1
BÁO CÁO ĐỀ TÀI
Thiết kế nhà máy bê tông
công suất 80000 m
3
/năm
1
2
PHẦN I
MỞ ĐẦU VÀ GIỚI THIỆU CHUNG
I. MỞ ĐẦU
Bêtông 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 bêtông cốt thép, đồng
thời với việc sử dụng bêtông và bêtông cốt thép toàn khối đổ tại chỗ, cấu kiện
bêtông đúc sẵn ra đời. Trong quá trình sử dụng người ta càng hoàn thiện phư-
ơng 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 cụng nghiệp
hiện đại và trình độ khoa học xây dựng, 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 đó tạo điều kiện để những nhà máy sản xuất các cấu kiện bêtông 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 bêtông cốt thép trên thế giới càng thúc đẩy ngành
công nghiệp sản xuất cấu kiện bêtông 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
có những nhà máy sản xuất đồng bộ các cấu kiện cho từng loại nhà theo thiết kế
định hình.
Với sự phát triển như hiện nay chúng ta có thể cơ giới hóa toàn bộ dây chuyền
công nghệ và tự động hóa nhiều khâu sản xuất cấu kiện bê tong cốt thép đúc
sẵn.Vấn đề được đặt ra là chúng ta luôn phải cải tiến và phát triển công nghệ
3
4
ngày một hoàn thiện hơn.Với đề tài “Thiết kế nhà máy bê tông công suất
80000 m
3
/năm”
Bằng những hiểu biết và kiến thức đã học và tích lũy trong học tập chúng em
đã hoàn thành đề tài này.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS.Nguyễn Thiện Ruệ cùng toàn thể các
thầy cô trong bộ môn Công Nghệ Vật Liệu Xây Dựng đó giúp đỡ chúng em
hoàn thành đề tài này. Em mong nhận được sự góp ý của các thầy cô để đề tài
của chúng em được hoàn thiện hơn
Hà Nội ngày 07 tháng 01 năm 2013
Sinh viên thực hiện
,,,,,,,,,,
I.2. GIỚI THIỆU VỀ MẶT BẰNG NHÀ MÁY
Nhà máy được xây dụng để sản xuất các sản phẩm
-Ống dẫn nước cao áp(áp lực làm việc>10atm) dài 5m cụng suất 15000
m
3
/năm
-Ống dẫn nước thường dài 5m cụng suất 25000 m
3
/năm
-Hỗn hợp bê tông thương phẩm công suất 40000 m
3. Điện nước nhân lực:
Do địa điểm nhà máy xây dựng tại huyện Thạch Thất nên việc cung cấp điện
nước rất thuận tiện. Nhân lực tuyển chọn trong vựng và các khu vực lân cận.
Việc xây dựng nhà máy tại Hà Nội một trung tâm lớn về kinh tế và văn hoá tạo
nên điều kiện thuận lợi cho việc cung cấp đào tạo, nâng cao trình độ cho đội
ngũ cán bộ, công nhân lành nghề.
4. Tiêu thụ sản phẩm:
Sản phẩm ống dẫn nước : nhà máy cung cấp cho thành phố sơn Tây địa bàn Hà
Nội và các tỉnh lân cận
Bê tông thương phẩm: cung cấp cho các công trình quanh Hà Nội,khu cụng
nghiệp Thạch Thất Quốc Oai ,Hũa Lạc
Do có thuận lợi về giao thong nên sản phẩm được vận chuyển đi tiêu thụ dễ
dàng làm giảm chi phí vận chuyển nên tổng giá thành sản phẩm giảm tăng sức
cạnh tranh trên thị trường.
5. Vệ sinh môi trường:
5
6
Địa điểm nhà máy xây dựng cách xa khu dân cư đô thị lớn do đó hoạt động
của nhà máy ít gây ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp và các hoạt động đời
sống của nhân dân.Để đảm bảo vệ sinh môi trường trong và xung quanh nhà
máy ta bố trí trồng nhiều cây xanh để làm giảm ô nhiễm.
Kết luận:Việc chọn địa điểm nhà máy như trên là hợp lý thuận tiện giỏ thành
đất xây dựng không cao làm giảm chi phí đầu tư.Điều kiện cung cấp về nguyên
vật liệu lao động và tiêu thụ sản phẩm thuận lợi.Các yếu tố trên rất phù hợp với
nguyên tắc thiết kế dây chuyền công nghệ.
I.3. CÁC LOẠI SẢN PHẨM MÀ NHÀ MÁY SẢN XUẤT
1. Bêtông thương phẩm.
Nhà máy sản xuất các loại bêtông thương phẩm có các mác sau:300,350,400,
500, 600. Chất lượng của hỗn hợp bêtông sẽ quyết định chất lượng của sản
phẩm mà nó tạo thành vì thế để sản xuất được sản phẩm có chất lượng tốt ta
Sản phẩm ống dẫn nước thường được cho theo bảng sau
TT Loại
ống
Vbt
sp
Các kích thước cơ bản (mm)
m
3
D
0
D
1
D
2
D
3
D
4
La Lb L
1
∅500
0,6 500 630 830 606 626 550 180 5000
2
∅1000
1,41 1000 1170 1370 1146 1166 550 180 5000
3
∅1500
2,56 1500 1700 1900 1676 1696 550 180 5000
7
D
4
La Lb Lc L
1
∅500
0,56 500 644 800 620 640 510 185 40 5000
2
∅700
0,82 700 854 1032 830 850 550 185 40 5000
3
∅100
0
1,32 1000 1174 1354 1150 1170 550 185 40 5000
8
9
I.4. YÊU CẦU ĐỐI VỚI NGUYÊN VẬT LIỆU DÙNG ĐỂ SẢN XUẤT
CÁC SẢN PHẨM
1 Yêu cầu đối với bêtông dùng để sản xuất ống dẫn nước thường
Xi măng dung là xi măng pooclang PC40,và phải thỏa mãn các yêu cầu như
trong bảng sau:
STT Tên chỉ tiêu cơ lý Chỉ tiờu
1 Giới hạn bền khi nén(Mpa),không nhỏ hơn
-Sau 3 ngày
-Sau 28 ngày
21
40
2 Độ mịn lượng hạt sót sang 4900 lỗ,không nhỏ hơn %
Tỷ diện bề mặt(cm
2
/g),không nhỏ hơn
20
40
0
Min
d
Max
Min
d
Max
d
Max
1,25d+
2
10
Hàm lượng thoi dẹt không quá 15%
Hàm lượn tạp chất sét không quá 1%
Tính chất của nguyện liệu đá dăm
Khối lượng riêng 2,7 g/cm
3
Khối lượng thể tích xốp 1,5g/cm
3
Độ rỗng r=0,44
Hàm lượng bùn sét 0,78%
Độ nén dập <11%
Cỡ hạt Dmax=20mm
-Cốt liệu nhỏ
Để chế tạo bê tông ta sử dụng cát vàng họ cát khô có>1300kg/m3.Loại cát này
thường được sử dụng để chế tạo bê tông mác cao. Thành phần hoá học chủ yếu
của loại cát này là SiO
2
5 2,5 1,2 0,6 0,3 0,15
Lượng cát tích luỹ
Theo quy phạm, A
i
%
0
0 ÷20 15 ÷45 35 ÷70 70 ÷ 90 90÷100
11
0
20
40
60
80
100
0
0,15
0,3
0,6 1,2 2,5 5,0
12
Nước nhào trộn cho hỗn hợp bê tông:Để chế tạo hỗn hợp bê tong phải sử dụng
loại nước sạch được sử dụng trong sinh hoạt không nên sử dụng các loại nước
ao hồ cống rónh cỏc loại nước công nghiệp.Nước không được chứa các loại
muối ,axít chất hữu cơ cao hơn lượng cho phép cụ thể lượng muối trong nước
không lớn hơn 50g/l.Trong đó các loại muối sunfat không lớn hơn 2700mg/l
lượng ngạm 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 phũng thớ nghiệm.
2.Yêu cầu bê tong sản xuất ống dẫn nước cao áp
Cốt liệu dung là cốt liệu chất lượng tốt bê tông sử dụng mác 500
Xi măng sử dụng yêu cầu như đối với bê tông sản xuất ống dẫn nước thường
Đá dăm:Dmax=10mm
o
≥1500 kg/m
3
.
Loại cát này thường được sử dụng để chế tạo bê tông mác cao. Thành phần hoá
học chủ yếu của loại cát này là SiO
2
. Yêu cầu cát phải sạch, không lẫn tạp chất
có hại. Tạp chất có hại trong cát chủ yếu là các loại mi-ca, các hợp chất của lưu
huỳnh, các tạp chất hữu cơ và bụi sét.
Mi-ca có cường độ bản thân bé, ở dạng phiến mỏng, lực dính với ximăng rất
yếu. Mi-ca lại dễ phong hoá, nên làm giảm cường độ và tính bền vững của
bêtông, vì thế lượng mi-ca không được quá 0,5%.
Các hợp chất lưu huỳnh gây tác dụng xâm thực hoá học đối với ximăng, nên
lượng của nó trong cát tính quy ra SO
3
không quá 1%.
Tạp chất hữu cơ là xác động vật và thực vật mục nát lẫn trong cát, làm giảm
lực dính kết giữa cát và ximăng, ảnh hưởng đến cường độ, mặt khác có thể tạo
nên axít hữu cơ gây tác dụng xâm thực đến ximăng làm giảm cường độ của
ximăng trên 25%. Nếu cát có chứa nhiều tạp chất hữu cơ thì có thể rửa bằng
nước sạch.
Bụi sét là những hạt bé hơn 0,15mm, chúng bao bọc quanh hạt cát, cản trở sự
dính kết giữa cát và ximăng, làm giảm cường độ và ảnh hưởng đến tính chống
thấm của bêtông . Quy phạm quy định không quá 5%
Độ ẩm của cát là mức độ ngậm nước của cát, đặc tính của cát là thể tích thay
đổi theo độ ẩm, thể tích lớn nhất khi có độ ẩm khoảng 4 ÷7%
Tính chất của nguyên liệu cát:
Khối lượng riêng : 2,65g/cm
3
= 20 mm, cấp
phối hạt trong quy phạm .
Cốt liệu nhỏ (Cát) : cát cũng có yêu cầu như ở trên
14
0
20
40
60
80
100
0
0,15
0,3
0,6 1,2 2,5 5,0
15
Nước nhào trộn cho hỗn hợp bêtông :
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
5000mg/l. Trong đó các loại muối sunfats không lớn hơn 2700mg/l, lượng
ngậm axits 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.
Phụ gia siêu dẻo SELFILL-4R có thông số kỹ thuật sau (theo tài liệu của
IMAG)
Thông số kỹ thuật
Thành phần chính
Màu sắc
Tỷ trọng
PH
3
bê tông là: N = 195 l/m
3
.
Vì cốt liệu lớn sử dụng là đá dăm nên : N = 195 + 15 = 210 (l/m
3
)
1.2. Lượng dùng xi măng
Theo Bôlômây – Skramtaep có công thức.
5,0
.
28
±=
x
RA
R
N
X
Trong đó:
R
28
là cường độ bê tông ở tuổi 28 ngày, ở đây R
28
= 300
R
x
là mác xi măng, R
x
= 400
)350368.(
350400
350400
350368
−
−
−
+=
dd
dd
KK
KK
)350368.(
350400
42,147,1
42,1
368
−
−
−
+=
d
K
=1,438
1.3.Xác định lượng dùng đá.
Đ =
1)1K.(r
.1000
dd
⇒ Đ =
1209
1)1438,1(44,0
5,11000
=
+−×
×
(kg)
1.4. Xác định lượng dùng cát.
C = [ 1000 - (
dNX
DNX
δ
+
δ
+
δ
) ]. δ
c
Trong đó:
X : Lượng dùng xi măng cho 1 m
3
bê tông
N : Lượng dùng nước cho 1 m
3
bê tông
C : Lượng dùng cát cho 1 m
3
bê tông
D : Lượng dùng đá cho 1 m
368
++
)]×2,65 = 593 (kg)
Mức ngậm cát (tỷ lệ lượng dùng cát trong hỗn hợp cốt liệu) là:
m
c
=
33,0
1209593
593
=
+
=
+
DC
C
Mức ngậm cát quay ly tâm được kiểm tra theo lượng đá dăm.Thể tích tự nhiên
của đá không lớn hơn 0,7m
3
/m
3
bê tông
Vậy lượng đá D ≤ 0,7.1500=1050(kg)
Chọn D = 1050 , m
c
= 0,33, C = 517
Vậy cấp phối chuẩn của hỗn hợp bê tông là
X : C : Đ: N = 368 : 517:1050 : 210
1.5. Tính cấp phối ở điều kiện tự nhiên với :
W
X : C : Đ : N = 368: 533 : 1061: 183
2. Bêtông để sản xuất ống dẫn nước cao áp
Bê tông M500, độ sụt SN = 2 cm ,ĐC = 10s
Vật liệu sử dụng :
Xi măng: PC40
Đá dăm : chất lượng tốt, D
max
= 10 mm
Xác định tỷ lệ theo cường độ yêu cầu
R
28
= 500 => = 0,33 (ngoại suy theo bảng xác định tỷ lệ theo cường độ trung
bình yêu cầu ACI-211.1-91)
Tra bảng xác định lượng dùng nước sơ bộ và hàm lượng bọt khí ACI-211.1-91
N =190 (lít), ε =3%.
Xác định lượng dùng xi măng
X = .N = .190 =576 (kg)
Xác định lượng dùng sơ bộ cốt liệu
Tra bảng thể tích của đá ở trạng thái khô chọc chặt cho 1m
3
hỗn hợp bê
tông
V
od
=0,48 m
3
Lượng dùng đá D = V
od
. γ
o
=776 (kg/m
3
)
m
c
=
49,0
816776
766
=
+
=
+ DC
C
Cấp phối chuẩn
X : C : Đ : N = 576: 776 : 816: 190
2.5. Tính cấp phối ở điều kiện tự nhiên với :
W
c
= 3% ; W
d
= 1%
Lượng đá cần dùng là
Đ =
824
1100
816100
=
−
×
.(R.AR
x
50
28
−=
⇒
5,0
R.A
R
N
X
x
28
+=
Trong đó:
R
28
= 300 kG/cm
2
R
x
= 400 kG/cm
2
A = 0,6
Nên:
0,5
4000,6
300
N
X
.
ρ
µ
+
ρ
µ
++
ρ
ε
−
1
100
1000
1000
X=
72
464580
652
464420
570
13
1
100
10002
1000
,
,.,
,
,.,
C
Lượng phụ gia siêu dẻo sử dụng 1lít/100kg ximăng: P= 1.3,83=3,83lít.Khi có
tính phụ gia, lượng nước sẽ giảm đi khi đó N
1
= k
1
. N
Với : k
1
=(100 -
∆
N)/100 ;
∆
N= 20 % .
Trị số giảm nước của hỗn hợp bêtông với phụ gia: k
1
=(100 -20)/100=0,8
Lượng nước sơ bộ khi dùng phụ gia là :
N
1
= 0,8 . 218 = 174,4 lít/m
3
Cấp phối chuẩn
X : C : Đ : N = 383 : 718 : 991 : 174,4
Thực tế trong sản xuất cát , đá có độ ẩm : W
c
= 3 % , W
d
= 0,5%
c
+D
tt
.W
d
) = 174,4 - (740.0,03 +996.0,005) = 147,2 lít/m
3
Vậy cấp phối thực tế của1m
3
hỗn hợp bê tông mác M300 là
X
tt
: C
tt
: D
tt
: N
tt
= 383 : 740 : 996 : 147,2 ; P=3,83lít
4. Hỗn hợp bê tông thương phẩm M350
Bê tông M350, độ sụt SN = 12 cm
Vật liệu sử dụng :
Xi măng: PC40
Đá dăm : chất lượng trung bình, D
max
= 20 mm
Theo Bôlômây – Skramtaep có công thức:
),
N
X
350
N
X
+
×
=
= 1,96
⇒
X
N
= 0,51
Ta phối theo đường No3 : tức là 42% C + 58%D, dựa vào bảng 8 cho hỗn
hợp bêtông (với độ sụt trung bình)
⇒
µ
=3,8+
5,055,0
8,33,4
−
−
.(0,51- 0,5) = 3,9; (phương pháp nội suy)
Lượng xi măng cho 1m
3
hỗn hợp bêtông : X =
dcx
.D%.C%
X
N
.
X
N
.X = 0,51.428 = 218,4 lít/m
3
C= %C.
µ
.X = 0,42.3,9.428 = 701 kg/m
3
D= %D.
µ
.X = 0,58.3,9.428 = 968 kg/m
3
Mức ngậm cát : m
c
=
42,0
968701
701
=
+
=
+
DC
C
Lượng phụ gia siêu dẻo sử dụng 1lít/100kg ximăng: P= 1.4,28=4,28lít.Khi có
tính phụ gia, lượng nước sẽ giảm đi khi đó N
1
= k
1
. N
−
= 722,7 kg/m
3
D
tt
=
5,0100
968.100
−
= 973 kg/m
3
X
tt
= X = 428 kg/m
3
N
tt
= N – (C
tt
.W
c
+D
tt
.W
d
) = 174,72 - (722,7.0,03 +973.0,005) = 148,2
lít/m
3
Vậy cấp phối thực tế của1m
3
N
X
x
28
+=
25
Copyright: Tài liệu đại học ©