Công nghệ kỹ thuật sản xuất bê tông và các cấu kiện bê tông cốt thép: 1. Cọc ly tâm công suất 30.000mnăm. 2. Tấm tường rỗng đùn ép công suất 620.000m2năm. 3. Bê tông thương phẩm năng suất 100 m3h . (M30, M40, M50) ”.
TỔNG QUAN
Lời nói đầu
Bê tông cốt thép được đưa vào sử dụng vào các công trình xây dựng những năm 70-
80 của thế kỷ 19 và chỉ sau một thời gian tương đối ngắn, loại vật liệu ưu việt này đó phát triển nhanh chóng chiếm vị trí quan trọng trong các loại vật liệu xây dựng Không bao lâu sau khi xuất hiện bê tông cốt thép, đồng thời với việc sử dụng bê tông và bê tông cốt thép toàn khối đổ tại chỗ, cấu kiện bê tông đúc sẵn ra đời Trong quá trình sử dụng 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 Thời gian đầu các cấu kiện bê tông thường được chế tạo bằng 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 công nghiệp hiện đại và trình độ khoa học xây dựng, việc sản xuất cấu kiện bê tông cốt thép 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 bê tông cốt thép được áp dụng đó tạo điều kiện để những nhà máy sản xuất các cấu kiện bê tông 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 bê tông cốt thép trên thế giới càng thúc đẩy ngành công nghiệp sản xuất cấu kiện bê tông 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 bê tông 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 rãi Thế kỷ 20 công nghệ bêtông đã trải qua một quãng đường phát triển dài, đã mở rộng 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 sản xuất cấu kiện bê tông giúp bảo vệ môi trường và cho phép sử dụng phế thải của các ngành công nghiệp năng lượng tạo ra hiệu quả kinh tế kỹ thuật.[1]
Giới thiệu chung
1.2.1.Lịch sử phát triển cấu kiện bê tông đúc sẵn
Những năm 30 - 40 của thế kỷ 19, công nghiệp sản xuất xi măng poóclăng ra đời. Nhưng cho đến những năm 70÷80 của thế kỷ này bê tông cốt thép mới được sử dụng vào các công trình xây dựng 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 bê tông và bê tông cốt thép mới, phương pháp tính toán kết cấu được hoàn thiện, phát huy được tính năng ưu việt và hiệu quả sử dụng của bê tông cốt thép, do đó mở rộng phạm vi sử dụng của bê tông côt thép.Việc sử dụng bêtông cốt thép toàn khối đổ tại chỗ luôn phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, vì vậy yêu cầu đặt ra là cải tiến công nghệ, chính vì thế cấu kiện bê tông 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 bê tông với lõi gỗ và những tà vẹt đường sắt bằng bê tông cốt thép xuất hiện lần đầu vào những năm 1877 Những năm cuối thế kỷ XIX, việc sử dụng những cấu kiện bê tông 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 bê tông 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 bê tông 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 bê tông cốt thép 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 bê tông cốt thép được áp dụng tạo điều kiện ra đời những nhà máy sản xuất các cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn Cũng trong mười năm này nhiều loại máy trộn xuất hiện, đồng thời nhiều phương thức đầm chặt bê tông bằng cơ giới như chấn động, cán, cán rung, ly tâm hút chân không được sử dụng phổ biến, các phương pháp dưỡng hộ nhiệt, sử dụng các phụ gia rắn nhanh, xi măng 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 bê tông cốt thép trên thế giới càng thúc đẩy ngành công nghiệp sản xuất cấu kiện bê tông cốt thép phát triển và đặc biệt là thành công của việc nghiên cứu bê tông ứng suất trước được áp dụng vào sản xuất cấu kiện là một thành tựu có ý nghĩa to lớn Nó cho phép sử dụng bê tông số hiệu cao, cốt thép cường độ cao, tiết kiệm được bê tông 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 bê tông cốt thép. [1’]
1.2.2.Sơ lược về sự phát triển của ngành công nghiệp sản xuất bê tông
Công nghiệp sản xuất xi măng Poóc lăng ra đời giai đoạn 1830-1840 đã tạo nên bước ngoặt lớn trong xây dựng khi bê tông xuất hiện và trở nên phổ biến Đến thập niên 1970-1980, sự kết hợp của bê tông và cốt thép đã kiến tạo nên một loại vật liệu tiên tiến hơn, đó là bê tông cốt thép Vật liệu này sở hữu nhiều ưu điểm nổi trội và nhanh chóng chiếm vị trí quan trọng trong ngành xây dựng.
Khi ngành công nghiệp chế tạo cấu kiện bê tông đúc sẵn chưa xuất hiện thì mọi công tác đều phải thực hiện trên công trường gây nhiều khó khăn trong việc quản lý nhân lực, vật lực và không kiểm soát được chất lượng cấu kiện Ngành công nghiệp sản xuất cấu kiện bê tông đúc sẵn ra đời đã mang lại nhiều bước chuyển mới như giảm được số công nhân, công tác thực hiện trên công trường; rút ngắn thời gian thi công, chất lượng cấu kiện được kiểm soát tốt hơn; đảm bảo an toàn lao động; hạn chế ảnh hưởng của thời tiết;
… Sản xuất cấu kiện bê tông đúc sẵn bằng thủ công đã dần dần được thay thế bằng phương pháp cơ giới Việc nghiên cứu thành công dây chuyền công nghệ sản xuất các cấu kiện bê tông cốt thép và áp dụng vào sản xuất đã tạo điều kiện ra đời những nhà máy sản xuất cấu kiện đúc sẵn đầu tiên Đặc biệt, thành công trong việc nghiên cứu và ứng dụng bê tông cốt thép ứng suất trước đã mang lại ý nghĩa rất to lớn Nó cho phép tận dụng tốt các ưu điểm của bê tông mác cao và cốt thép cường độ cao, tiết kiệm được bê tông và sắt thép, do đó có thể thu nhỏ kích thước cấu kiện, giảm nhẹ khối lượng, nâng cao khả năng chịu tải trọng và khả năng chống nứt của cấu kiện bê tông cốt thép.
Ngày nay, ở những nước phát triển, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, việc công nghiệp hoá ngành xây dựng, cơ giới hoá thi công, lắp ghép các cấu kiện bằng bê tông cốt thép thường và bê tông cốt thép ứng suất trước được sử dụng hết sức rộng rãi, đặc biệt trong ngành xây dựng dân dụng và công nghiệp với các sản phẩm ngày càng phong phú, đa dạng như: panel sàn, ống cống, cọc móng, cột nhà công nghiệp, dầm cầu chạy, Trong tương lai, ngành sản xuất cấu kiện bê tông đúc sẵn hứa hẹn sẽ phát triển mạnh mẽ hơn nữa với những công nghệ kỹ thuật tiên tiến, hiện đại được áp dụng nhằm nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm.
1.2.3 Tình hình sản xuất bê tông ở nước ta hiện nay Ở nước ta, trong những năm qua, nền kinh tế đã phát triển một cách mạnh mẽ Từ những thành tựu phát triển kinh tế đó đã đẩy mạnh tốc độ xây dựng công nghiệp và dân dụng nhằm đáp ứng nhu cầu về nhà ở, nhà làm việc, các công trình công nghiệp, giao thông vận tải,…
Việt Nam là đất nước đang trong giai đoạn phát triển với dân số đông, tiềm năng phát triển rất lớn Vì vậy, trước mắt phải xây dựng một cơ sở hạ tầng hoàn chỉnh hơn để đáp ứng tốc độ phát triển của đất nước Để làm được điều đó, ngành xây dựng nói chung cũng như ngành công nghiệp vật liệu xây dựng nói riêng cần thiết phải đi trước một bước trong quá trình phát triển Trong những năm qua, Nhà nước đã có chính sách đầu tư phát triển hợp lý cho ngành vật liệu xây dựng với mục tiêu xây dựng các nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng hiện đại, công suất lớn ngang tầm với các nước phát triển Điều đó yêu cầu ngành vật liệu xây dựng cần ưu tiên phát triển theo chiều sâu, đổi mới trang thiết bị, công nghệ sản xuất tiên tiến Theo Quy hoạch tổng thể phát triển vật liệu xây dựng Việt Nam đến năm 2020 và định hướng đến năm 2030, Nhà nước ta chủ trương định hướng phát triển sản phẩm bê tông như sau:
- Bê tông thương phẩm: tiếp tục phát triển các trạm trộn bê tông thương phẩm để thay thế cho việc chế tạo bê tông bằng phương pháp đơn giản, phân tán, không đảm bảo chất lượng và gây ô nhiễm môi trường tại công trường.
- Bê tông cấu kiện: đẩy mạnh phát triển các nhà máy sản xuất cấu kiện, bê tông tiền chế đáp ứng yêu cầu thị trường, tạo điều kiện để thực hiện công nghiệp hóa ngành xây dựng,
Phát triển các loại bê tông mới, như bê tông cường độ cao, bê tông cốt thép ứng lực trước, bê tông tự đầm, bê tông có tính năng đặc biệt, là hướng đi đáp ứng nhu cầu thị trường ngày càng cao về chất lượng và công năng của các công trình xây dựng.
- Phát triển các loại phụ gia cho bê tông nhằm cải thiện điều kiện thi công và nâng cao tính năng cho bê tông
- Tăng cường sử dụng phế thải làm nguyên liệu sản xuất bê tông
1.2.4.Ưu nhược điểm các loại cấu kiện bê tông đúc sẵn
Là các cấu kiện bê tông cốt thép được tạo hình sẵn trong các khuôn ở nhà máy, khi mang ra công trường lắp ghép cường độ tối thiểu phải đạt 70% cường độ thiết kế yêu cầu Gồm các cấu kiện như: Cột, dầm, sàn, móng đài, cọc, ống nước, cột điện phục vụ thi công các công trình ngầm, nhà cao tầng…
Các loại cấu kiện bê tông đúc sẵn dự ứng lực được sử dụng rộng rãi vì chúng có rất nhiều ưu điểm như là:
- Không chịu ảnh hưởng bởi thời tiết
- Thi công nhanh, chất lượng cấu kiện đảm bảo, đồng đều và có khả năng cơ giới hóa cao, sản suất hàng loạt nhiều cấu kiện.
- Vật liệu đầu vào được kiểm soát chặt chẽ về chất lượng, độ ẩm, hàm lượng tạp chất…
- Sức chịu tải trọng lớn hơn, tiết kiệm được thép.
Bên cạnh đó vẫn tồn tại một số nhược điểm như là:
- Vấn đề vận chuyển các cấu kiện dài, có kích thước lớn rất khó khăn -> chi phí vận chuyển tốn kém
- Tại mối nối giữa các cấu kiện khi lắp ghép dễ bị ngấm nước, liên kết mối nối không đảm bảo gây tập trung ứng suất.
1.2.5 Vai trò và ý nghĩa của cấu kiện bê tông đối với công trình xây dựng
Hiện nay cấu kiện bê tông đúc sẵn có vai trò rất lớn trong công tác thi công Nhờ có cấu kiện bê tông đúc sẵn chúng ta có thể hoàn thành một hạng mục công trình trong một thời gian ngắn, bên cạnh đó chất lượng công trình được kiển soát ngay từ nguồn nguyên liệu đầu vào.
Hình 1.1 Một số cấu kiện bê tông đúc sẵn
Tổng quan về sản phẩm
Sản phẩm Eurowall là tấm tường rỗng bê tông đúc sẵn theo công nghệ đùn ép với công nghệ sản xuất hiện đại Tấm tường rỗng là sản phẩm lần đầu tiên xuất hiện tại thị trường phía Nam do Tập đoàn Phan Vũ sản xuất và thi công nhằm thay thế cho tường gạch xây tô truyền thống.
Tấm tường rỗng với các ưu điểm vượt trội như:
- Khối lượng thể tích nhỏ hơn tường gạch truyền thống nên giúp giảm tải trọng xuống móng.
- Có cường độ cao, bền vững trong các điều kiện môi trường (Mác trung bình trên 10MPa).
- Vật liệu có tính cách âm, cách nhiệt tốt.
- Bề mặt phẳng, không cần tô trát.
- Chiều dài tấm tường linh hoạt, có thể cắt gọt điều chỉnh kích thước dễ dàng tại hiện trường.
- Chiều dày tấm tường từ 75mm đến 140mm giúp tăng diện tích sử dụng trong căn hộ.
- Thuận tiện trong công tác đi các đường ống kỹ thuật.
- Bề mặt phẳng có tính thẩm mỹ cao nên ít phụ thuộc vào tay nghề của công nhân.
- Tốc độ thi công nhanh hơn nhiều lần so tường gạch truyền thống.
- Bố trí công trường gọn gàng, sạch sẽ và ít bị ảnh hưởng bởi thời tiết khi thi công.
- Tăng tốc độ xây dựng và bàn giao căn hộ.
Hiện nay, công nghệ xây dựng nhà sử dụng tấm tường rỗng bắt đầu được người xây dựng quan tâm vì chất lượng vượt trội do: Khả năng chịu tải tốt, trọng lượng nhẹ, có thể cách âm, cách nhiệt, khả năng tiết kiệm thời gian thi công do thi công nhanh hơn so với thi công bằng các vật liệu truyền thống Hơn thế nữa, tấm tường rỗng rất linh hoạt trong thiết kế kiến trúc, có thể dùng làm tường, sàn, mái, cầu thang.v.v…Vì những ưu điểm vượt trội này mà tấm tường rỗng ngày càng được sử dụng phổ biến trong xây dựng, và về căn bản sẽ thay thế dần vật liệu truyền thống.
Với những ưu điểm vượt trội:
Các tính chất cơ lý đặc biệt:
- Dễ dàng neo giữ các tấm tường vào vị trí yêu cầu
- Dễ lắp các khung cửa đi và cửa sổ
- Lắp đặt hệ thống trang thiết bị đơn giản và nhanh chóng
- Phương pháp xây dựng đơn giản
- Lắp dựng nhanh, trọng lượng nhẹ
- Không phải trát mặt khi công trình đã lắp dựng xong
- Linh hoạt trong thiết kế kiến trúc
- Tuổi thọ và chất lượng công trình cao
Tấm tường có thể dùng để xây dựng mới hoặc cải tạo công trình, có thể áp dụng cho: + Nhà ở nhỏ, nhà trợ cấp
+ Nhà ở cao cấp, biệt thự, chung cư thấp và cao tầng
+ Công trình công cộng, cao ốc văn phòng
+ Các công trình công nghiệp
Hoặc dùng như những tấm tường trong các kết cấu khung thép hay khung bê tông
Theo TCVN 11524:2016 em chọn kích thước sản phẩm theo bảng 1.1
Bảng 1.1 Kích thước sản phẩm tấm tường rỗng
Tên Dài (mm) Rộng Cao R lỗ số lỗ Vđặc(m3
Hình 1.2 Sản phẩm tấm tường rỗng Công nghệ đùn ép trong nhà máy
- Cọc ly tâm dự ứng lực có hình trụ rỗng được thể hiện trên hình 1.4 có đầu cọc, đầu mối nối hoặc mũi cọc phù hợp Đường kính ngoài và chiều dày thành cọc không đổi tại mọi tiết diện của thân cọc
D Đường kính ngoài cọc d Chiều dày thành cọc a Đầu cọc hoặc đầu mối nối b Mũi cọc hoặc đầu mối nối
Theo tiêu chuẩn TCVN 7888 – 2008 thì cọc ly tâm dự ứng lực được chia thành nhiều kích thước khác nhau trong bảng 1.2
Bảng 1.2 Các loại kích thước cọc ly tâm dự ứng lực
- Phân loại sản phẩm theo cường độ Đường kính ngoài,
Chiều dày thành cọc, d, mm
Cọc bê tông ly tâm dự ứng lực trước (PC) được chế tạo thông qua phương pháp quay ly tâm, đạt cấp độ bền chịu nén tối thiểu là B40.
+ Cọc bê tông ly tâm dự ứng lực trước cường độ cao (PHC) là cọc bê tông ly tâm dự ứng lực trước được sản xuất bằng phương pháp quay ly tâm, có cấp độ bền chịu nén của bê tông không nhỏ hơn B60).
- Yêu cầu kỹ thuật đối với cọc ly tâm dự ứng lực trước
+ Yêu cầu ngoại quan: Cọc PC, PHC không có bất kì khuyết tật như rạn, nứt, rỗ nào. + Yêu cầu độ bền của thân cọc Độ bền uốn nứt thân cọc PC và cọc PHC được xác định qua giá trị mômen uốn nứt. Khi vết nứt quan sát được có bề rộng không lớn hơn 0,1 mm Giá trị mômen uốn nứt thân cọc không nhỏ hơn giá trị mômen uốn nứt tiêu chuẩn. Độ bền uốn gãy thân cọc PC và cọc PHC được xác định qua giá trị mômen uốn đạt được đến khi cọc gãy Giá trị mômen uốn gãy không nhỏ hơn 1,5 lần giá trị mômen uốn nứt tiêu chuẩn. Độ bền uốn dưới tải trọng nén dọc trục và độ bền cắt thân cọc chỉ áp dụng đối với cọc PHC, cần đáp ứng các yêu cầu theo tiêu chuẩn.
- Yêu cầu của mối nối
+ Đầu mối nối của cọc cần liên kết tốt với thân cọc Đầu cuối của thép ứng lực trước được liên kết với chi tiết đầu mối nối Bề mặt của mối nối phải vuông góc với trục của cọc Sai lệch kích thước đường kính ngoài của đầu mối nối so với đường kính ngoài quy định của cọc là từ - 0,5mm đến - 3mm.
+ Độ bền uốn của mối nối không nhỏ hơn độ bền uốn thân cọc.
+ Độ uốn của mối nối khi mômen uốn của mối nối đạt đến mômen uốn nứt, tương đương với giá trị đo được khi kiểm tra đối với thân cọc.
- Yêu cầu cường độ nén của bê tông
Cường độ nén của bê tông chế tạo cọc PC không nhỏ hơn 50 MPa, tương ứng với cấp độ bền chịu nén của bê tông không nhỏ hơn B40 Cường độ nén của bê tông chế tạo cọc PHC không nhỏ hơn 80MPa, tương ứng với cấp độ bền chịu nén của bê tông không nhỏ hơn B60.
Kích thước, cường độ và các yêu cầu khác đối với cọc ly tâm dự ứng lực D300 được nêu trong bảng 1.3 [2]
Bảng 1.3 Tiêu chuẩn kích thước và khả năng chịu lực của cọc ly tâm D300 Đường kính ngoài, Chiều dày thành cọc, Cấp tải Momen uốn nứt ứng suất hữu hiệu, N/mm 2 Khả năng bền cắt, Chiều dài cọc,
Nhà máy sản xuất cọc bê tông ly tâm dự ứng lực D300 sử dụng thép dự ứng lực đường kính 7,5 mm, gồm 6 thanh Thép đai có đường kính 3,5 mm, chia thành 2 vùng: Vùng 1 từ đầu cọc vào 900 mm, bước đai 50 mm; Vùng 2 là phần còn lại của cọc, bước đai 100 mm.
Tỉ lệ thể tích cốt thép so với thể tích cọc là ≈ 0,175%, do quá nhỏ so với thể tích bê tông cọc nên ta có thể bỏ qua khi tính toán lượng bê tông sử dụng để đổ cọc.
Trong đồ án chọn cọc loại D300: Đoạn mũi cọc
Mặt cắt 1-1 Chi tiết mặt bích Mặt cắt 2-2
Chi tiết mũi cọc Mặt cắt 3-3 Hình 1.4 Bản vẽ chi tiết cấu tạo cọc ly tâm D300
Bê tông thương phẩm là bê tông trộn sẵn, hay gọi là bê tông tươi Đây là một hỗn hợp gồm cốt liệu cát, đá, xi măng, nước và phụ gia theo những tỉ lệ tiêu chuẩn để có sản phẩm bê tông với từng đặc tính cường độ khác nhau Sản phẩm bê tông tươi được ứng dụng cho các công trình công nghiệp, cao tầng và cả các công trình nhà dân dụng với nhiều ưu điểm vượt trội so với việc trộn thủ công thông thường, do việc sản xuất tự động bằng máy móc và quản lý cốt liệu từ khâu đầu vào giúp kiểm soát chất lượng, hơn nữa rút ngắn thời gian thi công và mặt bằng tập trung vật liệu.
Trên thị trường hiện nay, có nhiều hãng cung cấp bê tông tươi tại nhiều khu vực khác nhau, tập trung phần lớn tại các thành phố lớn và vùng xây dựng phát triển.
Sản phẩm bê tông thương phẩm của nhà máy có thông số kỹ thuật: đạt M30 ,M40 , M50 với công suất hàng giờ 100m3 (715200m3/năm)
Tổng quan về công nghệ và kỹ thuật sản xuất cấu kiện bê tông đúc sẵn
a) Công nghệ sản xuất cấu kiện bê tông cốt thép theo dây chuyền tổ hợp
Công nghệ tổ hợp sản xuất cấu kiện có đặc điểm là phân chia quá trình công nghệ ra thành các công đoạn riêng lẻ hay các nhóm sản xuất, thực hiện một số thao tác khác nhau trên cùng tổ hợp đa năng (tổ hợp), với tần xuất tự nhiên theo dòng, vận chuyển khuôn cấu kiện từ vị trí này đến vị trí khác (Hình 1.5)
Hình 1.5 Sơ đồ dây chuyền tổ hợp
1-máy đổ bê tông; 2- đầm bàn; 3- xe nâng khuôn; 4- bể bảo dưỡng;
5- vị trí tháo khuôn; 6- lắp và bôi dầu; 7- xe goòng
Trong dây chuyền công nghệ tổ hợp, khuôn và cấu kiện được di chuyền nhờ cần cẩu hay bàn con lăn đến các vị trí có trang bị các máy móc - thiết bị chuyên dụng Công nghệ này được sử dụng rộng rãi vì khả năng nhanh chóng thay đổi sản xuất các cấu kiện loại này sang sản xuất cấu kiện loại khác mà không yêu cầu đầu tư lớn Dây chuyền này có lãi cao nếu sản xuất hàng loạt (thí dụ như panel sàn, mái v.v )
Phương pháp này có hiệu quả khi sản xuất các cấu kiện bê tông có bề rộng dưới 3m, chiều dài dưới 12m và chiều cao dưới 1 m Trong một số trường hợp có thể chế tạo được các cấu kiện dài và nặng hơn (như cột đèn cao áp)
Trên tuyến công nghệ tạo hình tổ hợp thực hiện toàn bộ quy trình tạo hình bồi đắp hay một số công đoạn, bao gồm các thao tác từ tháo và vệ sinh khuôn đến nhập kho thành phẩm và đưa khuôn trở lại để tiếp tục một chu kỳ sản xuất mới.
Hình 1.6 Sơ đồ công nghệ sản xuất cấu kiện bê tông theo phương pháp tổ hợp
A- khu chứa nguyên liệu; B- khu chế tạo bê tông; C- khu gia công cốt thép;
D- khu tạo hình; E- khu bãi sản phẩm;
1- vị trí nạp nguyên liệu; 2- bunke; 3- bunke chân không; 4- tháo xi măng; 5- băng tải; 6- ống dẫn xi măng; 7- máy trộn bê tông; 8- thiết bị gia công cốt thép; 9- thiết bị nhiệt căng thép; 10- bệ cốt thép; 11- máy tạo hình cấu kiện; 12- tạo hình; 13- bảo dưỡng;14- vận chuyển; 15- tháo khuôn; 16- vận chuyển; 17- xe goòng; 18- kho bãi sản phẩm
Phương tiện vận chuyển khuôn và cấu kiện trong xưởng là cần trục cẩu hay dầm cẩu Khi cần cẩu làm việc, người ta dùng máy đặt khuôn để chuyền khuôn vào vị trí tạo hình, hay đưa khuôn từ vị trí tháo khuôn vào vị trí chuẩn bị, đôi khi người ta còn dùng máy nâng treo để đưa khuôn từ vị trí nọ sang vị trí kia hay vận chuyển khuôn và gông đến vị trí tạo hình
Sản phẩm từ xưởng tạo hình được vận chuyền vào kho sản phẩm bằng xe tự hành chạy trên đường ray Các tấm panel phẳng hay có gờ bề rộng dưới 3m và chiều dài dưới 6m và 12m thường được chế tạo bằng máy đổ bê tông cùng với thiết bị rung; còn ống, cột rỗng hay cột điện tròn nhờ các máy tạo hình với các lõi rung di động Tuyến công nghệ tổ hợp thường được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy bê tông đúc sẵn để sản xuất các loại tấm panel nhiều lỗ rỗng
Người ta thường dùng bàn rung tiêu chuẩn tải trọng 8T đối với các cấu kiện 6x2m, tải trọng 15T dùng để sản xuất các tấm có kích thước 6x3m và tải trọng 24T cho các cấu kiện có kích thước 3x12m Để lèn chặt hỗn hợp bê tông cứng hơn, người ta thường dùng các bàn rung chấn động hai tần số 3000 và 6000 vòng/phút - Khi tạo hình các cấu kiện từ các hỗn hợp bê tông cứng, sau khi đáy khuôn lau dầu xong, người ta đổ lên đáy khuôn một lớp nước mỏng có phụ gia tăng dẻo Khi bàn rung, HHBT khô ở đáy khuôn tiếp xúc với màng nước này trở nên dẻo, vữa xi măng tách ra làm cho bề mặt dưới của cấu kiện nhẵn phẳng không có các lỗ bọt khí, vì trong khi chấn động không khí dễ dàng bị đẩy lên qua các lớp ở trên.
Sở hữu tính linh hoạt cao, nhà máy sản xuất ván sàn công nghiệp có thể xử lý nhiều loại ván sàn khác nhau mà không cần đầu tư lớn hay thay đổi dây chuyền sản xuất Ưu điểm này giúp nhà máy dễ dàng đáp ứng nhu cầu thị trường, tối ưu hóa sản xuất và tiết kiệm chi phí đầu tư ban đầu.
+ Nhược điểm: Thiết bị vận chuyển từ vị trí này sang vị trí kia bằng cầu trục nên dễ gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm như rạn nứt sản phẩm. b) Công nghệ sản xuất cấu kiện bê tông cốt thép trên dây chuyền liên tục
Dây chuyền công nghệ sản xuất panel tường
1- Máy nâng; 2- Xe trung chuyển; 3 – Thiết bị mở và đóng khuôn; 4- Cầu trục; 5 – Xe rải hỗn hợp bê tông; 6 – Bàn đâm; 7 – Máy hoàn thiện bề mặt; 8 – Luồng hoàn thiện bề mặt; 9 – Thiết bị chung chuyển; 10 – Cẩu quay; 11 - ; 12 – Xe vận chuyển
Tuyến này có thể là khuôn vagông chuyển động trên đường ray kín hay băng xích Trên băng này hoàn thiện các thao tác như chuẩn bị khuôn, đặt cốt thép, đổ bê tông Trên băng tải dịch chuyển tương đối với các vị trí thao tác chuyên môn đặt cố định, người ta hoàn thiện dần sản phẩm theo một nhịp độ cưỡng bức, nghĩa là mỗi chu trình phải được hoàn thành với một thời gian như nhau Thời gian này bằng thời gian cần thiết để hoàn thành các thao tác công nghệ của vị trí có các thao tác phức tạp và tốn nhiều lao động hơn cả. Ưu điểm: Công nghệ dây chuyền liên tục cho phép bố trí thiết bị một cách dày đặc hơn và sử dụng diện tích sản xuất tiết kiệm hơn Với phương pháp này tất cả các quá trình được cơ giới cao độ và bảo đảm tổ chức lao động tốt hơn bởi vì dây chuyền sản xuất làm việc theo nhịp độ quy định.
Nhược điểm: Các cấu kiện sản xuất trên tuyến công nghệ này phải gần giống nhau về loại và kích thước, không yêu cầu thay đổi khuôn thường xuyên, nhịp độ sản xuất bắt buộc do đó rất căng thẳng cho công nhân ở mỗi vị trí thao tác Hơn nữa vốn đầu tư rất lớn cho việc mua sắm thiết bị vì vậy nó chỉ thích hợp với nhà máy có công suất lớn, thông số cấu kiện ít đa dạng c) Công nghệ sản xuất cấu kiện bê tông cốt thép theo phương pháp bệ
Trong phương pháp công nghệ này, các cấu kiện được tạo hình và cứng rắn tại vị trí cố định trên bệ hay trong khuôn không di chuyển
Phương pháp này yêu cầu nhiều diện tích sản xuất, khó cơ giới hoá và tự động hoá và lao động nặng nhọc nhưng phương pháp công nghệ này là phương pháp duy nhất có hiệu quả để chế tạo các kết cấu nặng kích thước lớn: như cột dài trên 12m, dàn và dầm khẩu dộ lớn v.v Các BTCT ứng suất trước thường được chế tạo trên bệ, các bệ này có các trụ neo cốt thép ở ngoài khuôn hay ở ngay trên khuôn
Bệ dùng để chế tạo 1-2 cấu kiện gọi là bệ ngắn, 4-16 cấu kiện hay nhiều hơn nữa gọi là bệ dài Bệ ngắn được sử dụng khá rộng rãi để đúc các cấu kiện BTCT thường và BTCT ứng suất trước Cốt thép ứng suất trước trong bệ ngắn có thể là thanh, sợi, bó, thừng và cáp thép v.v Trên bệ dài cốt thép ứng suất trước với cốt thép sợi, bó, cáp
CƠ SỞ KHOA HỌC
Nguyên vật liệu chế tạo sản phẩm bê tông xi măng và bê tông xi măng
- Khái niệm: Là sản phẩm nghiền mịn của hỗn hợp clinke, thạch cao (3-5%) và phụ gia công nghệ nếu có.
Cliker là sản phẩm thu được sau khi nung hỗn hợp nghiền mịn từ nguyên liệu chủ yếu đá vôi và khoáng sét để kết khối thành các khoáng canci silic ,canci aluminat…
- Vai trò của xi măng:
Khi thủy hóa tạo ra hồ xi măng có vai trò liên kết các thành phần rời rạc như cát, đá lại và khi đóng rắn tạo thành một khối cứng
Xi măng được sử dụng thỏa mãn tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6260:2009 [3]
Bảng 2.1 - Các chỉ tiêu chất lượng của xi măng poóc lăng hỗn hợp
1 Cường độ nén, mặt phẳng, không nhỏ hơn:
2 Thời gian đông kết, min
- bắt đầu, không nhỏ hơn
- kết thúc, không lớn hơn
3 Độ mịn, xác định theo:
- phần còn lại trên sàng kích thước lỗ 0,09 mm, %, không lớn hơn
- bề mặt riêng, xác định theo phương pháp Blaine, cm 2 /g, không nhỏ hơn
4 Độ ẩm ổn định thể tích, xác định theo phương pháp
Le Chatelier, mm, không lớn hơn 10
5 Hàm lượng anhydric sunphuric (SO3), %, không lớn hơn
6 Độ nở autoclave 1) , %, không lớn hơn 0,8
1) Áp dụng khi có yêu cầu của khách hàng
Cường độ nén: Cách xác định cường độ nén tương ứng của các mẫu thử hình lăng trụ có kích thước 40mm x 40mm x 160mm Theo tiêu chuẩn TCVN 6016 : 1995.
Thời gian đông kết của xi măng được xác định bằng cách quan sát độ sụt của một cột kim loại có độ dẻo tiêu chuẩn vào hồ xi măng cho đến khi đạt được giá trị quy định Còn độ ổn định thể tích, theo phương pháp Le Chatelier, được xác định bằng cách quan sát sự nở thể tích của hỗn hợp xi măng có độ dẻo tiêu chuẩn, thông qua dịch chuyển tương đối của hai càng khuôn.
Hồ xi măng có độ dẻo tiêu chuẩn là khi đó đạt khả năng cần thiết cản lại sự lún của một kim chuẩn Lượng nước cần thiết cho một loại hồ như vậy được xác định bằng ba lần sụt kim với hồ có hàm lượng nước khác nhau Theo tiêu chuẩn TCVN 6017 : 1995. Độ mịn: Độ mịn của xi măng được xác định theo phương pháp sàng xi măng bằng sàng tiêu chuẩn Độ mịn là tỷ lệ phần trăm của lượng xi măng còn lại trên sàng so với lượng xi măng đem sàng Dùng vật liệu chuẩn đã biết trước phần còn lại trên sàng để kiểm tra sàng Có hai phương pháp để xác định độ mịn của xi măng: Phương pháp sàng và phương pháp thấm không khí (Blaine) Theo tiêu chuẩn TCVN 4030 : 2003.
Hàm lượng SO 3 : Xác định theo tiêu chuẩn TCVN 141 : 2008. Độ nở autoclave 1 : Xác định theo tiêu chuẩn TCVN 7711 : 2007. b Cốt liệu lớn
Cốt liệu lớn đóng vai trò khung chịu lực chính cho bê tông, ảnh hưởng đến chất lượng và giá thành của bê tông Cốt liệu lớn có kích thước từ 5-70 mm, có thể cung cấp dưới dạng hỗn hợp nhiều cỡ hạt hoặc các cỡ hạt riêng biệt Thành phần hạt của cốt liệu lớn, biểu thị lượng sót tích luỹ trên các sàng, được quy định trong Bảng 2.2.
Bảng 2.2.Thành phần hạt của cốt liệu lớn.
Lượng sót tích lũy trên sàng, % khối lượng, ứng với kích thước hạt liệu nhỏ nhất và lớn nhất, mm
Chú thích: Có thể sử dụng cốt liệu lớn với kích thước cỡ hạt nhỏ nhất đến 3 mm, theo thoả thuận.
Hàm lượng bùn, bụi, sét trông cốt liệu lớn tùy theo cấp bê tông không vượt quá giá trị trong bảng 2.3
Bảng 2.3 Hàm lượng bùn, bụi, sét trong cốt liệu lớn
Cấp bê tông Hàm lượng bùn, bụi, sét,% khối lượng, không lớn hơn
Sỏi và sỏi dăm làm cốt liệu trong bê tông các cấp phải có cường độ nén dập trong xi lanh phù hợp với yêu cầu trong bảng 2.4
Bảng 2.4 Yêu cầu về độ nén dập đối với sỏi và sỏi dăm
Cấp bê tông Độ nén dập ở trạng thái bão hòa nước,% khối lượng, không lớn hơn
Thấp hơn B15 16 18 Độ hao mòn khi va đập của cốt liệu lớn thí nghiệm trong máy Los Angeles, không lớn hơn 50 % khối lượng Hàm lượng các hạt thoi dẹt trong cốt liệu lớn không lớn hơn 15% đối với bê tông cấp cao hơn B30 và không vượt quá 35% đối với bê tông cấp B30 và nhỏ hơn
- Hàm lượng ion Cl − (tan trong axit), không lớn hơn 0,01%
- Khả năng phản ứng kiềm− silic phải nằm trong vùng cốt liệu vô hại. c Cốt liệu nhỏ.
- Vai trò lấp đầy khoảng trống giữa đá dăm để tạo độ đặc chắc
Cát dùng để sản xuất hỗn hợp bê thỏa mãn tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7570:2006 [4]
* Theo giá trị môđun độ lớn, cát dùng cho bê tông và vữa được phân ra hai nhóm chính:
* Cát thô khi môđun độ lớn trong khoảng từ lớn hơn 2,0 đến 3,3;
* Cát mịn khi môđun độ lớn trong khoảng từ 0,7 đến 2,0
Thành phần hạt của cát, biểu thị qua lượng sót tích luỹ trên sàng, nằm trong phạm vi quy định trong bảng 2.5.
Bảng 2.5 Thành phần hạt của cát
Kích thước lỗ sàng Lượng sót tích lũy trên sàng, % khối lượng
Lượng qua sang 140àm, không lớn hơn 10 35
Hàm lượng các tạp chất trong cát được quy định trong bảng 2.6
Bảng 2.6 Hàm lượng các tạp chất trong cát
Hàm lượng tạp chất, % khối lượng, không lớn hơn
Bê tông cấp cao hơn B30
Bê tông cấp thấp hơn hoặc bằng B30
Sét cục và các tạp chất dạng cục Không được có 0,25 0,5 Hàm lượng bùn, bụi, sét 1,5 3,0 10,0
Hàm lượng clorua trong cát tính theo ion Cl − tan trong axit được quy định trong bảng 2.7
Bảng 2.7 Hàm lượng ion Cl − trong cát
Loại bê tông và vữa Hàm lượng ion Cl ,% khối lượng, không lớn hơn
Bê tông dùng trong các kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước 0,01
Bê tông dùng trong các kết cấu bê tông , bê tông cốt thép và vữa thông thường 0,05
Khả năng phản ứng kiềm− silic trong cát phải nằm trong vùng cốt liệu vô hại d Nước:
- Vai trò để cho xi măng phản ứng thủy hóa tạo ra hồ xi măng liên kết cốt liệu, tạo tính công tác cho hỗn hợp bê tông
+Đảm bảo theo TCVN thoả mãn các yêu cầu kĩ thuật 302 – 2004: [5]
+ Không chứa váng dầu hoặc váng mỡ
+ Không có màu khi dùng cho bê tông và vữa hoàn thiện
+ Lượng hợp chất hữu cơ không vượt quá 15 mg/l
+ Có độ pH không nhỏ hơn 4 và không lớn hơn 12,5
+ Tuỳ theo mục đích sử dụng, lượng muối hoà tan, lượng ion sunfat, lượng ion clo và lượng cặn không tan không vượt quá các giá trị quy định trong bảng sau:
Bảng 2.8 Yêu cầu kĩ thuật của nước
Mục đích sử dụng Muối hoà tan Ion sunfat Ion clo Cặn không tan
1 Nước trộn bê tông và nước trộn vữa bảo vệ cốt thép cho các kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước.
2 Nước trộn bê tông và nước trộn vữa chèn mối nối cho các kết cấu bê tông cốt thép.
3 Nước trộn bê tông cho các kết cấu bê tông không cốt thép Nước trộn vữa và xây trát.
- Khi nước sử dụng cùng với cốt liệu có khả năng gây phản ứng kiềm – silic, tổng hàm lượng ion natri và kali không được lớn hơn 1000 mg/l
- Nước không được chứa các tạp chất với liều lượng làm thay đổi thời gian đông kết của hồ xi măng hoặc làm giảm cường độ nén của bê tông e Phụ gia
-Vai trò:Chất được đưa vào mẻ trộn trước hoặc trong quá trình trộn với một liều lượng nhất định (không lớn hơn 5 % khối lượng xi mãng), nhằm mục đích thay đổi một số tính chất của hỗn hợp bê tông và bê tông
+ Phụ gia hóa dẻo giảm nước.
Chất phụ gia làm tăng độ sụt của hỗn hợp bê tông khi giữ nguyên tỉ lệ Nước/Xi măng, hoặc làm giảm lượng nước trộn mà vẫn giữ nguyên độ sụt của hỗn hợp bê tông, bê tông có cường độ cơ học cao hơn
+ Phụ gia làm chậm đông kết.
Phụ gia làm giảm tốc độ phản ứng giữa xi măng và nước, do đó kéo dài thời gian đông kết của bê tông
+ Phụ gia đóng rắn nhanh.
Phụ gia làm tăng nhanh tốc độ phản ứng ban đầu giữa xi măng và nước, do đó rút ngắn thời gian đông kết của bê tông và làm tăng cường độ của bê tông ở tuổi ngắn ngày.
+ Phụ gia hóa dẻo - chậm đông kết.
Phụ gia kết hợp được cả chức năng của phụ gia hóa dẻo và phụ gia chậm đông kết + Phụ gia hóa dẻo - đóng rắn nhanh.
Phụ gia kết hợp được các chức năng của phụ gia hóa dẻo) và phụ gia đóng rắn nhanh + Phụ gia siêu dẻo (giảm nước mức cao)
Phụ gia cho phộp giảm một lượng lớn nước trộn không nhỏ hơn 12 % mà vẫn giữ nguyên được độ sụt của hỗn hợp vữa bê tông, thu được bê tông có cường độ cao hơn
+ Phụ gia siêu dẻo - chậm đông kết (Water-reducing, high range, and retarding admixtures) Phụ gia kết hợp được chức năng của phụ gia siêu dẻo và phụ gia chậm đông kết
- Yêu cầu:Thỏa mãn TCVN 8826-2011 [6]
- Yêu cầu về độ đồng nhất
+ Phụ gia hóa học có cùng một nguồn gốc phải có thành phần hóa học như của nhà sản xuất công bố và phải thỏa mãn các yêu cầu về độ đồng nhất.
+ Khi phụ gia được sử dụng trong bê tông cốt thép ứng suất trước, nhà sản xuất phải cung cấp bằng văn bản về hàm lượng ion clo của phụ gia và làm rõ có hay không sử dụng thêm clorua trong quá trình sản xuất phụ gia đó
-Phụ gia được sử dụng trong đồ án: Phụ gia siêu dẻo SD-83, phụ gia bê tông BIFI HV297. f Cốt thép
Yêu cầu đối với thép cốt trong bê tông ứng lực trước
Cốt thép ứng lực trước phải đạt các chỉ tiêu kỹ thuật theo TCVN 1651:2008 vàTCVN 6284:1997 [7]
Tiêu chuẩn với cốt thép thường (áp dụng TCVN 1651-2008)
* Thép tròn trơn (áp dụng TCVN 1651 -2008)
Kích thước ,khối lượng 1 mét chiều dài và sai lệch cho phép
Bảng 2.9 Kích thước, khối lượng 1 mét chiều dài và sai lệch cho phép. Đường kính danh nghĩa d(mm)
Diện tích mặt cắt ngang danh nghĩa An(mm2)
Khối lượng 1m chiều dài (kg/m)
Vật liệu phải phù hợp với các yêu cầu về đặc tính độ bền kéo quy định trong bảng
Giới hạn Chảy trên Rch
Giới hạn bền kéo Rm
Rm / Rch Độ dãn dài (%) A5 min Agt min
* Thép thanh vằn (áp dụng TCVN 1651-2:2008)
- Kích thước khối lượng 1m chiều dài và sai lệch cho phép
Bảng 2.11 Kích thước, khối lượng 1 mét chiều dài và sai lệch cho phép. Đường kính thanh danh nghĩa d(mm)
Diện tích mặt cắt ngang danh nghĩa An (mm2)
Khối lượng 1 mét dài Kg/m Sai lệch cho phép (%)
+ Độ bền kéo: Vật liệu thử phải phù hợp với yêu cầu quy định trong bảng
Bảng 2.12 Kích thước, khối lượng 1 mét chiều dài và sai lệch cho phép.
Giới hạn chảy trên Rch, (Mpa)
Giới hạn chảy trên Rm , (Mpa) Độ dãn dài % A5 nhỏ nhất Agt nhỏ nhất
Sau khi thử thanh thép không được gãy ,rạn nứt có thể nhìn thấy bằng mắt thường Tiêu chuẩn với cốt thép cường độ cao (áp dụng TCVN 6284-1997)
Các yêu cầu cơ bản đánh giá chất lượng
- Hỗn hợp bê tông cần được sản xuất phù hợp với các yêu cầu của tiêu chuẩn này và các quy trình công nghệ được phê duyệt.
- Hỗn hợp bê tông sản xuất phải bảo đảm đạt các yêu cầu cơ bản của hỗn hợp bê tông và bê tông:
+ Cường độ bê tông (nén, kéo );
+ Kích thước lớn nhất của hạt cốt liệu;
+ Độ tách nước và tách vữa;
Tính chất của hỗn hợp bê tông và bê tông
a Tính chất của hỗn hợp bê tông
Hỗn hợp bê tông là một thể vật lí đồng nhất của xi măng, nước, cốt liệu và phụ gia. Chúng tương tác với nhau bằng lực liên kết vật lí và hóa học Hồ xi măng (xi măng và nước) là thành phần tạo thành cấu trúc chủ yếu Khi tăng quá trình thủy hóa của xi măng, độ phân tán của pha rắn tăng lên, làm cho độ nhớt và khả năng dính kết của hồ tăng lên; trong hỗn hợp bê tông bắt đầu xuất hiện biến dạng đàn hồi và cường độ cấu trúc Mặt khác nó cũng có thể chảy nhão ra giống như chất lỏng quánh Vì vậy hỗn hợp bê tông có thể được coi là vật thể đàn hồi dẻo quánh Nó vừa mang tính chất của chất rắn vừa có tính chất của chất lỏng lí tưởng Bản chất lưu biến của hỗn hợp bê tông được biểu diễn bằng phương trình sau:
: Ứng suất trong hỗn hợp bê tông;
: Ứng suất trượt trong hỗn hợp bê tông;
: Độ nhớt của hỗn hợp bê tông;
Dưới sự tác dụng của chấn động, lực tương tác giữa các cấu tử vật chất bị phá hủy, làm mất cường độ cấu trúc của hôn hợp bê tông, có nghĩa là tiến tới không và khi đó hỗn hợp bê tông sẽ tồn tại như là một chất lỏng nặng và quánh , dễ dàng lấp đầy khuôn.
Tính công tác của hỗn hợp bê tông
Tạo hình hỗn hợp bê tông phụ thuộc nhiều vào tính công tác của nó
Tính công tác hay còn gọi là tính dễ tạo hình, là tính chất kỹ thuật cơ bản của hỗn hợp bê tông, nó biểu thị khả năng lấp đầy khuôn nhưng vẫn đảm bảo được độ đồng nhất trong một điều kiện đầm nén nhất định Để đánh giá tính công tác của hỗn hợp bê tông người ta thường dùng hai chỉ tiêu: Độ lưu động và độ cứng
Hình 2.1 Khuôn xác định độ sụt của hỗn hợp bê tông Độ lưu động
Là chỉ tiêu quan trọng nhất của hỗn hợp bê tông, nó đánh giá khả năng dễ chảy của hỗn hợp bê tông dưới tác dụng của trọng lượng bản thân hoặc rung động Độ lưu động được xác định bằng độ sụt (SN, cm) của khối hỗn hợp bê tông trong khuôn hình nón cụt có kích thước tùy thuộc vào cỡ hạt lớn nhất của cốt liệu
Loại khuôn Kích thước , mm d D h
- Cách xác định độ lưu động của hỗn hợp bê tông
+ Xác định độ lưu động SN (cm) theo TCVN 3106 - 1993
Dùng côn N o 1 để thử độ lưu động của hỗn hợp bê tông hỗn hợp bê tông có cỡ hạt lớn nhất của cốt liệu tới 40 mm, còn N o 2 để thử hỗn hợp bê tông có cỡ hạt lớn nhất của cốt liệu bằng 70 hoặc 100mm Trước khi xác định phải tẩy sạch bê tông cũ, dùng giẻ ướt lau sạch mặt trong của khuôn và các dụng cụ khác mà trong quá trình thử sẽ tiếp xúc với hỗn hợp bê tông
Tiến hành đặt khuôn trên nền ẩm, cứng, phẳng, không thấm nước Sau đó, đứng lên gối đặt chân để giữ khuôn cố định khi đổ và đầm hỗn hợp bê tông vào trong khuôn Phễu được sử dụng để đổ hỗn hợp bê tông vào khuôn, được thực hiện trong 3 lớp, mỗi lớp chiếm 1/3 chiều cao khuôn Sau khi đổ từng lớp, sử dụng thanh thép tròn đường kính 16 mm và dài 60 cm chọc đều toàn bộ bề mặt hỗn hợp bê tông từ xung quanh vào giữa Khi dùng khuôn N o 1, mỗi lớp cần được chọc đều.
25 lần, khi dùng khuôn N o 2 mỗi lớp chọc 56 lần, lớp đầu chọc suốt chiều sâu, các lớp sau chọc xuyên sâu vào lớp trước 2 - 3 cm Sau khi đổ và đầm xong lớp thứ 3, nhấc phễu ra, đỗ thêm hỗn hợp bê tông cho đầy lấy bay gạt phẳng miệng khuôn và dọn sạch xung quanh đáy khuôn Dùng tay ghì chặt khuôn xuống nền rồi thả chân khỏi gối đặt chân, từ từ nhấc khuôn thẳng đứng trong khoảng thời gian 5 - 10 giây Đặt khuôn sang bên cạnh khối hỗn hợp bê tông và đo chênh lệch chiều cao giữa miệng khuôn với điểm cao nhất của khối hỗn hợp Khi dùng khuôn N o 1 số liệu đo được làm tròn tới 0,5 cm chính là độ sụt của hỗn hợp bê tông cần thử Khi dùng khuôn N o 2 số liệu đo được phải chuyển về kết quả thử theo khuôn N o 1 bằng cách nhân với hệ số 0,67 Hỗn hợp bê tông có độ sụt bằng 0 hoặc dưới 1,0 cm được coi như không có tính lưu động khi đó đặc trưng tính dẻo của hỗn hợp bê tông được xác định bằng cách thử độ cứng (ĐC, s) Độ cứng
⁕ Tính lưu biến Độ cứng của hỗn hợp bê tông (ĐC) là thời gian rung động cần thiết (s) để san bằng và lèn chặt hỗn hợp bê tông trong bộ khuôn hình nón cụt và hình lập phương
Để xác định độ cứng của hỗn hợp bê tông theo TCVN 3107:1993, cần sử dụng khuôn hình nón cụt và khuôn hình lập phương có kích thước 200 x 200 x 200 mm Đặt khuôn lập phương lên bàn rung, đổ hỗn hợp bê tông vào khuôn, đầm chặt và nhấc khuôn hình nón cụt lên Sau đó bật đầm rung và bấm đồng hồ, đồng thời tiến hành rung cho đến khi hỗn hợp bê tông san đầy các góc và tạo mặt phẳng Tắt đồng hồ và đầm rung, ghi lại thời gian đo Nhân thời gian đo được với hệ số 0,7 để tính độ cứng của hỗn hợp bê tông.
Theo chỉ tiêu độ lưu động và độ cứng người ta chia hỗn hợp bê tông ra các loại
Bảng 2.16 Các loại hỗn hợp bê tông theo độ lưu động và độ cứng
Loại hỗn hợp bê tông SN(cm) ĐC(s) Loại hỗn hợp bê tông SN(cm) ĐC(s) Đặc biệt cứng
Kém dẻo Dẻo Rất dẻo Nhão
- b Tính chất của bê tông
Tính hút nước và bão hòa nước
Do bê tông có kết cấu mao quản và rỗng nên có thể bị hóa ẩm do hút một lượng hơi nước nhất định từ môi trường không khí xung quanh hoặc có thể hút nước đến bão hòa khi tiếp xúc trực tiếp với nước.
Khi độ ẩm tương đối của môi trường không khí vượt quá trị số ẩm của bê tông, hay khi nhiệt độ bão hòa hơi nước môi trường xung quanh lớn hơn nhiệt độ bê tông, sẽ đưa đến sự hút ẩm Độ ẩm cân bằng của bê tông phụ thuộc vào độ rỗng và tính chất phần rỗng của bê tông Với bê tông thường, cốt liệu đặc chắc, độ hút ẩm thường không đáng kể, có thể bỏ qua, với bê tông nhẹ cốt liệu rỗng, có cấu tạo toàn khối liên tục độ hút ẩm có thể đạt tới 20÷25%.
Sự hút nước và bão hòa nước của bê tông khi tiếp xúc trực tiếp với nước xảy ra do sự hút ẩm mao dẫn trong bê tông hoặc qua các lỗ rỗng hở khi mặt ngoài của sản phẩm hay công trình bị thấm ướt,sự hút ẩm mao dẫn hay sự dịch chuyển hơi nước mao quản nhỏ trong đá xi măng tương đối đặc chắc xảy ra khi có gradient nhiệt độ và độ ẩm. Những mao quản có tiết diện bé hơn 1μ không cho nước lọt qua kể cả dưới áp lực đáng kể hoặc ghi trên vách mao quản có chiều dày của màng nước hấp phụ bằng 0,5μ thì dẫn nước mao quản này hoàn toàn bị mất đi. Độ hút nước lớn nhất của bê tông xi măng, cốt liệu đặc chắc thường xuyên ở trạng thái bão hòa nước có thể đạt đến 4÷8% theo khối lượng.
Khi bê tông bị bão hòa nước, cường độ của nó giảm do tác động của hệ số mềm Hệ số mềm là tỉ số giữa cường độ bê tông bão hòa nước và cường độ bê tông khô, thường nằm trong khoảng 0,85-0,9 đối với bê tông xi măng nặng Tuy nhiên, nếu bê tông liên tục trải qua quá trình hút nước-bão hòa nước, nó sẽ dẫn đến biến dạng thể tích và biến dạng dài, mặc dù không đáng kể Tuy nhiên, nếu quá trình bão hòa nước-sấy khô được lặp đi lặp lại nhiều lần, sự biến dạng liên tục sẽ dần phá hủy các liên kết và làm suy yếu cấu trúc bê tông.
- Bê tông có kết cấu rỗng và mao quản (kể cả bê tông đặc chắc) nên có tính thấm nước và các chất lỏng khác dưới tác dụng của áp lực thủy tĩnh Sự thấm lọc áp lực thủy tĩnh của bê tông có độ đặc chắc trung bình không phải qua đá xi măng và cốt liệu Những hốc rỗng này được tọa thành do sự tách nước bê trong khi các hạt xi măng trầm lắng, hoặc do sự xuất hiện kẽ nứt co ngót trong bê tông.
- Với một số cấu kiện hoặc công trình bê tông cần sử dụng bê tông chống thấm với số hiệu khác nhau Số hiệu chống thấm của bê tông là trị số áp lực thủy tĩnh mà với áp lực này nước không thấm qua mẫu bê tông có kich thước tiêu chuẩn.
- Để đảm bảo khả năng chống thấm cho kết cấu hay công trình bê tông có thể dùng ba biện pháp sau đây:
+ Nâng cao độ đặc chắc của bê tông
+ Tăng chiều dài cấu kiện bê tông
+ Nén trước bê tông trong quá trình sản xuất cấu kiện để triệt tiêu ứng suất kéo sẽ xuất hiện dưới tác dụng của áp lực thủy tĩnh.
Cấu trúc của bê tông
Bê tông là vật liệu đá có cấu trúc phức tạp, đươc tạo nên từ 3 thành phần sau:
- Cốt liệu với hình dạng, kích thước, cõ hạt, độ đặc chắc, cường độ … khác nhau
- Hệ thống mao quản lớn và bé, các lỗ rỗng trong đó chứa không khí hơi nước hoặc nước.
Sau khi đầm nén, các cấu tử của hỗn hợp bê tông được sắp xếp lại chặt chẽ hơn,cùng với sự thủy hóa của xi măng cấu trúc của bê tông được hình thành.
Hỗn hợp bê tông là hỗn hợp chứa các thành phần chủ yếu là xi măng, nước, cát, cốt liệu lớn (đá, sỏi) Ngày nay khi đa số bê tông tươi đều có sử dụng các chất phụ gia thì phụ gia trở thành thành phần quan trọng trong hỗn hợp bê tông, có tác động đến cấu trúc của hỗn hợp bê tông.
Tính chất cơ lý và tính năng kỹ thuật của bê tông được quyết định bởi tính chất của các thành phần cấu tạo và chịu ảnh hưởng đáng kể từ cấu trúc của bê tông Trong đó, tính chất của bề mặt tiếp xúc giữa hạt cốt liệu và đá xi măng đóng vai trò quan trọng, cũng như diện tích tiếp xúc giữa chúng.
Với bê tông công trình có cấu tạo toàn khối liên tục, trong đó hạt cốt liệu lớn, bé và chất kết dính được phân bố tương đối đồng dều, ngoài ra còn chứa một lượng không khí lớn Để hạ thấp khối lượng thể tích và cái thiện tính cách nhiệt có thể làm rỗng nhân tạo bê tông này bằng cách sử dụng đồng thời cốt liệu đặc và nặng với cốt liệu rỗng và nhẹ hoặc bằng cách đưa một lượng không khí vào hồ xi măng, vữa xi măng hoặc hỗn hợp bê tông
Bê tông nhẹ cấu tạo tổ ong, trong thành phần không có cốt liệu lớn và thường không có cả cốt lệu bé có đặc tính là chưa một số lượng lớn các lỗ rỗng bé, kín được tạo nên do không khí lẫn vào hỗn hợp khi nhào trộn hoặc bằng cách tạo khí nhân tạo.
Bê tông có cấu tạo rỗng lớn, chứa một thể tích rỗng lớn do loại bỏ một phần hoặc hoàn toàn cát trong hỗn hợp cốt liệu nên các phần rỗng của cốt liệu không được lấp kín.
Một đặc điểm của bê tông là sự không đồng nhất về mặt cấu tạo và tính chất cơ lí đàn hồi của các thành phần tạo nên nó Đó là nguyên nhân xuất hiện nội ứng suất dẫn đến sự hình thành các vết nứt khi bê tông bị co ngót, nở và biến dạng vì nhiệt độ, ảnh hưởng bất lợi đến các tính chất kĩ thuật của bê tông. Đặc trưng quan trọng của kết cấu bê tông là độ đặc và độ rỗng của bê tông Đặc trưng này quyết định hầu hết tính chất kĩ thuật của bê tông như cường độ, tính bền vững,khả năng chống xâm thực hóa học, tính thấm nước thấm hơi, tính truyền nhiệt truyền âm cũng như khối lượng thể tích … do đó nâng cao độ đặc chắc của bê tông là một biện pháp quan trọng để nâng cao phẩm chất sử dụng bê tông Độ đặc chắc của bê tông thường là 0,86-0,9 và có thể nâng lên đến 0,93-0,95 nhưng khó có thể nâng cao độ đặc chắc của bê tông hơn nữa vì không thể tránh được sự xuất hiện của những mao quản trong đá xi măng và sự xâm nhập của một thể tích không khí nhất định khi nhào trộn, đổ khuôn đầm chặt hỗn hợp bê tông Thể tích xâm nhập phụ thuộc vào tính chất của các thành phần vật liệu và hỗn hợp bê tông Khi cỡ hạt trung bình của cốt liệu giảm, nhất là khi hàm lượng hạt mịn của cát tăng và độ cứng hỗn hợp bê tông lớn thì độ rỗng của bê tông tăng
Khi đầm chặt mạnh mẽ hỗn hợp bê tông trong quá trình hình thành sản phẩm một phần lượng không khí có thể thoát ra nhưng không hoàn toàn, thể tích khí còn lại chiếm 2-3% thể tích chung của bê tông Lượng khí này tuy không nhiều nhưng thường phân bố thành lớp mỏng trên bề mặt phân chia pha làm giảm đáng kể cường độ nén và đặc biệt cường độ kéo của bê tông Có thể giảm lượng khí này bằng phương pháp bơm hút chân không đẩy không khí và nước trong hỗn hợp ra ngoài làm kết cấu của bê tông đặc chắc hơn.[8]
Bê tông sở hữu kết cấu vĩ mô phức tạp, bao gồm ba thành phần chính: cốt liệu, hồ xi măng và lỗ rỗng khí Trong một đơn vị thể tích hỗn hợp bê tông chặt, thể tích cốt liệu (Vcl) cộng với thể tích hồ xi măng (Vh) và thể tích lỗ rỗng khí (Vk) luôn bằng 1.
Khi đầm nén tốt thể tích lõ rỗng khí có thể coi như không đáng kể (Vk = 2 – 3%) và lúc đó Vcl + Vh = 1
Khi thi công nếu đầm nén tốt thể tích lỗ rỗng khí sẽ giảm đi, điều đó cho phép tăng cường độ chịu lực, tăng khả năng chống thấm và cải thiện nhiều tính chất kĩ thuật khác Cần lưu ý đến tỷ lệ N/X, lượng nước, lượng xi măng phải thích hợp để đảm bảo cấu trúc của bê tông được đặc chắc Cấu trúc vi mô của bê tông được đặc trưng bằng cấu trúc của vật rắn, độ rỗng và đặc trưng của lỗ rỗng trong từng cấu tử tạo nên bê tông (cốt liệu, đá, xi măng) cũng như cấu tạo của lớp tiếp xúc giữa chúng.
Lượng nước trộn trong bê tông có các chức năng khác nhau, chẳng hạn như bôi trơn cốt liệu, tạo hồ xi măng và bù đắp độ rỗng của cốt liệu Sau khi đổ khuôn, hỗn hợp bê tông có thể tách nước, khiến nước tụ lại trên bề mặt cốt liệu lớn và làm suy yếu mối liên kết giữa chúng với vữa Độ bền của mối liên kết này phụ thuộc vào tính chất của cốt liệu (kích thước, độ nhám, độ sạch), loại xi măng và độ hoạt tính của nó, tỷ lệ nước/xi măng và điều kiện bảo dưỡng của bê tông Độ rỗng của bê tông bao gồm các lỗ rỗng nhỏ và mao dẫn, chiếm khoảng 10-15% thể tích tổng thể.
- Lỗ rỗng trong đá xi măng (lỗ rỗng gen, lỗ rỗng mao quản, lỗ rỗng do khí cuốn vào)
- Lỗ rỗng trong cốt liệu
- Lỗ rỗng giữa các hạt cốt liệu (khoảng không gian giữa các hạt cốt liệu không được chèn hồ xi măng) Để năng cao độ đặc của bê tông trong quá trình thi công cần lưu ý các biện pháp kĩ thuật để hạn chế tối đa lỗ rỗng giữa các hạt cốt liệu, nhờ đó có thể cải thiện cấu trúc của bê tông theo hướng có lợi.
Phương pháp tạo hình cấu kiện bê tông đúc sẵn
2.4.1 Phương pháp tạo hình cọc ly tâm.
Bước 1: Nguyên vật liệu & Kiểm tra thiết kế: Chuẩn bị đầu vào nguyên vật liệu có sự kiểm soát tốt
- Riêng cát phải đúng theo modul làm cọc, sạch và được giữ ẩm
- Đá 1×2 được sàn ra theo tiêu chuẩn và cũng được rửa sạch để làm tăng mác bê tông.
- Tạo lồng thép thông qua hàn tại nhà máy
Song song với khâu chuẩn bị vật liệu là làm rõ các thiết kế cọc, cấp phối sử dụng để bước sang bước khâu nạp liệu.
Bước 2 : Nạp liệu: Lắp lồng thép vào khuôn cọc và tiến hành đổ bê tông với các thiết kế cấp phối đã được duyệt từ khách hàng (nhà tư vấn, chủ đầu tư, nhà thầu thi công…) Lắp copha và kiểm tra kỹ độ kính tránh rò rỉ nước bê tông và quay ly tâm không bị ảnh hưởng.
Hình 2.2 Lắp lồng thép và đổ hỗn hợp bê tông Bước 3: Căng thép: Là bước ứng lực trước cho cọc BTLT theo các ứng suất theo thiết kế để có các moment kháng uốn khi đi vào sử dụng Các kết quả kéo thép được lưu tại phòng thí nghiệm
Bước 4: Quay ly tâm: Đây là bước rất quan trọng để lèn chặt bê tông và thông thường có 4 cấp độ quay để cọc đạt được chất lượng như thiết kế.
Hình 2.3 Quay ly tâm Bước 5: Gia công nhiệt ẩm : Đây bước đưa cọc vào lò hơi hấp ở nhiệt độ khoảng giao động 100 o C±20 để quyết định tháo khuôn sớm, hơi nước nóng sẽ đẩy nhanh quá trình thủy hóa bê tông ở môi trường nhiệt độ cao Thông thường hấp cọc khoảng 8h Hoặc tùy theo công nghệ của từng nhà máy sản xuất.
Bước 6: Tháo khuôn và kiểm tra sản phầm : Đây có thể là bước cuối nếu không thông qua lò cao áp tùy theo tiến độ hoặc quyết định có liên quan đến chứa hàng tại nhà máy.Trong bước này chúng ta sẻ kiểm tra và phân loại các loại cọc đúng chất lượng hoặc cần lưu ý khác.
Hình 2.4 Cọc ly tâm thành phẩm Bước 7: Hấp qua lò cao áp: Đây là cách tại các nhà máy có các đơn hàng cần cung cấp nhanh hoặc muốn làm tăng thêm mác bê tông, và ngay sau khi lấy cọc ra khỏi lò cao áp thì chúng ta có thể đưa cọc ra bãi thành phẩm.
Bước 8: Hoàn thiện sản phẩm: Đây là giai đoạn kiểm tra số lượng, chất lượng, chủng loại hàng hóa và vận chuyển đến công trình
Thông số kĩ thuật của máy quay li tâm như sau:
+ Máy có thể chế tạo loại cọc là : D300 D900 mm.
+ Chiều dài sản phẩm : L = 9000 21000 mm.
+ Tần số vòng quay dàn đều bê tông : f = 307500 Vòng/Phút.
+ Công suất tiêu thụ điện : P = 15,255,6 kW/Giờ.
2.4.2 Phương pháp tạo hình tấm tường rỗng.
- Tạo hình tấm tường: Sử dụng máy ép trục vít kết hợp với đầm rung để tạo hình tấm tường Sau khi máy đùn được định vị chính xác vào ray sản xuất, xe chở bê tông đã được trộn theo đúng tỷ lệ tới đổ vào phễu chứa của máy Mở công tắc cho máy hoạt động, liên tục theo dõi quá trình tạo hình tấm, khắc phục ngay các sự cố như lệch ray, rạn sản phẩm….Các đoạn sản phẩm bị lỗi không thể sửa chữa thì tiến hành phá dỡ, đưa bê tông trở lại tái sản xuất.
Hình 2.5 Đùn ép tấm tường
- Sửa lỗi sản phẩm: Sử dụng vữa xi măng để sửa các lỗi sản phẩm ngay sau khi sản xuất: rạn cạnh tấm, sứt vỡ nhỏ không ảnh hưởng tới sản phẩm.
- Dưỡng hộ sản phẩm: Sau khi tạo hình và sửa lỗi, sản phẩm được phủ bạt dưỡng hộ.Sau 1 – 2 giờ tiến hành tưới nước giữ ẩm sản phẩm ( phụ thuộc điều kiện thời tiết ), phải đảm bảo sản phẩm luôn ẩm, không để khô mặt sản phẩm Quá trình dưỡng hộ kéo dài tới khi sản phẩm đủ tuổi xuất xưởng.
Hình 2.6 Tấm tường rỗng thành phẩm
- Cắt tấm: Kích thước cắt tấm phụ thuộc vào yêu cầu của khách hàng, tấm cắt sai số +/-0,5 cm Tấm được cắt bằng máy tự đông ngay trên thanh truyền động
Quy trình Kiểm soát Chất lượng Sản phẩm (KCS) đảm bảo sản phẩm đáp ứng các tiêu chuẩn, quy chuẩn và yêu cầu của khách hàng Các đợt kiểm tra này bao gồm hình dạng, kích thước, độ bền chịu lực và các yêu cầu khác do khách hàng nêu ra Quy trình KCS cụ thể được đính kèm trong bài viết.
- Lưu kho: Sau khi KCS sản phẩm được lật, bốc dỡ và vận chuyển tới bãi sản phẩm. Tại bãi, sản phẩm được đặt theo lô riêng biệt về ngày sản xuất Tiếp tục dưỡng hộ tới khi sản phẩm đủ tuổi hoặc theo yêu cầu đặc biệt khác.
+ Thông số kỹ thuật cơ bản của một dây chuyền công nghệ sản xuất tấm tường panel:
+ Chiều dày tâm tường (mm): 68, 75, 85, 92, 100, 120, 140.
+ Chiều rộng tấm tường (mm): 300, 600.
+ Chiều dài tấm tường không vượt quá: 3,4m
+ Nhân công sản xuất: 4-6 người
Dưỡng hộ sản phẩm
+ Khái niệm của công tác bảo dưỡng bê tông:
Tốc độ xây dựng lớn đòi hỏi cấu kiện, kết cấu BTCT thường phải chịu các tải trọng của quá trình lắp ráp và thi công lớn gần bằng tải trọng tính toán ban đầu Quá trình cứng rắn của bê tông rất dài vượt quá tất cả thời gian của các thao tác công nghệ Hơn nữa, CKBT chỉ được xuát xưởng khi đạt được cường độ yêu cầu, thông thường khoảng 70 - 80% cường độ thiết kế Do đó, công tác bảo dưỡng bê tông là một quy trình quan trọng và cần thiết trong dây chuyền sản xuất CKBT.
+ Mục đích của công tác bảo dưỡng bê tông:
- Về kỹ thuật: đảm bảo lượng nước cần thiết cho quá trình thủy hóa XM để
BT đạt cường độ yêu cầu; đảm bảo độ linh động và đồng nhất của HHBT.
- Về công nghệ: rút ngắn quá trình cứng rắn của BT; tăng nhanh vòng quay của khuôn; nâng cao hệ số sử dụng thiết bị; giảm diện tích sản xuất; rút ngắn thời gian của chu trình sản xuất.
+ Phân loại công tác bảo dưỡng bê tông:
- Dưỡng hộ trong các bể dưới áp suất thường và nhiệt độ của môi trường từ 60 -
100 o C bằng hơi nước bão hòa hay hỗn hợp không khí và hơi nước.
- Gia công nhiệt trong autoclave với áp suất 9 - 10 atm, nhiệt độ 174,5 - 191 o C.
- Đốt nóng bê tông trong các khuôn kín bằng truyền nhiệt tiếp xúc từ các nguồn nhiệt khác nhau qua các bề mặt bao che của khuôn.
- Đốt nóng bằng điện bằng cách cho dòng điện chạy trực tiếp qua bê tông.
- Đốt nóng bê tông từ bề mặt để hở của cấu kiện.
- Đốt nóng bê tông bằng các dòng điện cảm ứng trong điện từ trường.
Để tạo ra các cấu kiện chất lượng cao, heo nhôm hợp kim phải được đốt nóng trước bằng hơi nước hoặc dòng điện trước khi đổ vào khuôn Sau khi tạo hình xong, các cấu kiện sẽ được cách nhiệt trong thời gian thích hợp, thường là vài giờ, để đảm bảo độ cứng và độ bền.
- Gia công trong buồng kín hay phủ vải bạt trong điều kiện khí hậu nhiệt ẩm.
Kết luận: Dựa vào điều kiện khí hậu ở nước ta và đặc điểm công nghệ của nhà máy, ta lựa chọn dưỡng hộ sản phẩm tấm tường rỗng tâm bằng phương pháp dưỡng hộ tự nhiên kết hợp phủ vải bạt ẩm, cọc ly tâm bằng phương pháp dưỡng hộ bằng hơi nước.Những phương pháp này được sử dụng phổ biến trong các nhà máy sản xuất CKBT đúc sẵn ở Việt Nam do thao tác đơn giản, chi phí đầu tư không quá cao, phù hợp với điều kiện khí hậu nhiệt đơi gió mùa nóng ẩm mà vẫn đảm bảo hiệu quả của quá trình thủy hóa xi măng và bê tông cứng rắn đạt cường độ yêu cầu.
Phân tích tính công tác của hỗn hợp bê tông
2.6.1.Các yếu tố ảnh hưởng tới tính công tác của hỗn hợp bê tông a Lượng nước nhào trộn
Là yếu tố quan trọng quyết định tính công tác của hỗn hợp bê tông Lượng nước nhào trộn bao gồm lượng nước tạo hồ xi măng và lượng nước dùng cho cốt liệu Lượng nước trong hồ xi măng xác định độ lưu biến của hồ và do đó xác định tính chất của hỗn hợp bê tông- độ lưu động và độ cứng Khả năng hấp thụ nước của cốt liệu là một đặc tính công nghệ quan trọng của nó Khi tỉ lệ cấp hạt thay đổi thì độ cần nước cũng thay đổi Vì vậy khi xác định thành phần bê tông thì việc xác định tỉ lệ cốt liệu nhỏ - cốt liệu lớn tối ưu để đảm bảo cho hồ xi măng nhỏ nhất là rất quan trọng Để đảm bảo cho bê tông có cường độ yêu cầu thì tỉ lệ nước-xi măng phải giữ ở giá trị không đổi và do đó khi độ cần nước của cốt liệu tăng thì lượng dùng xi măng tăng
Việc xác định lượng nước nhào trộn phải thông qua các chỉ tiêu tính công tác có tính đến loại và độ lớn cốt liệu Mà tính công tác lại phụ thuộc vào độ nhớt và thể tích của hồ xi măng Khi lượng nước còn quá ít, dưới tác dụng của lực hút phân tử nước chỉ đủ để hấp phụ bề mặt vật rắn mà chưa tạo ra độ lưu động của hỗn hợp Lượng nước tăng lên đến một giới hạn nào đó sẽ xuất hiện lượng nước tự do, màng nước trên bề mặt vật rắn dày thêm, nội ma sát giảm xuống, độ lưu động tăng lên Lượng nước ứng với lúc hỗn hợp bê tông có độ lưu động tốt nhất mà không bị phân tầng gọi là khỏang giữ nước của hỗn hợp.
Hình 2.7 Biểu đồ lượng nước dùng cho 1 m 3 hỗn hợp bê tông dùng xi măng Pooclăng.
1 Dmaxpmm; 2 Dmax@mm; 3 Dmax mm; 4 Dmaxmm
1: Khi cát có N tăng giảm 1% thì lượng nước tăng lên 5l
2: Khi dùng đá dăm, lượng nước tăng lên 15l
3: Nếu dùng xi măng có phụ gia vô cơ hoạt tính lượng nước tăng lên 15 – 20l
4: Dùng bê tông trên 400kg/cm 3 bê tông thì cứ mỗi 100kg lượng nước tăng lên 10l a Loại và lượng xi măng.
Nếu hỗn hợp bê tông có đủ xi măng để cùng với nước lấp đầy lỗ rỗng của cốt liệu, bọc bà bôi trơn bề mặt của chúng thì độ lưu động sẽ tăng Tuy nhiên vì lí do giá thành nên lượng xi măng không thể quá nhiều Độ lưu động còn phụ thuộc vào loại xi măng và phụ gia vô cơ nghiền mịn, vì bản thân mỗi loại xi măng sẽ có đặc tính riêng về các chỉ tiêu tính chất như lượng nước tiêu chuẩn, độ mịn, thời gian đông kết và rắn chắc. b Lượng vữa xi măng.
Nếu vữa xi măng ( hồ xi măng + cốt liệu nhỏ) chỉ đủ để lấp đầy lỗ rỗng của cốt liệu lớn thì hỗn hợp bê tông rất cứng Để tạo cho hỗn hợp bê tông có độ lưu động thì phải đẩy xa các hạt cốt liệu lớn và bọc xung quanh chúng một lớp vữa xi măng.
Hình 2.8 Cấu trúc của hỗn hợp bê tông ( Cốt liệu + vữa ) a- cứng; b- dẻo c Phụ gia hoạt động bề mặt.
Chỉ cần sử dụng một lượng nhỏ phụ gia có thể làm tăng đáng kể độ lưu động của hỗn hợp Lý do là vì phụ gia hoạt động bề mặt làm giảm sức căng bề mặt tại bề mặt phân cách Các loại phụ gia hoạt động bề mặt phổ biến gồm phụ gia ưa nước, kị nước và tạo bọt.
Phụ gia ưa nước có nhiều loại nhưng phổ biến nhất là muối canxi lignosulfonat.Khi muối này hấp phụ lên hạt xi măng sự định hướng của các phân tử nước trên bề mặt hạt xi măng phần nào bị phá hoại và một phần nước đó được giải phóng Mặt khác nhờ gốc có cực tính của canxi lignosulfonat làm cho hạt xi măng ưa nước, dễ thấm ướt hơn.Như vậy khi có phụ gia hồ xi măng cần lượng nước ít hơn, lực dính kết giữa các hạt xi măng giảm, dễ trượt lên nhau, làm giảm độ lưu động của hỗn hợp bê tông tăng.
Phụ gia kị nước thường được dùng là xà phòng natri( muối natri của axit hữu cơ tan trong nước), axidon( axit naptenic chế tạo từ xà phòng công nghiệp), petrolatum đã oxy hóa Khi hấp phụ trên bề mặt hạt xi măng, do hút bám ion canxi gốc cacbuahyđro của chúng hướng ra phía ngoài, vì vậy gốc này có tính kị nước nên không bị thấm ướt. Những lớp mỏng của các phân tử định hướng đó có khả năng trượt lên nhau một cách dễ dàng làm cho độ lưu động của hỗn hợp bê tông tăng lên.
Phụ gia tao bọt khí chủ yếu là xà phòng natri của các axít hữu cơ Khi nhào trộn bê tông, phụ gia cuốn theo vào một lượng không khí Các bọt khí sẽ làm giảm sức căng bề mặt ngoài của chất lỏng ở mặt phân cách khí lỏng Lượng bọt khí nhờ có các hân tử phụ gia ma được ổn định trong chất lỏng, đồng thời làm tăng thể tích hồ xi măng Do đó độ lưu động của hỗn hợp bê tông tăng lên. d Gia công chấn động.
Là biện pháp có hiệu quả để làm cho hỗn hợp bê tông cứng và kém dẻo trở thành dẻo và chảy dễ đổ khôn và dầm chặt Khi chấn động các phần tử của hỗn hợp bê tông bị dao động cưỡng bức liên tục và sắp xếp lại một cách chặt ché hơn Khi tần số dao động đạt đến giá trị nào đó thì nội ma sát của hỗn hợp giảm đến mức nhỏ nhất do sự xuất hiện một áp lực chống lại tác dụng của trọng lực Hỗn hợp bị phân tách theo độ lớn, hình dạng và khối lượng của hạt Cấu trúc ban đầu bị phá hoại Độ cứng của hỗn hợp bê tông giảm xuống, các phân tử sắp xếp lại chặt chẽ hơn Kết quả hỗn hợp được lèn chặt. e Tỷ lệ, độ lớn và đặc trưng bề mặt cốt liệu.
Độ dẻo của hỗn hợp bê tông phụ thuộc vào tỷ lệ, kích thước và đặc tính bề mặt của cốt liệu Khi kích thước cốt liệu tăng, độ dẻo của hỗn hợp cũng tăng Ngoài ra, nếu cốt liệu có bề mặt trơn, hỗn hợp bê tông sẽ có độ dẻo cao hơn.
Hình 2.9 Ảnh hưởng của cát đến độ dẻo của bê tông.
2.6.2.Lựa chọn tính công tác cho hỗn hợp bê tông chế tạo từng loại sản phẩm
Dựa vào chỉ dẫn lựa chọn tính công tác sơ bộ cho hỗn hợp bê tông bảng 2.17 ta tiến hành lựa chọn tính công tác cho từng loại sản phẩm:
Bảng 2.17 Độ lưu động của hỗn hợp bê tông.
Dạng cấu kiện và phương pháp tạo hình Độ cứng ĐC (sec) Độ sụt SN
(cm) Cấu kiện bê tông cốt thép cần tháo khuôn sớm 20÷10 0
Tấm lát mặt đường ôtô, đường băng sân bay 10÷6 1÷2
Bê tông toàn khối ít cốt thép 6÷4 2÷4
Cột, dầm, bản bê tông cốt thép ≤4 4÷8
Bê tông nhiều cốt thép < 2 8÷10
Cấu kiện lắp ghép nhà ở - 12÷18
Bê tông dày cốt thép - 18÷24
- Hỗn hợp bê tông để chế tạo sản phẩm Cọc ly tâm có SN= 9-10 cm
- Hỗn hợp bê tông để chế tạo sản phẩm tấm tường rỗng có ĐC= 15-25s
- Hỗn hợp bê tông thương phẩm có SN= 17-18 cm
Phân tích quá trình hình thành và phát triển cường độ của bê tông
2.7.1.Thuyết rắn chắc của xi măng Pooclăng
Sự rắn chắc của xi măng poolang là một quá trình hóa lý diễn ra phức tạp kèm theo sự biến đổi liên tục và sự hình thành cấu trúc đá xi măng Quá trình rắn chắc của xi măng có thể chia làm ba giai đoạn:
Khi nhào trộn xi măng với nước, giữa chúng sẽ xảy ra các tác dụng hóa học và vật lý Đầu tiên cùng với sự phân bố nước trên bề mặt hạt xi măng, quá trình hòa tan các khoáng và sự thủy hóa bắt đầu, trước hết các khoáng hoạt tính cao nhất thủy hóa như
Xi măng khi tiếp xúc với nước sẽ trải qua giai đoạn hòa tan và kết rắn Khi khoáng chính C3S tiếp xúc với nước sẽ tạo thành các hyđrôsilicát canxi với thành phần phụ thuộc vào nhiệt độ và nồng độ Ca(OH)2 trong pha lỏng Ở nhiệt độ thường và nồng độ Ca(OH)2 thấp, các hyđrôsilicát canxi tạo thành có độ kết tinh kém và thành phần biến đổi Khi nồng độ Ca(OH)2 tăng, độ bazơ của hyđrôsilicát canxi giảm Trong pha lỏng bão hòa Ca(OH)2 ở nhiệt độ thấp, C3S phản ứng với nước tạo thành hyđrôsilicát canxi có thành phần ổn định.
Khi nhiệt độ môi trường tăng lên đến 30÷50 0 C, C3S tác dụng với nước tạo thành chủ yếu là C3S2H3
Khi nhiệt độ môi trường tăng lên 50÷100 0 C dẫn đến tạo thành CSH và một phần
Nếu nhiệt độ môi trường tăng lên đến 120÷175 0 C, C3S tác dụng với nước tạo thành C2SH và Ca(OH)2, ở 175÷200 0 C là C2SH2, C2SH, Ca(OH)2
Nhiệt độ môi trường lớn hơn 200 0 C, C3S tác dụng với nước tạo thành C3SH2. Khoáng belit trong xi măng nằm ở dạng βCC2S khi tác dụng với nước tạo thành các hy đrôsilicátcanxi có thành phần khác nhau và Ca(OH)2 kèm theo tỏa nhiệt từ 250÷290 kj/kg. Ở điều kiện nhiệt độ từ 50÷100 0 C và trong pha lỏng có nồng độ Ca(OH)2 tương ứng, C2S sẽ tác dụng với nước tạo thành CSH, C2SH2, nếu nhiệt độ pha lỏng từ 120÷180 0 C thì C2SH2 sẽ chuyển thành C2SH Khoáng C3A khi hyđrát tạo thành các sản phẩm khác nhau phụ thuộc vào điều kiện môi trường Các sản phẩm hy đrát hóa cuối cùng của C3A có thể là C3AH6, C4AH13, C4AH19 phụ thuộc vào điều kiện môi trường. Pha alumôferít canxi trong xi măng ở dạng C4AF khi tác dụng với nước theo phản ứng
4CaO.Al2O3.6H2O.Fe2O3 +7H2O → 3CaO.Al2O3.6H2O + CaO.Fe2O3.H2O CaO.Fe2O3.6H2O + 3Ca(OH)2 + 10H2O → 4CaO.Fe2O3.13H2O
-Giai đoạn hóa keo :Thời kỳ này tương đối dài và là thời kỳ tiến triển mạnh mẽ Các hyđrát mới có tính ổn đinh nhiệt lực cao hơn là khoáng tạo nên nó và do tác dụng tương hỗ với nước, các sản phẩm thủy hóa có độ mịn khá lớn và gần như dạng keo
-Giai đoạn đông kết và rắn chắc
Cùng với sự phát triển của quá trình thủy hóa và sự tăng lên của sản phẩm thủy hóa, lượng nước tự do trong hệ không ngừng giảm xuống Trừ một lượng nước mất đi do bốc hơi hoặc tách ra trong quá trình trầm lắng, nước còn lại được phân bố lại và trong hệ xuất hiện những dạng liên kết phức tạp của nước với pha rắn Do sự giảm lượng nước tự do dự trữ trong hệ hồ xi măng( hỗn hợp bê tông ) dần dần sệt lại cho đến khi mất hoàn toàn tính lưu động Thời kỳ này gọi là thời kỳ đông kết Thời kì đông kết là thời kì quan trọng của quá trình hình thành cấu trúc đá xi măng Kết cấu keo tụ được tạo thành trong thời gian này có đặc tính là có một cường độ dẻo nào đó khác với cường độ cơ học ở chỗ có khả năng phục hồi xúc biến ( hóa lỏng và phục hồi kết cấu) Trong thời kì ninh kết cùng với sự phát triển mạnh mẽ của quá trình thủy hóa kèm theo quá trình tỏa nhiệt mạnh mẽ nhất Sau đó là thời kí rắn chắc tương đối dài với sự phát triển không ngừng cường độ cơ học do cấu trúc đá xi măng không ngừng được lèn chặt và quá trình kết tinh phát triển thủy hóa và sự tăng thể tích pha rắn ( thể tích các hidrat luôn luôn không tăng thậm chí giảm) Sự phát triển các tinh thể do hiện tượng tái kết tinh làm thay đổi trạng thái tiếp xúc trong nội bộ đá xi măng, từ chỗ tiếp xúc giữa các màng nước biến thành tiếp xúc tinh thể Ở giai đoạn này kết cấu keo tụ của hồ xi măng rắn chắc được thay thế bằng kết cấu tinh của đá xi măng.
Phân tích các yếu tố ảnh hưởng tới cường độ của bê tông và các giải pháp nâng cao cường độ cho bê tông
2.8.1.Ảnh hưởng của tuổi bê tông
Nhiêt độ có ảnh hưởng rõ rệt đến sự hình phát triển cường độ bê tông Nếu mẫu bê tông bảo dưỡng ở nhiệt độ 15 0 C độ ẩm 95-100% sau 28 ngày đạt cường độ thiết kế thì ở các nhiệt độ cao hơn, thời gian này được rút ngắn đáng kể Ở điều kiện nhiệt độ và độ ẩm tiêu chuẩn sự phát triển của cường độ đá xi măng và bê tông xi măng pooc lăng có độ rắn chắc trung bình tỉ lệ đường thẳng với loogarit cua tuổi dưỡng hộ tính theo ngày
R28= R n * lg 28/ lg n Trong đó R28 và Rn là cường độ của đá xi măng hoặc bê tông ở tuổi 28 ngày và n ngày với n ≥ 3 ngày
Cường độ của xi măng phát triển không đều: trong 3 ngày đầu có thể đạt 40 –50% mác xi măng, 7 ngày đầu 60 – 70% Trong những ngày sau tốc độ tăng cường độ còn chậm hơn nữa, đến 28 ngày đạt được mác Tuy nhiên trong những điều kiện thuận lợi sự rắn chắc của nó có thể kéo dài hàng tháng và thậm chí hàng năm, vượt gấp 2 – 3 lần cường độ 28 ngày Cường độ của đá xi măng và tốc độ cứng rắn của nó phụ thuộc vào thành phần khoáng của clinke, độ mịn của xi măng, độ ẩm và nhiệt độ của môi trường, thời gian bảo quản xi măng Tốc độ phát triển cường độ của các khoáng rất khác nhau C3S có độ tăng cường độ nhanh nhất: sau 7 ngày nó đạt đến 70% cường độ 28 ngày, sau đó thì chậm lại Trong thời kì đầu ( đến tuổi 28 ngày) C S có tốc độ phát triển cường độ chậm, chỉ đạt khoảng 15% cường độ của C3S Thời kì sau tốc độ này tăng lên và có thể đuổi kịp và vượt cả cường độ cảu C3S C3A bản thân nó có cường độ thấp nhưng lại phát triển nhanh ở thời kì đầu.
2.8.2.Ảnh hưởng của cường độ đá xi măng
Cường độ bê tông phụ thuộc vào cường độ cốt liệu, cường độ của đá xi măng và cường độ của liên kết Cường độ đá xi măng lại phụ thuộc vào mác xi măng và tỷ lệ N/X Có thể xem:
Rb=f(Rđá xi măng, RCL, Rdính kết); Rđá xi măng=f(Rx,N/X) Khi mác xi măng cao thì cường độ đá xi măng tăng dẫn đến cường độ bê tông cũng tăng theo, khi mác xi măng thấp thì ngược lại.
Khi tỷ lệ N/X hợp lí thì đá xi măng có độ rỗng bé nhất nên có cường độ cao, do đó cường độ bê tông cũng cao.
Khi tỷ lệ N/X quá cao, nước tự do còn tồn tại nhiều khi bay hơi sẽ để lại nhiều lỗ rỗng trong đá xi măng làm cường độ của đá xi măng giảm, nên cường độ bê tông cũng giảm. Ngoài ra, nếu lượng nước quá nhiều thì hỗn hợp bê tông dễ bị phân tầng không thể thi công được. Độ rỗng của đá xi măng tạo ra do lượng nước tự do bay hơi có thể xác định theo công thức sau:
Trong đó: N, X –Lượng nước và xi măng trong 1m 3 bê tông.
-Lượng nước liên kết hóa học tính bằng % khối lượng xi măng Ở tuổi 28 ngày, lượng nước liên kết hóa học khoảng 15-20%.
Hình 2.10 Sự phụ thuộc cường độ bê tông vào lượng nước nhào trộn
(a-Vùng hỗn hợp bê tông cứng không đầm chặt được; b-Vùng hỗn hợp bê tông có cường độ và độ đặc cao nhất; c-Vùng hỗn hợp bê tông dẻo; d-Vùng hỗn hợp bê tông chảy)
Mối quan hệ giữa cường độ bê tông với mác xi măng và tỷ lệ N/X được biểu diễn qua các công thức sau:
R b - cường độ chịu nén giới hạn của bê tông sau 28 ngày dưỡng hộ; daN cm / 2
R x - mác của xi măng; daN cm / 2
K – hệ số kinh nghiệm, kể đến chất lương của cốt liệu như hình dạng, đặc trưng bề mặt. Đối với đá dăm K=3,5 và đối với sỏi K=4.
Công thức này không chính xác lắm vì tỷ lệ N/X ngoài thực tế dung tương đối lớn.
Trong thực tế, để công thưc tính toán được đơn giản hơn, người ta lấy ngược lại tỷ số N/
X là X/N Trong trường hợp này, cường độ bê tông là một hàm số của X/N, nghĩa là:
Và ở dạng chung thì công thức có thể biểu thị bằng phương trình:
Trong đó A và B là hệ số thực nghiệm, nó phụ thuộc vào chất lượng cốt liệu (dạng hạt, trạng thái bề mặt, cường độ,…), phương pháp xác định mác xi măng và nhiều yếu tố khác.
Nếu biểu diễn bằng đồ thị hàm số Rb=f(X/N) là một dạng đường cong phức tạp,trong đó có một đoạn ở dạng gần đường thẳng (hình 2.5).
Hình 2.11 Đường cong biểu thị sự phụ thuộc của cường độ bê tông vào tỷ lệ xi măng trên nước R b =f(X/N) và dạng của phương trình đường thẳng biểu thị của cường độ bê tông phụ thuộc vào tỷ lệ X/N khi X/N 2,5 và X/N 2,5
Trong thực tế giá trị của tỷ lệ X/N thường nằm trong khoảng từ 2,5-3,5 Qua thí nghiệm các loại bê tông dùng nhiều loại xi măng và cốt liệu khác nhau thấy rằng, phần đường thẳng kéo dài (khi X/N > 2,5) sẽ cắt trục hoành tại điểm O2, bên trái gốc tọa độ và cách gốc tọa độ một khoảng B1 Để đơn giản hóa công thức tính toán cường độ bê tông, giáo sư Skramtaev đã đề nghị xem giá trị B và B1 là không đổi và lấy bằng 0,5.
Như vậy công thức tính toán sơ bộ cường độ bê tông theo Bolomey-Skramtaev sẽ có dạng như sau:
Thay các giá trị A và A1 ở bảng 2.18 vào công thức của Bolomey-Skramtaev ta được sự phụ thuộc của cường độ bê tông và tỷ lệ X/N biểu thị ở đồ thị hình 2.11 Khi đó mác của xi măng càng cao, góc càng lớn và cường độ bê tông càng cao
Bảng 2.18 Hệ số A và A1 tương ứng với cường độ xi măng.
Chất Chỉ tiêu đánh giá Hệ số A và A 1 ứng với xi măng cường độ theo lượn g vật liệu
- Xi măng hoạt tính cao, không trộn phụ gia thủy.
- Đá sạch, đặc chắc, cường độ cao, cấp phối hạt tốt.
- Xi măng hoạt tính trung bình Pooc lăng hỗn hợp, chứa 10-15% phụ gia thủy.
- Đá chất lượng phù hợp với
- Cát chất lượng phù hợp với TCVN 1770-1986
- Xi măng hoạt tính thấp
Pooc lăng hỗn hợp chứa trên 15% phụ gia thủy.
- Đá có 1 chỉ tiêu chưa phù hợp TCVN 1771-1987
Khi tỷ lệ X/N2,5 đồ thị biểu diễn cường độ bê tông là một chùm đường thẳng xuất phát từ điểm O1, còn khi X/N>2,5 thì đồ thị biểu diễn cường độ bê tông là một đường thẳng xuất phát từ điểm O2.
Hình 2.12 Sự phụ thuộc của cường dộ bê tông nặng vào X/N khi mác xi măng khác nhau.
Giải pháp: tính toán lượng X/N và bài toán cấp phối đảm bảo yếu tố kĩ thuật và kinh tế (lựa chọn mác xi măng để chể tạo bê tông hợp lí).
2.7.3.Ảnh hưởng của cốt liệu
Cường độ cốt liệu chỉ ảnh hưởng đến cường độ bê tông trong trường hợp bé hơn hay xấp xỉ cường độ đá xi măng Vì thế đối với bê tông từ cốt liệu đá đặc chắc, cường độ của cốt liệu khá cao, thường vượt quá cường độ yêu cầu của bê tông và khi đó năng lực gắn kết giữa đá xi măng và hạt cốt liệu đóng vai trò quan trọng nhất.
Cường độ liên kết giữa hạt cốt liệu với đá xi măng phụ thuộc vào các yếu tố sau của cốt liệu tự nhiên: Hình dạng hạt; Đặc tính cấu tạo của đá gốc; Tình trạng bề mặt; Lượng tạp chất sét, bụi gây cản trở sự tiếp xúc giữa cốt liệu với đá xi măng.
Cường độ nén của bê tông chịu ảnh hưởng của hàm lượng cốt liệu lớn trong hỗn hợp Với bê tông nặng từ cốt liệu đặc chắc có cường độ lớn hơn cường độ thành phần vữa, khi tăng hàm lương cốt liệu lớn trong bê tông tạo khả năng tiếp xúc nhiều hơn giữa hạt cốt liệu lớn với các điều kiện khác không thay đổi, cường độ bê tông có thể tăng chừng 15-20% so với khi có hàm lượng cốt liệu ít hơn.
Giải pháp nâng cao cường độ bê tông:
- Đảm bảo chất lượng của cốt liệu (cường độ, hình dáng, lượng tạp chất,…).
- Chọn cấp phối hợp lý.
2.8.4.Ảnh hưởng của cấu tạo bê tông
Các khuyết tật có thể có của bê tông, các giải pháp đề phòng, khắc phục
Trong quá trình sản xuất bê tông đúc sẵn, việc xuất hiện khuyết tật là không thể tránh khỏi Những khuyết tật này ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của sản phẩm Để đảm bảo chất lượng, cần phải xác định từng loại khuyết tật và áp dụng các biện pháp khắc phục, phòng ngừa phù hợp.
2.9.1.Các khuyết tật có thể xảy ra a Nứt do co mềm khô
Nứt bê tông là hiện tượng thường gặp trong công trình xây dựng Các vết nứt trong bê tông có thể phát triển từ nhiều nguyên nhân, mà bản chất là khả năng chịu uốn kém của bê tông Các vết nứt trông thấy được thường gặp khi ứng suất uốn lớn hơn khả năng(cường độ) bền uốn của bê tông Vết nứt thường xuất hiện khoảng vài giờ sau khi đổ bê tông, trong khi bê tông còn ở trạng thái dẻo và cường độ của bê tông do thủy hóa xi măng gần như không đáng kể Theo thời điểm hình thành, vết nứt trong bê tông có thể phân thành 2 loại chính sau:
- Vết nứt hình thành trong quá trình cố kết của bê tông do tốc độ cố kết khác nhau của các thành phần bê tông và do sự ngăn cản cục bộ bởi cốt thép hay các cốt liệu lớn Các vết nứt dạng này thường xuất hiện khoảng nửa giờ đến 3 giờ sau khi đổ bê tông và thường phát triển dọc theo hệ thống lưới thép trong sàn
- Vết nứt hình thành trong quá trình co ngót của bê tông khi sự co ngót này bị ngăn cản bởi sự co ngót không đều gây mất ổn định thể tích Các vết nứt dạng này có thể xuất hiện song song và cách nhau từ 100-600mm, nhưng thông thường không theo khuôn mẫu nào cố định Chiều dài vết nứt có thể từ 0,25-2m, và thông thường khoảng 300-600mm Bề rộng vết nứt tại bề mặt có thể đến 3mm, thường chỉ phát triển đến độ sâu của cốt thép. Tuy nhiên, dưới tác động của hiện tượng co ngót sau này của kết cấu bê tông, chúng có thể phát triển xuyên suốt chiều dày sàn
- Vết nứt do tác động của ngoại lực trong quá trình sử dụng;
- Vết nứt do tác động của cốt thép ứng lực trước lên bê tông;
- Vết nứt công nghệ do co ngót bê tông, do mức độ đầm vữa bê tông kém, chưng hấp bê tông không đều, do chế độ nhiệt - ẩm;
- Vết nứt hình thành do cốt thép bị ăn mòn b Phồng rộp bề mặt
Hiện tượng phồng rộp bề mặt hay rỗ khí thường xuất hiện trên bề mặt bê tông, đặc biệt đối với cấu kiện thành mỏng (khó khăn trong công tác đầm dùi), các mạch mao dẫn chưa bị phá vỡ do đó lượng nước thừa (lượng nước bốc thành hơi trong quá trình nhiệt thủy hóa) và lượng bọt khí (do bị cuốn khí, khoảng 1,5% với bê tông thường) trong bê tông chưa được thoát ra ngoài; dưới tác động của nhiệt độ các thành phần này dần chuyển hóa và bị bay hơi làm xuất hiện các “bọc không khí’’ trong bê tông c Rạn nứt
Xuất hiện dưới dạng 1 mạng lưới các vết nứt trên bề mặt bê tông có kích thước tương đối nhỏ với chiều dài mỗi vết nứt dưới 50mm, khó quan sát được khi bê tông khô
Ngay từ giai đoạn ban đầu khi cường độ bê tông mới phát triển, những điều kiện thời tiết như độ ẩm không khí thấp, nhiệt độ cao hay gió hanh khô riêng lẻ hoặc tổng hợp các yếu tố trên sẽ thúc đẩy quá trình thoát hơi nước trên bề mặt bê tông Tuy nhiên, lúc này bê tông vẫn cần độ ẩm nhất định để quá trình thủy hóa diễn ra hiệu quả Thực trạng này chính là lý do chính hình thành các vết nứt trên bề mặt bê tông.
Hiện tượng này thường không ảnh hưởng nghiêm trọng tới khả năng làm việc của kết cấu bê tông vì các vết rạn nứt thường không sâu và chưa vào tới cốt thép Thuật ngữ
“nứt chân chim’’ thường được sử dụng để mô tả khuyết tật này. d Rỗ tổ ong
Rỗ tổ ong đề cập đến sự tồn tại của các lỗ rỗng trong bê tông do vữa không lấp đầy được các khoảng trống giữa các hạt cốt liệu thô Nó xuất hiện ngay sau khi tháo dỡ ván khuôn và tồn tại ở 3 dạng chính:
- Rỗ ngoài (hay gọi là rỗ mặt): mặt bê tông có hình dạng như tổ ong, chỉ xuất hiện thành những lỗ nhỏ ở mặt ngoài chưa vào tới cốt thép
- Rỗ sâu: lỗ rỗng sâu tới tận cốt thép
- Rỗ thấu suốt: lỗ rỗ xuyên qua kết cấu, từ mặt này sang mặt kia
Có khá nhiều nguyên nhân gây ra khuyết tật rỗ tổ ong và chủ yếu tồn tại trong giai đoạn thi công:
- Do vữa bê tông bị phân tầng trong quá trình vận chuyển, đổ và đầm bê tông;
- Do độ dày của bê tông quá lớn vượt quá phạm vi ảnh hưởng tác dụng của đầm;
- Do vữa bê tông trộn không đều, vữa bê tông quá khô hay bị mất nước xi măng trong quá trình vận chuyển (thiết bị vận chuyển không kín khít) hay ván khuôn không kín khít khi đầm sẽ bị mất nước
- Do đầm không kĩ nhất là lớp vữa bê tông giữa cốt thép chịu lực và ván khuôn (lớp bảo vệ) hay do máy đầm có sức rung quá yếu; cấp phối bê tông không lèn chặt
- Cốt thép quá dày làm cốt liệu không lọt được xuống dưới hay do cốt liệu lớn không đúng quy cách (kích thước cốt liệu quá lớn)
Sự xuất hiện rỗ tổ ong sẽ làm tiết diện chịu lực tại vị trí rỗ thu hẹp do đó giảm khả năng chịu lực của kết cấu, tạo điều kiện thuận lợi cho môi trường xâm thực vào phá hoại cốt thép, phá hoại liên kết giữa bê tông và cốt thép. e Tách lớp
Tách lớp tương tự như hiện tượng phồng rộp blister, các mảng vữa xi măng bề mặt bị bong tróc và tách khỏi kết cấu bê tông do kết quả của quá trình thoát hơi nước và bọt khí Tuy nhiên, so với blister thì diện tích lớp hơi nước và bọt khí trong trường hợp này lớn hơn, nó tích tụ thành các mảng, miếng và tạo thành một phân lớp trong kết cấu bê tông Thông thường tương đối khó để phát hiện dấu hiệu của khuyết tật này kể từ khi nó xuất hiện cho đến khi nó bị phá hủy, chỉ sau khi bề mặt bê tông khô và khu vực tách lớp bị phá vỡ bởi ngoại lực với chiều dày của các mảng vữa xi măng nằm trong khoảng từ 35mm Bên cạnh đó, hiện tượng bong tróc cũng có thể là kết quả của ứng suất kéo sinh ra trong quá oxy hóa kết cấu thép trong bê tông. f Hiện tượng trắng mặt (phấn hóa)
Hiện tượng bụi bê tông xảy ra do sự tan rã của bề mặt bê tông sau quá trình ninh kết Thành phần của bê tông gồm xi măng, nước và cốt liệu Phản ứng thủy hóa giữa xi măng và nước tạo nên lớp vữa xi măng ở trên Do trọng lượng cốt liệu lớn hơn nên chúng chìm xuống dưới, đẩy lớp vữa xi măng lên trên Lớp vữa này chịu mài mòn kém nên khi có lực tác động, xi măng trong lớp vữa bị tách ra, tạo thành lớp bụi trên bề mặt.
PHÂN TÍCH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
Sơ đồ công nghệ toàn nhà máy
Hình 3.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ toàn nhà máy
Bể nước Silo xi măng
Máy bơm Bơm khí nén
Bunke Thùng chứa Định lượng Định lượng Định lượng Định lượng Định lượng
Phễu chứa bê tông Phễu chứa bê tông
Xe vận chuyển ra công trường
Phân xưởng tạo hình tấm tường Bunke tự hành
Phân xưởng tạo hình cọc ly tâm
- Thuyết minh dây chuyền công nghệ toàn nhà máy:
Nhà máy sản xuất cấu kiện bê tông đúc sẵn gồm các phân xưởng riêng biệt: phân xưởng chuẩn bị nguyên - vật liệu, phân xưởng thép, phân xưởng tạo hình sản phẩm Để đảm bảo điều kiện vận hành an toàn và bố trí dây chuyền công nghệ, ta cần phải thiết lập công việc hợp lý cho từng phân xưởng dựa trên đặc điểm sản xuất chung của nhà máy cũng như của từng phân xưởng.
Xi măng được vận chuyển từ xe chuyên dụng bằng bơm khí nén đến silo sau đó được vận chuyển sang bunke chứa, qua thiết bị định lượng đến bunke nạp liệu Cát, đá từ kho cốt liệu được vận chuyển bằng xe xúc lật sang bunke chứa, qua thiết bị định lượng đến bunke nạp liệu Nước được bơm trực tiếp từ bể, qua thiết bị lọc nước sơ bộ đến thiết bị định lượng Phụ gia từ kho phụ gia sau khi được định lượng và hòa trộn với nước và cho vào máy trộn bê tông
Phân xưởng thép: chuẩn bị và gia công cốt thép, tạo lồng thép phù hợp với từng cấu kiện, sản phẩm Thép được làm sạch, uốn thép, sau đó diễn ra quá trình cắt thép, chế tạo chi tiết chờ và thép đai Thép được vận chuyển sang phân xưởng tạo hình bằng xe goòng
Phân xưởng tạo hình: HHBT sau khi được nhào trộn theo thành phần cấp phối đã tính toán được xả vào các bunke chứa, hệ thống cầu trục trong nhà máy vận chuyển bunke chứa tới vị trí máy rải HHBT Nhờ máy rải, HHBT được rải vào khuôn Sản phẩm được bảo dưỡng tự nhiên, khi cấu kiện đạt cường độ nhất định thì tiến hành tháo khuôn, vận chuyển ra vị trí kho bãi thành phẩm và bắt đầu một chu trình mới
Phân tích sơ đồ dây chuyền công nghệ cho nhà máy
3.2.1.Kho cốt liệu, kho xi măng a) Kho cốt liệu sản xuất
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
Hình 3.2 Kho có mái che
+ 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 kiểu có mái che. Kho được xây trên mặt đất xuống, đổ nền bê tông , thành bên nghiêng một góc 45 o ÷
60 o , để chứa vật liệu khác nhau người ta ngăn kho thành các ngăn riêng biệt bằng vách ngăn bê tông cốt thép Vật liệu được đưa vào các ngăn bằng các băng tải hoặc ở trên xe dỡ tải riêng biệt Việc đưa vật liệu ra nhờ các loại xe cơ giới như xúc lật
Loại kho này có vốn đầu tư không lớn, dễ dàng vận chuyển cốt liệu nên 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 Sau khi qua trạm cân xe sẽ di chuyển vào kho để đổ cốt liệu vào các ngăn tùy theo các loại cốt liệu. b)Kho xi măng
Hiện nay, các nhà máy thường đựng xi măng bằng các silo Silo xi măng được biết đến là một trong những thiết bị thiết yếu trong việc chứa xi măng, bột đá hoặc tro bay… với khối lượng lớn, đặc biệt là ít gây tổn thất và cực kỳ dễ dàng, thuận tiện trong việc sử dụng Tùy theo nhu cầu, mục đích sử dụng của từng nhà máy khác nhau mà silo xi măng có thể chứa từ 25 tấn cho đến con số 500 tấn - một con số cực kỳ lớn mà không sợ bị ảnh hưởng bởi điều kiện thời tiết như mưa hay độ ẩm không khí…
- Silo chứa xi măng bao gồm 5 thành phần chính, đó là:
+ Van an toàn áp lực: van này có tác dụng giúp cân bằng áp lực bên trong và bên ngoài các silo
+ Chỉ báo mức: giúp cho người sử dụng có thể dễ dàng theo dõi lượng xi măng có chứa trong silo
+ Hút bụi ở phía trên với tác dụng dùng để khử bụi nhanh chóng, hiệu quả
+ Vít xoắn tải dùng để chuyển tải vật liệu vào cân xi măng
- Nguyên tắc làm việc của silo xi măng :
Xi măng được bơm từ ô tô lên thẳng nóc Si lô, ở đây hỗn hợp xi măng và không khí được đưa thẳng vào si lô 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 si lô thì chỉ cần đưa xi măng từ si lô lên máy bơm để bơm ngược lên si lô.
Cốt thép trong cấu kiện bê tông cốt thép có vai trò rất quan trọng, nó làm tăng khả năng chịu lực của cấu kiện bê tông Việc sử dụng cốt thép trong cấu kiện bê tông cốt thép cho phép làm tăng phạm vi ứng dụng của loại vật liệu bê tông vốn rất ưu việt này.
Ngoài ra việc sử dụng cốt thép ứng suất trước còn mở rộng việc ứng dụng bê tông cốt thép, cho phép sử dụng các cốt thép cường độ cao, tiết kiệm nguyên vật liệu, làm giảm tiết diện kết cấu chịu lực
Phân xưởng thép có nhiệm vụ lưu trữ cốt thép và tiến hành gia công cốt thép thành các sản phẩm cốt thép như khung cốt thép, linh kiện cốt đai, có hình dáng theo yêu cầu thiết kế
Cốt thép được đưa về nhà máy theo các dạng thép thanh hay cuộn và xếp vào kho theo từng loại riêng biệt:
- Thép thanh: gồm các loại thép có đường kính ≥ ∅10
- Thép cuộn: gồm các loại thép có đường kính 3 lượng nước giảm 5 lít.
Bằng thực nghiệm nhiều tác giả đã đưa ra được quan hệ phụ thuộc cường độ nén của bê tông với tỷ lệ lượng dùng nước và chất kết dính là một đường cong quy tắc: R= f(X/N), tức là: mác của bê tông là một hàm phụ thuộc vào tỷ lệ: N/X.
Trong đồ án này, em áp dụng công thức: Bôlômây – Skramtaep, nó thể hiện được sự phụ thuộc giữa cường độ bê tông và tỉ lệ: X/N được chuyển hóa thành quan hệ đường thẳng giữa cường độ và tỉ lệ: X/N để tính toán, công thức có dạng:
A : hệ số thực nghiệm, phụ thuộc vào phẩm chất cốt liệu và phương pháp xác định mác xi măng A và A1 được tra theo bảng 5.3 – chỉ dẫn kĩ thuật chọn thành phần bê tông các loại
Rx : cường độ của xi măng.
R28: cường độ bê tông ở tuổi 28 ngày.
Chọn cấp phối bê tông theo phương pháp này được tiến hành theo ba bước:
Bước 1: Tính lượng dùng vật liệu sơ bộ cho 1m 3 bê tông:
Nhờ biểu đồ hoặc bảng cho sẵn, chọn sơ bộ lượng dùng nước cho một 1m 3 bê tông thoả mãn yêu cầu tính công tác (độ lưu động hay độ cứng) ở trạng thái đầm chặt.
Dựa vào yêu cầu cường độ bê tông, thời hạn đạt cường độ thiết kế và các giá trị cường độ trung gian khác (cường độ khi tháo khuôn, khi giao hàng), điều kiện rắn chắc và hoạt tính của xi măng để quyết định tỉ lệ N/X hay X/N.
Tính sơ bộ giá trị X/N theo Bôlômây – Skramtaev
Từ hai trị số N và X/N ta được lượng dùng xi măng cho 1 m 3 bê tông:
Xác định sơ bộ lượng dùng cốt liệu lớn theo công thức:
Thể tích vữa xi măng cát trong 1m 3 bê tông lấp đầy các phần rỗng và bao bọc quanh các hạt cốt liệu lớn được biểu thị gián tiếp dưới dạng hệ số dư kd của thể tích vữa xi măng cát trong hỗn hợp so với thể rỗng Vh của cốt liệu lớn.
Kd được tra theo bảng tương ứng với giá trị Vh và modul độ lớn của cát.
X – lượng dùng xi măng cho 1m 3 bê tông.
N - lượng dùng nước cho 1m 3 bê tông.
D - lượng dùng đá cho 1m 3 bê tông.
x – khối lượng riêng của xi măng (kg/m 3 )
n – khối lượng riêng của nước (kg/m 3 ).
c – khối lượng riêng của cát (kg/m 3 ).
d – khối lượng riêng của đá (kg/m 3 ).
vd – khối lượng thể tích của đá (kg/m 3 ). rd - độ rỗng của đá. kd - hệ số dư của vữa xi măng cát Tra theo bảng 4.4 chỉ dẫn kĩ thuật chọn thành phần bê tông các loại Hoặc theo công thức:
Mô đun độ lớn của cát
Kd ứng với giá trị VH (lít) bằng
Bảng 4.6 Hệ số dư vữa hợp lí( Kđ) dùng cho hỗn hợp bê tông dẻo ( ĐS = 2-12 cm)
Lượng cốt liệu lớn được xác định:
Từ đó ta tính được lượng dùng cốt liệu bé (cát) cho 1m 3 bê tông
Bước 2: Điều chỉnh thông số cấp phối: Điều chỉnh cấp phối bê tông theo từng mẻ trộn thử Số lượng mẻ trộn thử phụ thuộc vào mức độ chính xác theo yêu cầu của cấp phối bê tông Qua những mẻ trộn thử ta xác định được một cấp phối tốt nhất với lượng dùng xi măng nhỏ nhất.
Bước 3: Xác định lượng dùng vật liệu cho 1m 3 bê tông và chọn ra cấp phối chuẩn:
Đầu tiên, thực hiện các mẻ trộn thử và xác định thể tích thực tế của hỗn hợp bê tông sau khi đầm chặt bằng các phương pháp phù hợp hoặc gần với phương pháp tạo hình sản phẩm trong điều kiện sản xuất Dựa vào thể tích thực tế này, ta có thể tính toán thể tích hỗn hợp bê tông cần thiết cho một mẻ trộn bằng công thức Vhh = vhh, đảm bảo đáp ứng đúng yêu cầu của sản phẩm.
P – Tổng khối lượng vật liệu trong mẻ trộn kể cả nước. mvhh- Khối lượng thể tích thực của hỗn hợp bê tông đã đầm chặt.
+ Biết được thể tích hỗn hợp bê tông, lượng dùng từng thành phần của mẻ trộn ta tính được lượng dùng vật liệu thực tế cho 1m 3 bê tông và cấp phối theo tỉ lệ khối lượng Lấy khối lượng xi măng làm đơn vị (1: C/X: D/X: N/X) và đúc mẫu và kiểm tra cường độ bê tông ở tuổi 3,7,14 hay 28 ngày của mẻ trộn có cấp phối tốt nhất để được mác bê tông
4.1.2 Thiết kế thành phần cấp phối Đề tài dùng công thức tiện lợi nhất và được dùng thực tế hiện nay là công thức của nhà bác học Thụy Sỹ I.Bôlômây và được BG- Skramtaep hoàn thiện Công thức thể hiện được sự phụ thuộc giữa cường độ bê tông và tỉ lệ X/N được chuyển hóa thành quan hệ đường thẳng giữa cường độ và tỉ lệ X/N.
A(A1) - Hệ số thực nghiệm đánh giá phẩm chất cốt liệu phụ thuộc vào phương pháp xác định Rx
Rx - Cường độ thực tế của xi măng.
R28 - Cường độ bê tông, lấy bằng mác bê tông yêu cầu theo cường độ chịu nén nhân với hệ số an toàn.
=1,1 đối với các trạm trộn tự động =1,15 đối với các trạm trộn cân đong thủ công.
Bảng 4.7 : Hệ số chất lượng vật liệu A; A1
Lượn g CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ TCVN6016 -
-Xi măng hoạt tính cao, không trộn phụ gia thuỷ
Tốt -Đá sạch, đặc chắc cường độ 0,54 0,34 0,60 0,38 0,47 0,30 cao cấp phối hạt tốt
-Xi măng hoạt tính trung bình,
Trung chứa 10 - 15% phụ gia thuỷ 0,50 0,32 0,55 0,35 0,43 0,27 bình -Đá chất lượng phù hợp với
-Cát chất lượng phù hợp với
-Xi măng hoạt tính thấp,
Pooc lăng hỗn hợp, chứa trên
-Đá có 1 chỉ tiêu chưa phù vói TCVN 1772 : 1987
Bảng 4 8 Hệ số thực nghiệm đánh giá phẩm chất cốt liệu A, A 1
Chất lượng cốt liệu Hệ số A
Cốt liệu tốt Độ rỗng hỗn hợp cốt liệu 28% 0,5
0,3 Cát kém sạch, bột mịn từ 15-20% 7
Tính toán cân bằng vật chất cho nhà máy
4.2.1 Kế hoạch sản xuất sản phẩm a Quỹ thời gian làm việc nhà máy. Để đảm bảo điều kiện vận hành an toàn và bố trí dây chuyền công nghệ, ta cần phải thiết lập chế độ làm việc cho nhà máy Dựa trên đặc điểm sản xuất của từng phân xưởng ta sẽ định chế độ làm việc cho mỗi phân xưởng Điều đó nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho sự làm việc liên tục của toàn nhà máy và của công nhân vận hành sản xuất.
Số ngày sản xuất trong năm: 365 ngày
Số ngày làm việc trong năm : 365 – ( 52 + 15 ) = 298 ngày
Số ca làm việc trong ngày của phân xưởng sản xuất tấm tường rỗng và cọc ly tâm: 2 ca
Số ca làm việc trong 1 năm : 298 x 2 = 596 ca
Số ca làm việc trong ngày của phân xưởng sản xuất bê tông thương phẩm là 3 ca:
Số ca làm việc trong 1 năm : 298 x 1= 298 ca
Số giờ làm việc trong 1 năm của phân xưởng sản xuất tấm tường rỗng (Acotec) ,Cọc ly tâm: 596 x 8 = 4768 giờ
Số giờ làm việc trong 1 năm của li phân xưởng trộn : 298 x 8 = 2384
Loại sản phẩm Kế hoạch sản xuất
(1 ca) 1 298 298 2384 b Kế hoạch sản xuất sản phẩm.
- Công suất nhà máy là 620000m 2 Số sản phẩm sẽ được tính
- Lựa chọn nhà máy sản xuất 2 loại sản phẩm Mỗi loại 161458 (sản phẩm).
- Nhà máy sản xuất 2 loại sản phẩn tường rỗng có kích thước như sau:
Bảng 4.19 Kích thước sản phẩm tấm tường rỗng
Tên Dài (mm) Rộng Cao R lỗ số lỗ Vđặc(m3
Thể tích của Cấu Kiện loại 1 là ¿161458×0.23047200
- Thể tích của lỗ rỗng trong 1 cấu kiện Loại 1:
- Thể tích thực cấu kiện Loại 1:
Thể thích của Cấu Kiện loại 2 là ¿161458×0.2688C400m 3
- Thể tích của lỗ rỗng trong 1 cấu kiện Loại 2:
- Thể tích thực cấu kiện Loại 2:
- Lượng bê tông thực tế cho tường: V tt =V tt 1 +V tt2 (642,73+30321,9X964,63m 3
Vậy lượng bê tông cần cho 620000 2 sản phẩm là: 58964,63 m 3
Thể tích bê tông cần dùng trong 1 năm là: 58964,63 m 3
Kích thước cọc: Đường kính D = 0,3m ; độ dài: 10m ; độ dày thành cọc: 0,06m
Thể tích của 1 sản phẩm:
Công suất yêu cầu nhà máy là 30.000m/ năm
=>Số cọc ly tâm cần chế tạo trong 1 năm là: n= 30000 10 000 (cọc)
Thể tích bê tông cần dùng trong 1 năm là: 0,45×3000 = 1350 m 3
Bảng 4.20 Thống kê cốt thép: Đoạn đầu cọc
Hình dáng, kích thước mm
Số lượng Tổng chiều dài (m)
Tổng khối lượng thép thường (thép = 7850 kg/m3) 25,03
Thép ứng suất trước 18,12 Đoạn thân cọc
Hình dáng, kích thước mm
Số lượng Tổng chiều dài (m)
Tổng khối lượng thép thường 23,93
Bê tông thương phẩm M30, M40, M50 công suất 100m 3 /h Một năm có 2384 giờ làm việc đối với bê tông thương phẩm Vậy trong một năm thể tích bê tông cần dùng để sản xuất bê tông thương phẩm là: 2384x100= 238400 m 3 /năm Ta chọn 240000 m 3 /năm.
→ Chọn sản xuất bê tông thương phẩm M30 là 80000m 3 /năm, B40 là 80000m 3 /năm, B50 là 80000m 3 /năm
Bảng 4.21 Thống kê lượng dùng nguyên vật liệu chưa kể hao phí ỉ
XM (tấn) Cát (tấn) Đá (tấn) Tấm tường rỗng loại 1 (28642,73m 3 /năm) 6608,05 21796,06 36910,16 Tấm tường rỗng loại 2 (30321,9m 3 /năm) 6995,45 23073,84 39074,00 Cọc ly tâm D300 (1350 m 3 /năm) 527,26 888,89 1646,80
Tính cân bằng vật chất cho các công đoạn của sản phẩm
- Quá trình sản xuất sản phẩm từ khi nhào trộn HHBT đến khi xuất kho trải qua rất nhiều công đoạn, mỗi công đoạn lại có những hao hụt khác nhau Vì vậy, ta cần tính toán công suất của nhà máy (m 3 BT/năm hay số sản phẩm/năm) theo từng công đoạn có kể đến hao hụt như sau: i 1 i i
Q i là công suất trước khi thực hiện công đoạn thứ i;
Q i 1 là công suất sau khi khi thực hiện công đoạn thứ i; x i (%) là hao hụt tại công đoạn thứ i.
- Áp dụng công thức trên, ta có công suất của nhà máy theo từng công đoạn của sản phẩm có kể đến hao hụt như sau:
Bảng 4.22 Lượng BT cần dùng theo từng công đoạn có kể đến hao hụt
Lượng BT m 3 /năm, theo từng công đoạn Thành phẩm
Bãi sản phẩm Dưỡng hộ Tạo hình Cấp liệu Nhào trộn
Bảng 4 23 Lượng sản phẩm theo từng công đoạn có kể đến hao hụt
STT Tên sản phẩm Lượng sản phẩm/năm, theo từng công đoạn
Thành phẩm Bãi sản phẩm Dưỡng hộ Tạo hình
Từ đó, ta thiết lập được cân bằng vật chất cho các công đoạn của sản phẩm như sau:
Bảng 4 24 Cân bằng vật chất cho các công đoạn của sản phẩm
T Tên sản phảm Đơn vị Công suất theo
1 Tường rỗng loại 1 sản phẩm 162590 545,6 272,8 34,1 m 3 BT 28958,95 97,18 48,59 6,07
2 Tường rỗng loại 2 sản phẩm 162590 545,6 272,8 34,1 m 3 BT 30656,69 102,87 51,44 6,43
Bảng 4.25 Lượng dùng nguyên - vật liệu trong năm chưa kể hao hụt
4.2.4 Tính hao hụt cho các tuyến nguyên - vật liệu
- Lượng dùng vật liệu có kể đến hao hụt được tính toán như sau: i 1 i i
Trong đó: Q i (m 3/năm) là lượng VL cần dùng trước khi thực hiện công đoạn thứ i;
Q i 1 (m 3/năm) là lượng VL cần dùng sau khi khi thực hiện công đoạn thứ i; x i (%) là hao hụt tại công đoạn thứ i.
- Do phân xưởng CKBT làm việc 2 ca/ngày còn phân xưởng BTTP làm việc 3 ca/ngày nên ta tính cân bằng vật chất theo từng phân xưởng.
- Theo bảng 4.4, ta có lượng dùng xi măng của phân xưởng CKBT trong 1 năm là:
Q CKBT 0(PC50) Q CKBT 0(co c) 527,26 (tấn)
- Theo bảng 4.4, ta có lượng dùng xi măng của phân xưởng BTTP trong 1 năm là:
- Áp dụng công thức (*) tính lượng dùng vật liệu có kể đến hao hụt, ta có cân bằng vật chất cho tuyến xi măng như sau:
Bảng 4.26 Tính hao hụt qua các công đoạn của xi măng
STT Công đoạn Hao hụt,%
Lượng xi măng, tấn/năm
- Tất cả các sản phẩm của nhà máy đều sử dụng một loại cát nên theo bảng 4.4, ta có lượng cát cần dùng trong 1 năm trước khi trộn HHBT là:
- Áp dụng công thức (*) tính lượng dùng vật liệu có kể đến hao hụt, ta có cân bằng vật chất cho tuyến cát như sau:
Bảng 4 2 Tính hao hụt qua các công đoạn của cát
STT Công đoạn Hao hụt, % Lượng cát, tấn/năm
Theo bảng 4.4, tổng lượng đá cần sử dụng để sản xuất tất cả các sản phẩm của nhà máy trong 1 năm trước khi trộn HHBT có thể tính toán như sau:
- Áp dụng công thức (*) tính lượng dùng vật liệu có kể đến hao hụt, ta có cân bằng vật chất cho tuyến đá như sau:
Bảng 4 3 Tính hao hụt qua các công đoạn của đá
STT Công đoạn Hao hụt, % Lượng đá, tấn/năm
- Theo bảng 4.4, ta có lượng nước cần dùng trong 1 năm trước khi trộn HHBT là:
- Áp dụng công thức (*) tính lượng dùng vật liệu có kể đến hao hụt, ta có cân bằng vật chất cho tuyến nước như sau:
Bảng 4 4 Tính hao hụt qua các công đoạn của nước
STT Công đoạn Hao hụt, % Lượng nước, m 3 /năm
- Theo bảng 4.4, ta có lượng phụ gia cần dùng trong 1 năm trước khi trộn HHBT là:
- Áp dụng công thức (*) tính lượng dùng vật liệu có kể đến hao hụt, ta có cân bằng vật chất cho tuyến nước như sau:
Bảng 4 5 Tính hao hụt qua các công đoạn của phụ gia
STT Công đoạn Hao hụt, % Lượng PG, m 3 /năm
4.2.5 Cân bằng vật chất cho nhà máy
Từ cân bằng vật chất cho các tuyến nguyên - vật liệu và chế độ làm việc của nhà máy, ta có cân bằng vật chất cho phân xưởng CKBT và BTTP như sau:
Bảng 4 6 Cân bằng vật chất cho phân xưởng CKBT
Công đoạn Đơn vị Năng suất theo
Nạp liệu Tấn 13658,00 45,83 22,92 2,86 Định lượng Tấn 13671,66 45,88 22,94 2,87
Nạp liệu Tấn 529,37 1,78 0,89 0,11 Định lượng Tấn 529,90 1,78 0,89 0,11
Nạp liệu Tấn 45942,01 154,17 77,08 9,64 Định lượng Tấn 45987,95 154,32 77,16 9,65
Xe vận chuyển Tấn 46588,70 156,34 78,17 9,77 Đá
Nạp liệu Tấn 77937,78 261,54 130,77 16,35 Định lượng Tấn 78015,72 261,80 130,90 16,36
Bảng 4.11 Cân bằng vật chất cho phân xưởng BTTP
Công đoạn Đơn vị Năng suất theo
Nạp liệu Tấn 70447,35 236,40 236,40 29,55 Định lượng Tấn 70517,79 236,64 236,64 29,58
Nạp liệu Tấn 39477,44 132,47 132,47 16,56 Định lượng Tấn 39516,91 132,61 132,61 16,58
Nạp liệu Tấn 141317,98 474,22 474,22 59,28 Định lượng Tấn 141459,30 474,7 474,7 59,34
Xe vận chuyển Tấn 143307,20 480,9 480,9 60,11 Đá
Nạp liệu Tấn 273624,02 918,2 918,2 114,78 Định lượng Tấn 273897,65 919,12 919,12 114,89
Lựa chọn thiết bị
4.3.1.3 Tính kho cốt liệu. a, Kho đá D10
Qd: Lượng dùng đá trong một ngày, Qd = 264,69 tấn/ngày
Td: Thời gian dự trữ, lấy T = 7 ngày
: Khối lượng thể tớch đổ đống của đỏá vd
= 1,405 g/cm 3 0,5: Hệ số chứa đầy
Chọn chiều cao của đống đá là H= 6m, chiều sâu mỗi kho là B = 18 m.
Chiều dài cần thiết của kho chứa đá là:
18×6 =¿ m Lấy chiều dài kho chứa đá là L = 13 m
Hệ số kể tới độ dốc vật liệu trong kho k = 0,5.
Ta chọn 2 kho chứa đá D10. b, Kho đá D20
Trong đó: V d s: Lượng dự trữ đá (m 3 )
Qd: Lượng dùng đá trong một ngày, Qd = 929,27 tấn/ngày
Td: Thời gian dự trữ, lấy T = 7 ngày
: Khối lượng thể tớch đổ đống của đỏá vd
= 1,430 g/cm 3 0,5: Hệ số chứa đầy
Chọn chiều cao của đống đá là H= 6m, chiều sâu mỗi kho là B = 18 m.
Chiều dài cần thiết của ngăn chứa đá là:
18×6 =¿ m Lấy chiều dài 1 ngăn chứa đá là L = 13m
Hệ số kể tới độ dốc vật liệu trong kho k = 0,5
Vậy ta chọn 7 kho chứa đá D20 c, Kho chứa cát.
Qc: Lượng dùng cát trong một ngày, Qd = 635,97 tấn/ngày
Tc: Thời gian dự trữ, lấy T = 7 ngày
: Khối lượng thể tớch đổ đống của cỏtá c
= 1,4 g/cm 3 0,9: Hệ số chứa đầy
= 3533,17 m 3 Chọn chiều cao của đống cát là H= 6m, chiều sâu mỗi kho là B = 18 m.
Chiều dài cần thiết của ngăn chứa cát là:
18×6 =¿ m Lấy chiều dài 1 ngăn chứa cát là L = 13m
Hệ số kể tới độ dốc vật liệu trong kho k = 0,9.
Vậy ta chọn 3 kho chứa cát
4.3.1.4 Tính phương tiện vận chuyển cốt liệu về nhà máy.
Trong thực tế khi vận chuyển nguyên liệu về nhà máy ta có sự mất mát trên đường vận chuyển, tại nơi tiếp nhận của nhà máy nên ta chọn mức hao hụt như sau:
Với hệ số cát kể tới mất mát khi vận chuyển là : Kc = 1,03Với đá hệ số kể tới mất mát khi vận chuyển là : Kđ = 1,02
+ Đá dăm lấy ở Kiện Khê – Hà Nam ta chọn loại xe tải nhãn hiệu HYUNDAI HD360 5 chân 20 tấn
Thông số kĩ thuật của xe :
Tải trọng thiết kế : 20 tấn
Khối lượng đá dùng cho 1 ngày là 1193,96 tấn, vậy số chuyến cần thiết trong 1 ngày là 1193,96/20 = 59,7chuyến lấy tròn 60 chuyến , ô tô đi với tốc độ 60km/h.
Chu kỳ chuyển động của xe :
T1: thời gian bốc lên đổ xuống, T2 = 15 phút = 0,25 h
Cho mỗi xe di chuyển cách nhau 15 phút/ 1 chuyến ( thời gian để vận chuyển đá lên xe) nên ta chọn thời gian cho 1 chu kì là 1 h
Phương tiện vận chuyển chỉ làm 1 ca : 8h nên 1 ca thì có
Số ô tô cần để chở đá :
Như vậy số xe cần thiết là 8 xe , ta chọn 9 xe trong đó 8 xe hoạt động bình thường 1 xe dự trữ.
+ Cát mua ở sông Lô, vận chuyển từ bến sông Đuống với quãng đường khoảng 60 km, cát được vận chuyển băng ô tô ben 20 tấn có đặc tính kĩ thuật như xe chở đá.
Với quãng đường vận chuyển là 60 km thì chu kỳ chuyển động của xe khoảng 1h.
+ Khối lượng cát dùng trong 1 ngày là 635,97 tấn
Lấy tròn số chuyến vận chuyển cát là 32 chuyến.
Chu kỳ chuyển động của xe:
T1: Thời gian bốc lên đổ xuống,T2 = 15 phút = 0,25 giờ
Cho mỗi xe di chuyển cách nhau 15 phút/ 1 chuyến ( thời gian để vận chuyển đá lên xe)
Phương tiện vận chuyển chỉ làm 1 ca: 8 giờ
Vậy số chuyến ô tô chở trong một ngày là:
Số ôtô cần để chở cát là:
Do đó số xe cần thiết để vận chuyển cát là 10 xe.
Ta chọn 11 xe để vận chuyển trong đó 10 xe hoạt động 1 xe dự trữ.
Ta chọn số ngày dự trữ cho kho silo chứa xi măng là: 8 ngày
- Silo xi măng có đường kính là a1 = 5 m,
- Đáy silo có cửa xả đường kính là a2 = 0,3 m. a=0,3m h 2 h 1 a 1 =5m
Hình 4.17 Silo chứa xi măng
- Đối với mỗi silo mà người ta thiết kế góc nhỏ hơn góc ma sát của vật liệu mà nó chứa.
- Theo kinh nghiệm ta chọn = 60 0 là thoả mãn đối với hầu hết các loại vật liệu.
- Từ đó ta tính được chiều cao h2 là:
Chọn h = 2m Thể tích của silo là:
+ Năng suất sử dụng xi măng PCB30 trong ngày là:
Dự trữ xi măng trong 8 ngày sản xuất Khi đó lượng xi măng sẽ là:
Q = 367,68 tấn = 245,24 m 3 (1 tấn xi măng xấp xỉ bằng 0,667 m3)[9]
Hệ số đổ đầy silo là k = 0,9
Suy ra thể tích silo cần phải là:
Dự tính dùng 2 xilo chứa xi măng PCB30.
Vậy mỗi silo cần chứa xi măng với thể tích là : 273,49/2 = 136,24 m 3
+) Năng suất sử dụng xi măng PCB40 trong ngày là:
Dự trữ xi măng trong 8 ngày sản xuất Khi đó lượng xi măng sẽ là:
Q = 1896,32 tấn = 1264,85 m 3 (1 tấn xi măng xấp xỉ bằng 0,667 m3)
Hệ số đổ đầy silo là k = 0,9
Suy ra thể tích silo cần phải là:
Dự tính dùng 7 silo chứa xi măng PCB40.
Vậy mỗi xilo cần chứa xi măng với thể tích là : 1405,38/7 = 200,7 m 3
Ta chọn silo chưa xi măng PC50 có kích thước giống với PCB30, PCB40
+) Năng suất sử dụng xi măng PC50 trong ngày là:
Dự trữ xi măng trong 8 ngày sản xuất Khi đó lượng xi măng sẽ là:
Q = 1076,9 tấn = 718,28 m 3 (1 tấn xi măng xấp xỉ bằng 0,667 m3)
Hệ số đổ đầy silo là k = 0,9
Suy ra thể tích silo cần phải là:
Dự tính dùng 4 xilo chứa xi măng PC50.
Vậy mỗi xilo cần chứa xi măng với thể tích là : 798,1/4 = 199,52 m 3
+ Tính theo hình học, thể tích silo chứa xi măng PCB30 được tính theo công thức:
Chọn chiều cao h1 cho silo xi măng PCB30 là 7 m, khi đó thể tích silo là:
V = 19,63×7 + 13,92 = 151,33 ( m 3 ) + Tính theo hình học, thể tích silo chứa xi măng PCB40 được tính theo công thức:
19,63 =9,51(m) Chọn chiều cao h1 cho silo xi măng PCB40 là 10 m, khi đó thể tích silo là:
+ Tính theo hình học, thể tích silo xi măng PC50 được tính theo công thức:
Chọn chiều cao h1 cho silo xi măng PC50 là 10 m, khi đó thể tích silo là:
Hình 4.18 Silo chứa xi măng thiết kế 4.3.2.1 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 Xi lô, ở đây hỗn hợp xi măng và không khí được đưa thẳng vào Xi lô chứa xi măng, xi măng rơi xuống, bụi và không khí sẽ theo ống dẫn ra buồng lọc bụi, Xi lô 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 trộn
Ta có loại Xiclon có các đặc tính kỹ thuật sau: Đường kính Xiclon: D = 400 - 800 mm
Để đạt được hiệu suất lọc bụi cao khi bơm khí và xi măng lên kho, cần sử dụng áp lực phụ từ máy bơm khí nén Hệ thống lọc bụi sử dụng một xiclon riêng biệt cho mỗi xi lô Xiclon được lựa chọn có đường kính 500mm (D = 500mm).
Nguyên tắc hoạt động của xiclon: 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 xiclon dòng không khí sẽ. chuyển động xoáy các hạt xi măng va vào thành trong xiclon mất gia tốc và rơi xuống phía dưới, còn không khí sạch sẽ được thoát ra ngoài nhờ động năng có sẵn của chúng.
Tính chọn thiết bị vận chuyển xi măng:
Năng suất vít tải yêu cầu là năng suất xi măng trước khi đưa vào thiết bị định lượng Lấy năng suất xi măng là: 6,36 tấn/giờ
F : diện tích vật liệu trong vít
Kd: Hệ số chứa đầy xi măng, Kd = 1;
x : Khối lượng thể tích của xi măng, 0 x =1,2T/m 3
V: Vận tốc vận chuyển xi măng trong vít
Trong đó: n: số vòng quay của trục 100 vòng/phút;
S: bước vít, S = 0,8D; C: hệ số kể đến độ nghiêng α = 0; C = 1;
Ktg: hệ số sử dụng thời gian, Ktg = 0,86.
Thay số vào ta có:
Chọn D = 0,12m => Q = 6,71 tấn/giờ => thỏa mãn yêu cầu.
Tính số chuyến xe chở xi măng:
Chọn xe chở xi măng sơ mi rơ mooc bồncó dung tích hữu ích: 20 m 3 Xi măng được vận chuyển từ nhà máy xi măng Bút Sơn – Hà Nam với khoảng cách vận chuyển 20km.
Lượng xi măng cần cung cấp trong 1 ngày là:45,96 tấn = 30,65(m 3 )
Vậy trong 1 ngày cần 2 chuyến xe chở xi măng PCB30
- Với xi măng PCB40 chọn xe bồn chở xi măng với dung tích là 20m 3
Lượng xi măng cần cung cấp trong 1 ngày là:237,64 tấn = 158,5(m 3 )
Vậy trong 1 ngày cần 8 chuyến xe chở xi măng PCB40
- Với xi măng PC50 chọn xe bồn chở xi măng với dung tích là 20m 3
Lượng xi măng cần cung cấp trong 1 ngày là: 134,61 tấn = 89,78(m 3 )
Vậy trong 1 ngày cần 5 chuyến xe chở xi măng PCB40
Tải trọng 1 chuyến xe chở xi măng 54,76 tấn (gồm cả xe và xi măng)
Vậy ta chọn 1 trạm cân có thể chịu tải trọng 60 tấn.
Sản phẩm Năm Ngày Ca Giờ
Kể đến hao hụt (1.2%) 60720 213,80 71,27 2,97 a) Tính chọn máy trộn.
Bảng 4 50 Thống kê khối lượng bê tông kể đến hao hụt
Loại sản phẩm Kế hoạch làm việc
Thông số kỹ thuật của trạm trộn bê tông công suất 35m 3 /h.
- Máy trộn bê tông JS 750
- Hệ thống tủ điện bán tự động China
- Công suất động cơ 64,4kW
Máy trộn JS 750 có các đặc trưng kỹ thuật sau:
- Dung tích thùng trộn 1200 lít.
- Dung tích hỗn hợp bê tông 1 mẻ trộn 750 lít.
- Thời gian trộn tuần hoàn làm việc 72 s
- Tốc độ trộn 31 vòng/phút
+ Xác định số máy trộn cần thiết cho trạm trộn sản xuất cấu kiện n mtr 1000.
Qn: Năng suất của máy trộn trong năm Qn = 60980,55 m3/năm.
Vb: Thể tích mẻ trộn Vb = 750 lít m : Số mẻ trộn trong 1 giờ m 3600
Tnl : Thời gian nạp liệu Tnl = 10 giây
Ttr : Thời gian trộn Ttr = 42 giây
Ttl : Thời gian tháo liệu Ttl = 10 giây
Tng : Thời gian ngừng giữa 2 mẻ trộn Tng = 10 giây m 3600 50
Tn: Số giờ thực tế làm việc Tn = 4800 giờ
Ktg : Hệ số sử dụng máy trộn theo thời gian Ktg = 0,8
Ksd : Hệ số sử dụng máy trộn không đều theo thời gian Ksd = 0,65
Vậy chọn 1 máy trộn có dung tích trộn 1 mẻ là 750 lít
- Xác định số máy trộn cần thiết cho trạm trộn sản xuất BTTP n mtr 1000.
Qn: Năng suất của máy trộn trong năm Qn = 242649,93 m3/năm.
Vb: Thể tích mẻ trộn Vb = 750 lít m : Số mẻ trộn trong 1 giờ m 3600
Tnl : Thời gian nạp liệu Tnl = 10 giây
Ttr : Thời gian trộn Ttr = 42 giây
Ttl : Thời gian tháo liệu Ttl = 10 giây
Tng : Thời gian ngừng giữa 2 mẻ trộn Tng = 10 giây m 3600 50
Tn: Số giờ thực tế làm việc Tn = 7200 giờ
Ktg : Hệ số sử dụng máy trộn theo thời gian Ktg = 0,8
Ksd : Hệ số sử dụng máy trộn không đều theo thời gian Ksd = 0,65
Vậy chọn 2 máy trộn có dung tích trộn 1 mẻ là 750 lít. b) Chọn thiết bị định lượng
- Xưởng sản xuất cấu kiện
Vật liệu Năm Ngày Ca Giờ
Tổng 138205,23 463,78 231,89 28,99 Để tính chọn cân ta phải dựa vào cấp phối của các mẻ trộn và chọn cân sao cho cân được lượng vật liệu là lớn nhất Cân vật liệu chính xác đóng vai trò quan trọng đảm bảo tính chất hỗn hợp bê tông và chất lượng của nó.
Vật liệu Năm Ngày Ca Giờ
Các đặc trưng kỹ thuật như sau:
Khối lượng cân lớn nhất là: 1300kg.
Khối lượng cân nhỏ nhất là: 200kg.
Khoảng xê dịch cân: 2kg.
Thời gian cân một mẻ: 60 giây
Trọng lượng: 2 tấn. Để cân cốt liệu ta dùng hai cân: Một cân cho cát, một cân cho đá.
Các đặc trưng kỹ thuật.
Khối lượng cân lớn nhất là: 500kg.
Khối lượng cân nhỏ nhất là: 100kg.
Khoảng xê dịch cân: 0,5kg.
Thời gian cân một mẻ: 60 giây.
Kích thước biên: Dx Rx C = 1,706x 0,96x 2,1m.
Trọng lượng: 1 tấn. Để cân ximăng ta dùng một cân.
Các đặc tính kỹ thuật sau:
Khối lượng cân lớn nhất: 250 lít.
Khối lượng cân nhỏ nhất: 10 lít.
Chọn 1 thiết bị định lượng AB-1200. c) Tính chọn bunke chứa cốt liệu cho trạm trộn bê tông sx CKBT
Chọn thời gian dự trữ bunke chứa cát và đá là 2h, thể tích bunke cần phải chứa là:
Q: Lượng tiêu thụ nguyên vật liệu của nhà máy trong 1 giờ;
T: Thời gian dự trữ bunke;
K: Hệ số chứa đầy bunke, K = 0,9 v
:Khối lượng thể tích của cốt liệu.
Bảng 4.31 Bảng thống kê lượng dùng nguyên vật liệu sản xuất cấu kiện
Vật liệu Kế hoạch cung cấp
- Khối lượng cát dùng để sản xuất trong 1h:9,65 tấn/giờ
- Thể tích cần thiết ở bunke chứa cát:
Chọn bunke chứa có kích thước như hình vẽ:
=> Số bunke chứa là: nc 14, 79
Chọn 1 bunke chứa cát có kích thước như hình trên cho trạm trộn
- Khối lượng đá dùng để sản xuất trong 1h:16,38 tấn/giờ
- Thể tích cần thiết ở bunke chứa đá D10:
(m 3 ) Chọn bunke chứa có kích thước như sau:
= 25,91 (m 3 ) Thời gian dự trữ đá Dmaxmm trong khoảng 1.2 giờ
=> Số bunke chứa là: nc 24, 76
Chọn 1 bunke chứa đá D10 có kích thước như hình trên cho trạm trộn
Vậy ta chọn 2 bunke chứa cát và chứa đá xếp thành 1 hàng.
30 00 d) Tính chọn bunke chứa cốt liệu cho trạm trộn bê tông sx bê tông thương phẩm
Bảng 4.32 Bảng thống kê lượng dùng nguyên vật liệu sản xuất BTTP
Vật liệu Kế hoạch cung cấp
- Khối lượng cát dùng để sản xuất trong 1h:59,4 tấn/giờ
- Thể tích cần thiết ở bunke chứa cát:
Chọn bunke chứa có kích thước như hình vẽ:
=> Số bunke chứa là: nc 91, 03
Chọn 2 bunke chứa cát có kích thước như hình trên cho trạm trộn
- Khối lượng đá dùng để sản xuất trong 1h:115 tấn/giờ
- Thể tích cần thiết ở bunke chứa đá D20:
(m 3 ) Chọn bunke chứa có kích thước như sau:
SVTH: NGUYỄN VĂN SƠN Trang 143
= 54,44 (m 3 ) Thời gian dự trữ đá Dmax mm trong khoảng 1.2 giờ
=> Số bunke chứa là: nc 173,84
Chọn 4 bunke chứa đá D20 có kích thước như hình trên cho trạm trộn e) Máy bơm xi măng khí nén dạng vít tải
Chọn máy bơm khí nén xi măng dạng vít tải HIIB-36-2
Thông số kỹ thuật của máy bơm như sau:
Lưu lượng khí nén: 18 m 3 /ph
4.3.4.1.Tính toán kho chứa thép
Bảng 4.33 Thống kê sản phẩm nhà máy
Sản phẩm sp/năm sp/ngày sp/ca sp/giờ
Thép được đưa về nhà máy dưới dạng cuộn có đường kính nhỏ hơn 10mm và dạng thanh có đường kính từ 10mm trở lên, Từ bảng 4.33 ta có tổng lượng dùng cốt thép thanh và cuộn trong một ngày:,
Bảng 4.34 Thống kê cốt thép cung cấp cho phân xưởng cốt thép
Sản phẩm Loại thép Đơn vị
Lượng cốt thép cần cung cấp theo
1sp Năm Ngày Ca Giờ
Diện tích kho thép xác định theo công thức: c t c t
- Ac, At lần lượt là lượng thép cuộn, thép thanh (kg) dùng trong một ngày
- Z - thời gian dự trữ cốt thép trong kho, Z = 14 ngày
- Pc - mật độ xếp kho của thép cuộn, Pc = 1200 kg/m 2
- Pt - mật độ xép kho của thép thanh, Pt = 4000 kg/m 2
- K – hệ số tính đến diện tích đi lại, K = 2,5
Khẩu độ nhà là B = 12m, chiều dài của khu vực chứa thép là:
Lấy L = 5m tương đương 1 bước cột (mỗi bước cột 5m), Trong đó có chứa 2 loại thép thanh , 1 loại thép cuộn
4.3.4.2.Tính chọn các thiết bị cho phân xưởng :
Tất cả các loại cốt thép trước khi gia công đều phải qua khâu làm sạch các chất gỉ sắt và các loại chất bẩn khác bằng máy tuốt.
Dựa vào yêu cầu năng suất tuốt thép ta chọn 1 máy tuốt có các thông số kỹ thuật sau:
Kích thước biên: DRC = 10509651100mm. Đường kính tang cuộn: 600 mm.
Hình 4 Máy nắn cắt thép
- Máy cắt thép có nhiệm vụ cắt những thanh thép thành những đoạn thép có kích thước chính xác theo yêu cầu, với các loại cốt thép có đường kính
