng cát (kg/m3) d khối lợng riêng đá (kg/m3) vd khối lợng thể tích đá (kg/m3) rd - độ rỗng đá kd - hệ số d vữa ximăng cát Giải hệ phơng trình (*) (**) ta xác định đợc lợng dùng sơ cốt liệu lớn đá cho 1m3 bêtông GVHD : TS.Ngun ThiƯn R SVTH : Ngun H÷u Trung - Hoàng Nhân Trung Trang Đồ án tốt nghiệp = D = D Khoa VËt LiƯu X©y Dùng 1000 1000 = rd kd+ r d k d + ρ vd ρ vd ρ vd ρd ρd [ ] 1000 ρ vd 1000 ρ vd = r d k d +(1−r d ) r d (k d 1)+1 Từ ta tính đợc lợng dùng cốt liệu bé (cát) cho 1m3 bêtông ( [ = 1000− C X N D + + ρC X N D ]) - B2: Điều chỉnh thông số cấp phối Điều chỉnh thông số cấp phối bêtông cần tiến hành mẻ trộn thử Số lợng mẻ trộn phụ thuộc vào mức độ xác theo yêu cầu cấp phối bêtông Qua mẻ trộn thử ta xác định đợc cấp phối tốt với lợng dung ximăng nhỏ - B3: Xác định lợng dùng vật liệu cho 1m3 bêtông chọn cấp phối chuẩn + Đầu tiên xác định khối lợng thể tích thực tế hỗn hợp bêtông từ mẻ trộn thử, sau đầm chặt theo số phơng pháp ứng với gần với phơng thức tạo hình sản phẩm điều kiện sản xuất Từ tích hỗn hợp bêtông mẻ trộn Vhh= ¿ ¿ P/mvhh Trong ®ã: ∑ ¿ ¿ P – Tổng khối lợng vật liệu mẻ trộn kể nớc mvhh- Khối lợng thể tích thực hỗn hợp bêtông đà đầm chặt + Biết đợc thể tích hỗn hợp bêtông, lợng dùng thành phần mẻ trộn ta tính đợc lợng dùng vật liệu thực tế cho 1m3 bêtông cấp phối theo tỉ lệ khối lợng Lấy khối lợng ximăng làm đơn vị (1: C/X: D/X: N/X) Sau ta đúc mẫu kiểm tra cờng độ bêtông tuổi 3,7,14 hay 28 ngày mẻ trộn có cấp phôi tốt để đợc mác bêtông Cấp phối bêtông để sản xuất panel sàn rỗng : Bê tông M300, độ sụt SN = 3cm 1.1 Lợng dùng nớc Dựa vào biểu đồ hình 5.8 (trang 102 sách Giáo trình công nghệ bê tông xi măng tập 1) với bê tông có Dmax = 20 mm, SN = cm ta có đợc lợng dùng nớc cho m3 bê tông là: N = 175 l/m3 Vì cốt liệu lớn sử dụng đá dăm nªn : N = 175 + 15 = 190 l/m3 1.2 Lợng dùng xi măng Theo Bôlômây Skramtaep cã c«ng thøc: GVHD : TS.Ngun ThiƯn R SVTH : Nguyễn Hữu Trung - Hoàng Nhân Trung Trang 10