Trạm trộn bê tông tự động

KHOA ĐIỆN

BỘ MÔN ĐK VÀ TĐH
---------0&0---------

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA
Sinh viên thiết kế
:
Lê Hữu Huy
lớp: DHTDHCK15A2
Giáo viên hướng dẫn:
Nguyễn Minh Thư
1. Tên đề tài: Thiết kế hệ thống PLC điều khiển trạm trộn bê tông tự động
2. Các thông số thiết kế
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
- Tổng quan về hệ thống điều khiển trạm trộn bê tông tự động
- Tính tốn thơng số điều khiển
- Xây dựng chương trình và mơ phỏng
4. Bản vẽ và biểu đồ (ghi rõ tên và kích thước bản vẽ)
5. Ngày giao đề tài: Ngày 20 tháng 2 năm 2023
6. Ngày nộp đồ án: Ngày 04 tháng 6 năm 2023
7. Yêu cầu trình bày đồ án
Bài tập làm trên khổ giấy A4; đánh máy bằng phơng chữ Times New Roman 13;
giãn dịng 1,5; lề trên, dưới 2.5cm; lề trái 3cm; lề phải 2cm.
8. Tài liệu tham khảo
Trưởng Bộ môn
(Ký và ghi rõ họ tên)

Giáo viên hướng dẫn chính
(Ký và ghi rõ họ tên)

Nguyễn Minh Thư

1


Nhận xét của giáo viên hướng dẫn
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
…………
2


MỤC LỤC
MỤC LỤC
Trang
Đề tài đồ án môn học.............................................................................................1
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn........................................................................2
LỜI NÓI ĐẦU.......................................................................................................4
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ BÊ TƠNG VÀ CÁC HỆ THỐNG TRẠM TRỘN.........5
1.1
Giới
thệu
về
bê
tơng

và
trạm
trộn
bê
tơng
.......................................................5
1.1.1
Khái
niệm
chung
về
bê
tơng..........................................................................5
1.1.2
Theo
loại
chất
kết
dính..................................................................................5
1.1.3.
Theo
cốt
liệu.................................................................................................6
1.1.4
Theo
khối
lượng
thể
tích...............................................................................6
1.1.5

Theo
phạm
vi
sử
dụng...................................................................................6
1.2.
Các
thành
phần
cốt
liệu...................................................................................6
1.2.1
Xi
măng........................................................................................ ..6
1.2.2 Cát. ..............................................................................................................6
1.2.3
Đá
dăm.........................................................................................................6
1.2.4
Nước
...........................................................................................................7
1.2.5
Chất
phụ
gia................................................................................................7
1.3
Một
số
tính
chất

đặc
thù
của
bê
t ơ n g .............................................................7
1.3.1
Cường
độ
của
bê
tơng ................................................................................7
1.3.2
Tính
co
nở
của
bê
tơng............................................................ ......8
1.3.3
Tính
chống
thấm
của
bê
tơng................................................. .....8
1.3.4.
Q trình đơng cứng của bê tông và biện pháp bảo
quản..............9
3

1.3.5.
Q trình đơng cứng của bê tơng và biện pháp bảo
quản.............9
1.4.
Trạm
trộn
bê
tông
xi
măng..............................................................................9
1.4.1. Giới thiệu.....................................................................................................9
1.4.2.
Cụm
cấp
liệu...............................................................................................12
1.4.3.
Thiết
bị
trộnMáy
trộn........................................................................................14
1.4.4.
Hệ
thống
điều
khiển...............................................................................................15
1.4.5.
Một
số
cụm

thiết
bị
khác.................................................................... ...16
1.4.6. Đặc điểm công nghệ của trạm trộn bê tông tươi tự động.........................16
Chương 2. TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC S7 – 1200 VÀ
PHẦN
MỀM
WINCC………………………………………………….............18
2.1.
Giới
thiệu
chung
về
PLC
S71200................................................................18
2.1.1. Khái niệm plc s7-1200..............................................................................18
2.1.2. Đặc điểm của PLC S7-1200......................................................................18
2.1.3. Phân loại...................................................................................................19
2.1.4. Hình dạng bên ngồi (CPU 1214C)..........................................................20
2.1.5. Cấu trúc bên trong PLC S7-1200..............................................................22
2.1.6. Đấu đây...................................................................................................23
2.1.7. Module mở rộng........................................................................................24
2.1.8.
Phương
pháp
lập
trình
điều
khiển...............................................................24
2.1.9.

Các
ngơn
ngữ
lập
trình
của
PLC
S71200..................................................25
2.1.9.1.
Ngơn
ngữ
lập
trình
LAD
(ladder
Logic).................................................25
2.1.9.2.
Ngơn
ngữ
lập
trình
FDB
(Funtion
Block
Diagram).................................26
2.2. Phần mềm lập trình SIMATIC TIA PORTAL STEP7
BASIC......................27
2.2.1. Giới thiệu về phần mềm lập trình SIMATIC TIA Portal STEP7
Basic......27
4

2.2.2. Trình tự các bước thiết kế một chương trình điều
khiển..............................28
2.2.3. Giao diện của phần mềm SIMATIC TIA Portal STEP7
Basic....................28
2.2.3.1.
Các
thanh
cơng
cụ
thường
dùng...............................................................31
2.2.3.2.
Các
phần
tử
lập
trình
thường
dùng...........................................................32
2.2.3.3.
Nạp
chương
trình
xuống
PLC..................................................................34
2.2.3.4.
Giao
tiếp

giữa
máy
tính
và
PLC...............................................................35
2.3.
Tập
lệnh
cơ
bản
của
PLC
S71200.................................................................35
2.3.1.
Các
lệnh
về
bit............................................................................................35
2.3.1.1. Công tắc..................................................................................................35
2.3.1.2.
Lệnh
đảo
bit,
lệnh
sườn...........................................................................37
2.3.1.3. COIL (cuộndây)...................................... ...............................................37
2.3.1.4.
P
và
N......................................................................................................39

2.3.1.4.
RS
và
SR..................... ............................................................................39
2.3.2.
Các
lệnh
về
timer........................................................................................40
2.3.2.1.
TON. ................................................................... ...................................40
2.3.2.2. TOF.........................................................................................................41
2.3.2.3. TONR.....................................................................................................42
2.3.3. Các lệnh đếm (counter). ...........................................................................43
2.3.3.1. Đếm lên CTU (CounterUp). ..................................................................43
2.3.3.2.
Đếm
xuống
CTD
(CounterDown). .........................................................44
Đếm
lên
/
xuống
CTUD
(Counter
Up
/Down). ....................................................45
2.3.2.4.
Đếm

tốc
độ
cao(CTRL_HSC) ................................................................46
5


2.3.4.
Lệnh
so
sánh...............................................................................................47
2.3.4.1.
Các
hàm
so
sánh
như
sau. .......................................................................47
2.3.4.2. OK và NOT_OK.....................................................................................47
2.3.5.
Các
lệnh
toán
học.......................................................................................48
2.3.5.1.
Lệnh
cộng_trừ.........................................................................................48
2.3.5.2.
Lệnh
nhân/
chia.......................................................................................49

2.3.5.3. Lệnh MOD..............................................................................................50
2.3.5.4.
MIN
and
MAX........................................................................................51
2.3.5.6. MOV.......................................................................................................52
2.4.
GIỚI
THIỆU
PHẦN
MỀM
WINCC.............................................................52
2.4.1.
Tổng
quan
về
phần
mềm
wincc. .................................................................52
2.4.2.
Các
khái
niệm
thường
dùng
trong
WinCC..................................................56
2.4.3. Tạo một giao diện mơ phỏng WinCC trên phần mềm Tia
Portal.................59
Chương

3
:
XÂY
DỰNG
CHƯƠNG
TRÌNH
VÀ
MƠ
PHỎNG..........................62
3.1. Xây dựng sơ đồ mạch lực của trạm trộn bê tơng tự
động. ..............................62
3.1.1.
Sơ
đồ
ngun
lý
mạch
lực...........................................................................64
3.1.2.
Sơ
đồ
kết
nối
PLC
và
thiết
bị
trong
hệ
thống. .............................................65

3.2.
Lưu
đồ
thuật
tốn. .........................................................................................66
3.3.
Bảng
địa
chỉ
vào
ra. .......................................................................................69
3.4. Chương trình điều khiển...............................................................................
3.5. Mô phỏng trạm trộn bê tông.......................................................................

6


LỜI NÓI ĐẦU
Như chúng ta đã biết sự phái triển của khoa học kỹ thuật qua từng thời kì lịch
sử, nó đã có những ảnh hưởng khơng nhỏ để thúc đẩy nên kinh tế phát triển, cụ
thể là trong các ngành sản xuất cơng nghiệp hiện đại. Có thể nói rằng sự phát
triển của Công nghệ điện tử - tin học, được coi là một cuộc cách mạng công
nghệ trên toàn thế giới. Ở nước ta, ngành kĩ thuật điện tử - tin học đã được ứng
dụng vào lĩnh vực điều khiển tự động, đặc biệt là kĩ thuật vi xử lí.
Trên thế giới hiện nay người ta đã sản xuất ra những thiết bị có thể lập trình
được. Đó chính là thiết bị điều khiển có lập trình Programable Logic Controlle
viết tắt là PLC. PLC có thể coi là một ứng dụng điển hình của mạch vi xử lí. So
với q trình điều khiển bằng mạch điện tử thơng thường thì PLC có nhiều ưu
điểm hơn hẳn, ví dụ như: Kết nối mạch điện đơn giản, rút ngắn được thời gian
lắp đặt cơng trình, dễ dàng thay đổi cơng nghệ nhờ việc thay đổi nội dung

chương trình điều khiển, ứng dụng điều khiển trong phạm vi rộng, độ tin cậy
cao... Sự ra đời của các thiết bị điều khiển này đã làm thay đổi năng suất lao
động và chất lượng sản phẩm rõ rệt. Vì vậy việc cải tiến và phát triển các thiết bị
điều khiển luôn được quan tâm, để đáp ứng yêu cầu thay thế con người trong các
môi trường độc hại, các yêu cầu về công nghệ mới địi hỏi sự chính xác tuyệt đối
và mức độ tự động hóa cao.
Trong q trình học tập và làm việc tại trường, tìm hiểu các bộ điều khiển, em
được giao đề tài tốt nghiệp với nội dung: “Thiết kế hệ thống PLC điều khiển
trạm trộn bê tông tự động”.
Bản đồ án này được hoàn thành với sự hướng dẫn trực tiếp và nhiệt tình của cơ
giáo Nguyễn Minh Thư, cùng với sự nỗ lực của bản thân. Em đã hoàn thành đề
tài được giao.
Do hạn chế về thời gian và kinh nghiệm thực tế không nhiều, nên bản đồ án này
khơng tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được sự đóng góp ý kiến của q
thầy cơvà bạn bè để cho đồ án được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Tp.Vinh, ngày…tháng … năm 2023
Sinh viên thực hiện

7


Chương I :
TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG VÀ CÁC HỆ THỐNG TRẠM TRỘN
1.1 Giới thệu về bê tông và trạm trộn bê tông
1.1.1 Khái niệm chung về bê tông
– Trong lãnh vực xây dựng, bê tông là một nguyên vật liệu vô cùng quan trọng,
thông qua chất lượng bê tông cơ thể đánh giá chất lượng của tồn bộ cơng trình.
Chất lượng bê tơng phụ thuộc vào các thành phần như: cát, đá, nước, xi măng …
– Bê tông là mooth hỗn hợ từ cát, đá, xi măng, nước và các chất phụ gia. Trong

đó cát và đá chiềm 80% - 85%, xi măng chiếm 8% - 15%, cò lại là kkhoois
lượng của nước và các chât phụ gia.
– Hỗn hợp vật liệu được nhào trộn tạo nên hỗn hợp bê tơng. Hỗn hợp bê tơng
phải có độ dẻo nhất định, phù hợp với mục đích sử dụng. Có nhiều loại bê tông
tùy thuộc vào thành phần của hỗn hợp. Tỉ lệ mỗi thành phần cát, đá, xi măng, …
khác nhau sẽ tạo ra những loại bê tông khác nhau. Để phân biệt các loại bê tông,
người ta sử dụng khái niệm “mác bê tông”.
 Khái niệm về mác bê tơng :
– Khi nói mác bê tơng là nói đến khả năng chịu nén của bê tông. Theo tiêu
chuẩn xây dựng cũ của Việt Nam (TCVN 3105:1993, TCVN 445:1995), mẫu
dùng để đo cường độ là một mẫu bê tơng hình lập phương có kích thước
150mm×150mm×150mm, được dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn quy định
trong TCVN 3105:1993, trong thời gian 28 ngày sau khi bê tơng ninh kết. Sau
đó được đưa vào máy nén để đo ứng suất nén phá hủy mẫu (qua đó xác định
được cường chịu nén của bê tơng ), đơn vị tính bằng Mpa ( N /nm2) hoặc daN /cm2
(kG /cm2 ).
– Trong kết cấu xây dựng, bê tông chịu nhiều tác độg khác nhau: chịu nén, uốn
kéo, trượt, trong đó chịu nén là ưu thế lớn nhất của bê tơng. Do đó, người ta
thường lấy cường độ chịu nén là chỉ tiêu đặc trưng để đánh giá chất lượng bê
tông, gọi là “Mác bê tông ”
– Mác bê tông được phân loại từ 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, và 600 . Khi
nói rằng “Mác bê tơng 200 ” chính là nói tới ứng suất nén phá hủy của mẫu bê
tơng kích thước tiêu chuẩn, được dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn, được nén
ở tuổi 28 ngày, đạt 200 kG /cm2. Còn cường độ chị nén tính tốn của bê tơng mác
200 chỉ là 90 kG /cm2 (được lấy để tính tốn thiết kế kết cấu bê tông theo trạng
thái giới hạn thứ nhất).
- Phân loại bê tông.
- Theo cường độ
- Bê tông thường: cường độ từ 150 – 1400 daN/cm2
- Bê tông chất lượng cao: cường độ từ 500 – 1400 daN/cm2

8


- Trong xây dựng cầu đường thường sử dụng bê tơng có cường độ khoảng 250 400 daN/cm 2 hoặc lớn hơn
1.1.2 Theo loại chất kết dính
– Bê tơng xi măng, bê tơng silicat ( Chất kết dính là vơi ), Bê tông thạch, cao bê
tông polime, bê tông đặc biệt ( dùng chất kết dính đặc biệt )
1.1.3. Theo cốt liệu
 – Bê tông cốt liệu đặc, bê tông cốt liệu rỗng, bê tơng cốt liệu đặc biệt, (chất
phóng xạ, chịu nhiệt, chịu axit ) bê tông keramdit, bê tông cốt thép.
1.1.4 Theo khối lượng thể tích
γb( g / cm2 )
Loại bê
Ghi chú
tông
Bê tông đặc
biệt nặng

¿ 2.5

Chế tạo từ cốt liệu đặc biệt nặng dùng cho kết
cấu đặc biệt

Bê tông
nặng

1.8 – 2.5

Chế tạo từ cát sỏi bình thường, dùng cho kết
cấu chịu lực

Bê tơng
nhẹ

0.5 – 1.8

Bê tơng đặc
biệt nhẹ

¿ 0.5

Trong đó gồm có bê tơng nhẹ cốt liệu rỗng
( nhân tạo hay tự nhiên ), bê tông tổ ong ( bê
tông khí và bê tơng bọt ), chế tạo từ hỗ hợp
chất kết dính, nước cấu tử silic nghiền mịn và
chất tạp rồng, bê tơng hốc lớn ( khơng có cốt
liệu nhỏ ).
Cũng là loại bê tông tổ ong và bê tơng cốt liệu
rỗng

Hình 1.1 Phân loại bê tơng theo khối lượng thể tích
1.1.5 Theo phạm vi sử dụng
– Bê tơng thường được sử dụng trong các kết cấu cầu bê tơng cốt thép ( móng,
cột, đầm, sàn,… ), bê tơng thủy công, dùng để xây đập, âu thuyền, phú lớp mái
kênh các cơng trình dẫn nước, bê tơng đường, sân bay, bê tông kết cấu bao che
( thương là bê tông nhẹ ), bê tông đặc biệt, bê tông chịu nhiêt, chịu axit, bê tơng
chống phóng xạ.
1.2. Các thành phần cốt liệu
1.2.1 Xi măng
Việc lựa chon xi măng là đặc biệt quan trọng trong việc sản xuất ra bê tông, có

nhiều loại xi măng khác nhau, xi măng mác càng cao thì khả năng kết dính càng
tốt và làm chất lượng thiết kế bê tông tăng lên tuy nhiên giá thành của xi măng
mác cao là rất lớn. Vì vậy khi thiết kế bê tông vừa phải đảm bảo chất đúng yêu
cầu kĩ thuật và giải quyết tốt bàni toán kinh tế.
1.2.2 Cát
9


Cát dùng trong sản xuất bê tơng có thể là cát thiên nhiên hay cát nhân tạo, kích
thước hạt cát là từ 0.4 – 5 mm. Chất lượng cát phụ thuộc vào thành phần
khoáng, thành phần tạp chất, thành phần hạt… Trong thành phần của bê tông cát
chiếm khoảng 29%.S
1.2.3 Đá dăm
Đá dăm có nhiều loại tùy thuộc vào kích cỡ của đá, do đó tùy thuộc vào kích cỡ
của bê tơng mà ta chọn kích thước đá phù hợp. Trong thành phần bê tông đã
dăm chiếm khoảng 52%
1.2.4 Nước
- Nước dùng trong sản xuất bê tông phải đáp ứng đủ tiêu chuẩn để không ảnh
hưởng xấu đến khả năng ninh kết của bê tơng và chống ăn mịn kim loại.
1.2.5 Chất phụ gia
 Phụ gia sử dụng có dạng bột, thường có hai loại phụ gia:
– Loại phụ gia hoạt động bề mặt:
– Loại phụ gia hoạt động bề mặt này mặc dù được sử dụng một lượng nhỏ nhưng
có khả năng cải thiện đáng kể tính chất của hỗn hợp bê tơng và tăng cường
nhiều tính chất khác của bê tông.
 Loại phụ gia rắn nhanh:
– Loại phụ gia rắn nhanh này có khả năng rút ngắn quá trình rắn chắc của bê
tơng trong điều kiện tự nhiên cũng như nâng cao cường độ bê tông. Hiện nay
trong cơng nghệ sản xuất bê tơng người ta cịn sử dụng phụ gia đa chức năng.
 Ví dụ về tỷ lệ pha trộn các thành phần trong bê tơng.

- Tính cho 1m3 bê tơng:
Thành phần Đơn vị
Mác bê tơng

100

150

200

250

300

Xi măng

Kg

225.2

268.7

325.2

368.8

410.1

Cát

Kg

820.8

792.3

782.8

769.5

756.2

Đá

Kg

1668.2

1639.7

1628.3

1580.8

1571.3

Nước

Lít

146.4

174.7

208.2

228.7

246.1

Hình 1.2. Tỷ lệ pha trộn bê tông với xi măng P400
10


1.3 Một số tính chất đặc thù của bê tơng
1.3.1 Cường độ của bê tông
– Cường độ của bê tông là độ cứng rắn của bê tông chống lại các lực từ ngồi
mà khơng bị phá hoại.
– Cường độ của bê tơng phản ánh khả năng chịu lực của nó. Cường độ của bê
tơng phụ thuộc vào tính chất của xi măng, tỷ lệ nước và xi măng, phương pháp
đổ bê tông và điều kiện đông cứng.
Đặc trưng cơ bản của cường độ bê tơng là "mác" hay cịn gọi là "số liệu".
– Mác bê tông ký hiệu M, là cường độ chịu nén tính theo (N/cm 2) của mẫu bê
tơng tiêu chuẩn hình khối lập phương, kích thước cạnh 15cm, tuổi 28 ngày được
dưỡng hộ và thí nghiệm theo điều kiện tiêu chuẩn (t 0 20-20C), độ ẩm không khí
W 90-100%. Mác M là chỉ tiêu cơ bản nhất đối với mọi loại bê tông và mọi kết
cấu. Tiêu chuẩn nhà nước quy định bê tơng có các mác thiết kế sau:
– Bê tông nặng: M100, M150, M200, M250, M300, M350, M400, M500, M600.
Bê tơng nặng có khối lượng riêng khoảng 1800 - 2500kg/m 3 cốt liệu sỏi đá đặc
chắc.

- Bê tông nhẹ: M50, M75, M100, M150, M200, M250, M300 bê tơng nhẹ có
khối lượng riêng trong khoảng 800 -1800kg/m 3, cốt liệu là các loại đá có lỗ
rỗng, keramzit, xỉ quặng...
- Trong kết cấu bê tông cốt thép chịu lực phải dùng mác không thấp hơn M150.
Cường độ của bê tông tăng theo thời gian, đây là một tính chất đáng q của bê
tơng, đảm bảo cho cơng trình làm bằng bê tơng bền lâu hơn những cơng trình
làm bằng gạch, đá, gỗ, thép. Lúc đầu cường độ bê tơng tăng lên rất nhanh, sau
đó tốc độ giảm dần.Trong môi trường (nhiệt độ, độ ẩm) thuận lợi sự tăng cường
độ có thể kéo dài trong nhiều năm, trong điều kiện khơ hanh hoặc nhiệt độ thấp
thì cường độ bê tông tăng không đáng kể
Mác (M)
Xi măng(Kg)
Cát (m3)
Đá (m3 ¿
Nước (lít)
150
244
0.498
0.80.8355
195
200
293
0.479
0.846
195
250
341
0.461
0.835
195

300
390
0.438
0.829
195
350
450
0.406
0.846
200
400
465
0.419
0.819
186
Hình 1.3. Thành phần tỉ lệ các cốt liệu theo mác bê tơng
1.3.2 Tính co nở của bê tơng.
11


- Trong q trình rắn chắc, bê tơng thường phát sinh biến dạng thể tích, nở ra
trong nước và co lại trong khơng khí. Về giá trị tuyệt đối độ co lớn hơn độ nở 10
lần một giới hạn nào đó, độ nở có thể làm tốt hơn cấu trúc của bê tơng cịn hiện
tượng co ngót ln kéo theo hậu quả xấu.
- Bê tơng bị co ngót do nhiều nguyên nhân: trước hết là sự mất nước hoặc xi
măng, q trình Cacbon hố Hyđroxit trong đá xi măng. Hiện tượng giảm thể
tích tuyệt đối của hệ xi măng - nước. Co ngót là nguyên nhân gây ra nứt, giảm
cường độ, chống thấm và để ổn định của bê tông, và bê tơng cốt thép trong mơi
trường xâm thực. Vì vậy đối với những cơng trình có chiều dài lớn, để tránh nứt
người ta đã phân đoạn để tạo thành các khe co dãn

1.3.3 Tính chống thấm của bê tơng
Tính chống thấm của bê tông đặc trưng bởi độ thẩm thấu của nước qua kết cấu
bê tông. Độ chặt của bê tơng ảnh hưởng quyết định đến tính chống thấm của nó.
Để tăng cường tính chống thấm phải nâng cao độ chặt của bê tông bằng cách
đầm kỹ, lựa chọn tốt thành phần cấp phối hạt của cốt liệu, giảm tỷ lệ nước, xi
măng ở vị trí số tối thiểu. Ngồi ra để tăng tính chống thấm người ta cịn trộn bê
tơng một số chất phụ gia.
1.3.4. Q trình đơng cứng của bê tông và biện pháp bảo quản.
- Quá trình đơng cứng của bê tơng phụ thuộc vào q trình đơng cứng của xi
măng thời gian đơng kết bắt đầu khơng sớm hơn 45 phút… Vì vậy sau khi trộn
bê tông xong cần phải đổ ngay để tranh hiện tượng vữa xi măng bị đông cứng
trước khi đổ thời gian từ lúc bê tông ra khỏi máy trộn đến lúc đổ xong 1 lớp bê
tơng (khơng có tính phụ gia) không quá 90' khi dùng xi măng pooclăng không
quá 110', khi dùng xi măng pooclăng xỉ, tro núi lửa, xi măng pulơlan. Thời gian
vận chuyển bê tông (kể từ lúc đổ bê tông ra khỏi máy trộn) đến lúc đổ vào
khuôn và không nên lâu quá làm cho vữa bê tông bị phân tầng.
-Thời gian vận chuyển cho phép của bê tơng (khơng có phụ gia).
Nhiệt độ (0C)

Thời gian vận chuyển (phút)

20 - 30

45

10 - 20

60

5 – 10

95

Hình1.4. Thời gian vận chuyển cho phép của bê tơng
1.3.5. Q trình đông cứng của bê tông và biện pháp bảo quản
Hiện nay trên thị trường có hai loại trạm trộn chính: Trạm trộn bê tơng nhựa
nóng và trạm trộn bê tơng xi măng
12


1.4. Trạm trộn bê tông xi măng
1.4.1. Giới thiệu
- Trạm trộn bê tông xi măng là một tổng thành nhiều cụm và thiết bị, các cụm
thiết bị này phải phối hợp nhịp nhàng với nhau để hoà trộn các thành phần: cát,
đá, nước, phụ gia và xi măng tạo thành hỗn hợp bê tông xi măng
* Các yêu cầu chung về trạm trộn
Đảm bảo trộn & cung cấp được nhiều mác bê tông với thời gian điều chỉnh nhỏ
nhất
Cho phép sản xuất được sản xuất được hai loại hỗn hợp bê tông khô hoặc ứơt
Hỗn hợp bê tông không bị tách nước hay bị phân tầng khi vận chuyển
Trạm làm việc êm không ồn, không gây ô nhiểm môi trường
Lắp dựng sữa chữa đơn giản
Có thể làm việc ở hai chế độ là tự động hoặc bằng tay
Có 2 loại trạm trộn bê tơng xi măng chính như sau:
– Trạm trộn bê tông xi măng câp liệu bằng băng tải
– Trạm trộn bê tông xi măng cấp liệu bằng gầu
 Mặc dù có hai loại trạm trộn bê tơng xi măng, tuy nhiên nhìn chung đều bao
gồm các cụm và thiết bị sau:
– Cụm cấp nguyên liệu
– Thiết bị định lượng (cát, đá, xi măng, nước và phụ gia)

– Hệ thống điều khiển
– Thiết bị trộn- máy trộn
– Kết cấu thép
– Bê tông là một thành phần không thể thiếu trong ngành xây dựng. Trước khi
cơng nghệ tự động hóa rộng rãi việc trộn bê tông được thực hiện thủ công năng
suất lao động không cao tốn rất nhiều nhân cơng để thực hiện, nhưng chất
lượng, độ kết dính, tính đồng nhất của bê tơng là khơng đồng đều. Chính vì thế
trạm trộn bê tơng đã giải quyết được các vấn đề:
– Trạm trộn bê tông tự động từ khâu nguyên liệu: Cân, trộn và xả nguyên liệu ra
cho các phương tiện chun chở đến cơng trình.
– Việc trộn bê tơng có thể lặp đi lặp lại cho các thành phần liên tục hay có thể
trộn một số mẻ khi cần.- Có khả năng tự động trộn những mẻ bê tơng hồn
chỉnh gồm các ngun liệu: Xi măng, đá, cát, nước, phụ gia theo công thức, mác
bê tông theo yêu cầu. Có thể thay đổi mác bê tơng theo u cầu.

13


Hình 1.5. Cấu tạo của trạm trộn bê tơng
- Bê tơng nhựa nóng là hỗn hợp bao bồm: nhựa đường (hắc ín), đá, chất phụ
gia… tạo thành, nó được ứng dụng phổ biến trong xây dựng đường xá, các cơng
trình giao thơng, cầu, cảng… được rải lên bề mặt

Hình 1.6. Trạm trộn bê tơng nhựa nóng
14


– Trạm trộn bê tơng nhựa nóng có cấu tạo gọn, khơng chiếm nhiều diện tích lắp
đặt như trạm trộn bê tơng tươi, tuy nhiên nó có cấu tạo phức tạp hơn rất nhiều.
– Khác với trạm trộn bê tông tươi, hiện nay trong nước có rất ít cơng ty có khả

năng sản xuất trực tiếp hồn tồn một trạm trộn bê tơng nhựa nóng.
– Các trạm nhựa nóng hiện nay chủ yếu được nhập từ nước ngoài, chủ yếu là
của Hàn Quốc như Dongsung được phân phối bởi một số công ty như Pesco…
– Giá thành nhập của một trạm nhựa nóng hiện nay là rất cao, vì vậy chi phí đầu
tư là rất lớn, chỉ những cơng trình cần đầu tư hàng chục ngàn tấn bê tơng nhựa
nóng trở lên mới nên đầu tư dây chuyền này. Còn biện pháp phổ biển cho cơng
trình cần ít lượng bê tơng nhựa nóng là mua bê tơng thương phẩm của các công
ty chuyên cung cấp bê tông này.
– Công nghiệp hóa, hiện đại hóa đang làm thay đổi diện mạo đất nước ta hàng
ngày, và trạm trộn bê tông xi măng đóng vai trị hết sức quan trọng, vì nó cung
cấp bê tơng cho hầu hết các cơng trình trọng điểm.
– Dưới đây là một số hình ảnh về một số dạng trạm trộn bê tơng xi măng đang
có trên thị trường:
– Trạm trộn bê tông xi măng cấp liệu băng tải, loại này được dùng phổ biến hiện
nay, tuy nhiên ở những nơi có diện tích lắp đặt hẹp, thì khơng sử dụng được.
Và tại những nơi có diện tích lắp đặt hẹp, người ta sử dụng trạm trộn bê tông
dùng tời kéo skip chứa vật liệu lên thùng trộn bê tông, đây cũng là một loại dùng
phổ biến hiện nay.

Hình 1.7. Trạm trộn bê tơng xi măng cấp liệu bằng tời kéo.
- Hệ thống băng chuyền băng tải cao su sử dụng trong nhà máy xi măng là một
hệ thống vận chuyển nguyên – vật liệu mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất so với
15


các hệ thống cùng chức năng. Nó giúp tiết kiệm sức lao động, nhân cơng, thời
gian, giảm chi phí và tăng hiệu kinh tế quả rõ rệt. Tùy theo mục đích sử dụng mà
mỗi loại băng tải được sử dụng trong những trường hợp khác nhau.
- Đặc thù trong các nhà máy sản xuất xi măng, băng tải thường được sử dụng để
tải đất séc, tải clinke, tải đá các kích cỡ, xi măng dạng bao thành phẩm …, Yêu

cầu về độ ổn định cao vì liên quan đến kế hoạch sản xuất, tiến độ sản lượng của
nhà máy. Nên chất lượng băng tải dùng trong nhà máy cần loại chất lượng tốt để
đảm bảo khơng có những dán đoạn xảy ra trong quá trình sử dụng.

Hình 1.8. Trạm trộn bê bằng băng tải
1.4.2. Cụm cấp liệu
a. Cấp liệu kiểu gầu cào-skíp
+ Nguyên lý: vật liệu đá, cát được tập kết ngồi bãi ơ các ngăn riêng biệt, sau
đó được gầu cào đổ vào thiết bị định lượng , sau khi được định lượng vật liệu
được xả vào skíp, từ skíp vật liệu đổ vào thùng trộn
– Ưu-Nhược điểm của phương pháp này:
+ Ưu điểm:
Cấp liệu trực tiếp từ bãi chứa mà không qua thiết bị vận chuyển trung gian
Diện tích mặt bằng cho tồn trạm khơng cần lớn lắm
+ Nhược điểm:
Vật liệu ở bãi chứa phải được vun cao cho đủ lượng dự trữ
Việc cấp liệu cho máy trộn khơng liên tục
Bãi chứa phải có vách ngăn phân chia vật liệu
- Với phương án này chỉ áp dụng cho trạm trộn có năng suất thấp.
b. Cấp liệu kiểu boongke - băng tải
 Cấp cát, đá
16


- Nguyên lý: vật liệu (cát, đá) đựoc tập kết ngồi bãi sau đó được máy xúc gầu
lật đổ vào bunke, thiết bị định lượng. Sau khi được định lượng đúng yêu cầu thì
băng tải vận chuyển đổ vào thùng trộn
– Ưu điểm - Nhược điểm:
+ Ưu điểm:
Cấp liệu cho máy trộn được liên tục

Vật liệu ở bãi chứa không cần phải vun caovà khơng cần phải có tấm phân cách
vật liệu
+ Nhược điểm:
Việc cấp liệu cho bunke phải có thiết bị chuyện dùng
Khoảng cách giữa bunke và thùng trộn tương đối lớn dẫn đến khả năng tiếp xúc
của vật liệu với môi trường nhiều, sẽ gậy ô nhiễm môi trường nếu không được
che chắn ky
Phương án này áp dụng cho các trạm trộn có năng suất lớn
 Cấp xi măng
a. Dùng băng gầu tải:
- Nguyên lý: xi măng từ bao bì nhỏ đổ vào phễu được băng gầu vận chuyển đổ
vào xiclô nhỏ vào thiết bị định lượng, sau đó được xả vào thùng trộn.
- Ưu - Nhược điểm:
+ Ưu điểm:
Có thể cấp xi măng cho trạm với khối lượng nhỏ
Kết cấu đơn giản , giá thành hạ
+ Nhược điểm:
Do cấp xi măng từ bao bì nên gây ơ nhiểm
Năng suất vận chuyển thấp khơng thích hợp với trạm trộn có năng suất
Cao
b. Dùng xiclơ:
- Ngun lý: xi măng rời từ xi téc được vận chuyển bằng khí nén vào xiclơ sau
đó được vít tải vận chuyển đổ vào thiết bị định lượng trước khi vào thùgn trôn
- Ưu - Nhược điểm:
+ Ưu điểm:
Không gây ô nhiểm môi trường
Tiết kiệm được chi phí vận chuyển do nạp xi măng với khối lượng lớn
+ Nhược điểm:
Khi cần nạp liệu với khối lượng nhỏ không thuận lợi
Kết cấu phức tạp, giá thành đắt

- Phương pháp này được dùng phổ biến ở các trạm trộn bê tông
 Cấp nước và cấp phụ gia.
17


Việc cấp nước và phụ gia hầu như điều dựa trên phương pháp cấp nước từ bồn
chứa: nước từ bồn chứa theo đường ống xả xuống thiết bị định lượng và vào
buồng trộn
1.6.6.1 Thiết bị định lượng.
 Thiết bị định lượng kiểu thể tích.
- Nguyên lý: vật liệu được xả vào trong thùng chứa có thể tích phù hợp với thể
tích vật liệu cho một mẻ trộn
- Ưu - Nhược điểm:
+ Ưu điểm: kết cấu đơn giản, gía thành hạ
+ Nhược điểm: định lượng thành phần cốt liệu thiếu chính xác dẫn đến chất
lượng bê tông không được đảm bảo
- Định lượng theo thể tích thường dùng để định lượng nước & phụ gia hoặc
dùng để định lượng vật liệu ở các trạm trộn bê tông nhỏ lẻ, nhưng hiện nay ít sử
dụng
 Thiết bị định lượng kiểu khối lượng.
Phương pháp này có sự kết hợp giữa cơ và điện nên độ chính xác cao
- Nguyên lý: vật liệu được xả vào bàn cân, trên bàn cân có gắn thiết bị cảm biến,
tín hiệu nhận từ cảm biến được xử lý bởi máy tính sau đó kết quả được hiển thị
trên bộ chỉ thị
Ở đây cát đá được định lượng theo kiểu cộng dồn, còn nước, phụ gia và xi măng
được định lượng độc lập
- Ưu - Nhược điểm:
+ Ưu điểm: định lượng vật liệu có độ chính xác cao; có thể cộng dồn nhiều loại
vật liệu trong một mẻ
+ Nhược điểm: kết cấu phức tạp, giá tành đắt

- Hiện nay ngưòi ta dùng phương pháp định lượng kiểu khối lượng là chủ yếu
1.4.3. Thiết bị trộn- Máy trộn.
– Dùng để trộn cát, đá, xi măng, phụ gia và nước tạo thành hỗn hợp bê tơng có 2
loại máy trộn được dùng chủ yếu hiện nay:
 Máy trộn cưỡng bức hoạt động chu kỳ.
- Cấu tạo: thùng trộn có dạng trụ đứng, động cơ điện bố trí phía trên thùng trộn
liên kết với trục trộn qua họp giảm tốc. Các cánh trộn bố trí phía trên trục trộn
và quay trịn cịn thùng trộn đúng n
Cửa nạp liệu bố trí phía trên nắp thùng trộn cửa xả liệu ở đáy thùng trộn.
- Phạm vi ứng dụng : loại này được dùng để trộn bê tông cho các xưởng bê tông
đúc sẵn hoặc trộn bê tơng cho các cơng trình địi hỏi chất luợng cao, quá trình
trộn đều đồng thời tiết kiệm được khoang 20%-30% xi măng
 Máy trộn cưỡng bức liên tục.
18


- Cấu tạo: thùng trộn có dạng trụ ngang, quá trình trộn được thực hiện nhờ hai
trục trộn ăn khớp với nhau nhờ cặp bánh răng ăn khớp, chiều dài thùng trộn
được đảm bảo sao cho thời gian cốt liệu đi từ cửa nạp đến cửa xả đúng bằng thời
gian trộn
- Phạm vi ứng dụng: trộn bê tông cho các cơng trình xây dựng địi hỏi khối
lượng bê tơng lớn chất lươ bê tông cao và trôn bê tông liên tục
+Kết cấu thép.
- Dùng để đỡ toàn bộ các cụm thiết bị thuộc trạm như: Thiết bị định lượng,
bunke phụ, máy trộn, băng tải, cabin điều khiển (nếu có)...v.v…Ngồi ra cịn có
kết cấu thép đỡ xiclơ, kết cấu thép đỡ bunke chính, cầu thang lên xuống và lan
can.
- Tùy theo khả năng công nghệ của từng nhà cung cấp mà thép sử dụng cũng
không giống nhau, tuy nhiên vấn đề đảm bảo chất lượng và an tồn ln được
tn thủ.

1.4.4. Hệ thống điều khiển
– Hệ thống điều khiển dùng ở trạm trộn chủ yếu dùng để điều khiển động cơ
điện, điều khiển đóng mở cửa xả liệu ở bunke, thùng trộn….. Nói chung trên
trạm trộn bao gồm các hệ thống điều khiển sau:
– Hệ thống điều khiển kiểu truyền động điện:
Chủ yếu dùng để điều chỉnh tốc độ, đóng mở các động cơ điện
– Hệ thống điều khiển kiểu truyền động thuỷ lực
Chủ yếu dùng để đóng, mở cơ cấu chấp hành như cửa xả thùng trộn hay bunke
- Nguyên lý: việc đóng mở cơ cấu chấp hành được thực hiện nhờ áp lực của
dòng chất lỏng
- Ưu điểm - Nhược điểm:
+ Ưu điểm:
– Có khả năng truyền lực lớn và đi xa
– Truyền động êm dịu
– Do lực tác động lớn nên khắc phục được hiện tượng kẹt vạt liệu tại cửa xả
– Tuổi thọ của hệ thống cao do được bơi trơn tốt
+ Nhược điểm:
– Khó làm kín khít đường ống nên có hiện tượng rị rỉ chất công tác vào vật liệu
làm giảm chất lượng bê tông
– Các bộ phận của thiết bị thườgn đắt tiền
Hệ thống điều khiển kiểu truyền động khí nén.
- Nguyên lý: việc đóng mở cơ cấu chấp hành được tiến hành nhờ áp lực của
dịng khí nén
- Ưu điểm - Nhược điểm:
+ Ưu điểm:
19


Khoảng cách truyền động tương đối xa
 Nguyên lý hoạt động của q trình trộn bê tơng tươi.

- Sau khi có đơn đặt hàng bê tơng tươi phục vụ cho cơng trình, cơng ty gửi u
cầu cho xí nghiệp bắt đầu tiến hành trộn bê tông cho khách hàng. Mỗi trạm trộn
đều có hai Xilo đã được bơm sẵn xi măng, cát + đá 1 + đá 2 đã được vận chuyển
tới 3 phễu cốt liệu, Nước và chất lỏng phụ gia đã được bơm vào bình chứa để
tiến hành quá trình trộn tự động dưới sự điều khiển của người vận hành.
- Chất cơng tác là khơng khí có sẵn trong thiên nhiên
- Bộ truyền động sạch không ảnh hưởng đến chất lượng bê tông
- Tác động nhanh
- Giá thành hạ
+ Nhược điểm:
- Áp lực truyền nhỏ
- Đòi hỏi an tồn về chống nổ bình khí khắt khe
- Lực va đập lớn
1.4.5. Một số cụm thiết bị khác.
 Cụm chứa nước.
- Thường thì trong mỗi trạm trộn bê tơng xi măng đều có một bể chứa nước
chính, và một bể nước dự phịng có thể tích nhỏ hơn rất nhiều.
- Bể nước chính có thể được làm bằng thép hoặc bê tơng, nên có thể thích từ
5m3 trở lên tùy theo năng suất của trạm đó lớn hay nhỏ.
- Bể nước dự phòng được sử dụng trong trường hợp, khơng thể cấp nước được
từ bể nước chính, và nó có thể tích khoảng hơn 0.5m3 trở lên tùy theo trạm.
 Cụm boongke chứa liệu.
- Thường là các phễu có nhiều ngăn tùy theo năng suất của trạm và yêu cầu sử
dụng của nhà đầu tư mà thể tích của phễu này sẽ lớn hoặc nhỏ. Mỗi phễu thường
có 3 khoang trong đó có hai khoang chứa đá và khoang còn lại chứa cát.
- Nhận xét luận văn:
- Trạm trộn bê tông là một thiết bị máy xây dựng không thể thiếu hiện nay, và
trong tương lai vẫn chưa có một thiết bị nào khác có thể thay thế được nó
1.4.6. Đặc điểm cơng nghệ của trạm trộn bê tơng tươi tự động
Sơ đồ công nghệ của trạm trộn bê tơng tươi

- Cơng nghệ trộn bê tơng tươi của xí nghiệp được chia làm ba cơng đoạn chính:
Cơng đoạn chuẩn cốt liệu, công đoạn cân cốt liệu và công đoạn trộn cốt liệu
thành tông tươi
 Nguyên lý hoạt động của q trình trộn bê tơng tươi.
- Sau khi có đơn đặt hàng bê tơng tươi phục vụ cho cơng trình, cơng ty gửi u
cầu cho xí nghiệp bắt đầu tiến hành trộn bê tông cho khách hàng. Mỗi trạm trộn
20