Thiết kế công nghệ trạm trộn bê tông cho nhà máy sản xuất cọc ống bê tông cốt thép ứng lực trước – Công suất 35.000 m3 bê tôngnăm

LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay, ngành Xây dựng là ngành dẫn đầu trong tăng trưởng kinh tế của nước ta.
Ước tính trong 5 tháng đầu năm 2011, tổng giá trị sản xuất kinh doanh đạt 63.200 tỉ đồng,
tăng 17,7% so với cùng kỳ năm 2010.Xây dựng và phát triển các công trình xây dựng dân
dựng, công nghiệp, cơ sở hạ tầng … đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế
xã hội nhất là đối với các nước đang phát triển như nước ta hiện nay.
Nhiều công trình mới, các khu công nghiệp, khu đô thị …mọc lên ngày càng nhiều.
Vì vậy việc sử dụng kết cấu bê tông cốt thép đúc sẵn trong nhà máy rồi được vận chuyển
tới công trường sẽ rút ngắn thời gian thi công, giảm chi phí lao động và tiết kiệm đáng kể
nguồn nguyên vật liệu. Ngoài ra sử dụng những cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn sẽ nâng
cao chất lượng sản phẩm và tiến hành thi công thuận lợi
Đáp ứng những nhu cầu đó, trên thi trường có rất nhiều công ty, nhà máy sản xuất
cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn, phục vụ cho nhu cầu của thị trường như: Công ty Cổ
phần Bê tông Châu Thới 620, Công ty Bê tông ly tâm Thủ Đức, Công ty Phan Vũ, Công
ty VINACONEX …
Trong các sản phẩm bê tông cốt thép đúc sẵn thì sản phẩm cọc ống là sản phẩm
không thể thiếu cho các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp, đặc biệt là các
công trình trên nền đất yếu nhưkhu vực các tỉnh Đồng bằng Sông Cửu Long, các khu dân
cư mới phát triển của TPHCM ….
Chính vì vậy việc sản xuất các loại cọc ống với trang thiết bị hiện đại cũng như
biện pháp thi công hợp lý sẽ cho ra các sản phẩm đạt chất lượng cao về khả năng kháng
nứt, độ chống xâm thực tốt, trọng lượng nhẹ, dễ thi công
Với những lý do trên thì đồ án môn học “Công nghệ chế tạo bê tông” với đề tài
“Thiết kế công nghệ trạm trộn bê tông cho nhà máy sản xuất cọc ống bê tông cốt thép
ứng lực trước – Công suất 35.000 m
3
bê tông/năm” sẽ giúp cho sinh viên hiểu rõ hơn về
quy trình chế tạo sản phẩm cọc ống bê tông cốt thép ứng lực trước và công việc thực tế
trong tương lai
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Địa điểm đặt nhà máy[9]

1.1.1. Vị trí địa lý
- Tỉnh Long An tiếp giáp với Thành phố Hồ Chí Minh và tỉnh Tây Ninh về phía Đông,
giáp với Vương Quốc Campuchia về phía Bắc, giáp với tỉnh Đồng Tháp về phía Tây và
giáp tỉnh Tiền Giang về phía Nam.
- Tỉnh Long An có vị trí địa lý khá đặc biệt là tuy nằm ở vùng Đồng bằng Sông Cửu Long
song lại thuộc Vùng phát triển kinh tế trọng điểm phía Nam,được xác định là vùng kinh tế
động lực có vai trò đặc biệt quan trọng trong chiến lược phát triển kinh tế Việt Nam.
Hình 1. Bản đồ tỉnh Long An[9]
1.1.2. Điều kiện khí hậu:
- Long An nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa. Do tiếp giáp giữa 2 vùng, cho
nên khí hậu tỉnh vừa mang các đặc tính chung của vùng Đồng bằng Sông Cửu Long lại
vừa mang những đặc tính riêng biệt của vùng miền Đông Nam Bộ.
- Nhiệt độ trung bình hàng tháng 27,2 - 27,7
o
C. Tháng 4 có nhiệt độ cao nhất (28,9
o
C).
Tháng 1 có nhiệt độ thấp nhất (25,2
o
C).
- Độ ẩm tương đối trung bình hàng năm là 80 - 82%.
- Lượng mưa trung bình hàng năm dao động từ 1.350 đến 1.880 mm, 90% lượng mưa
trong năm tập trung vào mùa mưa (từ tháng 5 đến tháng 10). Mưa phân bổ không đều,
giảm dần từ khu vực giáp ranh thành phố Hồ Chí Minh xuống phía Tây và Tây Nam. Các
huyện phía Đông Nam gần biển có lượng mưa ít nhất.
- Chế độ gió: mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 có gió Đông Bắc, tần suất 60 - 70%; mùa
mưa từ tháng 5 đến tháng 10 có gió Tây Nam với tần suất 70% từ biển thổi vào, mang hơi
nước, gây mưa nhiều.
1.1.3. Điều kiện thủy văn:
- Long An có mạng lưới sông, ngòi, kênh rạch chằng chịt nối liền nhau, chia cắt địa bàn

tỉnh thành nhiều vùng. Nổi bật trong mạng lưới sông, rạch này là hai sông Vàm Cỏ Đông
và Vàm Cỏ Tây.
- Sông Vàm Cỏ Đông dài trên 200 km, bắt nguồn từ Campuchia. Phần sông chảy trên địa
bàn Long An dài khoảng 150 km.
- Sông Vàm Cỏ Tây dài trên 250 km, cũng bắt nguồn từ Campuchia. Phần sông chảy trên
địa bàn Long An dài khoảng 186 km.
- Hai con sông gặp nhau tại 3 huyện Tân Trụ, Châu Thành, Cần Đước hợp thành sông
Vàm Cỏ dài 35 km, rộng trung bình 400 m, đổ ra cửa sông Soài Rạp và thoát ra biển
Đông.
- Sông Cần Giuộc (hay sông Rạch Cát, sông Phước Lộc) là một dòng sông nhỏ, chảy qua
địa phận thành phố Hồ Chí Minh và tỉnh Long An (chủ yếu là tỉnh Long An, dài khoảng
32 km). Khi cách sông Vàm Cỏ khoảng 12,5 km thì dòng sông này tách thành 2 con sông:
một hướng rẽ ra sông Soài Rạp, một hướng xuống sông Vàm Cỏ.
1.1.4. Giới thiệu về khu công nghiệp Nhựt Chánh
- Khu công nghiệp Nhựt Chánh tọa lạc tại Ấp 5, xã Nhựt Chánh, huyện Bến Lức, tỉnh
Long An. Khu công nghiệp Nhựt Chánh có vị trí địa lý
• Phía Đông tiếp giáp sông Vàm Cỏ Đông
• Phía Tây tiếp giáp đường tỉnh 832
• Phía Bắc tiếp giáp cống và rạch Bắc Tân
• Phía Nam tiếp giáp đất Khu công nghiệp Nhựt Chánh giai đoạn 2 dự kiến mở rộng.
- Khu công nghiệp Nhựt Chánh có vị trí rất thuận lợi để đặt Nhà máy sản xuất cấu kiện bê
tông cốt thép đúc sẵn vì cơ sở hạ tầng kỹ thuật và hệ thống giao thông tốt, thuận tiện cho
việc sản xuất,vận chuyển nguyên liệu và sản phẩm:
• Giáp đường tỉnh 832 nối liền và cách Quốc lộ 1A khoảng 1,2 km, cách Ðại lộ
Nguyễn Văn Linh khoảng 15km và cách nút giao Bến Lức của đường cao tốc TP.
Hồ Chí Minh – Cần Thơ khoảng 3 km, cách trung tâm TP. Hồ Chí Minh khoảng 33
km, cách thị xã Tân An khoảng15 km và cách sân bay Tân Sơn Nhất khoảng 28 km
• Giáp sông Vàm Cỏ Đông trên tuyến đường thuỷ nội địa đi đồng bằng sông Cửu
Long và các tỉnh Miền Đông Nam Bộ
• Nguồn nước phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt tại Khu công nghiệp định hướng về

lâu dài do Công ty cấp nước Long An cung cấp
• Hệ thống điện trung thế thuộc mạng lưới điện quốc gia từ nguồn điện trung thế 22
KV nối từ trạm biến thế 110KV Bến Lức (mạch kép), sẽ được cung cấp đến hàng
rào các nhà máy, xí nghiệp bằng đường dây cáp.
• Hệ thống xử lý nước thải: Nước thải sẽ được xử lý đạt tiêu chuẩn TCVN 6980-
2001 trước khi cho thải ra rạch và sông Vàm Cỏ Đông.
Hình 2. Bản đồ khu công nghiệp Nhựt Chánh[9]
1.2. Nguồn cung cấp nguyên liệu:
1.2.1. Xi măng:
- Xi măng được cung cấp bởi trạm phân phối xi măng Nghi Sơn. Xi măng Nghi Sơn có
một trạm phân phối Hiệp Phước ở huyện Nhà Bè, TPHCMrất thuận tiện để vận chuyển.
Xi măng được vận chuyển đến nhà máy bằng xe auto-stec.
- Xi măng sử dụng cho nhà máy là xi măng PCB40, đạt các tiêu chuẩn TCVN 6260:2009,
tiêu chuẩn chất lượng ISO 9001:2000; ISO 9001:2008 và ISO 14001:2004. [10]
1.2.2. Cát:
- Cát được dùng để chế tạo bê tông là cát tự nhiên, thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật theo
TCVN 7520-2006. Các loại cát này trước khi sử dụng phải được kiểm tra nghiêm ngặt
thông qua các chỉ tiêu: thành phần khoáng, thành phần hạt, module độ lớn, hàm lượng các
loại tạp chất (bụi, bùn, sét….).
- Cát được sử dụng cho nhà máy là loại cát vàng, hạt lớn, được khai thác tại địa phương
1.2.3. Đá:
- Chất lượng đá ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng bê tông. Chất lượng của đá được đặc
trưng bởi các chỉ tiêu: cường độ, thành phần hạt, độ lớn (D
max
), hàm lượng tạp chất. Đá sử
dụng phải đạt các yêu cầu kỹ thuật theo TCVN 7520 - 2006
- Với hệ thống đường thủy thuận lợi, có thể vận chuyển đá về từ An Giang, Biên Hòa
1.2.4. Nước:
- Nước dùng chế tạo hỗn hợp bê tông phải đạt các yêu cầu kỹ thuật theo TCVN 302-2004.
Nước không chứa những chất gây ảnh hưởng xấu đến quá trình rắn chắc của bê tông,

không gây ăn mòn cốt thép
- Có thể dùng nước sinh hoạt để chế tạo bê tông nếu thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật
1.2.5. Thép:
- Thép dùng trong nhà máy đạt tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 330-2004 gồm các loại CI,
CII được mua từ TP.HCM về
1.2.6. Phụ gia
- Nhà máy dùng phụ gia Sikament R4: là một chất siêu hóa dẻo hiệu quả cao có tác dụng
kéo dài thời gian ninh kết, đồng thời là tác nhân giảm nước đáng kể làm tăng cường độ
ban đầu và cường độ cuối cùng cho bê tông.
- Lượng dùng 0,6 – 1,6 lít/100kg xi măng[Phụ lục 2]
1.3. Nhu cầu sử dụng sản phẩm trong khu vực:
- Trong những năm gần đây, ngành xây dựng cơ bản nước ta đóng vai trò rất quan trọng,
các công trình dân dụng, công nghiệp mọc lên ngày càng nhiều đáp ứng nhu cầu của xã
hội. Bên cạnh đó việc sử dụng các sản phẩm, cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn sẽ rút ngắn
được thời gian thi công, giảm chi phí lao động và tiết kiệm nguyên vật liệu.
- Vùng kinh tế trong điểm phía Nam ngày càng phát triển, cùng với sự phát triển của các
khu công nghiệp, cụm công nghiệp, khu chế xuất, các toà cao ốc, các công trình lớn của
TP. Hồ Chí Minh, Long An, các tỉnh Miền Đông và Miền Tây Nam Bộ, trong đó có rất
nhiều công trình sử dụng cọc ống ứng suất trước. Chính vì vậy nhu cầu sử dụng các sản
phẩm đúc sẵn như cọc ống ứng lực trước trong xây dựng ngày càng tăng
1.4. Giới thiệu về sản phẩm cọc ống bê tông cốt thép ứng lực trước
- Cọc ống bê tông cốt thép ứng lực trước được sản xuất theo công nghệ quay ly tâm và tạo
ứng suất trước. Do đó cọc ống có nhiều ưu điểm vượt trội so với các loại cọc khác, đạt
chất lượng cao về khả năng kháng nứt, độ chống xâm thực tốt, trọng lượng nhẹ, dễ thi
công….và thường được sử dụng trong những công trình nhà cao tầng, cầu cảng …
- Các đặc tính kỹ thuật, kết cấu sản phẩm cọc ống bê tông ly tâm ứng lực trước được quy
định tại TCVN 7888:2008
- Các đặc tính kỹ thuật của sản phẩm sản xuất tại nhà máy:
• Đường kính D = 400 mm, chiều dày thành cọc d = 75 mm
• Chiều dài L = 10 m và L = 12 m

• Mác bê tông 500 và 550 kG/cm
2
• Cọc ống sản xuất theo công nghệ quay ly tâm và tạo ứng suất trước
• Công suất 35000 m
3
/năm
Hình 3. Hình dáng sản phẩm cọc ống
CHƯƠNG 2: CÁC LOẠI NGUYÊN VẬT LIỆU
VÀ TÍNH TOÁN CẤP PHỐI BÊ TÔNG
2.1. Các đặc tính kỹ thuật của nguyên vật liệu
2.1.1. Xi măng
- Sử dụng Xi măng Nghi Sơn do:
• Trạm phân phối Hiệp Phước của xi măng Nghi Sơn ở huyện Nhà Bè, TPHCM
thuận tiện trong việc vận chuyển
• Chất lượng cao và ổn định
- Mác bê tông thiết kế là 500 và 550 kg/cm
2
, vì vậy chọn loại xi măng PCB40 đạt các tiêu
chuẩn TCVN 6260:2009 và tiêu chuẩn chất lượngISO 9001:2000; ISO 9001:2008 và ISO
14001:2004.
- Quy định chọn xi măng:
• Độ mịn: lượng sót trên sàng 0,08mm không quá 12%
• Thời gian bắt đầu đông kết lớn hơn 45 phút và kết thúc đông quá không quá 10h
- Xi măng Nghi Sơn đáp ứng được các quy định trên [Phụ lục 1]
Bảng 1. Tính chất cơ lý của xi măng
Loại
Khối lượng riêng γ
a
(g/cm
3

)
Xi măng Nghi Sơn PCB40
γ
aX
= 3,1
2.1.2. Cát
- Dùng cát tự nhiên hoặc cát nghiền đạt các chỉ tiêu theo TCVN 7570 – 2006
- Cát dùng chế tạo không lẫn quá 5% khối lượng các hạt có kích thước lớn hơn 5mm
Bảng 3. Tính chất cơ lý của cát
Module độ lớn
Khối lượng riêng γ
a
(g/cm
3
) Khối lượng thể tích γ
o
(g/cm
3
)
M
đl
= 2,5
2,65 1,45
2.1.3. Đá
- Kích thước của viên đá lớn nhất không vượt quá ¼ kích thước mặt cắt của cấu kiện và
không quá ¾ khoảng cách nhỏ nhất giữa các thanh cốt thép.
- Hàm lượng các loại tạp chất Sunfua, Sunfat (tính theo SO
3
) không quá 1% trọng lượng.
- Không có hạt phong hoá.

Bảng 2. Tính chất cơ lý của đá
D
max
(mm)
Khối lượng riêng γ
a
(g/cm
3
) Khối lượng thể tích γ
o
(g/cm
3
)
20 2,75 1,55
2.1.4. Nước:
- Nước dùng chế tạo hỗn hợp bê tông phải đạt các yêu cầu kỹ thuật theo TCVN 302-2004.
- Có thể dùng nước sinh hoạt để chế tạo bê tông nếu thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật
2.1.4. Phụ gia:
- Phụ gia Sikament R4: là một chất siêu hóa dẻo hiệu quả cao có tác dụng kéo dài thời
gian ninh kết, đồng thời là tác nhân giảm nước đáng kể làm tăng cường độ ban đầu và
cường độ cuối cùng cho bê tông. Lượng dùng 0.6 – 1.6 lít/100kg xi măng(Phụ lục 3)
2.2. Tính toán cấp phối bê tông
2.2.1. Trường hợp không sử dụng phụ gia
2.2.1.1. Bê tông mác 500
- Độ sụt thiết kế: SN = 1÷2 cm
- Cốt liệu lớn (đá) có D
max
= 20 mm
- Module độ lớn của cát M
đl

= 2,5
Bảng 4. Lượng nước sơ bộ ban đầu cho 1m
3
bê tông [3]
S
T
T
Độ
sụt
SN,
cm
Kích thước hạt lớn nhất của cốt liệu lớn D
max
(mm)
10 20 40 70
Module độ lớn của cát M
đl
1,5÷
1,9
2,0÷
2,4
2,5÷
3,0
1,5÷
1,9
2,0÷
2,4
2,5÷
3,0
1,5÷

1,9
2,0÷
2,4
2,5÷
3,0
1,5÷
1,9
2,0÷
2,4
2,5÷
3,0
1
1÷2
195 190 185 185 180 175 175 170 165 165 160 155
2
3÷4
205 200 195 195 190 185 185 180 175 175 170 165
3
5÷6
210 205 200 200 195 190 190 185 180 180 175 170
4
7÷8
215 210 205 205 200 195 195 190 185 185 180 175
5
9÷1
0
220 215 210 210 205 200 200 195 190 190 195 180
6
11÷
12

225 220 215 215 210 205 205 200 195 195 190 185
=> Tra bảng 4 suy ra lượng nước ban đầuN = 175 lít
* Lượng xi măng dùng cho 1m
3
hỗn hợp bê tông
- Sử dụng công thức Bolomey-Skramtaev:
b 1 x
X
R A R 0,5
N
 
= +
 ÷
 
Với: R
b
: Cường độ của bê tông (kg/cm
2
), lấy bằng mác bê tông yêu cầu theo cường độ
nén nhân với hệ số an toàn: 1,1 đối với trạm trộn và 1,15 đối với trạm trộn thủ công
R
x
: Cường độ thực tế của xi măng (kg/cm
2
). R
x
= 500 kg/cm
2
[Phụ lục 2]
X: Lượng ximăng dùng cho 1m

3
bê tông; N: Lượng nước dùng cho 1m
3
bê tông
A: Hệ số thực nghiệm, phụ thuộc vào chất lượng cốt liệu và phương pháp xác định
mác ximăng.Cốt liệu sử dụng để sản xuất cọc ống là loại cột liệu chất lượng tốt. Xi măng
được thử cường độ theo TCVN 6016 – 1995. Dựa vào bảng 5, chọn A
1
=0,34
Bảng 5. Hệ số chất lượng cốt liệu A và A
1
[3]
Chất
lượng
vật
liệu
Chỉ tiêu đánh giá
Hệ số A, A
1
ứng với xi măng thử cường độ theo
TCVN
6016 - 1995
TCVN 4032 –
1985 (phương
pháp vữa dẻo)
Phương pháp
nhanh
A A
1
A A

1
A A
1
Tốt
- Xi măng hoạt tính cao
không trộn phụ gia thủy
- Đá sạch, đặc chắc, cường
độ cao, cấp phối tốt
- Cát sạch, M
đl
= 2,4 ÷ 2,7
0,54 0,34 0,60 0,38 0.47 0,30
Trun
g
bình
- Xi măng hoạt tính trung
bình, Portland hỗn hợp,
chứa 10÷15% phụ gia thủy
- Đá chất lượng phù hợp
TCVN 1771 – 1987
- Cát chất lượng phù hợp
TCVN 1770 – 1986, M
đl
=
2,0 ÷3,4
0,50 0,32 0,55 0,35 0,43 0,27
Kém
- Xi măng hoạt tính thấp
Portland hỗn hợp chứa trên
15% phụ gia thủy

- Đá có 1 chỉ tiêu chưa phù
hợp TCVN 1771-1987
- Cát mịn, M
đl
< 2,0
0,45 0,29 0,50 0,32 0,40 0,25
- Từ những số liệu trên, ta được:
b
1 x
R
X 1,1.500
0,5 0,5 2,74
N A R 0,34.500
= − = − =
- Lượng Ximăng dùng cho 1m
3
bê tông
X
X .N 2,74.175 479,5 kg
N
= = =
* Lượng đá dùng cho 1m
3
hỗn hợp bê tông
d
oD aD
1000
D
k r 1
=

+
γ γ
Với: D: lượng đá dùng cho 1m
3
bê tông
k
d
: hệ số bọc hay hệ số dư vữa được xác định trên cơ sở thể tích hồ xi măng và
module độ lớn của cát
Thể tích hồ xi măng:
h
aX
X 479,5
V N 175 329,7 l
3,1
= + = + =
γ
Module độ lớn của cát M
đl
= 2,5
⇒ Tra bảng 6 ta được k
đ
= 1,46
Bảng 6. Bảng tra hệ số dư vữa k
đ
(cốt liệu lớn là đá dăm)
M
đl
của
cát

k
đ
ứng với giá trị V
h
225 250 275 300 325 350 375 400 425 450
3,0 1,33 1,38 1,43 1,48 1,52 1,56 1,59 1,62 1,64 1,66
2,75 1,30 1,35 1,40 1,45 1,49 1,53 1,56 1,59 1,61 1,63
2,5 1,26 1,31 1,36 1,41 1,45 1,49 1,52 1,55 1,57 1,59
2,25 1,24 1,29 1,34 1,39 1,43 1,47 1,50 1,53 1,55 1,57
2,0 1,22 1,27 1,32 1,37 1,41 1,45 1,48 1,51 1,53 1,55
1,75 1,14 1,19 1,24 1,29 1,33 1,37 1,40 1,43 1,45 1,47
1,5 1,07 1,12 1,17 1,22 1,26 1,30 1,33 1,36 1,38 1,40
γ
aD
, γ
oD
: khối lượng riêng và khối lượng thể tích của đá. (kg/cm
2
)
r: độ rỗng của đá.
oD
aD
1,55
r 1 .100% 1 .100% 43,64%
2,75
 
γ
 
= − = − =
 ÷

 ÷
γ
 
 
- Lượng đá sử dụng:
d
oD aD
1000 1000
D 1290,8 kg
k r 1,46.0,4364 11
1,55 2,75
= = =
++
γ γ
* Lượng cát dùng cho 1m
3
bê tông
aC
aX aD
X D 479,5 1290,8
C 1000 N . 1000 175 .2,65 532,5 kg
3,1 2,75
 
 
 
 
= − + + γ = − + + =
 
 ÷
 

 ÷
γ γ
 
 
 
 
* Hiệu chỉnh lượng nguyên liệu theo độ ẩm
- Cát có độ ẩm W
c
= 3 %. Lượng cát hiệu chỉnh
C
hc
W
3
C C 1 532,5 1 548,5
100 100
 
 
= + = + =
 ÷ ÷
  
kg
- Đá có độ ẩm W
Đ
= 3 %. Lượng đá hiệu chỉnh
D
hc
W 3
D D 1 1290,8 1 1329,5
100 100

   
= + = + =
 ÷  ÷
   
kg
- Lượng nước hiệu chỉnh
C D
hc
CW
DW 532,5.3 1290,8.3
N N 175 120,2
100 100 100 100
 
 
= − + = − + =
 ÷ ÷
  
lít
* Tỉ lệ cấp phối theo xi măng
X N C D 479,5 120,2 548,5 1329,5
: : : : : : 1:0,25:1,14:2,77
X X X X 479,5 479,5 479,5 479,5
= =
* Bảng cấp phối bê tông mác 500
Xi măng (kg) Nước (l) Đá (kg) Cát (kg)
479,5 120,2 1329,5 548,5
* Hệ số sản lượng:
0X 0C 0D
1000 1000
0,60

X C D 479,5 548,5 1329,5
1,1 1,45 1,55
β = = =
+ + + +
γ γ γ
2.2.1.2. Bê tông mác 550
- Tính toán tương tự tính toán cấp phối cho bê tông mác 500
* Bảng cấp phối bê tông mác 550
Xi măng (kg) Nước (l) Đá (kg) Cát (kg)
535,5 131,7 1315,2 512,9
* Tỉ lệ cấp phối theo xi măng
X N C D 535,5 131,7 512,9 1315,2
: : : : : : 1: 0,25 : 0,96 : 2,46
X X X X 535,5 535,5 535,5 535,5
= =
* Hệ số sản lượng:
0X 0C 0D
1000 1000
0,59
X C D 535,5 512,9 1315,2
1,1 1,45 1,55
β = = =
+ + + +
γ γ γ
2.2.2. Trường hợp sử dụng phụ gia
2.2.2.1. Bê tông mác 500
- Độ sụt thiết kế: SN = 1 ÷ 2 cm
- Cốt liệu lớn (đá) có D
max
= 20 mm

- Module độ lớn của cát M
đl
= 2,5
⇒Tra bảng 4 ta được lượng nước ban đầu N = 175 lít
* Lượng xi măng dùng cho 1m
3
hỗn hợp bê tông
- Xác định lượng nước: lượng nước giảm 10% do dùng phụ gia giảm nước Sikament R4
N = 90%.175 = 157,5 lít
- Sử dụng công thức Bolomey-Skramtaev:
b
1 x
R
X 1,1.500
0,5 0,5 2,74
N A R 0,34.500
= − = − =
- Lượng Ximăng dùng cho 1m
3
bê tông
X
X .N 2,74.157,5 431,6 kg
N
= = =
- Lượng phụ gia Sikament R4: 0,8 lít/100kg ximăng, lượng nước giảm 10%
⇒ Dùng
0,8.431,6
3,5 lít
100
=

* Lượng đá dùng cho 1m
3
hỗn hợp bê tông
d
oD aD
1000
D
k r 1
=
+
γ γ
Với: Thể tích hồ xi măng:
h
aX
X 431,6
V N 157,5 296,7 l
3,1
= + = + =
γ
Module độ lớn của cát M
đl
= 2,5
⇒ Tra bảng k
đ
= 1,4
r: độ rỗng của đá:
oD
aD
1,55
r 1 .100% 1 .100% 43,64%

2,75
 
γ
 
= − = − =
 ÷
 ÷
γ
 
 
- Lượng đá sử dụng:
d
oD aD
1000 1000
D 1319,6 kg
k r 1,4.0,4364 1
1
1,55 2,75
= = =
+
+
γ γ
* Lượng cát dùng cho 1m
3
bê tông
aC
aX aD
X D 431,6 1319,6
C 1000 N . 1000 157,5 .2,65 592,1 kg
3,1 2,75

 
 
 
 
= − + + γ = − + + =
 
 ÷
 
 ÷
γ γ
 
 
 
 
* Hiệu chỉnh lượng nguyên liệu theo độ ẩm
- Cát có độ ẩm W
c
= 3 %. Lượng cát hiệu chỉnh
C
hc
W 3
C C 1 592,1. 1 609,9
100 100
   
= + = + =
 ÷ ÷
 
 
kg
- Đá có độ ẩm W

Đ
= 3 %. Lượng đá hiệu chỉnh
D
hc
W 3
D D 1 1319,6 1 1359,2
100 100
   
= + = + =
 ÷  ÷
   
kg
- Lượng nước hiệu chỉnh
C
D
hc
CW DW 592,1.3 1319,6.3
N N 157,5 100,2
100 100 100 100
   
= − + = − + =
 ÷ ÷
  
lít
* Tỉ lệ cấp phối theo xi măng
609,9
X N C D 431,6 100,2 1359,2
: : : : : : 1:0,23:1,41:3,15
X X X X 431,6 431,6 431,6 431,6
= =

* Bảng cấp phối bê tông mác 500
Xi măng (kg) Nước (l) Đá (kg) Cát (kg) Sikament R4 (l)
431,6 100,2 1359,2 609,9 3,5
* Hệ số sản lượng:
0X 0C 0D
1000 1000
0,59
X C D 431,6 609,9 1359,2
1,1 1,45 1,55
β = = =
+ + + +
γ γ γ
2.2.2.2. Bê tông mác 550
- Tương tự tính cấp phối cho bê tông mác 500 và có sử dụng phụ gia
* Bảng cấp phối bê tông mác 550
Xi măng (kg) Nước (l) Đá (kg) Cát (kg) Sikament R4 (l)
482 101,5 1344,3 579,9 3,9
* Tỉ lệ cấp phối theo xi măng
X N C D 482 101,5 579,9 1344,3
: : : : : : 1: 0,21:1,20 : 2,79
X X X X 482 482 482 482
= =
* Hệ số sản lượng:
0X 0C 0D
1000 1000
0,59
X C D 482 579,9 1344,3
1,1 1,45 1,55
β = = =
+ + + +

γ γ γ
CHƯƠNG 3: KẾ HOẠCH SẢN XUẤT NHÀ MÁY
3.1. Các thông số thiết kế của nhà máy
3.1.1 Chế độ làm việc của nhà máy
- Một năm có 365 ngày. Trong đó
• Ngày chủ nhật: 52 ngày
• Ngảy lễ, tết: 8 ngày
• Ngảy duy tu, bảo trì máy móc: 5 ngày
⇒ Số ngày làm việc: 365 – 52 – 8 – 5 = 300 ngày
- Chế độ làm việc trong nhà máy:
• Số ca làm việc trong 1 ngày: 1 ca
• Số giờ làm việc trong 1 ca: 8h
Buổi sáng: từ 7h đến 11h
Buổi chiều: từ 13h đến 17h
3.1.2. Tính toán công suất của nhà máy
- Công suất của nhà máy trong năm: 35000 m
3
bê tông/năm. Trong đó:
• Sản phẩm cọc ống D400, L = 10m, mác 500: 30
V
1
= 0,3.35000 = 10500 m
3
bê tông/năm
• Sản phẩm cọc ốngD400, L = 10m, mác 550: 30%
V
2
= 0,3.35000 = 10500 m
3
bê tông/năm

• Sản phẩm cọc ống D400, L = 12m, mác 500: 20%
V
3
= 0,2.35000 = 7000 m
3
bê tông/năm
• Sản phẩm cọc ống D400, L = 12m, mác 550: 20%
V
4
= 0,2.35000 = 7000 m
3
bê tông/năm
- Dựa vào từng sản phẩm bê tông trong 1 năm, ta tính được công suất trong 1 giờ, 1 ca, 1
ngày, 1 tuần, 1 tháng
• Lượng bê tông sản xuất trong 1 giờ:
gio
V
V
300.8
=
• Lượng bê tông sản xuất trong 1 ca: V
ca
= 8.V
giờ
• Lượng bê tông sản xuất trong 1 ngày: V
ngày
= V
ca
• Lượng bê tông sản xuất trong 1 tháng: V
tháng

=
300
12
V
ngày
= 25.V
ngày
• Lượng bê tông sản xuất trong 1 năm: V
năm
= 12.V
tháng
- Bảng tính toán lượng bê tông sản xuất của nhà máy
Cọc ống D400
Số
m
3
/giờ
Số m
3
/ca
Số
m
3
/ngày
Số
m
3
/tháng
Số
m

3
/năm
L = 10m
Mác 500 4,38 35 35 875 10500
Mác 550 4,38 35 35 875 10500
L = 12m
Mác 500 2,92 23,33 23,33 583,33 7000
Mác 550 2,92 23,33 23,33 583,33 7000
Tổng công suất 14,60 116,66 116,66 2916,66 35000
3.1.3. Cân bằng sản phẩm cho nhà máy
- Sản phẩm cọc ốngD = 400mm, L = 10m có thể tích
2 2
3
0,4 0,325
V 10 0,43 m
4
−
= π× × =
- Sản phẩm cọc ống D = 400mm, L = 12m có thể tích
2 2
3
0,4 0,325
V 12 0,51 m
4
−
= π× × =
- Số sản phẩm trong 1 năm:
2.10500 2.7000
N 76290
0,43 0,51

= + =
sản phẩm
- Trong đó:
• Sản phẩm cọc ống L = 10m, mác 500: 30%
• Sản phẩm cọc ống L = 10m, mác 550: 30%
• Sản phẩm cọc ống L = 12m, mác 500: 20%
• Sản phẩm cọc ống L = 12m, mác 550: 20%
Cọc ống D400
Số sản phẩm
Trong 1
giờ
Trong 1
ca
Trong 1
ngày
Trong 1
tháng
Trong 1
năm
L = 10m
Mác 500 10 77 77 1908 22887
Mác 550 10 77 77 1908 22887
L = 12m
Mác 500 7 51 51 1272 15258
Mác 550 7 51 51 1272 15258
Tổng sản phẩm 34 256 256 6360 76290
3.2. Tính cân bằng vật chất
3.2.1. Hao hụt nguyên vật liệu trong sản xuất:
- Trong quá trình sản xuất, ta phải tính đến lựơng hao hụt. Lượng hao hụt này xuất phát
trong quá trình vận chuyển nguyên vật liệu đến nhà máy, cũng như bốc dỡ, bảo quản và

vận chuyển đến các khâu sản xuất.
- Ta có thể lấy lượng hao hụt trong nhà máy như sau:
• Lượng ximăng hao hụt: 4%.
• Lượng cát hao hụt: 4%.
• Lượng đá hao hụt: 4%.
• Lượng phụ gia Sikament R4 hao hụt: 4%
3.2.2. Lượng nguyên liệu dùng cho sản xuất bê tông
- Lượng nguyên liệu dùng trong 1 năm
Cọc ống D = 400mm
Xi măng
(tấn)
Nước
(tấn)
Đá (tấn) Cát (tấn)
Sikament
R4 (lít)
L = 10m
Mác 500 4713,07 1094,18 14842,46 6660,11 38,22
Mác 550 5263,44 1108,38 14679,76 6332,51 42,59
L =12m
Mác 500 3142,05 729,46 9894,98 4440,07 25,48
Mác 550 3508,96 738,92 9786,51 4221,67 28,39
Tổng 16645,2 3670,94 49203,71 21654,36 134,68
- Lượng nguyên liệu tính toán theo ca, ngày, tháng:
Loại Tấn/giờ Tấn/ca Tấn/ngày Tấn/tháng Tấn/năm
Xi măng 6,94 55,48 55,48 1387,1 16645,2
Nước 1,53 12,24 12,24 305,91 3670,94
Đá 20,50 164,01 164,01 4100,31 49203,71
Cát 9,02 72,18 72,18 1804,53 21654,36
Sikament R4 (l) 0,06 0,45 0,45 11,22 134,68

CHƯƠNG 4: VẬN CHUYỂN, BỐC DỠ, BẢO QUẢN
NGUYÊN VẬT LIỆU
4.1. Vận chuyển và bảo quản xi măng
4.1.1. Vận chuyển xi măng vào kho chứa:
- Xi măng được vận chuyển bằng auto-stec vào nhà máy bằng con đường chính là đường
bộ. Khoảng cách từ trạm phân phối ở huyện Nhà Bè, TPHCM đến nhà máy là 40km.
- Ta chọn xe loại CIMC-THT9403GS02 của công ty ô tô Trường Thành, có các đặc tính:
• Dung tích chứa: 58m
3
• Kích thước xe: Dài 11.55m, rộng 2.5m, cao 4m
• Trọng lượng chuyên chở: 25 tấn
• Tốc độ xe không tải trung bình: 50 km/h
• Tốc độ xe có tải trung bình: 40 km/h
• Tốc độ máy bơm: 12 m
3
/phút
- Thời gian xe đi từ nhà máy xi măng đến nhà máy bê tông:
40
40
= 1 giờ
- Thời gian xe đi từ nhà máy bê tông đến nhà máy xi măng:
40
50
=
0,8 giờ = 48 phút
- Thời gian dỡ tải: 12 phút. Một xe dỡ tải 25 tấn
- Chu kỳ sử dụng xe: 48 + 60 + 12 = 120 phút = 2 giờ
- Lượng xi măng cần dùng trong 1 ngày: 55,48 tấn. Một ngày đi 2 chuyến
- Số lượng xe cần thiết:
55,48

1,11
2.25
=
xe ⇒ dùng 2 xe
4.1.2. Bảo quản xi măng trong xilô
- Lượng xi măng:
x n
X
d N X.1,04
V
0.9n
=
N
n
: năng suất năm của nhà máy (m
3
). N
n
= 35000 m
3
X: lượng xi măng trung bình cho 1 m
3
sản phẩm (tấn).
d
x
: dự trữ xi măng trong kho (ngày đêm). d
x
= 2 ngày đêm
1.04: hệ số tính đến sự hao hụt xi măng trong quá trình vận chuyển
0.9: hệ số chất tải kho khi bảo quản xi măng

n: số ngày làm việc trong năm. n = 300 ngày
- Tính toán:
X
2.16645,2
V 123,3
0,9.300
= =
tấn
- Ta dùng 2 xilô, thể tích 1 xilô cần thiết để chứa xi măng:
X
oX
V 123,3
V 56,1
1,1.2
= = =
γ
tấn
- Chọn sơ bộ kích thước xilô: D = 4m, d = 0,5m, α = 60
o
h1h2
D
d
V1
V2
- Tính chiều cao xilô:
0
2
D d 4 0,5
h tg .tg60 3,0 m
2 2

− −
= α = =
⇒ Chọn h
2
= 3 m
2 2 2 2 3
2 2
1 1
V (D d Dd)h (4 0,5 4.0,5).3 14,3 m
12 12
= π + + = π + + =
V = V
1
+ V
2
⇒
V
1
= V – V
2
=56,1 – 14,3 =41,8 (m
3
).
- Tính h
1
:
1
1
2 2
4V 4.41,8

h 5,9 m
D .3
= = =
π π
⇒ Chọn h
1
= 6m
- Chiều cao của xilô:h = h
1
+ h
2
= 6 + 3 = 9m
- Lượng xi măng dự trữ trong 2 ngày: 55,48.2 = 110,96 tấn
- Lượng xi măng 2 xilô chứa được: 56,1.2 = 112,2 tấn > 110,96 tấn
- Sử dụng 2 xilô chứa xi măng là hợp lý
4.2. Vận chuyển và bảo quản cốt liệu:
4.2.1. Vận chuyển cốt liệu vào kho chứa:
4.2.1.1. Đá dăm
- Đá dăm được chuyển về nhà máy theo đường bộ bằng xe tải chuyên dụng
- Khoảng cách từ nhà máy đến nguồn cung cấp khoảng 300 km
- Ta chọn xe loại HYUNDAI HD370 các đặc tính sau:
• Kích thước xe: Dài 9,08 m, rộng 2,5m, cao 3,22m
• Trọng lượng chuyên chở: 24 tấn
• Tốc độ xe không tải trung bình: 60 km/h
• Tốc độ xe có tải trung bình: 50 km/h
- Thời gian xe đi từ nhà máy bê tông đến nơi cung cấp đá:
300
60
=
5 giờ

- Thời gian xe đi từ nơi cung cấp đá đến nhà máy bê tông:
300
50
= 6 giờ
- Thời gian dỡ tải: 1giờ
- Chu kỳ vận chuyển: 5 + 6 + 1 = 12 giờ. Một ngày đi 2 chuyến
- Trọng lượng xe chuyên chở là 24 tấn. Lượng đá cần vận chuyển 1 ngày là 164,01 tấn
- Số xe dùng:
164,01
3,42
2.24
=
⇒ dùng 4 xe
4.2.1.2. Cát
- Cát được chuyển về nhà máy theo đường bộ bằng xe tải chuyên dụng
- Khoảng cách từ nhà máy đến nguồn cung cấp khoảng 50 km
- Ta chọn xe loại HYUNDAI HD370 các đặc tính sau:
• Kích thước xe: Dài 9,08 m, rộng 2,5m, cao 3,22m
• Trọng lượng chuyên chở: 24 tấn
• Tốc độ xe không tải trung bình: 50 km/h
• Tốc độ xe có tải trung bình: 40 km/h
- Thời gian xe đi từ nhà máy bê tông đến nơi cung cấp cát:
50
50
=
1 giờ
- Thời gian xe đi từ nơi cung cấp đá đến nhà máy bê tông:
50
40
= 1,25 giờ

- Thời gian dỡ tải: 1giờ 15 phút
- Chu kỳ vận chuyển: 1 + 1,25 + 1,25 = 3,5 giờ. Một ngày đi 2 chuyến
- Trọng lượng xe chuyên chở là 24 tấn. Lượng đá cần vận chuyển 1 ngày là 72,18 tấn
- Số xe dùng:
72,18
1,5
2.24
=
⇒ dùng 2 xe
4.2.2. Bảo quản cốt liệu trong kho chứa:
4.2.2.1. Đá dăm:
- Lượng đá dăm nhà máy sử dụng:
D n
D
d KN D.1,04
V
0,9n
=
N
n
: năng suất năm của nhà máy (m
3
). N
n
= 35000 m
3
Đ: lượng đá dăm trung bình cho 1 m
3
sản phẩm (tấn).
d

Đ
: dự trữ xi măng trong kho (ngày đêm). d
Đ
= 2 ngày đêm
1.04: hệ số tính đến sự hao hụt đá dăm trong quá trình vận chuyển
K: hệ số tăng thể tích kho do bảo quản riêng các thành phần cỡ hạt
n: số ngày làm việc trong năm. n = 300 ngày
- Tính toán:
D n
D
d KN D.1,04 2.1,3.49203,71
V 473,81
0,9n 0,9.300
= = =
tấn
- Thể tích cốt liệu:
D
oD
V 473,81
V 305,68
1,55
= = =
γ
tấn
- Chiều dài vùng dỡ tải:
o
d
2 2
CT
Vtg 305,68.tg30

L 21,78 m
h K 3 .0,9
α
= = =
⇒ Chọn chiều dài dỡ tải L
đ
= 21,8m
V: thể tích đá dăm chất trong kho (tấn)
α: góc chảy tự nhiên của cốt liệu trong kho đống; h: chiều cao định mức của kho
K
CT
: hệ số chất tải của kho. K
CT
= 0,8 ÷ 0,9
- Diện tích mặt bằng kho đống chứa đá:
2
d
d
o
2L h 2.21,8.3
F 226,55 m
tg tg30
= = =
α
⇒ Chọn kho 28,5.8 = 228 m
2
4.2.2.2. Cát:
- Lượng cát nhà máy sử dụng:
C n
C

d KN D.1,04
V
0,9n
=
N
n
: năng suất năm của nhà máy (m
3
). N
n
= 35000 m
3
C: lượng cát cho 1 m
3
sản phẩm (tấn).
d
C
: dự trữ cát trong kho (ngày đêm). d
C
= 2 ngày đêm
1.04: hệ số tính đến sự hao hụt cát trong quá trình vận chuyển
K: hệ số tăng thể tích kho do bảo quản riêng các thành phần cỡ hạt
n: số ngày làm việc trong năm. n = 300 ngày
- Tính toán:
C n
C
d KN C.1,04 2.1,3.21654,36
V 208,52
0,9n 0,9.300
= = =

tấn
- Thể tích cốt liệu:
C
oC
V 208,52
V 143,81
1,45
= = =
γ
tấn
- Chiều dài vùng dỡ tải:
o
c
2 2
CT
Vtg 143,81tg30
L 10,25 m
h K 3 .0,9
α
= = =
⇒ Chọn chiều dài dỡ tải L
c
= 10,4 m
V: thể tích cát chất trong kho (tấn)
α: góc chảy tự nhiên của cốt liệu trong kho đống; h: chiều cao định mức của kho
K
CT
: hệ số chất tải của kho. K
CT
= 0.8 ÷ 0.9

- Diện tích mặt bằng kho đống chứa đá:
2
d
d
o
2L h 2.10,4.3
F 108,1 m
tg tg30
= = =
α
⇒ Chọn kho 14×8 = 112 m
2
CHƯƠNG 5: PHÂN XƯỞNG CHẾ TẠO HỖN HỢP
BÊ TÔNG
5.1. Lựa chọn dây chuyền sản xuất
- Trạm trộn của nhà máy được đặt ngoài trời. Ta thiết kế và sử dụng trạm trộn theo sơ đồ
Pakte (bậc 2)
1
2 2
1
2
1
3
10
4
7
9
5
8
6

1. Bunke phân phối cốt liệu và xi măng 6. Kho cốt liệu
2. Thiết bị phân lượng 7. Thùng cấp nước và phụ gia
3. Bunke tổng hợp 8. Kho xăng và phụ gia
4. Máy trộn 9. Hệ thống cấp nước
5. Bunke phối liệu 10. Thiết bị vận chuyển
* Hoạt động của trạm trộn:
- Cốt liệu từ các kho chứa được vận chuyển đến bunke tiếp liệu bằng các xe xúc. Tại đây,
cốt liệu sẽ được cân định lượng theo cấp phối yêu cầu thông qua hệ thống cân định lượng
- Xi măng từ xilô chứa được bơm vít khí nén đưa lên hệ thống cân định lượng theo cấp
phối đã được tính toán sẵn
- Cốt liệu được băng tải đưa lên máy trộn. Xi măng được xả xuống máy trộn sau khi đã
cân định lượng.
- Nước và phụ gia được hệ thống máy bơm bơm lên thùng chứa, sẽ được cân định lượng
và được xả xuống máy trộn 1 phần. Sau khi cốt liệu, xi măng được xả xuống máy trộn thì
ta cho lượng nước và phụ gia còn lại vào. Việc cho 1 lượng nước và phụ gia vào trước
nhằm giảm lượng bụi của xi măng và silicafume, tránh gây hao hụt và giảm sự bám dính
của xi măng vào thùng trộn
5.2. Dây chuyền cơng nghệ của trạm trộn:
VÍT TẢI ĐỊNH LƯNG
XILÔ XI MĂNG
ĐỊNH LƯNG
BỒN CHỨA
ĐỊNH LƯNG
BỒN CHỨA
XI MĂNG
NƯỚC
PHỤ GIA
BÃI CHỨA
MÁY XÚC LẬT
BUNKE

BÃI CHỨA
MÁY XÚC LẬT
BUNKE
BĂNG TẢI ĐỊNH LƯNG BĂNG TẢI ĐỊNH LƯNG
ĐÁCÁT
DUNG DỊCH PHỤ GIA
MÁY TRỘN BÊ TÔNG
5.3. Tính tốn chọn thiết bị cho phân xưởng trộn
5.3.1. Tính tốn chọn máy trộn bê tơng:
- Năng suất trong 1 giờ của phân xưởng trộn
3
ht
px 1 2
P 2916,66
P K K .1,4.1,2 24,49 m /h
mn 8.25
= = =
Với: P
ht
= 2916,66 m
3
: lượng hỗn hợp bê tơng ở trạng thái đã lèn ép (đã tạo hình) cần
thiết trong tháng có u cầu lớn nhất
m: số giờ cơng trong 1 ngày đêm (1 ca = 8 giờ)
n: số ngày cơng trong tháng (25 ngày)