Đề tài Thiết kế nhà máy sản xuất cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn chế tạo cọc móng li tâm ứng suất trước và kết cấu nhà công nghiệp một tầng, công suất 50000 m3năm

Nhưng cho đến những năm 7080 của thế kỷ 19 bêtông cốt thép mới được sử dụng vào các công trình xây dựng và từ chỉ một thời gian tương đối ngắn, loại vật liệu có nhiều tính ưu việt này đ

MỞ ĐẦU

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

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

ra một chuyển biến cơ bản trong xây dựng Nhưng cho đến những năm 7080 của thế

kỷ 19 bêtông cốt thép mới được sử dụng vào các công trình xây dựng và từ chỉ một thời gian tương đối ngắn, loại vật liệu có nhiều tính ưu việt này đã được phát triển nhanh chóng và chiếm địa vị quan trọng trong các loại vật liệu xây dựng Trong quá trình sử dụng, cùng với sự phát minh ra nhiều loại bêtông và Bêtông cốt thép mới, người ta càng hoàn thiện phương pháp tính toán kết cấu, bê tông cốt thép càng được hoàn thiện và phát huy tính năng ưu việt và hiệu quả sử dụng, do đó càng mở rộng phạm vi sử dụng của loại vật liệu này Đồng thời với việc sử dụng bêtông và Bêtông cốt thép toàn khối, đổ tại chỗ, không bao lâu sau khi xuất hiện bêtông cốt thép , cấu kiện bêtông đúc sẵn ra đời Vào những năm đầu của nửa cuối thế kỷ XIX người ta đã đúc những chiếc cột đèn đầu tiên bằng bêtông với lõi gỗ và những tà vẹt đường sắt bằng bêtông cốt thép xuất hiện lần đầu vào những năm 1877 Những năm cuối thế kỷ XIX, việc sử dụng những cấu kiện bêtông cốt thép đúc sẵn có kết cấu đơn giản như cột, tấm tường bao che, khung cửa sổ, cầu thang… đã tương đối phổ biến Những năm đầu của thế kỷ 20, kết cấu bêtông cốt thép đúc sẵn được sử dụng dưới dạng những kết cấu chịu lực như sàn gác, tấm lát vỉa hè, dầm và tấm lát mặt cầu nhịp bé, ống dẫn nước có đường kính không lớn Những sản phẩm này thường được chế tạo bằng phương pháp thủ công với những mẻ trộn bêtông nhỏ bằng tay hoặc những máy trộn loại bé do đó sản xuất cấu kiện đúc sẵn bằng bêtông cốt thép còn bị hạn chế

Trong mười năm (19301940) việc sản xuất cấu kiện bêtông cốt thép bằng thủ công được thay thế bằng phương pháp cơ giới và việc nghiên cứu thành công dây chuyền công nghệ sản xuất các cấu kiện bêtông cốt thép được áp dụng tạo điều kiện ra đời những nhà máy sản xuất các cấu kiện bêtông cốt thép đúc sẵn Cũng trong mười năm này nhiều loại máy trộn xuất hiện, đồng thời nhiều phương thức đầm chặt bêtông bằng cơ giới như chấn động, cán, cán rung, li tâm hút chân không được sử dụng phổ biến, các phương pháp dưỡng hộ nhiệt, sử dụng các phụ gia rắn nhanh, ximăng rắn nhanh cho phép rút ngắn đáng kể quá trình sản xuất

Trong những năm gần đây, những thành tựu nghiên cứu về lý luận cũng như về phương pháp tính toán bêtông cốt thép càng thúc đẩy ngành công nghiệp sản xuất cấu kiện bêtông cốt thép phát triển và đặc biệt là thành công của việc nghiên cứu bêtông ứng suất trước được áp dụng vào sản xuất cấu kiện là một thành tựu có ý nghĩa to lớn

Nó cho phép sử dụng có hiệu quả bêtông mác cao, cốt thép cường độ cao, tiết kiệm

được bêtông và cốt thép, giảm nhẹ khối lượng, nâng cao khả năng chống nứt của cấu kiện bêtông cốt thép Ngày nay ở các nước phát triển, việc công nghiệp hoá ngành xây dựng, cơ giới hoá thi công với phương pháp thi công lắp ghép, cấu kiện bằng bêtông cốt thép và bêtông ứng suất trước được sử dụng hết sức rộng rãi, đặc biệt trong ngành xây dựng dân dụng và công nghiệp với các loại cấu kiện có hình dáng kích thước và công dụng khác nhau như cột nhà, móng nền, dầm cầu chạy, vì kèo, tấm lợp, tấm tường ở nhiều nước có những nhà máy sản xuất đồng bộ các cấu kiện cho từng loại nhà theo thiết kế định hình

Ngoài ra cấu kiện đúc sẵn bằng bêtông cốt thép cũng được sử dụng ngày càng rộng rãi vào các ngành xây dựng cầu đường, thuỷ lợi, sân bay, các loại cột điện, các dầm cầu nhịp lớn 3040m, cột ống dài, các loại ống dẫn nước không áp và có áp, tấm ghép cho đập nước

Ngày nay với những trang bị kỹ thuật hiện đại có thể cơ giới hoá và tự động hoá nhiều khâu của dây truyền công nghệ trong các cơ sở sản xuất cấu kiện bêtông cốt thép đúc sẵn và do đó càng đáp ứng được nhu cầu to lớn của xây dựng cơ bản

Sau 15 tuần với sự làm việc khẩn trương, nỗ lực hết mình với sự giúp đỡ tận tình của PGS.TS Nguyễn Như Quý tôi đã hoàn thành nhiệm vụ thiết kế được giao với đề

tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn chế tạo cọc móng li

tâm ứng suất trước và kết cấu nhà công nghiệp một tầng, công suất 50000 m3/năm”

Tôi xin chân thành cảm ơn PGS TS Nguyễn Như Quý và các thầy cô trong Bộ môn Công nghệ vật liệu đã tận tình giúp đỡ tôi hoàn thành đồ án này Tôi mong nhận được sự góp ý của các thầy cô giáo và các bạn để đồ án tốt nghiệp được hoàn thiện hơn

Hà nội, ngày 12 tháng 06 năm 2012

Sinh viên thực hiện

Ký tên

Mai Trọng Băng MSSV: 5743.52 Lớp 52VL1

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG

I Địa điểm xây dựng nhà máy

Địa điểm xây dựng nhà máy bê tông thương phẩm và cấu kiện bê tông đúc sẵn cần gắn với thị trường tiêu thụ sản phẩm Thị trường tiêu thụ các sản phẩm này là các khu đô thị, các khu công nghiệp đang được quy hoạch xây dựng trong và ngoài tỉnh cũng như là dân cư sống gần trong vùng đặt nhà máy Địa điểm xây dựng phải phù hợp với các nguyên tắc thiết kế công nghiệp, đảm bảo cho chi phí vận chuyển nguyên vật liệu, vận chuyển sản phẩm đến nơi tiêu thụ thấp Đó là cơ sở để hạ giá thành sản phẩm, tạo sự cạnh tranh lành mạnh Đồng thời địa điểm nhà máy đặt xa các trung tâm

đô thị và các khu dân cư do giá thành đất xây dựng cao làm tăng chi phí đầu tư, giảm hiệu quả kinh tế và tác động đến môi trường sống của dân cư

Sau khi xem xét các địa điểm xây dựng, tìm hiều nhu cầu thực tế xây dựng của các tỉnh, thành phố lân cận, cũng như nguồn cung cấp nguyên vật liệu, hệ thống giao thông vận tải em lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy tại xã Nam Hồng, huyện Nam Trực, tỉnh Nam Định, cạnh quốc lộ 21B và gần sông Hồng Địa điểm xây dựng nhà máy ở đây có những ưu điểm sau:

1, Hệ thống giao thông vận tải:

Nhà máy được đặt ngay bên quốc lộ 21B cách thành phố Nam Định 15Km đi về phía Đông Nam, và gần sông Hồng rất thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên vật liệu, sản phẩm bằng đường thủy nội địa và đường biển Quốc lộ 21B và quốc lộ 10 (đi Thái Bình, Ninh Bình ) những năm gần đây đã được đầu tư nâng cấp, rất thuận lợi cho việc tiêu thụ sản phẩm đi các tỉnh lân cận Hà Nam, Ninh Bình, Thái Bình, Hải Phòng

2, Thị trường tiêu thụ

Thị trường tiêu thụ sản phẩm là các khu công nghiệp trong và ngoài tỉnh : Khu công nghiệp Hòa Xá, Mỹ Trung, Thành An, Bảo Minh, Hồng Tiến, Nghĩa An, Thịnh Long và các khu đô thị trong và ngoài tỉnh, các tỉnh lân cận như Ninh Bình, Hà Nam, Thái Bình

3, Nguồn cung cấp nguyên vật liệu:

- Đá: được vận chuyển từ các mỏ đá vôi trong tỉnh, ngoài tỉnh (Ninh Bình, Hà Nam ) bằng đường thủy về bến bãi, sau đó được ô tô chuyển về nhà máy với khoảng cách gần

- Cát: cát vàng sông Lô được vận chuyển về bến bãi bằng đường thủy, sau đó được chuyển về nhà máy bằng ô tô với khoảng cách gần

- Ximăng: sử dụng xi măng PC40 và PCB30 Bút Sơn, được vận chuyển về nhà máy bằng ô tô sitec với khoảng cách vận chuyển khoảng 60Km

- Thép: thép cường độ cao được nhập khẩu từ Malaixia, Thái Lan, thép thanh, thép cuộn nhập từ nhà máy Pomihoa – Ninh Bình khoảng cách vận chuyển 60Km, thép tấm nhập từ nhà máy gang thép Thái Nguyên

4, Điện nước, nhân lực

- Điện: Nhà máy nằm trong khu công nghiệp Nghĩa An – Nam Trực – Nam Định nên có hệ thống điện lưới cấp quốc gia chạy qua, phụ vụ cho sản xuất ổn định

- Nước: được khai thác từ sông Hồng, qua hệ thống xử lý của nhà máy và được đưa vào sử dụng

- Nhân lực: Nam Định là một tỉnh có dân số đông, có nguồn nhân lực phổng thông dồi dào Có một lực lượng đông đảo cán bộ trí thức tốt nghiệp các trường đại học, cao đẳng, và một lượng lớn nhân lực tốt nghiệp từ trung học phổ thông đến trung cấp sẽ là nguồn cung cấp đủ nhân lực chất lượng cho nhà máy

5, Vệ sinh môi trường:

Địa điểm xây dựng nhà máy cách xa khu dân cư chính, cách quốc lộ 21B khoảng 200m, nằm trong khu công nghiệp Nghĩa An nên ít gây ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt của người dân

II Các loại sản phẩm

1, Cọc tròn li tâm ứng suất trước (công suất 20 000m 3 /năm)

Công nhệ sản xuất cọc móng theo phương pháp li tâm hiện nay là 1 công nghệ rất phổ biến trong các nhà máy sản xuất cấu kiện bê tông, nhờ những ưu điểm của nó so

với các phương pháp truyền thống

Các sản phẩm cọc trong nhà máy được sản xuất theo tiêu chuẩn Nhật Bản (JIS A5335 -1987) và TCVN 7888-2008 Theo tiêu chuẩn TCVN 7888-2008 cọc li tâm ứng lực trước được phân loại như sau:

- Cọc bê tông li tâm ứng lực trước thường (PC) là cọc bê tông li tâm ứng lực trước được sản xuất bằng phương pháp quay li tâm có cấp độ bền chịu nén của bê tông không nhỏ hơn B40

- Cọc bê tông li tâm ứng lực trước cường độ cao (PHC) là cọc bê tông ứng lực trước được sản xuất bằng phương pháp quay li tâm có cấp độ bền chịu nén của bê tông không nhỏ hơn B60

- Cọc PC được phân thành 3 cấp A, B, C theo giá trị mô men uốn nứt và cọc PHC được phân thành 3 cấp A, B, C theo ứng suất hữu hiệu

Bảng 1.1: Thông số cọc tròn li tâm nhà máy sản xuất:

Ký hiệu Mác bê

tông

Đường kính ngoài (mm)

Chiều dầy bê tông (mm)

Chiều dài (mm)

Hình 1.1 : Cọc tròn li tâm PCA-D350 và PCA-D400.

2, Kết cấu nhà công nghiệp một tầng

Kết cấu đúc sẵn của nhà công nghiệp một tầng có nhiều loại: cột (cột một vai, cột hai vai ), dầm (dầm cầu chạy, dầm thường, dầm mái ), tấm palen sàn Trong phạm vi đồ án này em lựa chọn 3 kết cấu : dầm cầu chạy chữ I (ký hiệu DCI), cột một vai (ký hiệu C1V) và cột hai vai (ký hiệu C2V)

- Dầm chữ I: Được thiết kế và thi công theo phương pháp dự ứng lực, theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5575-1991

29 32 31

Ø8A250 30 28a

F = 44KN

4T7

F = 44KN 2T12.7

F = 144KN 28

c h i t i Õt ®Çu d Çm

1UØ1831 2UØ1432

2UØ10 31a

9 9

10 10

 8Ø8(3A) + 8Ø8(2)

 8Ø8(3A) + 8Ø8(2)

Hình 1.2 : Dầm cầu chạy DCI

Thông số dầm: Mác bê tông: M40

Kích thước bao: LxBxH = 6000x350x800 mm Thể tích bê tông của một cấu kiện là V = 1.21 m3/cấu kiện

- Cột một vai:

600 400

11250

1000 2000

Thông số cột: Bê tông sử dụng mác M25; V2 = 3.736 m3/cấu kiện

Bảng1.2: Thống kê sản phẩm của nhà máy sản xuất

Tên sản phẩm Ký hiệu Công suất

(m3/năm) Mác bê tông

Thể tích của một sản phẩm (m3) Cọc li tâm ứng

suất trước

PCA-D400 PCA-D350

12 000

8 000

M50 M50

1.4476 0.873

Kết cấu nhà

công nghiệp

một tầng

DCI C1V C2V

14 000

8 000

8 000

M40 M25 M25

1.21 2.532 3.736

III Yêu cầu đối với nguyên vật liệu sản xuất

1, Xi măng:

Xi măng được sử dụng là các loại xi măng poóclăng PC40 Bút Sơn và xi măng

poóclăng hỗn hợp PCB30 Bút Sơn thoả mãn tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2682 : 2009

Bảng 1.3:Các chỉ tiêu chất luợng của xi măng pooclăng theo TCVN 2682:2009

2 Thời gian đông kết (min)

- Bắt đầu, không nhỏ hơn

- Kết thúc, không nhỏ hơn

45

375

3 Độ nghiền mịn xác định theo

- Phần còn lại trên sàng kích thước lỗ 0.09mm,(%) không lớn hơn

- Bề mặt riêng , phương pháp Blanie (cm2/g), không nhỏ hơn

5 Hàm lượng anhydric sunphuric (SO 3 ), % không lớn hơn 3.5

6 Hàm lượng magie oxit (MgO), % không lớn hơn 5.0

7 Hàm luợng mất khi nung (MKN), % không lớn hơn 3.0

8 Hàm luợng cặn không tan % không lớn hơn 1.5

9 Hàm lượng kiềm quy đổi (1) Na 2 O (2) % không lớn hơn 0.6

Chú thích:

(1) Quy định đối với xi măng pooc lăng khi sử dụng với cốt liệu có khả năng

xảy ra phản ứng kiềm silic

(2) Hàm lượng kiềm quy đổi Na 2 O qđ = % Na 2 O + 0.658% K 2 O

2, Cốt liệu cho hỗn hợp bê tông

Cốt liệu cho hỗn hợp bê tông phải thỏa mãn tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 750-2006

a, Cốt liệu nhỏ: Nhà máy sử dụng cát vàng sông Lô, thuộc loại cát thô Theo TCVN 750-2006 cần phải thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật sau:

- Mô đun độ lớn trong khoảng 2 đến 3.3 ( cát thô)

- Thành phần hạt của cát biểu thị qua lượng sót tích lũy trên sàng, quy định trong bảng sau:

Hàm lượng bùn, bụi, sét

Không được có 1.5

0.25

3

0.5

10 Hàm lượng tạp chất hữu cơ trong cát khi xác định theo phương pháp so màu, không được thẫm hơn màu chuẩn

- Hàm lượng Clorua trong cát, tính theo ion Cl- tan trong axit qui định như sau: + Bê tông dùng trong các kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước hàm lượng ion

- Hàm lượng bùn, bụi, sét trong đá tùy theo mác bê tông:

+ Mác bê tông lớn hơn M40, lượng bùn, bụi, sét không lớn hơn 1% khối lượng + Mác bê tông từ M20 đến M40, hàm lượng bùn, bụi, sét không lớn hơn 2% khối lượng

+ Mác bê tông nhỏ hơn M20, lượng bùn, bụi, sét không lớn hơn 3% khối lượng

- Đá phải có cường độc thử trên mẫu nguyên khai hoặc độ nén dập trong xi lanh lớn hơn 2 lần cường độ bê tông khi dùng đá gốc phún xuất, biến chất; lớn hơn 1.5 lần cường độ bê tông khi dùng đá gốc trầm tích

- Độ hao mòn khi va đập của đá thí nghiệm trên máy mài mòn va đập Los Angeles không lớn hơn 50% khối lượng

- Hàm lượng hạt thoi dẹt trong đá không vượt quá 15% với bê tông mác trên M40

và không vượt quá 35% đối với bê tông mác nhỏ hơn M40

- Hàm lượng ion Cl- tan trong axit trong đá, không vượt quá 0.01%

3, Nước nhào trộn hỗn hợp bê tông

Để chế tạo hổn hợp bê tông phải sử dụng loại nước sạch được sử dụng trong sinh hoạt, không nên sử dụng các loại nước ao, hồ, cống rãnh, các loại nước công nghiệp Nước không được chứa các loại muối, axít, các chất hữu cơ cao hơn lượng cho phép

cụ thể: Tổng số các loại muối có trong nước không lớn hơn 5000 mg/l Trong đó các loại muối sunfats không lớn hơn 2700 mg/l, lượng ngậm axit pH >4 Để đảm bảo chất lượng như trên nhà máy phải có trạm bơm lọc và bể chứa riêng được sự kiểm tra của phòng thí nghiệm

4, Phụ gia

Nhà máy sử dụng phụ gia tăng dẻo, hay siêu dẻo Sika R4 (theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất phụ gia)

IV Thiết kế thành phần cấp phối bê tông

Sử dụng phương pháp tính toán kết hợp thực nghiệm và tính toán sơ bộ theo thể tích tuyệt đối Một trong những phương pháp xác định cấp phối bê tông xi măng từ cốt liệu đặc chắc phổ biến nhất là phương pháp tính toán kết hợp thực nghiệm của B.G.Skramtaev, trong đó lượng dùng vật liệu ban đầu được tính theo thể tích tuyệt đối

 Các thông số ban đầu

+ Xi măng: PC40 có khối lượng riêng: x = 3.14 g/cm3, khối lượng thể tích: x = 1.4 g/cm3 ; cường độ thực tế Rx = 48 KN/cm2

PCB30 có khối lượng riêng: x = 3.1 g/cm3, khối lượng thể tích: x = 1.3 g/cm3 ; cường độ thực tế Rx = 34 KN/cm2

+ Đá dăm: Dmax = 20 cm; khối lượng thể tích 0 đ = 1.45 g/cm3; khối lượng riêng

Trong đó : R28: Cường độ bê tông ở tuổi 28 ngày , R28= 55.24

A: Hệ số phẩm chất của cốt liệu ( Cốt liệu có phẩm chất trung bình nên chọn A = 0.6 )

Rx : Cường độ xi măng ở tuổi 28 ngày Rx = 48

N =2.418185 = 448 (kg) Với lượng dùng phụ gia 0.8l/100 kg xi măng  PG = 3.6 (l)

- Xác định lượng dùng đá:

Đ=

d đ

1000

1 + γ

k

ρ

d

Trong đó : 0 đ : Khối lượng thể tích 0 đ = 1.45 g/cm3

đ : Khối lượng riêng đ = 2.7 g/cm3

rđ: độ rỗng đá rđ = 1-

đ 0 d

γ

ρ

=1-1.45

= 0.46 2.7

448+185 = 3283.14 Nội suy kd

Mức ngậm cát C = 615 = 0.342

Vậy cấp phối chuẩn X : C : Đ : N : PG = 448 : 615 : 1184 : 185 : 3,6

- Cấp phối ở điều kiện tự nhiên :

Với độ ẩm của cát Wc = 2%, độ ẩm của đá Wđ = 1%

 Lượng cát cần dùng : Cc = C( 1+Wc ) = 615 ( 1+ 0,02 )= 627 (kg)

 Lượng đá cần dùng: Đc = Đ( 1+Wđ) = 1184  ( 1+ 0,01) = 1196(kg)

Lượng nước chứa trong cát ẩm Nc = 627 - 615= 12 (kg)

Lượng nước chứa trong đá ẩm Nđ = 1196 - 1184 =12 (kg)

+ Xác định lượng dùng nước: Với đá dăm Dmax = 20mm, SN=8cm, Mcdl=2.75

Tra bảng 5.2 trang 17 “Chỉ dẫn kỹ thuật chọn thành phần bê tông các loại NXB Xây

Trong đó : R28: Cường độ bê tông ở tuổi 28 ngày , R28= 41.3

A: Hệ số phẩm chất của cốt liệu ( Cốt liệu có phẩm chất trung bình nên chọn A = 0.6 )

Rx : Cường độ xi măng ở tuổi 28 ngày Rx = 48

N =1.934195 = 377 (kg) Với lượng dùng phụ gia 0.8l/100 kg xi măng  PG= 3 (l)

+ Xác định lượng dùng đá:

Đ=

d đ

1000

1 + γ

k

ρ

d

Trong đó : 0 đ : Khối lượng thể tích 0 đ = 1.45 g/cm3

đ : Khối lượng riêng đ = 2.7 g/cm3

rđ: độ rỗng đá rđ = 1-

đ 0 d

γ

ρ

=1-1.45

= 0.46 2.7

377+195 = 3153.14 Nội suy kd

Vậy cấp phối chuẩn X : C : Đ : N : PG = 377 : 643 : 1193 : 195 : 3

+ Cấp phối ở điều kiện tự nhiên :

Với độ ẩm của cát Wc = 2%, độ ẩm của đá Wđ = 1%

 Lượng cát cần dùng : Cc = C( 1+Wc ) = 643 ( 1+ 0,02 ) = 656 (kg)

 Lượng đá cần dùng: Đc = Đ( 1+Wđ) = 1193  ( 1+ 0,01) = 1205(kg)

Lượng nước chứa trong cát ẩm Nc = 656 - 643= 13 (kg)

Lượng nước chứa trong đá ẩm Nđ = 1205 - 1193 =12 (kg)

 Lượng nước Nyc = 195(l)

+ Xác định lượng dùng xi măng:

Mác bê tông M25 với hệ số biến động S=0.135 :

Rc = R(1-kS) Trong đó : Rc _là cấp bê tông

Trong đó : R28: Cường độ bê tông ở tuổi 28 ngày , R28= 25.82

A: Hệ số phẩm chất của cốt liệu ( Cốt liệu có phẩm chất trung bình nên chọn A = 0.6 )

Rx : Cường độ xi măng ở tuổi 28 ngày Rx = 34

1000

1 +

d

Trong đó : 0 đ : Khối lượng thể tích 0 đ = 1.45 g/cm3

đ : Khối lượng riêng đ = 2.7 g/cm3

rđ: độ rỗng đá rđ = 1-

đ 0 d

γ

ρ

=1-1.45

= 0.46 2.7

344+195 = 3063.1 Nội suy kd

Đ = 1000 = 1123

0.46×1.46 1

+1.45 2.7

Vậy cấp phối chuẩn X : C : Đ : N = 344 : 739 : 1123 : 195

+ Cấp phối ở điều kiện tự nhiên :

Với độ ẩm của cát Wc = 2%, độ ẩm của đá Wđ = 1%

 Lượng cát cần dùng : Cc = C( 1+Wc ) = 739 ( 1+ 0,02 ) = 754 (kg)

 Lượng đá cần dùng: Đc = Đ( 1+Wđ) = 1123  ( 1+ 0,01) = 1134(kg)

Lượng nước chứa trong cát ẩm Nc = 754 - 739= 15 (kg)

Lượng nước chứa trong đá ẩm Nđ = 1134 - 1123 =11 (kg)

Vật liệu cho 1m3 bê tông

Loại sản phẩm SN

cm

Mác bê tông

Vật liệu cho 1m3 bê tông

IV Quỹ thời gian làm việc của nhà máy

- Số ngày trong năm: 365 ngày

- Ngày nghỉ :

+ Chủ nhật: 52 ngày

+ Lễ, tết : 12 ngày

+ Sửa chữa bảo dưỡng : 15 ngày

- Tổng số ngày nghỉ trong năm là: (52 + 12 + 15) = 79 ngày

- Số ngày làm việc trong năm là: (365 – 79) = 286 ngày

- Số ca làm việc trong ngày là: 2 ca

- Số giờ làm việc trong 1 ca là: 8 giờ

Bảng 1.9: Kế hoạch sản xuất của nhà máy trong một năm:

Loại sản phẩm

Mác

bê tông

Thể tích của một sản phẩm

Bảng 1.10: Kế hoạch sản xuất của nhà máy theo thời gian:

Bảng 1.12: Cung ứng nguyên vật liệu theo thời gian (chưa kể đến hao hụt):

Gia c«ng c¬ khÝ Gia c«ng cèt thÐp

Khu«n Tæ hî p khung cèt thÐp M¸ y trén HHBT

VÖ sinh, lau dÇu § Æ t cèt thÐp vµo khu«n

R¶i HHBT (cäc) VËn chuyÓn

VÖ sinh, lau dÇu

VÖ sinh, lau dÇu

Sơ đồ dây chuyền công nghệ của toàn nhà máy

CHƯƠNG II: CễNG NGHỆ I.Thiết kế kho chứa vật liệu

1, Sơ đồ cụng nghệ vận chuyển, dỡ tải và bảo quản nguyờn liệu

Má y trộn HHBT

trộn c- ỡ ng bức

Má y trộn HHBT trộn c- ỡ ng bức

Dỡ tải bằng bơm khí nén đặ t trên ô tô

Kho xilô xi mă ng

đặ t tạ i trạ m trộn

Dỡ tải vít xoắn

Đ ịnh l- ợ ng (1%)

Lọc bụi tay á o (0,1%) Không khí sạ ch

Bảng 2.1: Kế hoạch cung ứng nguyờn vật liệu cho nhà mỏy (cú kể đến hao hụt

được ghi trờn sơ đồ cụng nghệ)

Cát 37340.40 25230.00 130.56 88.22 65.28 44.11 8.16 5.51

Đá 65130.20 44917.38 227.73 157.05 113.86 78.53 14.23 9.82

2, Thiết kế kho cốt liệu

Cốt liệu cần được dự trữ một số ngày nhất định để đảm bảo cho xí nghiệp làm việc liên tục trong cả những điều kiện bất khả kháng như mưa bão, lũ lụt làm cho việc cung cấp cốt liệu bị gián đoạn Kho cốt liệu bao gồm nhiều loại kho

* Kho bãi: là loại kho đơn giản, rẻ tiền, người dùng thường dùng loại kho bãi

trong điều kiện cơ giới hoá chưa cao, nặng về lao động thủ công

* Kho cầu cạn và hành lang ngầm: Loại kho này có sức chứa lớn hơn, có khả năng

cơ giới hoá cao hơn kho bãi Tuy vậy, loại kho này dễ bị ngập lụt khi có mưa lớn

* Kho bunke để hở: Vật liệu để trong kho này chất lượng đảm bảo tốt hơn, trình

độ cơ giới hoá cao, tuy vậy loại này vốn đầu tư lớn

* Kho bunke có mái che: Loại kho này vật liệu đảm bảo 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 Trong đồ án này, do công suất thiết kế trung bình nên yêu cầu chi phí đầu tư, vận hành thấp, bảo quản cốt liệu tốt Do đó em lựa chọn kho cốt liệu là loại kho bãi có mái che

- Thể tích kho đá:

Vđ = d

d o





Qđ: Lượng đá sử dụng trong một ngày (T)

z: số ngày dự trữ đá, lấy z = 5 ngày

k: hệ số chứa đầy vật liệu, lấy k = 0.85

- Tính lượng xe ô tô vận chuyển:

Cốt liệu được chuyển về bến bãi bằng tàu thuyền, sau đó được đưa về nhà máy bằng ô tô với khoảng cách vận chuyển là 5Km

Chọn ô tô vận chuyển có trọng tải 15T (10m3); động cơ D6AC-340 mã lực, 6 số tiến, 1 số lùi

+ Xe vận chuyển đá: Khối lượng đá dùng trong một ngày là 157 m3

=> Số chuyến cần vận chuyển trong một ngày là : 157

10 =16 (chuyến/ngày)

Ô tô đi với tốc độ trung bình là 30Km/h

Chu kỳ chuyển động của xe là:

T1 = 5 2 0.33

30   (giờ) = 20 (phút) là thời gian ô tô di chuyển trên đường T2 = 0.25 giờ = 15 phút là thời gian bốc dỡ đá và giao nhận

=> T = T1 + T2 = 0.33 + 0.25 = 0.58 (giờ) = 35 (phút)

Ô tô tải chỉ làm việc trong giờ hành chính 8h/ngày Vậy số chuyến mà một ô tô có khả năng vận chuyển trong ngày là :

=> Số chuyến cần vận chuyển trong một ngày là : 89

10= 9 (chuyến/ngày)

Ô tô đi với tốc độ trung bình là 30Km/h

Chu kỳ chuyển động của xe là:

3, Thiết kế kho xi măng

a) Phân tích lựa chọn loại kho xi măng

Xi măng thường được bảo quản trong các loại kho sau:

* Kho thủ công: Dùng để dự trữ xi măng ở dạng đóng bao, thông thường kho này

bố ở ngay tầng một để thuận tiện cho việc bốc dỡ và sử dụng Nền và tường phải được chống thấm tốt

* Kho cơ giới: Kho ximăng cơ giới hoá bao gồm hai dạng đó là kho bunke và kho

xi lô

- Kho bun ke: Loại kho này có dung tích từ 250 1000 tấn, thường dùng xây dựng các nhà máy có công suất nhỏ Loại kho này gồm hàng loạt bunke tiết diện hình chữ nhật, hình vuông, hình tròn Mỗi cái đều có đáy dỡ tải Loại này có nhược điểm là

hệ số sử dung diện tích không cao, mức độ cơ giới hoá và tự động hoá thấp

- Kho xilô: Hiện nay để bảo quản xi măng trong các nhà máy thường dùng kho xi

lô Các loại kho này thường được thiết kế định hình, kho được làm bằng thép hoặc bằng bê tông cốt thép có tiết diện tròn hoặc vuông, đường kính từ 1.5 5 m Xi lô bằng thép có đường kính từ 3 10 m, dung tích 100 150 (tấn/cái) Nếu dỡ tải bằng phương pháp rơi tự do thì góc nghiêng của phễu đạt 600 650

so với phương nằm ngang Nếu dỡ tải bằng thiết bị làm thoáng sơ bộ thì góc nghiêng là 11130

so với mặt nằm ngang Bề mặt xi lô phải nhẵn không có các vòng hay lồi lõm để tạo khối ụ ảnh hưởng đến việc tháo xi măng Thành phải kín tránh không khí và hơi nuớc lọt vào trong xi lô

Với điều kiện sản xuất của nhà máy em chọn kiểu kho xi lô với ưu điểm là khả năng dự trữ lớn, khả năng cơ giới hóa cao và đảm bảo chất lượng xi măng khi bảo quản Kết cấu kho được chế tạo bằng thép, được bố trí trên cao, cùng với trạm trộn để khi tháo xi măng có thể dùng vít tải vận chuyển lên máy trộn để định lượng

b, Thiết kế kho xi măng

Xi măng chở về nhà máy bằng ô tô sitec, sử dụng hệ thống khí nén đặt trên ô tô

để dỡ tải xi măng đồng thời bơm lên kho xi lô Khi sử dụng, xi măng được dỡ tải từ đáy xilô và được vít tải chuyển lên trạm trộn

- Tính kích thước kho xi lô:

+Thể tích xi măng cần dùng trong một ngày:

Trong đó: Vkho là thể tích kho xilô

V là thể tích ximăng cần dùng trong một ngày

Vậy góc nghiêng phù hợp để tháo liệu

Thể tích phần chop cụt đáy của xi lô là :

 (m2) Trong đó: ε - là hệ số làm đầy, ε = 0.85 ÷ 0.9

c – là hệ số kể đến độ nghiêng đường vận chuyển (α >20o), c = 0.55 => F = 0.85

2

4

D

0.55 = 0.367D2

60

s n

(m/s) Trong đó: s – là bước vít, s = 0.8D

n – là số vòng quay (vòng / phút)

Tốc độc quay tối đa của trục vít: nmax = 30

D (vòng / phút) => v =

30 0.8 D 60

D

 

= 0.4 D (m/s) Vậy: Q = 36000 367D2 0.4 D 1.4 ≈ 739.87D5/2 (tấn/giờ)

Công suất tiêu thụ xi măng PC40 lớn nhất: 1,8 tấn / giờ nên ta chọn đường kính vít tải theo công suất này:

=> D =

2 5

1.8 739.87

  =0.09 (m)

Vậy ta chọn D = 125mm và chọn 3 vít tải phục vụ cho 3 xilô

- Lựa chọn thiết bị lọc bụi cho kho xi măng: Sử dụng lọc bụi tay áo có một số đặc tính kỹ thuật:

- Tính chọn xe sitec vận chuyển xi măng:

Vận chuyển xi măng trong khoảng cách dưới 100 km Ta sử dụng xe có tải trọng

864 tấn Ô tô chở xi măng là ô tô sitéc có vỏ hình trụ và hai đáy hình cầu Trục của sitéc được đặt nghiêng theo hướng dỡ tải xi măng được nạp vào sitéc qua cửa kín và lấy ra nhờ thiết bị khí nén đặt trên xe vận chuyển xi măng và làm việc nhờ động cơ của ô tô

Chọn xe chở xi măng có các thông số xe như sau:

+ Ký hiệu : THT9407GFL

+ Dung tích hữu ích : 58 (m3

) + Cự ly dỡ tải: ngang 50 (m), cao 25 (m)

+ Tốc chuyển động khi có tải là: 50 (km/h)

+ Năng suất hút của máy: 10 (m3

/h) + Năng suất dỡ: 0.51 (tấn/ph)

+ Góc nghiêng của thùng chứa: 6.50

T2 thời gian tiếp nhận cốt liệu: 3.2 (giờ)

T3 thời gian dỡ tải: 2 (giờ)

Vậy T= 2.4 + 3.2 + 2 = 7.6 giờ

=>1 ngày 1 xe chạy được 1 chuyến được 58 (m3)

Lượng tiêu thụ xi măng của nhà máy trong một ngày đối với PC40 là 38.11 m3/ngày, với xi măng PCB30 là 15.86 m3/ngày

Vậy cứ 3 ngày thì cung cấp 1 xe ximăng PCB30 vì 15.86 3 0.82

II Thiết kế phân xưởng trộn

1, Kế hoạch sản xuất hỗn hợp bê tông

Bảng 2.2 Kế hoạch sản xuất hỗn hợp bê tông chưa kể đến hao hụt

2, Lựa chọn phương án thiết kế

Các trạm trộn thường được bố trí theo sơ đồ một bậc hoặc hai bậc

- Trạm trộn bê tông theo sơ đồ một bậc: Các thiết bị được đặt trong nhà kín, vật liệu ban đầu chỉ nâng lên bunke trung gian có một lần Các bunke trung gian này được đặt ở tầng hai của trạm trộn Từ đó vật liệu chuyển động xuống dưới nhờ trọng lực Theo sơ đồ này thiết bị được bố trí gọn và cho phép cơ giới hoá trong toàn bộ quá trình sản xuất Nhưng độ cao của nhà lớn 20  30 (m) Trạm trộn xây dựng theo sơ đồ

một bậc hoàn thiện hơn, chiếm ít diện tích xây dựng, đảm bảo năng xuất, nhưng chi phí xây dựng lắp đặt ban đầu lớn

- Trạm trộn bố trí theo sơ đồ hai bậc: Trạm trộn loại này thường bố trí các thiết bị thành từng nhóm Nhóm một bao gồm: bunke trung gian, cân, bunke trung gian chứa vật liệu đã cân (xe skíp) Nhóm hai bao gồm: máy trộn, cân nước, thiết bị định lượng

xi măng và bunke phân phối hỗn hợp bê tông Trong sơ đồ trạm trộn hai bậc, vật liệu được đưa lên hai lần: lần thứ nhất vật liệu ( cát + đá) được nâng lên bunke trung gian Lần hai sau khi vật liệu được định lượng xả xuống xe skíp nâng lên máy trộn bê tông Trạm trộn bố trí theo sơ đồ này thì có ưu điểm đó là: vốn đầu tư ban đầu không cao, chi phí vận chuyển cho việc tháo lắp và di dời là không đáng kể, tương đối gọn nhẹ và năng suất cao Nhưng có nhược điểm là: chiếm nhiều diện tích xây dựng và khó khăng trong việc bố trí nhiều máy trộn

Qua việc phân tích ở trên, trong đồ án này em lựa chọn trạm trộn theo sơ đồ hai bậc do công suất thiết kế của nhà máy ở mức trung bình

Phô gia

§ Þnh l- î ng

Hình 2.4: Sơ đồ công nghệ trạm trộn hỗ hợp bê tông hai bậc

Cốt liệu (đá dăm, cát vàng) được vận chuyển từ kho lên bunke trung gian bằng máy xúc, ủi bánh lốp Từ bunke trung gian cốt liệu được xả xuống thiết bị định lượng

tự động đặt dưới xe Skip theo nguyên tắc cộng dồn Sau đó cốt liệu được vận chuyển lên cối trộn nhờ xe Skip và xả vào cối trộn Nước sau khi được xử lý tại trạm xử lý

nước của nhà máy được bơm đến bể chứa đặt dưới chân trạm trộn, từ đây nước lại được bơm lên thiết bị định lượng đặt trên cối trộn Phụ gia được mua về dưới dạng lỏng, chứa trong các thùng phi, khi sử dụng phụ gia sẽ được bơm lên thiết bị định lượng đặt trên cối trộn Xi măng được chứa trong các xilô chứa đặt cạnh trạm trộn, và được vít tải đưa lên thiết bị định lượng trên cối trộn, sau đó được định lượng và xả vào cối trộn Sau khi trộn xong, hỗ hợp bê tông sẽ được xả vào bunke phân phối, từ đây phân phối hỗn hợp bê tông cho các phân xưởng tạo hình

3, Tính chọn máy trộn hỗn hợp bê tông

Chọn loại máy trộn cưỡng bức theo chu kỳ có cánh trộn chuyển động hành tinh Nồi trộn được thiết kế khối trụ vành thấp, các cần cào, cánh trộn, tay trộn được dẫn động để trộn giúp cho kết quả đạt độ đồng nhất nhanh và tốt, xả liệu nhờ cơ cấu thủy lực

Tra bảng 4.26 trang 277 “Sổ tay máy xây dựng”_NXB Khoa học và kỹ thuật , em chọn máy có ký hiệu SM1125/750

Tnl : thời gian nạp liệu Tnl = 20 giây

Ttr : thời gian trộn Ttr = 60 giây

Ttl : thời gian tháo liệu Ttl = 30 giây

a, Bunke trung gian chứa đá:

Bunke có thể dự trữ đá trong 2 giờ: Vđá = 9.82  2 = 19.64 (m3)

* Chọn bunke trung gian có kích thước như hình vẽ

Hình 2.5: Hình dạng và kích thước bunke trung gian chứa đá

Vbk=V1+V2

b, Bunke trung gian chứa cát:

Bunke có thể dự trữ cát trong 2 giờ: Vcát = 5.51  2 = 11.02 (m3)

* Chọn bunke trung gian có kích thước như hình vẽ

Hình 2.6: Hình dạng và kích thước bunke trung gian chứa cát

Vbk=V1+V2

c) Chọn bunke trung gian chứa hỗn hợp bê tông đã trộn:

Chọn bunke trung gian có kích thước như hình vẽ:

V2

Hình 2.7: Hình dạng và kích thước bunke chứa hỗn hợp bê tông

Vh = 1.51.1 1 = 1.65 m3

Dựa vào cấp phối bê tông và dung tích trộn của máy (0.75m3) ta chọn thiết bị định lượng như sau:

* Định lượng xi măng:

Ký hiệu: ABAH – 1200

Các đặc trưng kỹ thuật:

+ Khối lượng cân lớn nhất là: 600 (kg)

+ Dải định lượng cân: 100 – 600 (kg)

+ Độ xác định:  1%

+ Giá trị mỗi vạch chia: 0,5

+ Thời gian cân một mẻ: 45 (giây)

+ Khối lượng cân lớn nhất là: 500 (kg)

+ Dải định lượng cân: 50 – 500 (kg)

+ Độ xác định:  1%

+ Giá trị mỗi vạch chia: 1 (kg)

+ Thời gian cân một mẻ: 45 (giây)

+ Trọng lượng: 540 (kg)

+ Nước sản xuất: Nga

* Định lượng phụ gia :

Ký hiệu RAB-1200

Các đặc tính kỹ thuật sau:

+ Khối lượng cân giới hạn: 12 (kg)

+ Dải định lượng cân: 2 – 12 (kg)

+ Độ xác định:  1%

+ Giá trị mỗi vạch chia: 0,05 (kg)

+ Thời gian cân một mẻ: 35 (giây)

- Thời gian nâng của gầu ≤ 5,8giây, thời gian hạ ≤ 3,8 giây

- Kích thước biên LxBxH = 8365x2800x3540 mm

5, Kiểm tra chất lượng khâu chế tạo hỗn hợp bê tông

Người phụ trách trạm trộn thường xuyên kiểm tra các khâu trong dây truyền của trạm: chất lượng các ngăn của bunke cát, đá, lượng vật liệu trong bunke trên trạm trộn Đối với các bunke chứa xi măng thì khi sử dụng xi măng nào thì phải ghi rõ vào

mẻ trộn để theo dõi lượng xi măng trong bunke Hàng ngày ghi chép đầy đủ các số liệu về cấp phối sử dụng xi măng nào, loại cát, đá nào Tuân thủ nghiêm ngặt cấp phối

đã thiết kế, đảm bảo độ đồng nhất của bê tông Thử độ sụt của hỗn hợp bê tông, đúc mẫu, mang số liệu về phòng KCS Kiểm tra các thiết bị định lượng, băng tải, van an toàn và làm sạch lưới lọc của thiết bị lọc bụi định kỳ, nếu có sai lệch phải làm vệ sinh

và chỉnh lại cân Khi vận hành máy trộn phải thường xuyên theo dõi hoạt động của máy trộn Khi bộ phận nào có sự cố hay không hoạt động phải báo ngay cho người

chịu trách nhiệm xử lý Bố trí người làm vệ sinh các thiết bị và mặt bằng trạm trộn sau

mỗi ca làm việc

III Kho thép và phân xưởng thép

1, Nhiệm vụ phân xưởng thép

- Phân xưởng cốt thép là một khâu quan trọng trong công nghệ sản xuất của nhà máy, nhiệm vụ chính của phân xưởng là chế tạo các loại cốt thép theo thiết kế của sản phẩm, cung cấp cho các phân xưởng tạo hình sản phẩm bê tông cốt thép

- Trong dây chuyền chế tạo khung cốt thép người ta thực hiện các thao tác như: nắn thẳng và làm sạch, cắt, uốn, chế tạo các chi tiết chờ

- Cốt thép đưa về nhà máy gồm có thép thanh, thép cuộn, thép sợi dùng để buộc khi tổ hợp khung cốt thép, thép tấm, thép cường độ cao chế tạo các cấu kiện có ứng suất trước

- Thép thanh có đường kính  10 mm có chiều dài 11.7m

- Thép cuộn có đường kính  10 mm, có khối lượng 50200 kg/cuộn

- Thép cường độ cao được đưa về dưới dạng cuộn

- Từ các thanh thép, cuộn thép ta gia công thành các linh kiện Sau đó tổ hợp các linh kiện bằng các thao tác hàn, buộc để được các khung cốt thép Các khung cốt thép này được tập trung lại ở vị trí chờ để đưa sang phân xưởng tạo hình Hoặc các linh kiện cốt thép sau khi đã được chế tạo sẽ được đưa sang phân xưởng tạo hình và tổ hợp với cốt thép dọc ngay trên bệ trong phương pháp bệ dài sản xuất dầm cầuu chạy

2, Bảng thống kê cốt thép cho các loại sản phẩm

Bảng 2.4: Cốt thép cho cọc móng li tâm ứng suất trước: