ĐỀ TÀI BÁO CÁO THIẾT KẾ NHÀ MÁY BÊ TÔNG

1
BÁO CÁO ĐỀ TÀI
THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
NHÀ MÁY BÊTÔNG
2

PHẦN I
MỞ ĐẦU VÀ GIỚI THIỆU CHUNG
I. MỞ ĐẦU
Bêtông cốt thép được đưa vào sử dụng vào các công trình xây dựng những năm
70÷80 của thế kỷ 19 và chỉ sau một thời gian tương đối ngắn, loại vật liệu ưu việt này
đó phát triển nhanh chóng chiếm vị trí quan trọng trong các loại vật liệu xây dựng.
Không bao lâu sau khi xuất hiện bêtông cốt thép, đồng thời với việc sử dụng bêtông
và bêtông cốt thép toàn khối đổ tại chỗ, cấu kiện bêtông đúc sẵn ra đời. Trong quá
trình sử dụng người ta càng hoàn thiện phương pháp tính toán kết cấu, càng phát huy
được tính năng ưu việt và hiệu quả sử dụng của chúng, do đó càng mở rộng phạm vi
sử dụng của loại vật liệu này. Thời gian đầu các cấu kiện bê tông thường được chế tạo
bằng phương pháp thủ công, việc lắp ghép các cấu kiện cũng chủ yếu bằng thủ công
do đó các cấu kiện bê tông đúc sẵn cũn sử dụng bị hạn chế. Với sự phát triển của nền
cụng nghiệp hiện đại và trình độ khoa học xây dựng, việc sản xuất cấu kiện bêtông cốt
thép bằng thủ công được thay thế bằng phương pháp cơ giới và việc nghiên cứu thành
công dây chuyền công nghệ sản xuất các cấu kiện bêtông cốt thép được áp dụng đó
tạo điều kiện để những nhà máy sản xuất các cấu kiện bêtông cốt thép đúc sẵn được
xây dựng hàng loạt.
Trong nửa đầu thế kỷ 20, những thành tựu nghiên cứu về lý luận cũng như về
phương pháp tính toán bêtông cốt thép trên thế giới càng thúc đẩy ngành công nghiệp
sản xuất cấu kiện bêtông cốt thép phát triển, đặc biệt là thành công của việc nghiên
cứu bêtông ứng suất trước được áp dụng vào sản xuất cấu kiện là một thành tựu có ý
nghĩa to lớn, cho phép tận dụng bê tông mác cao, cốt thép cường độ cao, tiết kiệm
được bêtông và cốt thép, nhờ đó có thể thu nhỏ kích thước cấu kiện, giảm nhẹ khối
lượng, nâng cao năng lực chịu tải và khả năng chống nứt của cấu kiện bêtông cốt thép.

Ngày nay ở những nước phát triển, cùng với việc công nghiệp hoá ngành xây dựng,
cơ giới hoá thi công với phương pháp thi công lắp ghép, cấu kiện bằng bêtông cốt
thép và bêtông ứng suất trước ngày càng được sử dụng rộng rói.
Thế kỷ 20 công nghệ bêtông đó trải qua một quãng đường phát triển dài, đó mở
rộng lĩnh vực sử dụng bê tông, tăng chủng loại, tăng hiệu quả kinh tế và kỹ thuật đạt
được. Đặc biệt đáp ứng đủ nhu cầu của nền kinh tế thị trường và cho phép giải được
hầu hết các bài toán xây dựng. Ngoài ra công nghệ bê tông giúp bảo vệ môi trường vỡ
cho phép sử dụng phế thải của các ngành công nghiệp năng lượng tạo ra hiệu quả kinh
tế kỹ thuật.
3
Ngày nay với những trang bị kỹ thuật hiện đại chúng ta có thể cơ giới hoá toàn bộ dây
truyền công nghệ và tự động hoá nhiều khâu sản xuất cấu kiện,một bước tiến đáng kể
đạt được ở các thập kỷ gần đây, không những đó điểu khiển được các tính chất kỹ
thuật của bê tụng, mà cũng tác động tích cực tới sự hình thành cấu trúc của bê tông
trên tất cả các công đoạn công nghệ sản xuất. Các loại bê tông mới đáp ứng đủ nhu
cầu của nền kinh tế thị trường và cho phép giải được hầu hết các bài toán xây dựng.
Ngoài ra công nghệ bê tông giúp bảo vệ môi trường và cho phép sử dụng phế thải của
các ngành cụng nghiệp năng lượng tạo ra hiệu quả kinh tế kỹ thuật.
Ngày nay với những trang bị kỹ thuật hiện đại chúng ta có thể cơ giới hoá toàn bộ dây
truyền công nghệ và tự động hoá nhiều khâu sản xuất cấu kiện bê tông cốt thép đúc
sẵn. , cấu kiện bằng bêtông cốt thép và bêtông ứng suất trước được sử dụng hết sức
rộng rãi, đặc biệt trong ngành xây dựng dân dụng và công nghiệp với các loại cấu kiện
có hình dáng kích thước và công dụng khác nhau như cột nhà, móng nền, dầm cầu
chạy, vì kèo, tấm lợp, tấm tường. ở nhiều nước có những nhà máy sản xuất đồng bộ
các cấu kiện cho từng loại nhà theo thiết kế định hình.
Với sự phát triển như hiện nay chúng ta có thể cơ giới hóa toàn bộ dây chuyền công
nghệ và tự động hóa nhiều khâu sản xuất cấu kiện bê tong cốt thép đúc sẵn.Vấn đề
được đặt ra là chúng ta luôn phải cải tiến và phát triển công nghệ ngày một hoàn thiện
hơn.Với đề tài “Thiết kế nhà máy bê tông chế tạo ống dẫn nước và hỗn hợp bê tông
thương phẩm công suất 80000 m

3
/năm”
Bằng những hiểu biết và kiến thức đã học và tích lũy trong học tập chúng em đã hoàn
thành đề tài này.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS.Nguyễn Thiện Ruệ cùng toàn thể các thầy cô
trong bộ môn Công Nghệ Vật Liệu Xây Dựng đó giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài
này. Em mong nhận được sự góp ý của các thầy cô để đề tài của chúng em được hoàn
thiện hơn
Hà Nội ngày 07 tháng 01 năm 2013
Sinh viên thực hiện
,,,,,,,,,,
I.2. GIỚI THIỆU VỀ MẶT BẰNG NHÀ MÁY
Nhà máy được xây dụng để sản xuất các sản phẩm
-Ống dẫn nước cao áp(áp lực làm việc>10atm) dài 5m cụng suất 15000 m
3
/năm
-Ống dẫn nước thường dài 5m cụng suất 25000 m
3
/năm
-Hỗn hợp bê tông thương phẩm công suất 40000 m
3
/năm
Việc xây dựng nhà nhà máy bê tông và bê tông dúc sẵn cần thiết phải gắn liền với thị
trường tiêu thụ. Thị trường tiêu thụ các loại sản phẩm này là các khu đô thị các trung
tâm công nghiệp Địa điểm xây dựng nhà máy phải phù hợp với nguyên tắc thiết kế
4
công nghiệp, phải đảm bảo cho chi phí vận chuyển nguyên vật liệu, tiêu thụ sản phẩm
thấp. Đó là cơ sở để hạ giá thành sản phẩm, tạo sự cạnh tranh tốt. Đồng thời địa điểm
nhà máy không đặt quá gần trung tâm vì tại đó không thuận tiện cho việc vận chuyển
nguyên vật liệu, giá thành đất xây dựng lớn làm tăng chi phí đầu tư hiệu quả kinh tế

giảm.
Sau khi xem xét các địa điểm xây dựng, tìm hiều nhu cầu thực tế xây dựng của các
tỉnh, thành phố lân cận, cũng như nguồn cung cấp nguyên vật liệu, hệ thống giao
thông vận tải cho thấy nhà máy đặt tại huyện Thạch Thất - Hà Nội gần Quốc lộ 21 và
Đại lộ Thăng Long cách trung tâm Hà Nội khoảng 20km.
1.Về hệ thống giao thụng vận tải
Nhà máy nằm cạnh tuyến giao thông quốc lộ 21,đại lộ Thăng Long
2. Các nguồn cung cấp nguyên vật liệu cho nhà máy:
Đá dăm: Đá dăm nguồn cung cấp chính là mỏ đá Cao Dương –Hũa Bỡnh với
khoảng cách vận chuyển là 42 km, đá dăm được vận chuyển bằng ôtô ben, ôtô tự đổ
có gắn rơmoóc
Cát vàng: Nguồn cung cấp là cát vàng sông Hồng, được vận chuyển về từ bãi cát đã
khai thác với khoảng cách vận chuyển 10 km, cát được chở trên các ôtô tự đổ có gắn
rơmoóc
Ximăng: Nguồn cung cấp là nhà máy Ximăng Bút Sơn. Ximăng được vận chuyển về
nhà máy bằng các ôtô có gắn Stéc chuyên dụng. Khoảng cách vận chuyển là 70 km .
Sắt thép: Nguồn cung cấp là nhà máy thép Vinafco sắt thép được vận chuyển bằng
ôtô với khoảng cách vận chuyển là 80 km.
3. Điện nước nhân lực:
Do địa điểm nhà máy xây dựng tại huyện Thạch Thất nên việc cung cấp điện nước
rất thuận tiện. Nhân lực tuyển chọn trong vựng và các khu vực lân cận. Việc xây dựng
nhà máy tại Hà Nội một trung tâm lớn về kinh tế và văn hoá tạo nên điều kiện thuận
lợi cho việc cung cấp đào tạo, nâng cao trình độ cho đội ngũ cán bộ, công nhân lành
nghề.
4. Tiêu thụ sản phẩm:
Sản phẩm ống dẫn nước : nhà máy cung cấp cho thành phố sơn Tây địa bàn Hà Nội
và các tỉnh lân cận
Bê tông thương phẩm: cung cấp cho các công trình quanh Hà Nội,khu cụng nghiệp
Thạch Thất Quốc Oai ,Hũa Lạc
Do có thuận lợi về giao thong nên sản phẩm được vận chuyển đi tiêu thụ dễ dàng

làm giảm chi phí vận chuyển nên tổng giá thành sản phẩm giảm tăng sức cạnh tranh
trên thị trường.
5. Vệ sinh môi trường:
5
Địa điểm nhà máy xây dựng cách xa khu dân cư đô thị lớn do đó hoạt động của nhà
máy ít gây ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp và các hoạt động đời sống của nhân
dân.Để đảm bảo vệ sinh môi trường trong và xung quanh nhà máy ta bố trí trồng
nhiều cây xanh để làm giảm ô nhiễm.
Kết luận:Việc chọn địa điểm nhà máy như trên là hợp lý thuận tiện giỏ thành đất xây
dựng không cao làm giảm chi phí đầu tư.Điều kiện cung cấp về nguyên vật liệu lao
động và tiêu thụ sản phẩm thuận lợi.Các yếu tố trên rất phù hợp với nguyên tắc thiết
kế dây chuyền công nghệ.
I.3. CÁC LOẠI SẢN PHẨM MÀ NHÀ MÁY SẢN XUẤT
1. Bêtông thương phẩm.
Nhà máy sản xuất các loại bêtông thương phẩm có các mác sau:300,350,400, 500,
600. Chất lượng của hỗn hợp bêtông sẽ quyết định chất lượng của sản phẩm mà nó tạo
thành vì thế để sản xuất được sản phẩm có chất lượng tốt ta phải chú ý đến khâu chế
tạo hỗn hợp bêtông. Để chế tạo được hỗn hợp bê tông tốt ta phải hiểu rõ về sự hình
thành và cấu tạo của hỗn hợp bêtông , các tính chất của hỗn hợp bêtông , sự ảnh
hưởng của các thành phần trong hỗn hợp bêtông đến các tính chất đó . Các thành phần
tạo nên hỗn hợp bêtông bao gồm: cốt liệu, chất kết dính, nước và phụ gia. Các thành
trong hỗn hợp bêtông được phối hợp theo một tỉ lệ nhất định và hợp lý, tuỳ theo các
chỉ tiêu yêu cầu, được nhào trộn đồng đều nhưng chưa bắt đầu quá trình ninh kết và
rắn chắc. Việc xác định tỷ lệ cấp phối và yêu cầu chất lượng của hỗn hợp bêtông
không những nhằm đảm bảo các tính năng kĩ thuật của bêtông ở những tuổi nhất định
mà còn phải thoả mãn các yêu cầu công nghệ, liên quan đến việc xác định thiết bị tạo
hình, đổ khuôn , đầm chặt và các chế độ công tác khác. Các loại hỗn hợp bêtông
thương phẩm sẽ được cung cấp cho thị trường tiêu thụ vào cả ban ngày và đêm đối
với khu vực nội thành Hà Nội thì chỉ vào ban đêm ban ngày không cho xe chở bê tông
ra vào thành phố, vì vậy các loại hỗn hợp bêtông này sẽ được vận chuyển theo đơn đặt

hàng. Với các công trình khác nhau cần có các chỉ tiêu kĩ thuật đối với hỗn hợp
bêtông khác nhau. Chính vì vậy tại mỗi công trình xây dựng có những đòi hỏi khác
nhau về chất lượng của hỗn hợp bêtông cả về cường độ lẫn tính công tác.
2. ống dẫn nước thường.
Có nhiều phương pháp để tạo hình ống dẫn nước thường :
Phương pháp đầm : thường dùng sản xuất ống có kích thước và khối lượng lớn như
∅1500, ∅1700, ∅2000.
Phương pháp quay li tâm : thường dùng để chế tạo các sản phẩm có đường kính nhỏ
và trung bình như : ∅500, ∅600, ∅700, ∅1000, ∅1200
6
Phương pháp rung có gia tải : sử dụng hỗn hợp bêtông cứng tháo khuôn sản phẩm
ngay sau khi tạo hình
Với nhà máy của ta dùng phương pháp quay li tâm để chế tạo ống dẫn nước thường
với các loại ống có đường kính trong ∅500, ∅1000, ∅1500mm.

Sản phẩm ống dẫn nước thường được cho theo bảng sau
TT Loại
ống
Vbt
sp
Các kích thước cơ bản (mm)
m
3
D
0
D
1
D
2
D

3
D
4
La Lb L
1
∅500
0,6 500 630 830 606 626 550 180 5000
2
∅1000
1,41 1000 1170 1370 1146 1166 550 180 5000
3
∅1500
2,56 1500 1700 1900 1676 1696 550 180 5000
Lb
La
5000
3. Ống dẫn nước cao áp :
Có nhiều phương pháp để tạo hình ống dẫn nước cao áp , với nhà máy của ta sử
dụng phương pháp rung ép thuỷ lực để chế tạo các loại ống khác nhau. Các ống dẫn
nước chịu áp lực làm việc với áp suất p =10÷15 atm và áp lực thử từ 13÷18 atm. Chế
tạo ống có đường kính trong ∅ = 500÷1600 mm, dài 5m, bề dày thành ống từ 55÷85
mm. Phương pháp này có ưu việt hơn hẳn phương pháp công nghệ ba giai đoạn là chế
tạo được ống có áp lực làm việc cao hơn mà quá trình công nghệ lại đơn giản và chất
lượng lớp bảo vệ cốt thép tốt hơn.
7
Với nhà máy của ta dùng phương pháp rung ép thuỷ lực để chế tạo ống dẫn nước cao
áp với các loại ống có đường kính trong ∅500, ∅700, ∅1000mm.
Các sản phẩm ống dẫn nước cao áp được cho theo bảng sau:
TT Loại
ống

Vbt
sp
Các kích thước cơ bản (mm)
m
3
D
0
D
1
D
2
D
3
D
4
La Lb Lc L
1
∅500
0,56 500 644 800 620 640 510 185 40 5000
2
∅700
0,82 700 854 1032 830 850 550 185 40 5000
3
∅1000
1,32 1000 1174 1354 1150 1170 550 185 40 5000
I.4. YÊU CẦU ĐỐI VỚI NGUYÊN VẬT LIỆU DÙNG ĐỂ SẢN XUẤT CÁC
SẢN PHẨM
1 Yêu cầu đối với bêtông dùng để sản xuất ống dẫn nước thường
Xi măng dung là xi măng pooclang PC40,và phải thỏa mãn các yêu cầu như trong
bảng sau:

STT Tên chỉ tiêu cơ lý Chỉ tiờu
1 Giới hạn bền khi nén(Mpa),không nhỏ hơn
-Sau 3 ngày
-Sau 28 ngày
21
40
2 Độ mịn lượng hạt sót sang 4900 lỗ,không nhỏ hơn %
Tỷ diện bề mặt(cm
2
/g),không nhỏ hơn
15
2500
3 Tính ổn định thể tích
a.Đối với mẫu thử bánh đa
b.Đối với mẫu thử theo phương pháp Satalie,khụng
lớn hơn,mm
Tốt
10
4 Thời gian ninh kết
-Bắt đầu,không sớm hơn,phút
-Kết thúc,không muộn hơn,giờ
45
10
-Cốt liệu lớn(đá dăm)
Theo TCVN 7570-2006:
Cốt liệu lớn có thể được cung cấp dưới dạng hỗn hợp nhiều cỡ hạt hoặc các cỡ hạt
riêng biệt.Thành phần hạt của cốt liệu lớn biểu thị bằng lượng sót tích lũy trên các
sang được quy định trong bảng
Cỡ sang(mm) 1,25Dmax Dmax (Dmax+Dmin) Dmin
Lượng sót tích

lũy % 0 0-10 40-70 90-100
8
Hàm lượng thoi dẹt không quá 15%
Hàm lượn tạp chất sét không quá 1%
Tính chất của nguyện liệu đá dăm
Khối lượng riêng 2,7 g/cm
3
Khối lượng thể tích xốp 1,5g/cm
3
Độ rỗng r=0,44
Hàm lượng bùn sét 0,78%
Độ nén dập <11%
Cỡ hạt Dmax=20mm
-Cốt liệu nhỏ
Để chế tạo bê tông ta sử dụng cát vàng họ cát khô có>1300kg/m3.Loại cát này
thường được sử dụng để chế tạo bê tông mác cao. Thành phần hoá học chủ yếu của
loại cát này là SiO
2
. Yêu cầu cát phải sạch, không lẫn tạp chất có hại. Tạp chất có hại
trong cát chủ yếu là các loại mi-ca, các hợp chất của lưu huỳnh, các tạp chất hữu cơ
và bụi sét.
Mi-ca có cường độ bản thân bé, ở dạng phiến mỏng, lực dính với ximăng rất yếu.
Mi-ca lại dễ phong hoá, nên làm giảm cường độ và tính bền vững của bêtông .
Các hợp chất lưu huỳnh gây tác dụng xâm thực hoá học đối với ximăng .
Tạp chất hữu cơ là xác động vật và thực vật mục nát lẫn trong cát, làm giảm lực dính
kết giữa cát và ximăng , ảnh hưởng đến cường độ, mặt ximăng trên 25%. Nếu cát có
chứa nhiều tạp chất hữu cơ thì có thể rửa bằng nước sạch.
100
80
60

d
20
40
0
Min
d
Max
Min
d
Max
d
Max
1,25d+
2
9
Bụi sét là những hạt bé hơn 0,15mm, chúng bao bọc quanh hạt cát, cản trở sự dính
kết giữa cát và ximăng , làm giảm cường độ và ảnh hưởng đến tính chống thấm của
bêtông .
Độ ẩm của cát là mức độ ngậm nước của cát, đặc tính của cát là thể tích thay đổi theo
độ ẩm, thể tích lớn nhất khi có độ ẩm khoảng 4 ÷7%
Tính chất của nguyên liệu cát:
Khối lượng riêng : 2,65g/cm
3
Khối lượng thể tích : 1,5g/cm
3
Độ rỗng : 43,4%
Môđun độ lớn : M = 2.6
Thành phần hạt của cốt liệu nhỏ đảm bảo nằm trong vùng quy phạm, quy phạm này
áp dụng cho cát chế tạo bê tông nặng, đây cũng là loại bê tông nhà máy của chúng ta
sản xuất nên ta có thể áp dụng quy phạm này. Sau đây là bảng quy phạm của cát mà

loại cát nhà máy nhập về phải nằm trong vùng quy phạm này.
Kích thước mắt
sàng,mm
5 2,5 1,2 0,6 0,3 0,15
Lượng cát tích luỹ
Theo quy phạm, A
i
%
0
0 ÷20 15 ÷45 35 ÷70 70 ÷ 90 90÷100
Nước nhào trộn cho hỗn hợp bê tông:Để chế tạo hỗn hợp bê tong phải sử dụng loại
nước sạch được sử dụng trong sinh hoạt không nên sử dụng các loại nước ao hồ cống
rónh cỏc loại nước công nghiệp.Nước không được chứa các loại muối ,axít chất hữu
cơ cao hơn lượng cho phép cụ thể lượng muối trong nước không lớn hơn 50g/l.Trong
đó các loại muối sunfat không lớn hơn 2700mg/l lượng ngạm axit PH>4.Để đảm bảo
chất lượng như trên nhà máy phải có trạm bơm lọc và bể chứa riêng được sự kiểm tra
của phũng thớ nghiệm.
0
20
40
60
80
100
0
0,15
0,3
0,6 1,2 2,5 5,0
10
2.Yêu cầu bê tong sản xuất ống dẫn nước cao áp
Cốt liệu dung là cốt liệu chất lượng tốt bê tông sử dụng mác 500

Xi măng sử dụng yêu cầu như đối với bê tông sản xuất ống dẫn nước thường
Đá dăm:Dmax=10mm
Kích thước hốc sàng D
min
2
DD
minmax
+
D
max
1,25D
max
Lượng sót tích luỹ
theo % khối lượng
90÷100 0÷10
0 0

Cốt liệu nhỏ (Cát) :
Để chế tạo bê tông ta sử dụng cát vàng thuộc họ cát khô có γ
o
≥1500 kg/m
3
. Loại cát
này thường được sử dụng để chế tạo bê tông mác cao. Thành phần hoá học chủ yếu
của loại cát này là SiO
2
. Yêu cầu cát phải sạch, không lẫn tạp chất có hại. Tạp chất có
hại trong cát chủ yếu là các loại mi-ca, các hợp chất của lưu huỳnh, các tạp chất hữu
cơ và bụi sét.
Mi-ca có cường độ bản thân bé, ở dạng phiến mỏng, lực dính với ximăng rất yếu.

Mi-ca lại dễ phong hoá, nên làm giảm cường độ và tính bền vững của bêtông, vì thế
lượng mi-ca không được quá 0,5%.
Các hợp chất lưu huỳnh gây tác dụng xâm thực hoá học đối với ximăng, nên lượng
của nó trong cát tính quy ra SO
3
không quá 1%.
Tạp chất hữu cơ là xác động vật và thực vật mục nát lẫn trong cát, làm giảm lực dính
kết giữa cát và ximăng, ảnh hưởng đến cường độ, mặt khác có thể tạo nên axít hữu cơ
gây tác dụng xâm thực đến ximăng làm giảm cường độ của ximăng trên 25%. Nếu cát
có chứa nhiều tạp chất hữu cơ thì có thể rửa bằng nước sạch.
D
min

2
DD
minmax
+
D
max
1,25D
max
11
Bụi sét là những hạt bé hơn 0,15mm, chúng bao bọc quanh hạt cát, cản trở sự dính
kết giữa cát và ximăng, làm giảm cường độ và ảnh hưởng đến tính chống thấm của
bêtông . Quy phạm quy định không quá 5%
Độ ẩm của cát là mức độ ngậm nước của cát, đặc tính của cát là thể tích thay đổi
theo độ ẩm, thể tích lớn nhất khi có độ ẩm khoảng 4 ÷7%
Tính chất của nguyên liệu cát:
Khối lượng riêng : 2,65g/cm
3

Khối lượng thể tích : 1,5 g/cm
3
Độ rỗng : 43,4%
Môđun độ lớn : M = 2.6
Thành phần hạt của cốt liệu nhỏ đảm bảo nằm trong vùng quy phạm, quy phạm này
áp dụng cho cát chế tạo bê tông nặng, đây cũng là loại bê tông nhà máy của chúng ta
sản xuất nên ta có thể áp dụng quy phạm này. Sau đây là bảng quy phạm của cát mà
loại cát nhà máy nhập về phải nằm trong vùng quy phạm này.
Kích thước mắt
sàng,mm
5 2,5 1,2 0,6 0,3 0,15
Lượng cát tích luỹ
Theo quy phạm, A
i
%
0
0 ÷20 15 ÷45 35 ÷70 70 ÷ 90 85 ÷100

3. Yêu cầu đối với bêtông thương phẩm mác 300,350,400,500, 600
Bêtông thương phẩm mác này có độ sụt là 12 cm, do vậy ta phải dùng phụ gia siêu
dẻo để làm tăng độ sụt của bêtông, giảm lượng dùng nước và do đó tăng cường độ của
bêtông.
Từ đó ta có yêu cầu đối với từng loại vật liệu như sau:
0
20
40
60
80
100
0

0,15
0,3
0,6 1,2 2,5 5,0
12
Ximăng : ximăng được dùng là loại ximăng PC40, bảo đảm các tính chất đã quy định
Cốt liệu lớn (Đá dăm) : đá dăm có chất lượng trung bình, D
max
= 20 mm, cấp phối hạt
trong quy phạm .
Cốt liệu nhỏ (Cát) : cát cũng có yêu cầu như ở trên
Nước nhào trộn cho hỗn hợp bêtông :
Để chế tạo hổn hợp bê tông phải sử dụng loại nước sạch được sử dụng trong sinh
hoạt, không nên sử dụng các loại nước ao, hồ, cống rãnh, các loại nước công nghiệp.
Nước không được chứa các loại muối, axít, các chất hữu cơ cao hơn lượng cho phép
cụ thể: Tổng số các loại muối có trong nước không lớn hơn 5000mg/l. Trong đó các
loại muối sunfats không lớn hơn 2700mg/l, lượng ngậm axits pH>4. Để đảm bảo chất
lượng như trên nhà máy phải có trạm bơm lọc và bể chứa riêng được sự kiểm tra của
phòng thí nghiệm.
Phụ gia siêu dẻo SELFILL-4R có thông số kỹ thuật sau (theo tài liệu của IMAG)
Thông số kỹ thuật
Thành phần chính
Màu sắc
Tỷ trọng
PH
Tỷ lệ lượng dùng
Cho phép giảm nước tới
Chứa ion clo
Đóng gói
Chỉ tiêu
Naphtalene formaldehyde sulphonate

Nâu sẫm
1,15 –1,2
8 –9
0,7 –1,4 lít cho 100kg ximăng
18 –25% lượng nước nhào trộn
Không
5,20,100 lít/ thùng
I.5. TÍNH TOÁN CẤP PHỐI BÊTÔNG
1. Bêtông để sản xuất ống dẫn nước thường :
Bê tông M300, độ sụt SN = 8 cm
Vật liệu sử dụng :
Xi măng: PC40
Đá dăm : chất lượng trung bình, D
max
= 20 mm
1.1. Lượng dùng nước.
13
Dựa vào biểu đồ hình 5.8 (trang 102 sách “Giáo trình công nghệ bê tông xi măng”
tập 1) với bê tông có D
max
= 20 mm, SN = 8 cm ta có được lượng dùng nước cho
1 m
3
bê tông là: N = 195 l/m
3
.
Vì cốt liệu lớn sử dụng là đá dăm nên : N = 195 + 15 = 210 (l/m
3
)
1.2. Lượng dùng xi măng

Theo Bôlômây – Skramtaep có công thức.

5,0
.
28
±=
x
RA
R
N
X
Trong đó:
R
28
là cường độ bê tông ở tuổi 28 ngày, ở đây R
28
= 300
R
x
là mác xi măng, R
x
= 400
A là hệ số phụ thuộc vào phẩm chất cốt liệu với cốt liệu trung bình
A = 0,6
Giả sử
N
X
< 2,5

5,0

4006,0
300
+
×
=
N
X
=1,75
Lượng dùng xi măng cho 1 m
3
bê tông là: X =
N
X
. N = 1,75x210 =368 kg
Sử dụng bảng 5.7 (trang 99 sách “Giáo trình công nghệ bê tông xi măng” tập 1) để
tra hệ số K
đ

Nội suy ta có:

)350368.(
350400
350400
350368
−
−
−
+=
dd
dd

KK
KK

)350368.(
350400
42,147,1
42,1
368
−
−
−
+=
d
K
=1,438
1.3.Xác định lượng dùng đá.
14
Đ =
1)1K.(r
.1000
dd
Vd
+−
δ
Trong đó:
δ
vđ
: Khối lượng thể tích đổ đống của đá δ
vđ
= 1,5 g/cm

3
r
d
: Độ rỗng của cốt liệu lớn
r
d
= 1 -
d
vd
δ
δ
= 1 -
7,2
5,1
= 0,44%
δ
d
: Khối lượng riêng của đá δ
d
= 2,7 g/cm
3
⇒ Đ =
1209
1)1438,1(44,0
5,11000
=
+−×
×
(kg)
1.4. Xác định lượng dùng cát.

C = [ 1000 - (
dNX
DNX
δ
+
δ
+
δ
) ]. δ
c
Trong đó:
X : Lượng dùng xi măng cho 1 m
3
bê tông
N : Lượng dùng nước cho 1 m
3
bê tông
C : Lượng dùng cát cho 1 m
3
bê tông
D : Lượng dùng đá cho 1 m
3
bê tông
δ
x
: Khối lượng riêng của xi măng và δ
x
= 3,1 kg/l
δ
n

: Khối lượng riêng của nước và δ
n
= 1 kg/l
δ
d
: Khối lượng riêng của đá và δ
d
= 2,7 kg/l
δ
c
: Khối lượng riêng của cát và δ
c
= 2,65 kg/l
C = [ 1000 - (
7,2
1209
1
210
1,3
368
++
)]×2,65 = 593 (kg)
Mức ngậm cát (tỷ lệ lượng dùng cát trong hỗn hợp cốt liệu) là:
m
c
=
33,0
1209593
593
=

+
=
+ DC
C
Mức ngậm cát quay ly tâm được kiểm tra theo lượng đá dăm.Thể tích tự nhiên của đá
không lớn hơn 0,7m
3
/m
3
bê tông
Vậy lượng đá D ≤ 0,7.1500=1050(kg)
Chọn D = 1050 , m
c
= 0,33, C = 517
15
Vậy cấp phối chuẩn của hỗn hợp bê tông là
X : C : Đ: N = 368 : 517:1050 : 210
1.5. Tính cấp phối ở điều kiện tự nhiên với :
W
c
= 3% ; W
d
= 1%
Lượng đá cần dùng là
Đ =
1061
1100
1050100
=
−

×
(kg)
Lượng nước trong đá dăm là : N
d
= 1061×1% = 10,61 lít
Lượng cát cần dùng là :
C =
3100
517100
−
×
= 533 (kg)
Lượng nước trong cát là : N
c
= 533×3% = 15,99 lít
Lượng nước thực tế là : N = 210 – (10,61 + 15,99) = 183. lít
Cấp phối tự nhiên của hỗn hợp bê tông mác 300
X : C : Đ : N = 368: 533 : 1061: 183
2. Bêtông để sản xuất ống dẫn nước cao áp
Bê tông M500, độ sụt SN = 2 cm ,ĐC = 10s
Vật liệu sử dụng :
Xi măng: PC40
Đá dăm : chất lượng tốt, D
max
= 10 mm
Xác định tỷ lệ theo cường độ yêu cầu
R
28
= 500 => = 0,33 (ngoại suy theo bảng xác định tỷ lệ theo cường độ trung bình
yêu cầu ACI-211.1-91)

Tra bảng xác định lượng dùng nước sơ bộ và hàm lượng bọt khí ACI-211.1-91
N =190 (lít), ε =3%.
Xác định lượng dùng xi măng
X = .N = .190 =576 (kg)
Xác định lượng dùng sơ bộ cốt liệu
16
Tra bảng thể tích của đá ở trạng thái khô chọc chặt cho 1m
3
hỗn hợp bê tông
V
od
=0,48 m
3
Lượng dùng đá D = V
od
. γ
o
cođ
=0,48.1700 = 816 (kg)
Bảng thể tích cốt liệu lớn ở trạng thái khô chọc chặt cho 1m
3
bê tông
D
max
(mm)
Mô đun độ lớn của cát
2,4 2,6 2,8 3,0
10 0,5 0,48 0,46 0,44
12,5 0,59 0,57 0,55 0,53
20 0,66 0,64 0,62 0,6

25 0,71 0,69 0,67 0,65
40 0,75 0,73 0,71 0,69
70 0,82 0,8 0,78 0,76
150 0,85 0,85 0,83 0,81
Lượng dùng cát
C =[1000-(
dNX
DNX
δ
+
δ
+
δ
+10ε)] . δ
c
=776 (kg/m
3
)
m
c
=
49,0
816776
766
=
+
=
+ DC
C
Cấp phối chuẩn

X : C : Đ : N = 576: 776 : 816: 190
2.5. Tính cấp phối ở điều kiện tự nhiên với :
W
c
= 3% ; W
d
= 1%
Lượng đá cần dùng là
17
Đ =
824
1100
816100
=
−
×
(kg)
Lượng nước trong đá dăm là : N
d
= 824×1% = 8,24 lít
Lượng cát cần dùng là :
C =
3100
776100
−
×
= 799 (kg)
Lượng nước trong cát là : N
c
= 799x3% = 23,97 lít

Lượng nước thực tế là : N = 190 – (8,24 + 23,97) = 159 lít
Cấp phối tự nhiên của hỗn hợp bê tông mác 500 là
X : C : Đ : N = 576 : 799 : 824 : 159
3. Hỗn hợp bê tông thương phẩm mác 300
Bê tông M300, độ sụt SN = 12 cm
Vật liệu sử dụng :
Xi măng: PC40
Đá dăm : chất lượng trung bình, D
max
= 20 mm
Theo Bôlômây – Skramtaep có công thức:
),
N
X
.(R.AR
x
50
28
−=
⇒
5,0
R.A
R
N
X
x
28
+=
Trong đó:
R

28
= 300 kG/cm
2
R
x
= 400 kG/cm
2
A = 0,6
Nên:
0,5
4000,6
300
N
X
+
×
=
= 1,75
⇒

X
N
= 0,57
Ta phối theo đường No3 : tức là 42% C + 58%D, dựa vào bảng 8 cho hỗn hợp
bêtông (với độ sụt trung bình)
⇒
µ
=4,3+
550600
3474

,,
,,
−
−
.(0,57- 0,55) = 4,46; (phương pháp nội suy)
18
Lượng ximăng cho 1m
3
hỗn hợp bêtông : X =
dcx
.D%.C%
X
N
.
ρ
µ
+
ρ
µ
++
ρ
ε
−
1
100
1000
1000

X=
72

464580
652
464420
570
13
1
100
10002
1000
,
,.,
,
,.,
,
,
.
+++
−
= 383 kg/m
3
N=
X
N
.X = 0,57.383 = 218 lít/m
3
C= %C.
µ
.X = 0,42.4,46.383 = 718 kg/m
3
D= %D.

µ
.X = 0,58.4,46.383 = 991 kg/m
3
Mức ngậm cát : m
c
=
42,0
991718
718
=
+
=
+ DC
C
Lượng phụ gia siêu dẻo sử dụng 1lít/100kg ximăng: P= 1.3,83=3,83lít.Khi có tính phụ
gia, lượng nước sẽ giảm đi khi đó N
1
= k
1
. N
Với : k
1
=(100 -
∆
N)/100 ;
∆
N= 20 % .
Trị số giảm nước của hỗn hợp bêtông với phụ gia: k
1
=(100 -20)/100=0,8

Lượng nước sơ bộ khi dùng phụ gia là :
N
1
= 0,8 . 218 = 174,4 lít/m
3

Cấp phối chuẩn
X : C : Đ : N = 383 : 718 : 991 : 174,4
Thực tế trong sản xuất cát , đá có độ ẩm : W
c
= 3 % , W
d
= 0,5%
C
tt
=
3100
717100
−
.
= 740 kg/m
3
19
D
tt
=
50100
991100
,
.

−
= 996 kg/m
3
X
tt
= X = 383 kg/m
3
N
tt
= N – (C
tt
.W
c
+D
tt
.W
d
) = 174,4 - (740.0,03 +996.0,005) = 147,2 lít/m
3
Vậy cấp phối thực tế của1m
3
hỗn hợp bê tông mác M300 là
X
tt
: C
tt
: D
tt
: N
tt

= 383 : 740 : 996 : 147,2 ; P=3,83lít
4. Hỗn hợp bê tông thương phẩm M350
Bê tông M350, độ sụt SN = 12 cm
Vật liệu sử dụng :
Xi măng: PC40
Đá dăm : chất lượng trung bình, D
max
= 20 mm
Theo Bôlômây – Skramtaep có công thức:
),
N
X
.(R.AR
x
50
28
−=

⇒
5,0
R.A
R
N
X
x
28
+=
Trong đó:
R
28

= 350 kG/cm
2
R
x
= 400 kG/cm
2
A = 0,6
Nên:
0,5
4000,6
350
N
X
+
×
=
= 1,96
⇒

X
N
= 0,51
Ta phối theo đường No3 : tức là 42% C + 58%D, dựa vào bảng 8 cho hỗn hợp
bêtông (với độ sụt trung bình)
⇒
µ
=3,8+
5,055,0
8,33,4
−

−
.(0,51- 0,5) = 3,9; (phương pháp nội suy)
20
Lượng xi măng cho 1m
3
hỗn hợp bêtông : X =
dcx
.D%.C%
X
N
.
ρ
µ
+
ρ
µ
++
ρ
ε
−
1
100
1000
1000

X=
7,2
9,3.58,0
65,2
9,3.42,0

51,0
1,3
1
100
1000.2
1000
+++
−
= 428 kg/m
3
N=
X
N
.X = 0,51.428 = 218,4 lít/m
3
C= %C.
µ
.X = 0,42.3,9.428 = 701 kg/m
3
D= %D.
µ
.X = 0,58.3,9.428 = 968 kg/m
3
Mức ngậm cát : m
c
=
42,0
968701
701
=

+
=
+ DC
C
Lượng phụ gia siêu dẻo sử dụng 1lít/100kg ximăng: P= 1.4,28=4,28lít.Khi có tính phụ
gia, lượng nước sẽ giảm đi khi đó N
1
= k
1
. N
Với : k
1
=(100 -
∆
N)/100 ;
∆
N= 20 % .
Trị số giảm nước của hỗn hợp bêtông với phụ gia: k
1
=(100 -20)/100=0,8
Lượng nước sơ bộ khi dùng phụ gia là :
N
1
= 0,8 . 218,4 = 174,72 lít/m
3

Cấp phối chuẩn
X : C : Đ : N = 428 : 701 : 968 : 174,72
Thực tế trong sản xuất cát , đá có độ ẩm : W
c

= 3 % , W
d
= 0,5%
C
tt
=
3100
701.100
−
= 722,7 kg/m
3
D
tt
=
5,0100
968.100
−
= 973 kg/m
3
21
X
tt
= X = 428 kg/m
3
N
tt
= N – (C
tt
.W
c

+D
tt
.W
d
) = 174,72 - (722,7.0,03 +973.0,005) = 148,2 lít/m
3
Vậy cấp phối thực tế của1m
3
hỗn hợp bê tông mác M350 là
X
tt
: C
tt
: D
tt
: N
tt
= 428 : 722,7 : 973 : 148,2 ; P=4,28lít
5. Hỗn hợp bê tông thương phẩm M400
Bê tông M400, độ sụt SN = 12 cm
Vật liệu sử dụng :
Xi măng: PC40
Đá dăm : chất lượng trung bình, D
max
= 20 mm
Theo Bôlômây – Skramtaep có công thức:
),
N
X
.(R.AR

x
50
28
−=
⇒
5,0
R.A
R
N
X
x
28
+=

Trong đó:
R
28
= 400 kG/cm
2
R
x
= 400 kG/cm
2
A = 0,6
Nên:
0,5
4000,6
400
N
X

+
×
=
= 2,17
⇒

X
N
= 0,46
Ta phối theo đường No3 : tức là 42% C + 58%D, dựa vào bảng 8 cho hỗn hợp
bêtông (với độ sụt trung bình)
⇒
µ
=3,2+
450500
2383
,,
,,
−
−
.(0,46- 0,45) = 3,32 ; (phương pháp nội suy)
Lượng ximăng cho 1m
3
hỗn hợp bêtông : X =
dcx
.D%.C%
X
N
.
ρ

µ
+
ρ
µ
++
ρ
ε
−
1
100
1000
1000

22
X=
72
323580
652
323420
460
13
1
100
10002
1000
,
,.,
,
,.,
,

,
.
+++
−
= 485 kg/m
3
N=
X
N
.X = 0,46.485 = 223 lít/m
3
C= %C.
µ
.X = 0,42.3,32.485 = 676 kg/m
3
D= %D.
µ
.X = 0,58.3,32.485 = 934 kg/m
3
Lượng phụ gia siêu dẻo sử dụng 1lít/100kg ximăng: P= 1.4,85=4,85lít/m
3
Khi có tính phụ gia, lượng nớc sẽ giảm đi khi đó N
1
= k
1
. N
Với : k
1
=(100 -
∆

N)/100 ;
∆
N= 20 % .
Trị số giảm nước của hỗn hợp bêtông với phụ gia : k
1
=(100 -20)/100=0,8
Lượng nước sơ bộ khi dùng phụ gia là :
N
1
= 0,8 . 223 = 178,4 lít/m
3

Thực tế trong sản xuất cát , đá có độ ẩm : W
c
= 3 % , W
d
= 0,5%
C
tt
=
3100
676100
−
.
= 697 kg/m
3
D
tt
=
50100

934100
,
.
−
= 939 kg/m
3
X
tt
= X = 485 kg/m
3
N
tt
= N – (C
tt
.W
c
+D
tt
.W
d
) = 178,4 - (697.0,03 + 939.0,005) = 152,8 lít/m
3
Vậy cấp phối thực tế của1m
3
hỗn hợp bê tông mác M400 là :
X
tt
: C
tt
: D

tt
: N
tt
= 485 : 697 : 939 : 152,8; P=4,85lít
6. Hỗn hợp bê tông thương phẩm M500
Bê tông M500, độ sụt SN =1 2 cm
Vật liệu sử dụng :
23
Xi măng: PC40
Đá dăm : chất lượng trung bình , D
max
=20 mm
Tra bảng xác định tỷ lệ theo cường độ yêu cầu
Cường độ R
28
(Mpa) Tỷ lệ
45 0,38
40 0,43
35 0,48
30 0,55
25 0,62
20 0,7
15 0,8
R
28
= 500 => = 0,33 (ngoại suy theo bảng xác định tỷ lệ theo cường độ trung bình
yêu cầu ACI-211.1-91)
Tra bảng xác định lượng dùng nước sơ bộ và hàm lượng bọt khí ACI-211.1-91
N =200 (lít), ε =2%.
Dùng phụ gia giảm nước 20% nước => N = 160 lít

Xác định lượng dùng xi măng
X = .N = .160 =484,8 (kg)
Xác định lượng dùng sơ bộ cốt liệu
Tra bảng thể tích của đá ở trạng thái khô chọc chặt cho 1m
3
hỗn hợp bê tông
V
od
=0,64 m
3
Lượng dùng đá D = V
od
. γ
o
cođ
=0,64.1650 = 1056 (kg)
Bảng thể tích cốt liệu lớn ở trạng thái khô chọc chặt cho 1m
3
bê tông
D
max
(mm)
Mô đun độ lớn của cát
2,4 2,6 2,8 3,0
10 0,5 0,48 0,46 0,44
12,5 0,59 0,57 0,55 0,53
20 0,66 0,64 0,62 0,6
25 0,71 0,69 0,67 0,65
40 0,75 0,73 0,71 0,69
24

70 0,82 0,8 0,78 0,76
150 0,85 0,85 0,83 0,81
Lượng dùng cát
C =[1000-(
dNX
DNX
δ
+
δ
+
δ
+10ε)] . δ
c
=722 (kg/m
3
)
m
c
=
41,0
1056722
722
=
+
=
+ DC
C
Cấp phối chuẩn
X : C : Đ : N = 484,8: 722 : 1056: 160
2.5. Tính cấp phối ở điều kiện tự nhiên với :

W
c
= 3% ; W
d
= 0,5%
Lượng đá cần dùng là
Đ =
1061
5,0100
1056100
=
−
×
(kg)
Lượng nước trong đá dăm là : N
d
= 1061×0,5% = 5,3 lít
Lượng cát cần dùng là :
C =
3100
722100
−
×
= 744 (kg)
Lượng nước trong cát là : N
c
= 744x3% = 22,32 lít
Lượng nước thực tế là : N = 190 – (5,3 + 22,32) = 134,4 lít
Cấp phối tự nhiên của hỗn hợp bê tông mác 500 là
X : C : Đ : N :PG= 484,8: 744 : 1061 : 134,4:4,85

7. Hỗn hợp bê tông thương phẩm M600
Bê tông M600, độ sụt SN =1 2 cm
25
Vật liệu sử dụng :
Xi măng: PC40
Đá dăm : chất lượng trung bình , D
max
=20 mm
Tra bảng xác định tỷ lệ theo cường độ yêu cầu
Cường độ R
28
(Mpa) Tỷ lệ
45 0,38
40 0,43
35 0,48
30 0,55
25 0,62
20 0,7
15 0,8
R
28
= 60 => = 0,3 (ngoại suy theo bảng xác định tỷ lệ theo cường độ trung bình yêu
cầu ACI-211.1-91)
Tra bảng xác định lượng dùng nước sơ bộ và hàm lượng bọt khí ACI-211.1-91
N =200 (lít), ε =2%.
Dùng phụ gia giảm nước 20% nước => N = 160 lít
Xác định lượng dùng xi măng
X = .N = .160 =533 (kg)
Xác định lượng dùng sơ bộ cốt liệu
Tra bảng thể tích của đá ở trạng thái khô chọc chặt cho 1m

3
hỗn hợp bê tông
V
od
=0,64 m
3
Lượng dùng đá D = V
od
. γ
o
cođ
=0,64.1650 = 1056 (kg)
Bảng thể tích cốt liệu lớn ở trạng thái khô chọc chặt cho 1m
3
bê tông
D
max
(mm)
Mô đun độ lớn của cát
2,4 2,6 2,8 3,0
10 0,5 0,48 0,46 0,44
12,5 0,59 0,57 0,55 0,53
20 0,66 0,64 0,62 0,6
25 0,71 0,69 0,67 0,65