CHUONG III _XN BE TONG NHUA

CHƯƠNG 3

XÍ NGHIỆP SẢN XUẤT BÊ TƠNG NHỰA VÀ CÁC HỖN HỢP
ĐÁ TRỘN NHỰA
3.1. QÚA TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT BÊ TƠNG NHỰA
Hỗn hợp bê tơng nhựa được chế tạo bằng cách trộn đá, cát, bột khoáng chất và
nhựa lấy theo một tỷ lệ hợp lý. Để đảm bảo sự dính bám giữa nhựa với các hạt khống
chất và tăng thêm chất lượng cho bê tơng nhựa, cịn dùng thêm các chất phụ gia có
hoạt tính bề mặt.
Hỗn hợp bê tông nhựa, tùy thuộc vào độ nhớt của nhựa sử dụng và nhiệt độ lúc
rải, mà phân ra loại rải nóng, khi dùng nhựa đặc có độ kim lún 90/130, 60/90 và 40/60;
loại rải ấm, khi dùng nhựa đặc có độ kim lún 200/300, 130/200 hay nhựa lỏng đông
đặc vừa; loại rải nguội khi dùng nhựa lỏng hoặc nhũ tương.
Về mặt sử dụng, hỗn hợp bê tơng nhựa có thể chia ra loại có độ chặt lớn, độ
rỗng khoảng 3- 5%, dùng cho lớp trên và loại có độ chặt nhỏ, độ rỗng khoảng 5 - 10%,
dùng cho lớp dưới.
Tùy theo hàm lượng đá dăm, (cỡ hạt lớn hơn 5mm) mà hỗn hợp bê tông nhựa
chia ra loại nhiều đá dăm (50 - 60%); loại vừa đá dăm (35 - 50%); loại ít đá dăm (20 35%).
Tùy theo kích cỡ lớn nhất của đá dăm bê tông nhựa phân ra loại hạt lớn: kích
thước hạt lớn nhất 40mm; loại hạt vừa: kích thước hạt lớn nhất 25mm; loại hạt nhỏ:
kích thước hạt lớn nhất là 15mm; loại hạt cát: kích thước hạt lớn nhất là 5mm.
Tính chất và chất lượng của hỗn hợp bê tông nhựa phụ thuộc nhiều vào thành
phần cấp phối của các cỡ hạt, cường độ của các hạt cốt liệu, hàm lượng và loại nhựa sử
dụng (xem giáo trình xây dựng mặt đường). Chế độ nhiệt, chế độ trộn hỗn hợp bê tông
nhựa trong nhà máy và sự cân lường chính xác theo các sai số cho phép đóng vai trị
quyết định để đảm bảo cho bê tơng nhựa có chất lượng tốt.
Những khâu cơ bản của qúa trình sản xuất bê tơng nhựa gồm có: thu nhận và
cất giữ các loại vật liệu; đun nhựa; vận chuyển vật liệu từ kho bãi đến thiết bị cân đong
sơ bộ; làm khô và rang vật liệu; sàng các vật liệu đã được rang theo những kích cỡ đã
quy định; cân đong các loại vật liệu theo các thành phần đã thiết kế; vận chuyển và cân
đong lượng nhựa đã đun đến nhiệt độ thi công; trộn các vật đá, cát, bột đá với nhựa và

chất phụ gia; đổ hỗn hợp bê tông nhựa đã được trộn kỹ vào thùng chứa và đổ vào ơ tơ
tự đổ.
Qúa trình công nghệ sản xuất bê tông nhựa.


Hình 3-1. Trạm trộn bê tơng cưỡng bức dạng tháp
1-Phễu chứa và định lượng sơ bộ;
2-Tang sấy cát đá;
3-Băng gầu;
4-Thiết bị sàng;
5-Lọc và thu bụi;

6-Bồn chứa bột đá;
7-Buồng trộn;
8-Bình cân nhựa nóng ;
9-Thiết bị cân đong cát đá nóngvà bột đá.

• Nguyên lý hoạt động: vật liệu từ hộp cấp liệu 1 đến tang sấy 2. Sau khi được
sấy khô để giảm độ ẩm, loại bỏ tạp chất hiện có và tăng nhiệt độ của cốt liệu. Sau đó
nó được vận chuyển theo phương đứng nhờ băng tải gầu đến thiết bị sàng, để phân loại
và định lượng trước khi đưa vào máy trộn cùng với bi tum và bột khống.

Hình 3-2. Trạm trộn bê tơng cưỡng bức dạng nằm ngang
1-Bồn chứa sản phẩm;
2-Thiết bị cấp bột đá;
3-Thiết bị cân đá nóng;
4-Sàng đá cát;

5-Lọc và thu bụi;
6-Phễu chứa và định lượng sơ bộ đá cát;

7- Tang sấy đá cát;


8-Thiết bị định lượng nhựa kiểu liên tục;

9- Máy trộn kiểu liên tục.

• Nguyên lý hoạt động: Ngược lại dạng tháp, dạng nằm ngang - vật liệu sau khi
được đưa vào tang sấy được vận chuyển lên sàng để phân loại, sau đó từ mặt đất chúng
lại được vận chuyển lên máy trộn với bi tum và bột đá.

Hình 3-3. Trạm trộn bê tông liên tục
1-Phễu chứa vật liệu;

10-Sàng phân loại;

2-Thiết bị cấp liệu và định lượng sơ bộ;

11-Băng gầu nóng số 2;

3-Băng gầu nguội;

12-Thiết bị cung cấp nhựa;

4-Tang sấy;

13-Tang trộn;

5-Buồng đốt tang sấy;

14-Cửa xả bê tông nhựa;

6-Máy dẫn vật liệu nóng vào chân băng
gầu nóng;

15-Thiết bị định lượng vật liệu liên tục;

16-Thiết bị dẫn bụi vào chân băng gầu
7-Băng gầu nóng số 1; 8-Thiết bị thu bụi; nóng.
9-Phễu chứa vật liệu nóng;
• Ngun lý hoạt động: Vật liệu cát, đá dăm các cỡ được đưa vào phễu 1 để
xuống thiết bị cấp liệu và định lượng sơ bộ 2, rồi chuyển liên tục vào băng gầu 3 để
đưa vật liệu vào tang sấy 4, vật liệu được rang sấy nhờ buồng đốt 5 sau khi đạt nhiệt độ
quy định được máng dẫn 6 và băng tải gầu nóng 7 vận chuyển đến sàng phân loại 10
tại đây sàng phân ra 3 cỡ hạt. Mỗi ngăn phễu 9 chứa một cỡ hạt ngăn thứ 4 chứa bột
đá. Từ ngăn phễu chứa này các vật liệu được đổ vào thiết bị định lượng liên tục 13 nhờ
băng gầu nóng 11. Nhựa được bơm liên tục vào tang trộn 13 nhờ thiết bị cấp nhựa 12.
Sau khi trộn đạt yêu cầu đổ ra cửa xả 14 .dùng thiết bị thu bụi 8 để lắng bụi lại ,bụi này
lắng đọng sẽ tháo vào thiết bị 16 để đổ vào băng gầu 7 đưa lên sàng 10 sau đó theo cỡ
hạt mà để vào ngăn phễu 9. Phần khói và bụi nhỏ sẽ theo quạt hút và ống khói thải ra
ngồi trời.


Hình 3-4. Trạm trộn bê tơng chu kỳ
10-Kho chứa phụ gia;
1-Phễu cấp liệu nguội;
11-băng gầu phụ gia;
2-Thiết bị định lượng sơ bộ;
12-Phễu cân;
3-băng vận chuyển;

13-Thùng trộn;
4-Tang sấy;
14-Thiết bị định lượng nhựa;
5-Buồng đốt;
15-Thiết bị chuyển bê tông nhựa;
6-Các xy lô;
16-Xe vận chuyển;
7- Thiết bị thu bụi;
17-Thiết bị cấp nhựa.
8-Băng gầu nóng;
9- Sàng phân loại;
• Nguyên lý hoạt động: Cát đá từ kho bãi được máy bốc xúc đưa vào các ngăn
phễu cấp liệu 1, mỗi ngăn chứa một loại vật liệu riêng biệt. Phía dưới mỗi phễu có
gắn thiết bị định lượng sơ bộ vật liệu, vật liệu sẽ rơi xuống máng cấp liệu 2 trước khi
đưa vào băng chuyền 3 rồi đưa lên thùng sấy vật liệu 4. Ở đây vật liệu cát đá, đá dăm
được rang sấy đến nhiệt độ 200- 220C nhờ ngọn lửa ở buồng đốt 5. Hơi nóng sau khi
đã đi từ đầu này sang đầu kia của thùng sấy sẽ đi vào các thiết bị thu bụi 7 và các xi
lô 6 trước khi được thải ra ngồi khơng khí. Bụi được thu lại ở các thiết bị 6 và 7 nếu
khong chứa hạt sét có tính cơ lý thích hợp sẽ được đưa về thùng bột đá để sử dụng lại.
Vật liệu đá dăm các cỡ và cát sau khi được rang nóng đến nhiệt độ 200-220C sẽ theo
gầu nóng 8 đưa vào máy sàng 9. Tại đay, máy sàn phân loại ra 3 cỡ hạt. Mỗi cỡ hạt sẽ
rơi xuống một ngăn tương ứng của thùng chứa. Bột đá được chuyển từ kho chứa phụ
gia 10 đến một ngăn riêng của thùng chứa nhờ băng gầu 11. Dưới các ngăn của thùng
chứa là các thiết bị cân đong 12. Tại đây, các hỗn vật liệu lại được cân đong theo
đúng tỷ lệ quy định của hỗn hợp bê tông nhựa và rồi được đưa vào thùng trộn 13.
Nhựa sau khi được đun nóng đến nhiệt độ 160-165C ở thiết bị nấu nhựa 17, qua ống
dẫn và bơm, nhựa được bơm và định lượng lại tại thiết bị định lượng 14 rồi bơm vào
thùng trộn. Hỗn hợp đá, cát, bột đá (hoặc có thêm phụ gia) được trộn đều trong thùng
trộn 13 với thời gian từ 10 – 25 s. Sau đó , nhựa sẽ phun vào và nhào trộn tiếp từ 10 –
20 s rồi mới mở cửa xả để đổ sản phẩm vào xe vận chuyển. Nhiệt độ của hỗn hợp bê

tông sau khi trộn phải đạt từ 150- 160 C (nếu vận chuyển đi xa nhiệt độ có thể bằng
170C).


Bài giảng: TCTC & XNP

Hình 3-5. Các mơ hình trạm trộn bê tông nhựa


Bài giảng: TCTC & XNP

3.2. CÁC VẤN ĐỀ CHỦ YẾU TRONG VIỆC THIẾT KẾ XÍ NGHIỆP BÊ
TƠNG NHỰA
Khi thiết kế và tổ chức xí nghiệp bê tơng nhựa cần xuất phát từ nhịp độ và thời
hạn xây dựng mặt đường bê tông nhựa, nguồn vật liệu để sản xuất bê tơng nhựa, các
đặc điểm về khí hậu, đất đai của khu vực xây dựng, đường vận chuyển, các nguồn
cung cấp điện nước, nhiên liệu …
Trong việc thiết kế xí nghiệp bê tông nhựa cần giải quyết các vấn đề cơ bản
sau:
- Chọn vị trí nhà máy, xác định năng suất yêu cầu của nhà máy và khối lượng
nguyên vật liệu cần thiết, đề ra sơ đồ qúa trình sản xuất bê tơng nhựa, chọn máy móc
thiết bị, thiết kế các kho bãi, tính tốn các năng lượng tiêu thụ cần thiết, lập mặt bằng
tổng thể xí nghiệp, định bộ máy cán bộ cơng nhân, tính ra giá thành sản phẩm, đề ra
các biện pháp an tồn lao động, phịng chữa cháy, xác định các chỉ tiêu kinh tế - kỹ
thuật cơ bản của nhà máy;
- Tính tốn thiết bị cận thiết dựa theo qúa trình cơng nghệ thi cơng và năng suất
yêu cầu của xí nghiệp;
-

Thiết bị chính của xí nghiệp là bộ máy trộn;

+ Năng suất lý thuyết của máy trộn bê tông nhựa theo chu kỳ, xác định theo
cơng thức sau:
P=

Q.n
(T/h)
1000

Trong đó:
Q: Khối lượng của một mẻ bệ tơng nhựa (kg);
n: Số chu kỳ tính tốn trong 1h máy trộn hoạt động.
n=

3600
t ck

Trong đó:
tck: Thời gian của một chu kỳ (s).
t ck = t1 + t 2 + t 3

Trong đó:
t1: thời gian cần thiết để đổ vật liệu vào thùng máy trộn;
t1 = 5 - 10s (khi đổ vật liệu từ thiết bị cân đong vào thùng máy trộn trong
máy bố trí theo kiểu tháp);
t1 ≈ 15 - 30s (khi dùng bằng gầu nâng để đổ vật liệu vào thùng máy trộn
trong máy bố trí theo kiểu mặt bằng).
t2: Thời gian trộn; t2 ≈ 60 - 180s;
t3 : Thời gian tháo hỗn hợp đã trộn xong; t3 = 10 - 16s.

Bài giảng: TCTC & XNP

+ Năng suất khai thác, xác định theo cơng thức:
P=

Q.n
.K t (T/h)
1000

Trong đó:
Kt : Hệ số sử dụng thời gian, kt = 0.8 - 0.9.
+ Năng suất khai thác của máy trộn bê tông nhựa liên tục xác định theo cơng
thức sau:
P=

0.06.Q
K t (T/h)
t

Trong đó:
Q: Khối lượng của hỗn hợp trong thùng trộn (kg);
t: Thời gian trộn (s);
Kt: Hệ số sử dụng thời gian; kt = 0.8 - 0.9.
Thời gian trộn trong máy trộn liên tục vào khoảng 90 - 100s; khi trộn hỗn hợp
là hạt to thì thời gian trộn bé, khi trộn hỗn hợp hạt bé thì thời gian trộn lớn.
Số lượng máy trộn cần thiết i cho một xí nghiệp bê tơng nhựa xác định theo
cơng thức sau:
i=

Qi
Q(mt )

Trong đó:
Qi: Lượng bê tơng nhựa cần thiết cho kế hoạch xây dựng trong một năm (tấn);
Q(mt): Năng suất của máy trộn trong một năm.
Q( mt ) = N .n.T .P.k t (tấn)

Trong đó:
N: Số ngày làm việc của máy trộn trong năm;
n: Số ca làm việc trong một ngày đêm;
T: Số giờ làm việc trong một ca;
P: Năng suất trong một giờ của máy trộn;
Kt: Hệ số sử dụng thời gian (0.85 - 0.95).
Ngoài ra cần phải tính tốn các thiết bị sau:
-

Năng suất của máy bơm nhựa;

-

Công suất yêu cầu của động cơ điện cho bơm nhựa;

-

Đường kính ống dẫn nhựa;

-

Năng suất yêu cầu của băng chuyền để chuyển đá, cát.

Bài giảng: TCTC & XNP

3.3. CÁC ĐẶC ĐIỂM TRONG VIỆC SẢN XUẤT BÊ TÔNG NHỰA NGUỘI,
ĐÁ DĂM ĐEN VÀ ĐẤT TRỘN NHỰA
Việc sản xuất bê tông nhựa nguội, đá dăm đen, hỗn hợp đá dăm đen và đất
trộn nhựa có một số đặc điểm khác với việc sản xuất bê tơng nhựa nóng; tuy nhiên sơ
đồ cơng nghệ chế tạo về cơ bản không khác nhau nhiều.
Những thiết bị để sản xuất đá dăm đen và hỗn hợp đá đen gồm thiết bị sàng,
thiết bị cân đong; khi dùng nhựa đặc thì cần có thiết bị rang vật liệu, nếu dùng nhũ
tương thì khơng cần.
Đá dăm đen có kích cỡ hạt 15mm trở xuống hoặc hỗn hợp đá dăm đen, cấp
phối sỏi sạn đen có chứa dưới 50% hạt lớn hơn 15mm đều phải trộn trong máy có
cánh trộn. Chỉ dùng loại máy trộn tự do khi nào hỗn hợp có kích cỡ hạt lớn. Có thể
dùng máy trộn vữa hay máy trộn bê tông xi măng để trộn hỗn hợp đá dăm đen nguội.
Cân đong vật liệu có thể theo trọng lượng hoặc theo thể tích.
Để bê tơng nhựa nguội, đá dăm và hỗn hợp đá dăm đen không bị vón cục lại
khi cất giữ thì sau khi trộn đá với nhựa xong phải để cho nhiệt độ của hỗn hợp đá
xuống 30 - 350C mới đưa vào kho cất giữ. Có thể làm nguội hỗn hợp bằng cho luồng
khơng khí lạnh đi ngang qua hoặc dùng gầu máy xúc đảo vật liệu nhiều lần. Có khi
cịn cho các chất phụ gia thích hợp vào khi đá nhựa trộn xong để tránh vón cục vào
khi cất giữ.
Đá dăm đen, hỗn hợp đá dăm đen nguội và bê tông nhựa nguội được cất giữ
thành từng đống không qúa 1.5 - 2m. Bãi kho cất giữ phải thoát nước tốt. Thời hạn
cất giữ tối đa quy định tùy theo loại nhựa đã dùng. Khi dùng nhựa đặc đơng đặc chậm
thì sản phẩm có thể cất giữ được 6 - 8 tháng; khi dùng nhựa lỏng đơng đặc vừa thì 4
tháng; khi dùng hắc ín - 4 tháng; khi dùng nhũ tương đơn - 4 tháng; khi dùng nhũ
tương kép - 6 tháng.
Khi dùng nhũ tương kép thì đầu tiên dùng nhũ tương hắc ín nghịch trộn với đá,

sau đó dùng nhũ tương kim lún thuận. Để tránh vón cục khi cất giữ và tăng thêm sức
dính bám giữa nhũ tương với đá dăm, người ta còn cho vào khoảng 0.2 - 0.7% vôi (so
với trọng lượng của hỗn hợp đá) trộn với đá dăm độ 15 - 20s. Cần hòa lượng vơi này
với nước. Sau khi trộn xong thì cho vào nhũ tương hắc ín nghịch vào máy trộn và
trộn hỗn hợp khoảng 1- 2phút, sau đó cho nhũ tương bi tum thuận vào máy và trộn
không lâu qúa 15 - 30s.
Khi dùng chất phụ gia có hoạt tính bề mặt thì có thể cho vào máy trộn trước khi
cho nhựa vào hoặc đồng thời với nhựa. Nếu cho chất phụ gia trước khi cho nhựa vào
thì phải trộn đá với chất phụ gia khoảng 20 - 30s rồi mới cho nhựa vào trộn tiếp.
Ở Liên Xơ hiện nay có những thiết bị đồng bộ chuyên dùng cho việc sản xuất
đá dăm đen và hỗn hợp đá dăm đen nóng như loại máy D - 508 - II có năng suất 25T/h.


Bài giảng: TCTC & XDP
Loại máy D - 508 - III có năng suất 25T/h. Loại máy D - 508 - IV và D - 617 - IV
dùng để sản xuất hỗn hợp đá dăm đen nguội, bê tông nhựa nguội.
Đất trộn với nhựa thường thi công trực tiếp tại đường, nhưng cũng cịn dùng các
thiết bị máy móc để trộn đất với nhựa tại xí nghiệp rồi dùng xe chở đến nơi cần rải.
Thường các thiết bị di động như máy trộn D - 370 hoặc máy D - 709. Máy D - 709 có
năng suất 100T/h. Các bộ phận của loại máy này thường được đặt trên hai rơmoóc và
dùng xe kéo đi. Các thiết bị chủ yếu của máy D - 709 gồm có máy trộn, thiết bị cân
đong, các thùng chứa nhựa, nước, các băng chuyền, thùng chứa hỗn hợp đất trộn nhựa,
máy phát điện 200kW, máy nén khí, buồng điều khiển tự động.
3.4. KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG CỦA XÍ NGHIỆP BÊ TƠNG NHỰA
Để đảm bảo chất lượng bê tơng nhựa, phịng thí nghiệm cần thường xuyên kiểm
tra các vật liệu, quy cách chế tạo và sản phẩm.
Phịng thí nghiệm phải kiểm tra các loại vật liệu đá, cát, nhựa được chở đến.
Các chỉ tiêu cơ lý quan trọng của đá dăm phải được xác định như cường độ nén, độ
bào mòn, lượng sét và bụi, thành phần hạt. Đối với nhựa cần xác định độ kim lún, độ
nhớt, độ kéo dài, nhiệt độ mềm, nhiệt độ bốc cháy …

Đối với bột đá phải kiểm tra độ nhỏ, hệ số háo nước, cường độ.
Các xác định các chỉ tiêu cơ lý của các vật liệu nói trên như đã trình bày trong
giáo trình vật liệu xây dựng.
Trong qúa trình chế tạo bê tơng nhựa cần theo dõi kiểm tra thường xuyên các
khâu cân lường vật liệu, nhiệt độ trong thùng rang vật liệu, nhiệt độ hỗn hợp, chế độ
trộn, … phần nhiều các khâu kiển tra này đều được tự động hoá trong các bộ máy trộn.
Độ chính xác cân lường vật liệu đá, cát, bột đá ±3% theo trọng lượng, nhựa
±1.5% theo trọng lượng.
Hỗn hợp bê tông nhựa khi trộn xong cũng phải được kiểm tra lại chất lượng.
Trong một ca cứ mỗi loại hỗn hợp được sản xuất ra, cần lấy một hay hai lần để đúc các
mẫu thí nghiệm và xác định các chỉ tiêu cơ lý chủ yếu như dung trọng, độ ngậm nước,
độ nở, cường độ chịu nén của mẫu khô và mẫu đã ngậm nước ở 200C, cường độ chịu
nén của mẩu ở 500C, thành phần hạt và hàm lượng nhựa.
THE END