Đồ án thiết kế công nghệ sản xuất sàn rỗng dự ứng lực BTCT (Thuyết minh+bản vẽ+kết cấu)

GVHD: Ths.Kim Huy Hoàng

SV: Nguyễn Quốc Toản

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO BÊ TÔNG
I.TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC.
1.Sơ lược về bê tông ứng lực trước.
Bê tông ứng lực trước tiền chế được sản xuất theo 2 phương pháp:
Phương pháp kéo căng trước.
Phương pháp kéo căng sau.
Việc sử dụng công nghệ căng trước hay căng sau tùy thuộc vào điều kiện thi công tại công
trường. Nhưng nói chung nên sử dụng công nghệ kéo căng trước vì tiết kiệm vật liệu hơn.
2.Những ưu điểm bê tông ứng lực tước tiền chế.
Chất lượng cao.
Tiết kiệm vật liệu.
Tốc độ thi công nhanh.
Tạo ra những không gian lớn.
Ít chịu ảnh hưởng của thời tiết, do quá trình sản xuất được thực hiện trong công xưởng.
Hiệu quả kinh tế cao.
3.Sàn rỗng bê tông cốt thép dự ứng lực.
Ngày nay việc xây dựng công trình bằng phương pháp lắp ghép và bán lắp ghép được sử
dụng ngày càng nhiều. Bản sàn rỗng bê tông cốt thép dự ứng lực là một loại cấu kiện đúc sẵn rất
phù hợp. Nó có rất nhiều ưu điểm nổi bật:
Là cấu kiện đúc sẵn có kích thước theo yêu cầu, được lắp đặt tại công trình giúp tiết kiệm
thời gian, diện tích, nhân công thi công sàn, không cần ván khuôn giàn chống nhờ đó tiết kiệm
được nhiều chi phí.
Độ rỗng của bản sàn từ 38.9 ÷ 49 %, khá nhẹ so với bê tông thường, có thể giảm tải cho
móng.
Thi công không chịu ảnh hưởng của thời tiết.

Có ngay diện tích công tác ngay sau khi lắp đặt, chịu tải thi công tối đa.
Ngoài đặc tính nhẹ, bền, chịu lực, bản sàn rỗng có thể thay đồi kết cấu cáp dự ứng lực
phù hợp kết cấu nhịp và tải trọng yêu cầu.

8


GVHD: Ths.Kim Huy Hoàng

SV: Nguyễn Quốc Toản

Ưu thế với kiến trúc nhịp dài, khi làm tầng sàn bớt dầm, cột và tường đỡ. Đặc biệt các lỗ
rỗng trong sàn rất tiện cho thi công các đường ống dẫn điện, nước, thoát khí và thuận tiện cho
việc lắp đặt các hệ thống trang trí.
Với cấu trúc rỗng có thể cách âm, cách nhiệt rất tốt.
Kiểm soát và hạn chế về độ võng và vết nứt trong cấu kiện bê tông.
So sánh giữa sàn BTCT dự ứng lực và sàn BTCT thường:
Phương án sàn BTCT thường

Phương án sàn BTCT dự ứng lực

Ưu điểm

Ưu điểm

- Thi công đơn giản hơn.
- Mác bê tông thấp hơn.

- Chiều cao tầng được nâng cao bởi không bị
hạn chế dầm.

- Tính toán đơn giản hơn.

- Độ bền công trình cao, do mác bê tông cao.
- Thép cường độ cao, kéo căng và không cho
phép có vết nứt.
- Không phải làm trần nhà.
- Thi công nhanh.
- Không gian sử dụng linh hoạt

Nhược điểm

Nhược điểm

- Chiều cao tầng bị hạn chế.

- Thi công cần có đơn vị có kinh nghiệm.

- Độ bền công trình không cao do sự xuất hiện
vết nứt dẫn tới ăn mòn thép nhanh.

- Mác bê tông cao hơn.

- Trần có dầm nên phải làm dầm.

- Phải có biện pháp khắc phục và xử lý các mối
liên kết.

- Tính toán phức tạp hơn.

- Thời gian thi công lâu hơn.

Ứng dụng: sàn ứng lực trước có khả năng vượt nhịp lên tới 20 m, nhưng chỉ hiệu quả trong
nhịp từ 8 – 12 m, kinh tế nhất là 9 m, nhịp trung bình phổ biến là 10 – 12 m, tuy nhiên có thể kết
hợp với dầm bản dự ứng lực với nhịp từ 16 – 20 m…Nhịp lớn hơn lượng thép dùng càng lớn.
Việc ứng dụng các cấu kiện lắp ghép trong xây dựng, sẽ rút ngắn được thời gian thi công
từ 40 ÷ 50 %, nếu được xây dựng hàng loạt thì giá thành cũng rẻ hơn nhiều.

9


GVHD: Ths.Kim Huy Hoàng

SV: Nguyễn Quốc Toản

4. Địa điểm đặt nhà máy.
Khu công nghiệp Hiệp Phước thuộc xã Hiệp Phước huyện Nhà Bè rất thuận lợi cho việc đặt
nhà máy sản xuất các cấu kiện bê tông đúc sẵn.
Hệ thống giao thông vận tải:
Hệ thống sông bao bọc xung quanh và hệ thống kênh rạch ngay trong lòng sẽ tạo điều
kiện phát triển giao thông đường thủy, đường bộ nối với các khu vực khác.
Nguồn cung cấp vật liệu:
Xi măng sử dụng dùng trong nhà máy là xi măng Nghi Sơn PCB40 được vận chuyển về
nhà máy bằng xe bồn hoặc vận chuyển bằng đường sông. Trạm phân phối Xi Măng Nghi Sơn huyện Nhà Bè - TP Hồ Chí Minh
Đá sử dụng đá (1x2) Hoá An- Biên Hoà - Đồng Nai được vận chuyển bằng đường sông.
Cát sử dụng cát Tân Châu cũng được vận chuyển bằng đường sông.
Nguồn tiêu thụ:
Sản phẩm bản sàn rổng bê tông cốt thép dự ứng lực: có thị trường tiêu thụ rất lớn: các
tỉnh đồng bằng sông Cửu Long, miền Đông nam bộ và thành phố Hồ Chí Minh.

10


GVHD: Ths.Kim Huy Hoàng

SV: Nguyễn Quốc Toản

II.SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ & TÍNH TOÁN CẤP PHỐI.
1.Dây chuyền công nghệ.
Máy trộn hỗn hợp
bê tông (B)

Cáp dự ứng lực

Bê tông tươi

Máy rải cáp

Vận chuyển hỗn
hợp B đến xưởng
tạo hình

Kéo căng cáp

Bunke chứa của
máy tạo hình

Đổ B vào khuôn

Dưỡng hộ nhiệt

Cắt cáp dự ứng lực

Kho chứa sản phẩm

Nguyên vật liệu sau khi được định lượng sẽ được đưa lên máy trộn nhào trộn. Sau thời gian
nhào trộn nhất định, sẽ được tháo xuống phễu và vận chuyển đến phân xưởng tạo hình.
Hỗn hợp bê tông vận chuyển bằng thiết bị được chạy trên đường ray từ trạm trộn đến cầu
trục của phân xưởng tạo hình.

11


GVHD: Ths.Kim Huy Hoàng

SV: Nguyễn Quốc Toản

Hình 2.1. Trạm trộn bê tông và thiết bị vận chuyển có trọng lượng 3600 kg
Hỗn hợp bê tông sau khi vận chuyển đến được tháo xuống bunke chạy trên cầu trục nằm
ngang. Sau đó bunke chứa di chuyển theo cầu trục đến đổ hỗn hợp bê tống xuống máy tạo hình.

Hình 2.2.Bunke lấy hỗn hợp bê tông và tháo xuống máy tạo hình.
Khuôn trước khi tạo hình phải được kiểm tra và vệ sinh. Sau đó, khuôn được rải cáp bằng
máy rải cáp.

Hình 2.3. Máy rải cáp và khuôn tạo hình
Sau khi cáp được rải dọc theo chiều dài khuôn, thì bắt đầu căng cáp

12

GVHD: Ths.Kim Huy Hoàng

SV: Nguyễn Quốc Toản

Hình 2.4. Thiết bị căng cáp
Lỗ rổng của bản sàn được tạo nhờ bộ phận lõi của máy tạo hình.

Hình 2.5.Máy tạo hình sản phẩm.
Sản phẩm sau khi được chế tạo xong sẽ được dưỡng hộ bằng cách phủ bạt dưỡng hộ nhiệt

Hình 2.6. Dưỡng hộ sản phẩm
Kiểm tra mẫu sản phẩm, nếu cường độ mẫu nén đạt 70% của R28
thì có thể cắt cáp
dựmm
Độ ngày
dày sàn
205
ứng lực. Tháo dỡ khuôn, dùng máy cắt theo kích thước yêu cầu và vận chuyển đến bãi chứa sản
Thiết kế rộng
1200 mm
phẩm.
Thực tế rộng
1196 mm

2.Tính toán kết cấu bản sàn.

13

Số lõi

6

Đường kính lõi

155 mm

Số sợi cáp ở dưới

4÷7

Số sợi cáp ở trên

0÷5

Trọng lượng sàn

260 kg/m2

Độ chịu lửa

1.5 h

Diện tích mặt cắt ngang

124.5x103mm2


GVHD: Ths.Kim Huy Hoàng

SV: Nguyễn Quốc Toản

Bản làm việc theo 1 phương, theo cạnh ngắn, cắt theo phương cạnh ngắn b = 1 (m)
Tải trọng tác dụng lên sàn:
+) Tĩnh tải bao gồm các lớp cấu tạo sàn:
Lớp gạch ceramic dày h = 10 mm, γ = 20 kN/m3, hệ số vượt tải n=1,2
Lớp vữa lót phía trên dày h = 20 mm, γ = 18 kN/m3, hệ số vượt tải n=1,1
Trọng lượng sàn: 260 kg/m2 (hay 2.6 daN/m2), hệ số vượt tải n = 1.1
Lớp vữa lót phía dưới gạch lát nền dày h = 15 mm, γ = 18 kN/m3, hệ số vượt tải n=1,1
260 x1.1
→ g = 0.01x1.2 x 20 + 0.02 x1.1x18 +
+ 0.015 x1.1x18 = 3.793 (k N/ m 2 )
100
+) Hoạt tải: pc = 1.5 kN/m2 , n = 1,2 → p = 1.5 x1.2 = 1.8 (kN/m 2 )
Tổng tải trọng tác dụng lên sàn: q = (p + g) x 1m = 5.593 (kN/m)
Nhịp tính toán lo = 6 (m)
Momen uốn lớn nhất: M =
Lực cắt lớn nhất: Q =

qlo2 5.593 x6 2
=
= 25.168 (kN.m)
8
8

q lo 5.593x6
=
= 16.779 (kN)
2
2

Kiểm tra điều kiện lực cắt:
Lớp bê tông bảo vệ a = 15 (mm); ho = h – a = 205 – 15 = 190 (mm)
B20, Rbt = 0.9 Mpa = 0.9x103 kN; Bê tông nặng: ϕb4 = 1.5; Bề rộng của tấm B = 1.2 (m)
Q = 16.779 < φ b4 xR bt xBxh o = 1.5x0.9 x103 x1.2 x0.19 = 307.8 (kN)

14


GVHD: Ths.Kim Huy Hoàng

SV: Nguyễn Quốc Toản

3. Tính cấp phối bê tông:
Bê tông chế tạo bản sàn rỗng BTCT dự ứng lực:
+) Độ sụt: SN = 0 (cm)
+) Độ cứng: ĐC = 10 ÷ 20 (s)
+) Mác B: Rb28 = 400 (daN/cm2)
+) Mác X: Rx = 500 (daN/cm2)
Tính chất

Loại nguyên vật liệu

Ghi chú

γa (g/cm3)

γo(g/cm3)

Xi măng

3.1

1.1

Đá dăm (Dmax = 12.5 mm)

2.6

1.36

Cát (Mdl = 2.3)

2.65

1.46

- Mác X được xác định
bằng phương pháp dẻo

Phụ gia: sử dụng phụ gia Sikament NN
+) Sikament NN là tác nhân giảm nước giúp bê tông đạt cường độ cao, thích hợp cho: sản
xuất cấu kiện bê tông đúc sẵn, bê tông dự ứng lực.
+) Ưu điểm:
●

Làm tăng tính thi công đáng kể.

●

Tăng tính thi công khi đổ bê tông cấu kiện mỏng có mật độ thép dày.

●

Ninh kết bình thường không bị trì hoãn.

●

Giảm rủi ro bê tông bị phân tầng.

●

Như tác nhân giảm nước:
Giảm đến 30 % lượng nước trộn bê tông tùy liều lượng sử dụng
Giảm đáng kể lượng xi măng so với bê tông thường.

+) Thông số kỹ thuật:
●

Nguồn gốc: Naphtalen Formaldehyt Sulfonat

●

Khối lượng thể tích: 1.19 – 1.22 kg/lít

●

Liều lượng sử dụng: 0.6 – 2 lít/100 kg xi măng.

●

Liều lượng điển hình: 0.8 – 1.2 lít/100 kg xi măng.

Khả năng tương hợp: có thể kết hợp với tất cả các loại phụ gia sikament…, tất cả
các loại xi măng Portland kể cả xi măng bền sulfat.
●

15


GVHD: Ths.Kim Huy Hoàng

SV: Nguyễn Quốc Toản

●

Dạng chất lỏng, màu nâu đậm.

●

Đóng gói thùng 5/25/200 lít.

Lưu trữ nơi khô mát, thời hạn sử dụng tối thiểu 1 năm nếu lưu trữ đúng cách trong
thùng nguyên chưa mở.
●

a.Tính sơ bộ lượng dùng vật liệu cho 1 m3 bê tông.
Với độ cứng ĐC = 10 ÷ 20 (s) và Dmax = 12.5 (mm) tra đồ thị ta được lượng nước dùng cho
1m bê tông: N = 162 (lít)
3

Do cát có Mdl = 2.3 có lượng nước yêu cầu Nyc = 7 ÷ 7.5 % nên không cần tăng lượng nước
dùng cho bê tông đối với cát.
Sử dụng cốt liệu lớn là đá dăm nên tăng lượng dùng nước lên 10 (lít).
Lượng nước tính toán tổng cộng: N = 162 + 10 =172 (lít)
b.Xác định lượng xi măng cho 1 m3 bê tông.
Công thức tính cấp phối bê tông của Bolomey – Skramtaev:

X

R b = A.R x .  - 0.5 ÷ (kg/cm 2 )
N


(1)

Trong đó:
X
= 1.4 ÷ 2.5 (đối với bê tông thường).
N
Rb: Mác bê tông yêu cầu, Rb = 400 (daN/cm2)
Rx: Mác xi măng, Rx = 500 (daN/cm2)
X: lượng xi măng dùng cho 1 m3 bê tông.
N: lượng nước dùng cho 1 m3 bê tông.
A: hệ số phụ thuộc vào chất lượng cốt liệu và phương pháp xác định xi măng.
Với cốt liệu chất lượng trung bình, mác xi măng được xác định theo phương pháp
dẻo, tra bảng ta có A = 0.6

(1) →

Rb
X
400
=
+ 0.5 =
+0.5 = 1.83
N
A.R x
0.6 x 500

1.4 <

X
= 1.83 < 2.5
N

16


GVHD: Ths.Kim Huy Hoàng

SV: Nguyễn Quốc Toản

X
3
Lượng xi măng: X =  ÷.N = 1.83x172 = 314.76 (kg/m bt)
N
c.Xác định lượng đá dùng cho 1 m3 bê tông.
Áp dụng công thức:
D=

1000
(kg)
α.r d 1
+
γ do γ da

Trong đó:
α: hệ số tăng thể tích của vữa bê tông (hệ số trượt), phụ thuộc vào:
Lượng xi măng trong 1 m3 bê tông.
Loại bê tông (đá dăm, sỏi).
Độ lớn của cát.
Đối với hỗn hợp bê tông cứng α = 1.05 ÷ 1.15 (trung bình = 1.1)
rd : độ rỗng của cốt liệu lớn.
 γd 
 1.36 
r d = 1- od ÷ x 100 % = 1÷ x 100 % = 47.69 %
 2.6 
 γa 
1000
→D=
= 1298.12 (kg/m3 bt)
1.1 x 0.4769 1
+
1.36
2.6

d.Xác định lượng cát dùng cho 1 m3 bê tông.
Áp dụng công thức:


X D

C = 1000 -  x + D +N ÷ .γ Ca
 γ a γa



 314.76 1298.12

= 1000 - 
+
+172 ÷ x 2.65 = 602.05 (kg/m 3 bt)
2.6
 3.1


Biểu diễn tỉ lệ cấp phối theo lượng xi măng:

X N C D
314.76 172 602.05 1298.12
: : : =
:
:
:
= 1 : 0.55 : 1.91 : 4.12
X X X X
314.76 314.76 314.76 314.76
Kiểm tra thành phần vật liệu cho 1 m3 bê tông theo đẳng thức:
X C D
+ + +N = 1000

γ ax γ Ca γ aD
17


GVHD: Ths.Kim Huy Hoàng

SV: Nguyễn Quốc Toản

314.76 602.05 1298.12
+
+
+172 = 1000
3.1
2.65
2.6
Hệ số sản lượng β (thông thường β = 0.55 ÷ 0.75)
V=

β=

1000
1000
=
= 0.61
X C D
314.76 602.05 1298.12
+ +
+
+
γ ox γ Co γ oD

1.1
1.46
1.36

e.Trường hợp có dùng phụ gia.
Nhằm giảm lượng nước nhào trộn, mà vẫn giữa nguyên mác bê tông ta sử dụng phụ gia.
Lượng nước giảm 10 (%): 0.1x172 = 17.2 (lít)
Lượng nước còn lại: 172 – 17.2 = 154.8 (lít)
Khi sử dụng phụ gia (1 lít/100kg xi măng) lượng nước cần thiết giảm 10 %, để giữ nguyên
mác bê tông, ta giảm lượng dùng xi măng 10 %
Lượng xi măng giảm: 0.1 x 314.76 =31.476 (kg/m3 bt) hay

31.476
= 10.15 (lít/m3 bt)
3.1

Thể tích hỗn hợp giảm: 17.2 + 10.15 = 27.35 (lít/m3 bt)
Lượng phụ gia sử dụng: 0.01 x 314.76 = 3.14 (lít/m3 bt)
+) Lượng xi măng cần dùng trong 1 m3 bê tông:
(314.76 - 31.476) x 1000
= 291.25 (kg/m 3bt)
1000 - 27.35
+) Lượng nước cần thiết trong 1 m3 bê tông:
X2 =

N2 =

(172 - 17.2) x 1000
= 159.15 (lít/m 3bt)
1000 - 27.35

+) Lượng đá cần thiết trong 1 m3 bê tông:

D2 =

1298.12 x 1000
= 1334.62 (kg/m 3bt)
1000 - 27.35

+) Lượng cát cần thiết trong 1 m3 bê tông:

C2 =

602.05 x 1000
= 618.98 (kg/m3bt)
1000 - 27.35

+) Biểu diễn tỉ lệ cấp phối theo lượng xi măng:

X N C D
291.25 159.15 618.98 1334.62
: : : =
:
:
:
= 1 : 0.55 : 2.13 : 4.58
X X X X
291.25 291.25 291.25 291.25
18

GVHD: Ths.Kim Huy Hoàng

SV: Nguyễn Quốc Toản

+) Hệ số sản lượng β
β=

1000
1000
=
= 0.60
X C D
291.25 618.98 1334.62
+ +
+
+
γ ox γ oC γ oD
1.1
1.46
1.36

Tên nguyên liệu
Xi măng
Đá
Cát
Nước
Phụ gia

Đơn vị tính

kg/m3
kg/m3
kg/m3
lít/m3
lít/m3

Không dùng phụ gia
314.76
1298.12
602.05
172
-

Dùng phụ gia
291.25
1334.62
618.98
159.15
3.14

Ghi chú
giảm 23.51
tăng 36.5
tăng 16.93
giảm 12.85

III. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT & LƯỢNG NGUYÊN VẬT LIỆU SỬ DỤNG.
1.Tính cân bằng vật chất.
Số ngày làm việc trong 1 năm: 365 ngày.
Trong đó: 52 ngày chủ nhật.

8 ngày lễ tết.
5 ngày dự trữ và sữa chữa.
Vậy, tổng số ngày làm việc trong 1 năm là: 365 – (52+8+5) = 300 ngày.
Chế độ làm việc 1 ngày: 1 ca, một ca làm việc: 8 giờ.
Công suất nhà máy: 25.000 m3 bê tông/năm
Lượng hao hụt bê tông do rơi vãi: 1%
Lượng hao hụt bê tông do sản phẩm bị hư hỏng: 2%
Lượng hao hụt do quá trình vận chuyển nguyên vật liệu: 1%
Tổng lượng hao hụt: 4%
Vậy, nhu cầu thực tế của nhà máy: Q = 25000 x (1+0.04) = 26000 m3betong/nam
Công suất nhà máy tính theo tháng:
Q
26000
QT =
=
= 2166.667 m3betong/thang
12
12
Công suất nhà máy tính theo ngày:
Q
26000
QN =
=
= 86.667 m3betong/ngay
300
300
Công suất nhà máy tính theo ca:
19

GVHD: Ths.Kim Huy Hoàng

SV: Nguyễn Quốc Toản

QN
86.667
=
= 86.667 m3betong/ca
1
1
Công suất nhà máy tính theo giờ:
Q
86.667
Qh = C =
= 10.833 m3betong/gio
8
8
2.Tính lượng nguyên vật liệu sử dụng cho 1 năm
Lượng nguyên vật liệu cho 1m3 bê tông cho dưới bảng sau:
QC =

Tên nguyên liệu
Xi măng
Đá
Cát
Nước
Phụ gia

Đơn vị tinh
kg/m3

kg/m3
kg/m3
lít/m3
lít/m3

Không dùng phụ gia
314.76
1298.12
602.05
172
-

Dùng phụ gia
291.25
1334.62
618.98
159.15
3.14

Ghi chú
giảm 23.51
tăng 36.5
tăng 16.93
giảm 12.85

Nguyên vật liệu dùng trong sản xuất khi vận chuyển, chế tạo bê tông, tạo hình sản phẩm sẽ bị
hao hụt, lượng hao hụt như sau:
+) Xi măng: 3%
+) Nước: 3%
+) Phụ gia : 1%

+) Cát: 4%
+) Đá: 4%
Ngoài ra, cát và đá có độ ẩm. Vì vậy, lượng dùng vật liệu thực tế được tính lại như sau:
+) Độ ẩm của cát: Wc = 5%
+) Độ ẩm của đá: Wd = 2%
Lượng cát thực tế khi có độ ẩm (tính cho 1 m3 bê tông):
C W = C(1+WC ) = 618.98 x (1+0.05) = 649.929 (kg/m3 bt)
Lượng đá thực tế khi có độ ẩm (tính cho 1 m3 bê tông):
D W = D(1+Wd ) = 1334.62 x (1+0.02) = 1361.312 (kg/m 3bt)
Lượng nước thực tế:
618.98x 0.05 1334.62x0.02
N tt = N - (CWC +DWd ) = 159.15 - (
+
) =137.21 (lit/m3 bt)
2.65
2.6

Lượng nguyên vật liệu cần cung cấp cho nhà máy trong 1 năm:
Xi măng:
X = 26000x 291.25x(1+0.03) = 7799675 (kg) = 7799.675 (tan)
20


GVHD: Ths.Kim Huy Hoàng

VX =

SV: Nguyễn Quốc Toản

X

7799.675
=
= 7090.614 (m3 )
X
γo
1.1

Đá:
D = 26000x1361.312x(1+0.04) = 36809876.48 (kg) = 36809.876 (tan)
D
36809.876
Vd = d =
= 27066.086 (m3 )
γo
1.36
Cát:
C = 26000x649.929x(1+0.04) = 17574080.16 (kg) = 17574.08 (tan)
C
17574.08
VC = c =
= 12037.041 (m3 )
γo
1.46
Nước:
N = 26000x137.21x(1+0.03) = 3674483.8 (lit) = 3674.484 (m3 )
Phụ gia:
N = 26000x3.14x(1+0.01) = 82456.4 (lit) = 82.456 (m3 )
Bảng nguyên vật liệu sử dụng trong năm:
Nguyên
vật liệu

m3

Tấn

m3

Tấn

m3

Tấn

m3

Tấn

Xi
măng

7090.614

7799.675

590.884

649.973

23.635

25.999

2.954

3.250

Đá

27066.08
6

36809.87
6

2255.507

3067.49
0

90.220

122.700

11.278

15.337

Cát

12037.04

1

17574.080

1003.08
7

1464.50
7

40.123

58.580

5.015

7.323

3674.484

-

306.207

-

12.248

-

1.531

-

82.456

-

6.871

-

0.275

-

0.034

-

Nước

Phụ gia

Năm

Tháng

Ca

Giờ

IV.TÍNH TOÁN KHO & LỰA CHỌN KHO CHỨA NGUYÊN VẬT LIỆU.
1.Kho chứa xi măng.
a.Yêu cầu đối với kho xi măng:
Kho phải kín, không bị ảnh hưởng của hơi nước, của khí quyển, của nước ngầm.
21


GVHD: Ths.Kim Huy Hoàng

SV: Nguyễn Quốc Toản

Bề mặt trong của kho phải nhẵn, tránh lồi lõm.
Bảo quản riêng các loại xi măng khác nhau, theo chủng loại và mác.
Trong kho phải có ít nhất 1 khoảng trống để vận động xi măng, chống hiện tượng đóng vón
cục.
b.Phương tiện vận chuyển và bốc dỡ xi măng.
Xi măng được vận chuyển dưới 2 hình thức:
Dạng rời (không có bao bì).
Dạng bao bì.
Hiện nay, xi măng được vận chuyển dưới dạng rời được sử dụng phổ biến vì:
Tiết kiệm chi phí, do không dùng bao bì.
Hạn chế mất mát xi măng.
Ít bụi, không gây ô nhiễm môi trường xung quanh.
Việc chọn phương tiện vận chuyển xi măng dựa vào địa bàn hoạt động của nhà máy và công
suất của nhà máy.
Phương tiện vận chuyển xi măng dạng rời vào nhà máy thường dùng là ôto autostec (khi
khoảng các vận chuyển <100km), có ưu điểm sau:
Dỡ tải bằng khí nén, là phương pháp dỡ tải ưu việt.

Tận dụng động cơ ôto để hoạt động thiết bị nén khí.
Việc dỡ tải xi măng phụ thuộc vào phương tiện vận chuyển CKD đến nhà máy. Phương pháp
khí nén được sử dụng do mang nhiều tính chất ưu việt hơn:
Công suất lớn hơn.
Ít bụi bặm, xi măng ít bị mất mát.
Bảo đảm sức khỏe cho người lao động.
1.Wagon xi măng

3

1

2.Ống vải cao su.

4

3.Buồng lắng với tay áo lọc

6 bụi.

2

4.Thiết bị chân không.
5.Vít xoắn ruột gà.

5

6.Thiết bị điện.

22

GVHD: Ths.Kim Huy Hoàng

SV: Nguyễn Quốc Toản

Hình 2.7. Sơ đồ thiết bị chuyển động hút bằng khí nén để dỡ tải xi măng.
1.Bunke (phễu) tiếp nhận.

11
5

2.Bunke chuyển vít xoắn.

5
4

4

7

12

15

2

9

13.Bunke trộn

5.Buồng lắng lọc.

14.Vít xoắn tiếp nhận

7.Silo
14

8

4.Ống dẫn CKD

6.Thiết bị phân phối. 15.Thiết bị phân lượng

13

16
1

3.Thang tải khí nén. 12.Vít xoắn phân phối

10
6

16.Khí nén

8.Máng chuyển khí nén.
9.Bơm vít khí nén.

16

10.Buồng lọc tay áo.

16

11.Máy quạt khí thải.

3

Hình 2.8. Sơ đồ vận chuyển xi măng bằng khí nén trong nhà máy.
Vận chuyển CKD từ kho chứa đến xưởng trộn:
Theo phương ngang: sử dụng máng tải khí nén hoặc vít tải theo phương ngang.
Theo phương đứng thì sử dụng gầu nâng hoặc thang tải khí nén.
Nhưng do bị giới hạn bởi khoảng cách vận chuyển vật liệu của máng tải khí nén và không đủ
độ cao của thang tải khí nén, gầu nâng, nên đối với các nhà máy lớn, để vận chuyển CKD người
ta sử dụng bơm vít khí nén theo phương ngang.
Tóm lại, dù vận chuyển theo phương ngang hay đứng thì thiết bị vận chuyển CKD bằngkhí
nén có nhiều ưu việt:
Vốn đầu tư ít, ít thất thoát CKD.
Điều kiện lao động được đảm bảo, tính bền vững của thiết bị cao.
Thiết bị vận chuyển bằng khí nén có kích thước nhỏ.
Không gây khó khăn cho việc quy hoạch kho.
Cho phép bố trí tự do xưởng trộn.
c.Tính toán kho xi măng.
Xác định lượng xi măng cần thiết để dự trữ:
V=

X x N n x d x x 1.04
(tan)
0.9 x n

23


GVHD: Ths.Kim Huy Hoàng

SV: Nguyễn Quốc Toản

Trong đó:
X.Nn : lượng xi măng trong năm của nhà máy.
dx: dự trữ xi măng trong kho (ngày đêm), 7 ngày đêm.
1.04: hệ số kể đến sự hao hụt xi măng trong quá trình vận chuyển và trong quá
trình chế tạo bê tông, tạo hình sản phẩm.
n: số ngày làm việc trong năm.
0.9: hệ số chất tải kho khi bảo quản xi măng.
7799.675 x 7 x 1.04
= 210.302 (tan)
0.9 x 300
Thể tích xi măng tương ứng:
V
210.302
VX = X =
= 191.184 (m 3 )
γo
1.1
→V=

d.Lựa chọn kho chứa xi măng:
Việc lựa chọn kho chứa xi măng phụ thuộc vào: phương tiện vận chuyển, phương pháp tiếp
nhận và bảo quản, công suất nhà máy và vốn đầu tư ban đầu.
Trong các nhà máy sản xuất các cấu kiện và sản phẩm bê tông cốt thép đúc sẵn, ta có thể sử

dụng hai loại kiểu kho để bảo quản xi măng:
Kho kiểu bunke: dạng hình trụ tròn, hình vuông, hình chữ nhật. Được làm bằng thép hay
bằng bê tông cốt thép.
Kho kiểu silo: thường có dạng hình trụ. Được làm bằng thép hay bằng bê tông cốt thép.
Lựa chọn kho xi lô đúc bằng thép, vì có những ưu điểm sau:
Dễ tháo lắp, cơ động.
Chi phí đầu tư ban đầu thấp.
Bền, không thấm khí, thấm ẩm, chịu nhiệt tốt.
Diện tích sử dụng thấp.
Không gây ô nhiễm môi trường xung quanh.
3
Với thể tích xi măng là: VX = 191.184 (m )

Lựa chọn 2 silo để chứa xi măng có kích thước:
+) Đường kính silo : D = 5 m
+) Đường kính cửa tháo: d = 0.25 m
+) Góc nghiêng α = 60o.
24


GVHD: Ths.Kim Huy Hoàng

SV: Nguyễn Quốc Toản

Chiều cao H2 của xilo:
D-d
5 − 0.25
x tgα =
x tg60o = 4.114 (m)
2

2
Thể tích V2
1
V2 =
x π x H 2 x (D 2 +d 2 +D x d)
12
1
=
x π x 4.114 x (52 +0.252 +5 x 0.25)
12
= 28.340 (m3 )
V
191.184
= 95.592(m3 )
Thể tích của 1 silo: Vo = x =
2
2
Thể tích phần hình trụ:
V1 =Vo - V2 = 95.592 - 28.340 = 67.252 (m3 )
Mặt khác V1 được tính theo kích thước hình học như sau:
π x D2
V1 =
x H1
4
V x 4 67.252 x 4
→ H1 = 1 2 =
= 3.425 (m)
πxD
π x 52
H2 =

Chiều cao toàn bộ silo:
H = H1 + H2 = 4.114 + 3.425 = 7.539 (m)
Lấy tròn H = 8 (m)
Hình 2.9.Cấu tạo silo chứa.
Phần phía dưới đáy silo có các đường ống để tháo liệu, bên trên là các vỏ hình nón được làm
bằng thép, có tác dụng duy trì dòng chảy tối ưu và giảm áp lực.

2.Kho chứa cốt liệu
a.Yêu cầu kho chứa cốt liệu:
Không lẫn tạp chất và không bẩn.
Không lẫn lộn các loại cốt liệu với nhau.
Không bị phong hóa.
Không thấm nước.
b. Vận chuyển cốt liệu về nhà máy.
Phượng tiện vận chuyển thường dùng:
25


GVHD: Ths.Kim Huy Hoàng

SV: Nguyễn Quốc Toản

Ôto tự đổ (nếu là đường bộ).
Tàu, xà lan tự hành và không tự hành (nếu vận chuyển theo đường sông).
Lựa chọn phương tiện vận chuyển phụ thuộc vào:
Vị trí đặt nhà máy.
Công suất của nhà máy.
Vốn đầu tư của nhà máy.
Khoảng cách vận chuyển.

Loại kho bảo quản và phương pháp tiếp nhận.
c.Tính toán kho cát
Tính toán kho cát.
Lượng cát dùng để xác định dung tích kho:
V=

C x N n x d c x 1.04 x K
(tan)
0.9 x n

Trong đó:
C.Nn : lượng cát trong năm của nhà máy.
dx: dự trữ cát trong kho (ngày đêm), 5 ngày đêm.
1.04: hệ số kể đến sự hao hụt.
n: số ngày làm việc trong năm (300 ngày)
0.9: hệ số chất tải kho khi bảo quản.
K = 1.2 :hệ số tăng thể tích do bảo quản riêng các thành phần cỡ hạt.
17574.08 x 5 x 1.04 x 1.2
= 406.156 (tan)
0.9 x 300
Thể tích cát tương ứng:
V
406.156
Vc = c =
= 278.189 (m3 )
γo
1.46
→V=

Lựa chọn kho chứa cát.

Đối với kho đống, chiều dài vùng dỡ tải được xác định:
LC =

VC x tgα 278.189 x tg 35o
=
= 24.048 (m)
h 2 x k ct
32 x 0.9

Trong đó:
26


GVHD: Ths.Kim Huy Hoàng

SV: Nguyễn Quốc Toản

α = 35o: góc chảy tự nhiên của cát.
h = 3 m: chiều cao định mức của kho.
kct = 0.8 – 0.9: hệ số chất tải của kho.
Xác định diện tích kho chứa cát:
LC x h
24.048 x 3
=2
= 206.066 (m 2 )
o
tgα
tg35

FC = 2

Chọn kích thước kho: (L x B) = (24 x 9) = 216 (m2)
d.Tính toán kho đá.
Lượng đá dùng để xác định dung tích kho:
V=

D x N n x d D x 1.04 x K
(tan)
0.9 x n

Trong đó:
D.Nn : lượng đá trong năm của nhà máy.
dx: dự trữ đá trong kho (ngày đêm), 5 ngày đêm.
1.04: hệ số kể đến sự hao hụt.
n: số ngày làm việc trong năm (300 ngày)
0.9: hệ số chất tải kho khi bảo quản.
K = 1.2 :hệ số tăng thể tích do bảo quản riêng các thành phần cỡ hạt.
→V=

36809.876 x 5 x 1.04 x 1.2
= 850.717 (tan)
0.9 x 300

Thể tích đá tương ứng:
V
850.717
VD = D =
= 625.527 (m3 )
γo
1.36

Lựa chọn kho chứa đá.
Đối với kho đống, chiều dài vùng dỡ tải được xác định:
LD =

VD x tgα 625.527 x tg 35o
=
= 54.074 (m)
h 2 x k ct
32 x 0.9

Trong đó:
α = 35o: góc chảy tự nhiên của cát.
27


GVHD: Ths.Kim Huy Hoàng

SV: Nguyễn Quốc Toản

h = 3 m: chiều cao định mức của kho.
kct = 0.8 – 0.9: hệ số chất tải của kho.
Xác định diện tích kho chứa cát:
FD = 2

LD x h
54.074 x 3
=2
= 463.353 (m 2 )
o
tgα

tg35

Chọn kích thước kho: (L x B) = (24 x 20) = 480 (m2)
3.Bể chứa nước.
Lượng nước sử dụng trong 1 ngày: 12.248 m3
Số ngày dự trữ nước của nhà máy: 3 ngày
Lượng nước cần dự trữ của nhà máy: 12.248 x 3 = 36.744 m3
Chọn bể chứa nước có kích thước sau:
+) Chiều dài: 5 m
+) Chiều rộng: 3 m
+) Chiều cao: 2.5 m
Thể tích của bề chứa thực tế: 5 x 3 x 2.5 = 37.5 (m3)
4.Thùng chứa phụ gia.
Lượng phụ gia dùng trong 1 ngày: 0.275 m3
Số ngày dự trữ phụ gia: 5 ngày
Lượng phụ gia cần dùng của nhà máy: 0.275 x 5 = 1.375 m3
Dung tích 1 thùng phụ gia Sikament NN: 200 lit/thùng
Số thùng phụ gia cần dùng:

1375
= 6.875 chọn 7 thùng.
200

Các thùng phụ gia được xếp thành 2 hàng, để nơi khô ráo, thoáng mát.
V. TRẠM TRỘN BÊ TÔNG.
1.Lựa chọn phương pháp nhào trộn hỗn hợp bê tông.
*) Dựa vào trình tự nhào trộn các nguyên vật liệu thành phần có 2 phương pháp:
a.Phương pháp nhào trộn đồng thời:
Nhược điểm:
Không phát huy hết khả năng cường độ của chất kết dính.

28


GVHD: Ths.Kim Huy Hoàng

SV: Nguyễn Quốc Toản

Thời gian nhào trộn lâu.
Máy trộn có kích thước lớn.
Cấu trúc bê tông không đồng nhất.
b.Phương pháp nhào trộn theo trình tự.
Tiến hành nhào trộn riêng hồ CKD với cốt liệu hay nhào trộn vữa xi măng với cốt liệu lớn.
Ưu điểm:
Hỗn hợp bê tông được nhào trộn đồng đều, cấu trúc bê tông được đồng nhất.
Sử dụng hoàn toàn hoạt tính của xi măng.
Cường độ bê tông cao.
Độ rắn chắc bê tông cao.
Theo đó, lựa chọn phương pháp nhào trộn hỗn hợp bê tông theo trình tự.
*) Dựa vào hình thức vận động của hỗn hợp bê tông, có 3 phương pháp: Nhào trộn rơi tự do;
Nhào trộn cưỡng bức; Nhào trộn rung.
Trong đó, phương pháp nhào trộn cưỡng bức được sử dụng đối với các hỗn hợp bê tông ít
lưu động, cứng, hạt nhỏ. Máy trộn cưỡng bức thường được sử dụng ở các nhà máy bê tông đúc
sẵn, trạm trộn bê tông tươi.
2.Sơ đồ công nghệ trạm trộn.
Cốt liệu lớn và nhỏ từ kho đống được vận chuyển bằng xe xúc đến bunke trung gian. Tại đây,
cốt liệu được định dạng theo cấp phối yêu cầu bằng hệ thống cân tự động. Sau đó được băng tải
vận chuyển lên máy trộn.
Xi măng từ silo chứa của trạm trộn, qua cân định lượng theo cấp phối, được vít xoắn đưa lên
máy trộn cùng lúc với cốt liệu.
Nước từ thùng chứa và phụ gia sau khi qua định lượng sẽ qua bể khuấy trộn, sau đó một phần

sẽ được cho vào máy trộn.
Đầu tiên cho một phần nước vào máy trộn, đổ cốt liệu vào, trộn một thời gian ngắn, rồi cho
xi măng vào, máy trộn sẽ trộn hỗn hợp trên. Sau đó cho hết lượng nước còn lại vào máy trộn.
máy trộn vẫn tiếp tục quá trình nhào trộn hỗn hợp.
Hỗn hợp bê tông sau khi trộn với khoảng thời gian nhất định, sẽ tháo xuống phễu, rồi vận
chuyển đến phân xưởng tạo hình.
Xi măng

Cát

Đá

29

Nước

Phụ gia


GVHD: Ths.Kim Huy Hoàng

Định
lượng
Bơm khí
nén

SV: Nguyễn Quốc Toản

Định
lượng

Định
lượng

Băng tải chung

Định lượng

Bể khuấy trộn

Bunke tồng hợp

Máy trộn hỗn hợp bê tông

Bê tông tươi

Vận chuyển hỗn hợp B
đến xưởng tạo hình

3.Quy trình công nghệ chế tạo hỗn hợp bê tông.
Quy trình chế tạo hỗn hợp B trong xưởng nhào trộn có thể bố trí thiết bị theo 2 dạng sơ đồ:
a.Sơ đồ 1 bậc (sơ đồ đứng): chỉ vận chuyển xuống.
Ưu điểm:
Gọn, tạo điều kiện cơ giới hóa, tự động hóa toàn bộ quy trình công nghệ.
Diện tích chiếm dụng nhỏ (hệ số sử dụng diện tích cao).
Nhược điểm:
Chiều cao của xưởng lớn, gây khó khăn cho việc xây dựng xưởng và lắp đặt các thiết bị.
b.Sơ đồ 2 bậc (sơ đồ Pakte): vận chuyển lên và xuống.

30

GVHD: Ths.Kim Huy Hoàng

SV: Nguyễn Quốc Toản

1

1

1

2

2

2

7
4

6

3

5

10

9

8

Hình 2.10. Sơ đồ 2 bậc.
1.Bunke phân phối cốt liệu (lớn + nhỏ) và CKD

6.Kho cốt liệu

2.Thiết bị phân lượng.

7.Thùng cấp và phụ gia

3.Bunke tổng hợp.

8.Kho xi măng phụ gia

4.Máy trộn.

9.Hệ thống cấp nước.

5.Bunke phân phối

10.Thiết bị nâng chuyển.

Ưu điểm:
Chiều cao nhà xưởng thấp hơn.
Giá thành xây dựng và thi công lắp đặt thiết bị nhỏ
Nhược điểm:
Diện tích sử dụng lớn.
Phải trang bị thêm các thiết bị nâng chuyển; gây nhiều bụi.
Do đó, chọn sơ đồ 2 bậc (sơ đồ Pakte), phù hợp với nhà máy có công suất nhỏ, vận hành liên tục.

4.Tính toán máy trộn hỗn hợp bê tông.
a.Tính chọn máy trộn.
Năng suất trong 1 giờ của xưởng trộn:
P=

Q x k1 x k 2
(m3 /h)
nxt

Trong đó:
Q = 26000 m3bt/năm : công suất của nhà máy (tính cả tổn thất).
n = 300 ngày: số ngày làm việc trong năm.
t = 8 giờ/ngày: số giờ làm việc trong ngày.
k1 = 1.4: hệ số làm việc đồng đều theo giờ.
31


GVHD: Ths.Kim Huy Hoàng

SV: Nguyễn Quốc Toản

k2 = 1.2: hệ số dự trữ công suất.
→P=

26000 x 1.4 x 1.2
= 18.2 (m3 /h)
300 x 8

Năng suất tính toán trong 1 giờ của máy trộn:
Q mt = n x Vmt x β

(m3 /h)

Trong đó:
Vmt: dung tích máy trộn cưỡng bức, Vmt = 1500 lít
β: hệ số sản lượng, β = 0.60
n: số mẻ trộn trong 1 giờ.
n=

3600
tt + tc + td + tq

tt = 180 (s): thời gian nhào trộn hỗn hợp bê tông theo quy định.
tc = 15 (s): thời gian chất tải.
td = 20 (s): thời gian dỡ tải
tq = 5 (s): thời gian quay về vị trí ban đầu.
→n=

3600
= 17
180 + 15 + 20 + 5

→ Qmt = 17 x 1.5 x 0.6 = 15.3
Số máy trộn cần dùng:

(m3 /h)

P 18.2
=
= 1.2 ≈ 2 (máy)

Qmt 15.3

Chọn máy trộn loại JS1500 có các thông số kỹ thuật sau:
Thể tích xuất liệu: 1000 lít

Công suất động cơ chính: 2x30 kw

Đường kính cốt liệu max: 60/80 mm

Công suất động cơ nâng: 22 kw

Tổng trọng lượng: 90000 kg

Kích thước bao: 4100 x 2260 x 2350 mm

32