đồ án tốt nghiệp khoa vật liệu xây dựng
Thiết kế tốt nghiệp nhà máy bêtông
Mở đầu
Thế giới, với những thành tựu nghiên cứu về lý luận cũng nh về phơng pháp tính toán
bêtông và bêtông cốt thép đã thúc đẩy ngành công nghiệp sản xuất cấu kiện bêtông cốt thép
phát triển nhanh chóng và đạt đợc nhiều bớc tiến quan trọng. Đặc biệt là thành công của
việc nghiên cứu bêtông ứng suất trớc đợc áp dụng vào sản xuất cấu kiện có ý nghĩa to lớn
trong ngành xây dựng. Nó cho phép tận dụng bêtông số hiệu cao, cốt thép cờng độ cao, tiết
kiệm đợc bêtông và cốt thép, nhờ đó có thể thu nhỏ kích thớc cấu kiện, giảm nhẹ khối lợng,
nâng cao năng lực chịu tải và khả năng chống nứt của cấu kiện bêtông cốt thép.
Nớc ta, trong tiến trình công nghiệp hoá ngành xây dựng, cơ giới hoá thi công với ph-
ơng pháp thi công lắp ghép, cấu kiện bằng bêtông cốt thép và bêtông ứng suất trớc đợc sử
dụng hết sức rộng rãi vào các ngành xây dựng cầu đờng, thuỷ lợi, sân bay, các loại cột điện,
các dầm cầu nhịp lớn 30
ữ
40m, cột ống dài, các loại ống dẫn nớc không áp và có áp, tấm
ghép cho đập nớc. Các nhà máy bêtông với những trang thiết bị kỹ thuật hiện đại có thể cơ
giới hoá toàn bộ và tự động hoá nhiều khâu của dây chuyền công nghệ và ngày càng đáp ứng
đợc nhu cầu to lớn của ngành xây dựng cơ bản. Những sản phẩm chất lợng cao, giá thành
cạnh tranh đợc sản xuất tại một số công ty tiêu biểu nh: Công ty cổ phần xây dựng và xuất
nhập khẩu VINACONEX XUÂN MAI, Bêtông 620 Châu Thới, Phan Vũ, Tiền Phong, Chèm,
Thịnh Liệt đã xây dựng đợc thơng hiệu và đứng vững trên thị trờng. Cùng với đó bêtông tơi
đã đi vào đời sống xây dựng trong cả nớc từ những năm 90, Các công ty xây dựng lớn nh
Tổng công ty xây dựng số 1, Tổng công ty xây dựng Hà Nội, LICOGIN, VINACONEX và
hàng loạt các công ty nớc ngoài đã đầu t vào trang thiết bị trạm trộn, xe bồn, máy bơm
bêtông phục vụ cho các công trình xây dựng và kinh doanh bêtông thơng phẩm, đáp ứng nhu
cầu cung cấp khối lợng lớn bêtông chất lợng cao cho cả ngày và đêm.
Trong giai đoạn kết thúc quá trình học tập và bồi dỡng tại trờng Đại học Xây Dựng
chúng em đợc giao đồ án Thiết kế nhà máy bêtông chế tạo một số cấu kiện nhà dân dụng
công suất 50.000 m
3

ớc nh Hải Phòng, Thái Nguyên và nó cũng gần sông Hồng nên thuận lợi cho việc vận
chuyển bằng đờng thuỷ, tạo ra u thế lớn về giao thông, tạo điều kiện thuận lợi phát
triển kinh tế cho huyện Gia Lâm.
I.2. Nguồn cung cấp nguyên vật liệu:
Địa điểm nhà máy nằm ở huyện Gia Lâm, phía đông thành phố Hà Nội, là nơi
thuận tiện cho giao thông vận tải bằng cả 3 tuyến giao thông là đờng bộ, đờng sắt, đ-
ờng thuỷ. Do vậy rất thuận tiện cho việc cung cấp nguyên vật liệu từ nơi khác đến nhà
máy. Các nguồn nguyên vật liệu chính đợc cung cấp về nhà máy bằng 1 hay cả 3 tuyến
đờng.
1. Đá dăm: khai thác từ mỏ đá ở Kiện Khê-Hà Nam, cách 60 km và đợc vận
chuyển bằng ôtô.
2. Cát: Nguồn cung cấp đợc khai thác từ sông Hồng và sau đó dùng ôtô đa về
nhà máy. Khoảng cách vận chuyển 10 km.
3. Xi măng: dùng ximăng Hoàng Thạch - Hải Dơng đợc vận chuyển về nhà
máy bằng xe ôtô stéc chuyên dụng. Khoảng cách vận chuyển 60 km.
4. Thép: Thép dùng trong nhà máy có 2 loại là: thép thờng và thép DƯL.
Svth: TRầN HUY DUY GVhd :ts. Nguyễn thiện ruệ
2
đồ án tốt nghiệp khoa vật liệu xây dựng
+ Thép thờng đợc mua ở trong nớc nh thép Thái Nguyên, thép Hải Phòng,
thép Việt ý, đờng kính từ:

5-

36.
+ Thép DƯL nhập khẩu từ Malaysia, Thái Lan. Đợc mua từ cảng Hải Phòng,
đờng kính

5,


3
đồ án tốt nghiệp khoa vật liệu xây dựng
lợi. Các yếu tố trên rất phù hợp với nguyên tắc thiết kế dây chuyền công nghệ. Vậy ta
chọn địa điểm xây dựng tại Sài Đồng-Gia Lâm-Hà Nội.
II. Các loại sản phẩm mà nhà máy sản xuất.
1. Panel sàn rỗng ( lỗ rỗng tiết diện tròn ) . Công suất 15.000 m
3
/năm.
Để tạo hình sản phẩm panel sàn rỗng lỗ rỗng tiết diện tròn ta sử dụng phơng
pháp tổ hợp .
Các sản phẩm có kích thớc là LxBxH nh sau:
LxBxH = 2980x1590x220 mm, công suất 5.000 m
3
/năm.
LxBxH = 5860x1190 x220, công suất 5.000 m
3
/năm.
LxBxH = 6260x990 x220, công suất 5.000 m
3
/năm.
2.Cọc móng tiết diện vuông, công suất 18.000 m
3
/năm.
L=8 m, 400x400 mm, có mũi công suất 6.000 m
3
/năm.
L=8 m, 400x400 mm, không có mũi công suất 6.000 m
3
/năm.
L=6 m, 400x400 mm, có mũi công suất 6.000 m

panel sàn rỗng 6 lỗ tròn : pn6
1
1
mặt cắt 1-1
mặt cắt 3-3
3
3
panel sàn rỗng 5 lỗ tròn : pn5
Svth: TRầN HUY DUY GVhd :ts. Nguyễn thiện ruệ
6
đồ án tốt nghiệp khoa vật liệu xây dựng
panel sàn rỗng 8 lỗ tròn : pn8
2
2
mặt cắt 2-2
Svth: TRầN HUY DUY GVhd :ts. Nguyễn thiện ruệ
7
đồ án tốt nghiệp khoa vật liệu xây dựng
Chơng 2: nguyên vật liệu dùng để sản xuất.
1. Yêu cầu đối với các loại hỗn hợp bêtông.
a. Mác bêtông.
Đối với sản phẩm panel sàn rỗng : mác bêtông 300.
Đối với sản phẩm cọc móng tiết diện vuông : mác bêtông 350.
Đối với bêtông thơng phẩm : mác bêtông 200, 300, 400.
b. Tính công tác, D
max
cốt liệu.
Đối với sản phẩm panel sàn rỗng : Bêtông yêu cầu có SN = 8 cm,
D
max

8.
Svth: TRầN HUY DUY GVhd :ts. Nguyễn thiện ruệ
8
đồ án tốt nghiệp khoa vật liệu xây dựng
Khối lợng riêng: 2,7 g/cm
3
.
Khối lợng thể tích: 1450 kG/m
3
.
Hàm lợng bùn sét: 0.78%.
Độ nén dập (%): N
d
= 8.
Cỡ hạt lớn nhất: D
max
= 20 mm.
Đá dăm yêu cầu phải có đờng tích luỹ cấp hạt không vợt ra ngoài miền giới hạn đợc
xác định theo quy phạm. Theo quy phạm hàm lợng từng cấp hạt cốt liệu lớn nằm trong
phạm vi sau:
Bảng 2:
Kích thớc hốc sàng D
min
2
DD
minmax
+
D
max
1,25D

Max
d
Max
1,25d+
2
9
đồ án tốt nghiệp khoa vật liệu xây dựng
bụi sét. Các hợp chất lu huỳnh gây tác dụng xâm thực hoá học đối với ximăng, nên
hàm lợng của nó trong cát tính quy ra SO
3
không đợc vợt quá 1%. Bụi sét là những hạt
bé hơn 0,2 mm quy định không quá 5%.
Độ ẩm của cát là mức độ ngậm nớc của cát, đặc tính của cát là thể tích thay đổi theo
độ ẩm, thể tích lớn nhất khi có độ ẩm khoảng 4 ữ7%.
Tính chất của nguyên liệu cát:
Khối lợng riêng: 2,65 g/cm
3
.
Khối lợng thể tích: 1,5 g/cm
3
.
Độ rỗng: 43,59%.
Môđul độ lớn: M = 2.
Thành phần hạt của cốt liệu nhỏ đảm bảo nằm trong vùng quy phạm, quy phạm này
áp dụng cho cát chế tạo bêtông nặng, đây cũng là loại bêtông nhà máy của chúng ta
sản xuất nên ta có thể áp dụng quy phạm này. Sau đây là bảng quy phạm của cát mà
loại cát nhà máy nhập về phải nằm trong vùng quy phạm này.
Bảng 3:
Kích thớc mắt
sàng(mm)

100
0
0,3
0,6
1,2
2,5
5,0
11
đồ án tốt nghiệp khoa vật liệu xây dựng
Thông số kỹ thuật
Thành phần chính
Màu sắc
Tỷ trọng
Độ PH
Tỷ lệ lợng dùng
Cho phép giảm nớc tới
Chứa ion Clo
Đóng gói
Chỉ tiêu
Naphtalene formaldehyde sulphonate
Nâu sẫm
1,15 1,2 g/cm
3
8 9
0,7 1,4 lít cho 100kg ximăng
18 25% lợng nớc nhào trộn
Không
5,20,100 lít/ thing
*
1


5,0
R.A
R
N
X
x
28
+=
.
Trong đó:
R
28
- là cờng độ bêtông ở tuổi 28 ngày, ở đây R
28
= 350.
R
x
- là mác xi măng, R
x
= 400.
A- là hệ số phụ thuộc vào phẩm chất của cốt liệu, với cốt liệu trung bình
thì A = 0,6.

5,0
4006,0
350
+
ì
=

ì
dd
Vd
Kr

Trong đó:

vđ
- Khối lợng thể tích đổ đống của đá
vđ
= 1,45 g/cm
3
.
r
đ
- Độ rỗng của cốt liệu lớn.

đ
- Khối lợng riêng của đá
d
= 2,7 g/cm
3
.

r
đ
= 1 -
d
vd


bêtông.
Đ- Lợng dùng đá cho 1 m
3
bêtông.

x
- Khối lợng riêng của xi măng và
x
= 3,1 kg/l.

n
- Khối lợng riêng của nớc và
n
= 1 kg/l.

đ
- Khối lợng riêng của đá và
đ
= 2,7 kg/l.

c
- Khối lợng riêng của cát và
c
= 2,65 kg/l.
C = [ 1000 - (
409 209 1190
3,1 1 2,7
+ +
)]ì2,65 = 579 (kg).
Mức ngậm cát (tỷ lệ lợng dùng cát trong hỗn hợp cốt liệu) là:

X
tt
= X = 409 ( kg) .
C
TT
= C(1+W
C
) = 619(1+0,05) = 650 .
D
TT
= D(1+W
D
) = 1150(1+0,01) = 1162 .
N
TT
= N ( W
C
ì
C
TT
+ W
D

ì
D
TT
)
N
TT
= 209-(0,05

5,0
R.A
R
N
X
X
28
+=
.
Svth: TRầN HUY DUY GVhd :ts. Nguyễn thiện ruệ
15
đồ án tốt nghiệp khoa vật liệu xây dựng

Trong đó:
R
28
- là cờng độ bêtông ở tuổi 28 ngày, ở đây R
28
= 300.
R
x
- là mác ximăng, R
x
= 400.
A- là hệ số phụ thuộc vào phẩm chất cốt liệu với cốt liệu tốt A = 0,65.

300
0,5
0,65 400
X

= 1,46 g/cm
3
.

đ
- Khối lợng riêng của đá
d
= 2,7 g/cm
3
.
r
đ
- Độ rỗng của cốt liệu lớn.
r
đ
= 1 -
d
vd


= 1 -
1,45
2,7
= 0,46%.
Đ =
1000 1,45
1197
0,46 (1,4596 1) 1
ì
=

C
TT
= C(1+W
C
) = 687(1+0,05) = 721 (kg) .
D
TT
= D(1+W
D
) = 1197(1+0,01) = 1209 (kg) .
N
TT
= N ( W
C
ì
C
TT
+ W
D

ì
D
TT
)
N
TT
= 190-(0,05
ì
721+0,01
ì

= 0.5% độ ẩm của đá dăm
+Cát vàng ;
c
= 2,65(g/cm
3
) .khối lợng riêng của cát

oc
= 1,6 (g/cm
3
) khối lợng thể tích của cát
W
c
= 5% - Độ ẩm của cát
+Phụ gia PA-95 ,làm chậm đông kết:
Tỷ trọng : 1.150.03
Lợng dùng phụ gia=0.8% trọng lợng xi măng trong hỗn hợp bê tông
Tăng độ sụt của hỗn hợp bê tông lên 3 lần.
3.1.2.Xác định lợng dùng nớc sơ bộ cho 1m
3
bê tông :
+Ta dùng phụ gia để đảm bảo cho hỗn hợp bê tông đạt độ sụt yêu cầu tại nơi thi
công.Độ sụt thiết kế là: SN=6 cm
+Cát có N
c
= 7%
Svth: TRầN HUY DUY GVhd :ts. Nguyễn thiện ruệ
17
đồ án tốt nghiệp khoa vật liệu xây dựng
Tra biểu đồ 5-8(sách Công nghệ bê tông xi măng - Đại học Xây Dựng) ta đợc

X
(kg)
3.1.4.Lợng dùng đá:
Đ =
( )
11
.1000
0
+

dd
d
kr
Trong đó: r
đ
là độ rỗng của cốt liệu đợc tính theo công thức sau
r
đ
=
46,0
7,2
45,1
11 ==
d
od


k
d
: là hệ số d của vữa của bê tông.Tra bảng 5-7(giáo trình CNBT I-

++
)].2,65 =654 kg
3.1.6.Lợng dùng phụ gia PA-95:
PA = 0,8%. X = (0,8/100).266=2,128kg
Vậy cấp phối lý thuyết 1:
X
N
X
D
X
C
::
= 1:2,27 : 4,74 : 0,75
Bảng dùng vật liệu cho 1m
3
bê tông
Tên vật liệu X C Đ N PA-95
Lợng dùng (Kg) 266 654 1210 200 2,128
3.2.Tính cấp phối cho sản phẩm bê tông thơng phẩm mác 300:
3.2.1Nguyên vật liệu để sản xuất gồm :
+Xi măng PC40

x
= 3,1 (g/cm
3
) khối lợng riêng của xi măng

ox
= 1,2 (g/cm
3

*Xác định tỷ lệ X /N theo công thức Bô lô mây -S kam ta ép
+Ta dùng phụ gia để đảm bảo cho hỗn hợp bê tông đạt độ sụt yêu cầu tại
nơi thi công.Độ sụt thiết kế là: SN=6 cm
+Cát có N
c
= 7%
Svth: TRầN HUY DUY GVhd :ts. Nguyễn thiện ruệ
19
đồ án tốt nghiệp khoa vật liệu xây dựng
Tra biểu đồ 5-8(sách Công nghệ bê tông xi măng i- Đại học Xây Dựng)ta
đợc sơ bộ lợng dùng nớc là 187 lít
+Cốt liệu lớn là đá dăm nên lợng dùng nớc tăng 10ữ15 lít.Lấy bằng 13.
3.2.2Lợng dùng nớc là:
N= 187+13=200(lít)

75,15,0
6,0.400
300
5,0
.
=+=+=
x
b
RA
R
N
X
(Kg)
Trong đó ; R
x

k
d
: là hệ số d của vữa của bê tông.Tra bảng 5-7(giáo trình CNBT I-
ĐHXD)ta đợc ; k
d
= 1.42 .

)(1231
1)142,1(463,0
1450
kgD
=
+
=

3.2.5.Lợng dùng cát:
C = [1000 - (
adax
D
N
X

++
)].
c

C = [1000 - (
7,2
1214
200


x
= 3,1 (g/cm
3
) khối lợng riêng của xi măng

ox
= 1,2 (g/cm
3
) khối lợng thể tích của xi măng
+Đá dăm ;D
max
= 20 (mm)

đ
= 2,7 (g/cm
3
)

ođ
= 1,45(g/cm
3
)
+Cát vàng:
c
= 2,65 (g/cm
3
)

oc

x
b
RA
R
N
X
(Kg)
Trong đó ; R
x
= 400
R
b
= 400 Mác bê tông
A = 0,6 Đối với vật liệu có phẩm chất trung bình
3.2.3.Lợng dùng xi măng là:

43417,2.200 === N
N
X
X
(Kg)
3.2.4. Lợng dùng đá:

11
1000
+
=
)(
.
dd


++
)].
c

C = [1000 - (
7,2
1214
200
1,3
434
++
)].
65,2

= 557,48(kg).
4.6.Lợng dùng phụ gia:
PA = 0,8.434/100 = 3,5(kg)
Vậy cấp phối sơ bộ là:

X
N
X
D
X
C
:::1
= 1:1,285:2,979: 0,461
Vậy bảng dùng vật liệu cho 1 m
3

Chơng 2: quá trình sản xuất của nhà máy.
I. Kế hoạch sản xuất của nhà máy:
Số ngày làm việc thực tế trong một năm:
N = 365 - ( x+y+z )
Trong đó:
365 - Số ngày trong năm.
x - Số ngày nghỉ chủ nhật: 52 ngày.
y - Số ngày nghỉ lễ tết: 8 ngày.
z - Số ngày nghỉ bảo dỡng, sửa chữa: 15 ngày.
Từ đó ta có số ngày làm việc thực tế trong năm là:
N = 365 - ( 52 + 8 + 15 ) = 290 ngày.
Số ca sản xuất trong một ngày: 2 ca/ngày.
Số ca sản xuất trong một năm: 2ì290 = 580 ca/năm.
Số giờ sản xuất trong ca: 7 giờ/ca.
Số giờ sản xuất trong một năm: 580ì7 = 4060 (giờ/năm).
Sơ đồ dây chuyền công nghệ toàn nhà máy :
Svth: TRầN HUY DUY GVhd :ts. Nguyễn thiện ruệ
23
đồ án tốt nghiệp khoa vật liệu xây dựng
Sản phẩm panel sàn
Sản phẩm cọc móng
Bãi sản phẩm
Kiểm tra chất lượng SP
Bunke tự hành 1
cọc móng
Tạo hình
Phân xưởng
Cốt thép
Cốt thép
cọc móng

Tuỳ vào loại nguyên vật liệu và các sản phẩm cần bảo quản mà có một loại hay
nhiều loại kho thích hợp với chúng, có thể là kho kín, kho hở, kho liên hoàn
Bởi vậy, mỗi loại nguyên vật liệu ta sẽ dựa vào các tính chất cơ bản và yêu cầu
kỹ thuật để chọn ra một loại kho phù hợp, đồng thời có hiệu quả kinh tế cao nhất.
Chính vì thế kho là điểm khởi đầu quan trọng ảnh hởng tới chất lợng của vật liệu dự trữ
cũng nh sản phẩm tạo thành sau này.
II.1. Kế hoạch cung cấp các loại nguyên vật liệu.
Nhà máy bêtông công suất 50.000 m
3
/năm.
- Sản phẩm 1: Panel sàn rỗng (lỗ rỗng tiết diện tròn), công suất 15.000 m
3
/năm .
Kích thớc 2980x1590x220 mm, công suất 5.000 m
3
/năm.
Kích thớc 5860x1190 x220, công suất 5.000 m
3
/năm.
Kích thớc 6260x990 x220, công suất 5.000 m
3
/năm.
- Sản phẩm 2: Cọc móng tiết diện vuông, công suất 18.000 m
3
/năm.
L=8 m, 400x400 mm, công xuất 4.500 m
3
/năm.
L=8 m, 400x400 mm, công xuất 4.500 m
3