Nghiên cứu thiết kế cải tiến hệ thống gia nhiệt hơi nước cho công nghệ đúc cột điện ly tâm

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật phân tích nghiên cứu thiết kế cải tiến hệ thống gia nhiệt hơi nước trong công nghệ đúc cột điện ly tâm tại, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất

• Tác giả: Ngô Anh Hòa
• Người hướng dẫn: NGƯT. Đinh Vương Hùng
• Trường học: Trường Đại học Nông Lâm Huế
• Chuyên ngành: Cơ khí - Công nghệ
• Đề tài: Cải Tiến Hệ Thống Gia Nhiệt Hơi Nước Trong Công Nghệ Đúc Cột Điện Ly Tâm
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Huế

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
• 1.1. TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP
• 1.1.1. Khái niệm về bê tông
• 1.1.2. Khái niệm về bê tông cốt thép
• 1.1.3. Hỗn hợp bê tông
• 1.1.4. Quá trình rắn chắc của xi măng
• 1.1.5. Đẩy nhanh sự rắn chắc của bê tông ở nhiệt độ thường
• 1.1.6. Đẩy nhanh sự rắn chắc của bê tông ở nhiệt độ cao
• 1.1.7. Quá trình phát triển lò hơi
• 1.1.8. Cấu tạo chung của lò hơi
• 1.1.9. Các đặc tính cơ bản của lò hơi
• 1.1.10. Phương trình cân bằng nhiệt của lò
• 1.1.11. Tổn thất nhiệt trong lò hơi
• 1.1.12. Những khả năng tận dụng nhiệt thải của lò hơi công nghiệp
• 1.2. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ SẢN XUẤT CỘT ĐIỆN BÊ TÔNG CỐT THÉP KIỂU ĐÚC LY TÂM CÓ GIA NHIỆT HƠI NƯỚC
• 1.2.1. Giới thiệu năng lực của Công ty TNHH XL SX & TM Điện cơ SDC
• 1.2.2. Quy trình công nghệ sản xuất cột điện bê tông ly tâm
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu
• 2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.3.1. Phương pháp phỏng vấn chuyên gia
• 2.3.2. Phương pháp nghiên cứu tài liệu
• 2.3.3. Phương pháp tính toán thiết kế
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. PHÂN TÍCH SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH GIA NHIỆT HƠI NƯỚC ĐẾN QUÁ TRÌNH NINH KẾT BÊ TÔNG
• 3.1.1. Thực nghiệm xác định cường độ bê tông có gia nhiệt hơi nước theo thời gian
• 3.2. PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG CỦA LÒ HƠI TẠI CÔNG TY
• 3.2.1. Nguyên lý làm việc của lò hơi
• 3.2.2. Phân tích ưu nhược điểm của lò hơi hiện sử dụng
• 3.3. TÍNH NHIỆT TRỊ CỦA NHIÊN LIỆU
• 3.4. THỂ TÍCH KHÔNG KHÍ VÀ SẢN PHẨM CHÁY NHIÊN LIỆU
• 3.5. ENTANPI CỦA KHÔNG KHÍ VÀ SẢN PHẨM CHÁY
• 3.6. CÂN BẰNG NHIỆT VÀ HIỆU SUẤT LÒ HƠI
• 3.7. LƯỢNG TIÊU HAO NHIÊN LIỆU
• 3.8. TÍNH TOÁN TRAO ĐỔI NHIỆT TRONG BUỒNG LỬA
• 3.8.1. Thể tích buồng lửa
• 3.8.2. Tính nhiệt buồng lửa
• 3.9. TÍNH TOÁN NHIỆT CÁC BỀ MẶT ĐỐI LƯU
• 3.10. THIẾT KẾ BỘ HÂM NƯỚC
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về hệ thống gia nhiệt hơi nước

Hệ thống gia nhiệt hơi nước đóng vai trò quan trọng trong công nghệ đúc cột điện ly tâm. Việc cải tiến hệ thống này không chỉ giúp tiết kiệm nhiên liệu mà còn nâng cao hiệu suất sản xuất. Nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng hơi nước trong quá trình đúc giúp rút ngắn thời gian ninh kết của bê tông, từ đó đảm bảo chất lượng sản phẩm. Theo tài liệu, nhiệt độ của khói thải từ lò hơi có thể lên tới 200°C, điều này cho thấy tiềm năng lớn trong việc thu hồi nhiệt để gia nhiệt nước cấp vào lò hơi. Việc này không chỉ giảm chi phí sản xuất mà còn góp phần bảo vệ môi trường.

1.1. Nguyên lý hoạt động của hệ thống gia nhiệt

Nguyên lý hoạt động của hệ thống gia nhiệt hơi nước dựa trên việc sử dụng nhiệt độ cao từ khói thải để làm nóng nước cấp vào lò hơi. Quá trình này giúp tăng cường hiệu suất của lò hơi, giảm lượng nhiên liệu tiêu hao. Theo nghiên cứu, việc cải tiến thiết kế lò hơi có thể nâng cao hiệu suất nhiệt hóa hơi, từ đó giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Hệ thống này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn đảm bảo chất lượng bê tông trong quá trình sản xuất cột điện.

II. Phân tích ảnh hưởng của quá trình gia nhiệt hơi nước đến bê tông

Quá trình gia nhiệt hơi nước có ảnh hưởng lớn đến cường độ và thời gian ninh kết của bê tông. Nghiên cứu cho thấy, bê tông được gia nhiệt có thể đạt được 60-70% cường độ sau 8-10 giờ, trong khi bê tông không gia nhiệt cần đến 28 ngày để đạt được cường độ tương tự. Điều này chứng tỏ rằng công nghệ đúc sử dụng hơi nước không chỉ rút ngắn thời gian sản xuất mà còn đảm bảo chất lượng sản phẩm. Việc áp dụng công nghệ này trong sản xuất cột điện bê tông ly tâm tại Công ty TNHH XL SX & TM Điện cơ SDC là một bước tiến quan trọng trong việc nâng cao năng suất và giảm chi phí.

2.1. Đánh giá cường độ bê tông

Cường độ bê tông là yếu tố quyết định đến chất lượng sản phẩm. Qua thực nghiệm, bê tông được gia nhiệt cho thấy sự phát triển cường độ nhanh chóng hơn so với bê tông không gia nhiệt. Việc này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn đảm bảo rằng sản phẩm đạt tiêu chuẩn kỹ thuật. Theo các chuyên gia, việc áp dụng công nghệ gia nhiệt hơi nước trong sản xuất cột điện bê tông ly tâm là một giải pháp hiệu quả để nâng cao chất lượng và giảm chi phí sản xuất.

III. Đánh giá thực trạng và cải tiến hệ thống lò hơi

Đánh giá thực trạng của hệ thống lò hơi hiện tại cho thấy nhiều điểm cần cải tiến. Hệ thống lò hơi đang sử dụng tại Công ty TNHH XL SX & TM Điện cơ SDC có hiệu suất chưa cao, dẫn đến tiêu hao nhiên liệu lớn. Việc cải tiến thiết kế lò hơi, bao gồm việc tối ưu hóa quy trình đúc cột điện và nâng cao hiệu suất nhiệt, là cần thiết. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc thiết kế bộ hâm nước để tận dụng nhiệt thải từ khói lò có thể tăng cường hiệu suất sử dụng của lò hơi, từ đó giảm chi phí sản xuất và bảo vệ môi trường.

3.1. Tính toán và thiết kế bộ hâm nước

Việc thiết kế bộ hâm nước là một trong những giải pháp quan trọng để cải tiến hệ thống gia nhiệt hơi nước. Bộ hâm nước sẽ tận dụng nhiệt từ khói thải để làm nóng nước cấp vào lò hơi, giúp tiết kiệm nhiên liệu và nâng cao hiệu suất. Theo các chuyên gia, việc này không chỉ giúp giảm chi phí sản xuất mà còn góp phần bảo vệ môi trường bằng cách giảm lượng khí thải ra ngoài. Nghiên cứu cho thấy, việc cải tiến này có thể giúp Công ty TNHH XL SX & TM Điện cơ SDC nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển công nghiệp xây dựng, bê tông cốt thép ly tâm được sử dụng rộng rãi trong các công trình lưới điện trung và hạ áp. Tại Công ty TNHH Xây lắp Sản xuất và Thương mại Điện Cơ SDC, sản phẩm chính là cột điện bê tông ly tâm với quy mô sản xuất vừa và nhỏ. Một trong những thách thức lớn là thời gian ninh kết bê tông kéo dài, ảnh hưởng đến năng suất và chi phí sản xuất. Theo ước tính, thời gian dưỡng hộ tự nhiên kéo dài đến 28 ngày, trong khi đó, việc gia nhiệt hơi nước có thể rút ngắn thời gian này xuống còn 8-10 giờ, đạt 60-70% cường độ bê tông so với dưỡng hộ tự nhiên.

Đề tài tập trung nghiên cứu thiết kế cải tiến hệ thống gia nhiệt hơi nước trong công nghệ đúc cột điện bê tông ly tâm nhằm tiết kiệm nhiên liệu, rút ngắn thời gian dưỡng hộ, đảm bảo chất lượng bê tông và giảm giá thành sản phẩm. Phạm vi nghiên cứu thực hiện trong 6 tháng (từ tháng 09/2015 đến tháng 04/2016) tại Công ty Điện Cơ SDC, bao gồm khảo sát hệ thống lò hơi công nghiệp sử dụng củi đốt, tính toán trao đổi nhiệt, thiết kế bộ hâm nước thu hồi nhiệt khói thải và cải tiến quy trình công nghệ sản xuất.

Nghiên cứu có ý nghĩa khoa học trong việc xây dựng mô hình toán về cân bằng nhiệt - hóa hơi, đồng thời góp phần nâng cao hiệu suất nhiệt của lò hơi, giảm tiêu hao nhiên liệu và ô nhiễm môi trường. Về thực tiễn, đề tài giúp Công ty nâng cao năng suất lao động, giảm chi phí sản xuất và mở rộng quy mô đáp ứng nhu cầu thị trường khu vực miền Trung.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Lý thuyết bê tông cốt thép: Bao gồm khái niệm bê tông, bê tông cốt thép, hỗn hợp bê tông, quá trình ninh kết và rắn chắc của xi măng Poóc lăng. Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bê tông như thành phần khoáng, độ mịn xi măng, nhiệt độ và độ ẩm môi trường được phân tích chi tiết. Quá trình gia nhiệt hơi nước được xem là biện pháp đẩy nhanh sự rắn chắc của bê tông, rút ngắn thời gian dưỡng hộ từ 28 ngày xuống còn 8-10 giờ.

• Mô hình cân bằng nhiệt trong lò hơi công nghiệp: Phân tích các loại lò hơi (ống lò, ống lửa, ống nước), cấu tạo bộ quá nhiệt, bộ hâm nước và bộ sấy không khí. Các đặc tính cơ bản của lò hơi như sản lượng hơi, hiệu suất nhiệt, tổn thất nhiệt do khói thải, cháy không hoàn toàn, tỏa nhiệt ra môi trường và xỉ mang ra ngoài được mô hình hóa bằng các phương trình cân bằng nhiệt.

• Khái niệm về thu hồi nhiệt khói thải: Tận dụng nhiệt độ khói thải cao (180-200°C) để làm nóng nước cấp vào lò hơi, tăng hiệu suất sử dụng nhiên liệu và giảm chi phí vận hành.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Thu thập dữ liệu thực tế tại Công ty TNHH XL SX & TM Điện cơ SDC, bao gồm thông số kỹ thuật lò hơi, quy trình sản xuất cột điện bê tông ly tâm, kết quả thí nghiệm cường độ bê tông có và không gia nhiệt hơi nước.

• Phương pháp phân tích: Sử dụng phương pháp tính toán thiết kế kỹ thuật để xác định các thông số trao đổi nhiệt trong lò hơi, lượng tiêu hao nhiên liệu, nhiệt lượng cần thiết cho quá trình gia nhiệt. Phân tích ưu nhược điểm của hệ thống lò hơi hiện tại và đề xuất cải tiến bộ hâm nước thu hồi nhiệt.

• Phương pháp thực nghiệm: Thực nghiệm xác định cường độ bê tông theo thời gian ninh kết với và không có gia nhiệt hơi nước, sử dụng mẫu bê tông chuẩn và thiết bị đo cường độ nén WE-300. Thời gian nghiên cứu kéo dài 6 tháng, từ tháng 09/2015 đến tháng 04/2016.

• Phỏng vấn chuyên gia: Trao đổi với các chuyên gia trong lĩnh vực cơ khí và công nghệ bê tông để hoàn thiện cơ sở lý luận và thực tiễn.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của gia nhiệt hơi nước đến thời gian ninh kết bê tông: Thực nghiệm cho thấy, bê tông được gia nhiệt hơi nước đạt 60-70% cường độ sau 8-10 giờ, trong khi mẫu không gia nhiệt cần đến 28 ngày để đạt cường độ tương tự. Điều này chứng minh hiệu quả rõ rệt của phương pháp gia nhiệt trong rút ngắn thời gian dưỡng hộ.

2. Hiệu suất lò hơi và tổn thất nhiệt: Lò hơi ống lò - ống lửa hiện tại có nhiệt độ khói thải dao động từ 180-200°C, gây tổn thất nhiệt do khói thải khoảng 4-8%. Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về mặt hóa học và cơ học lần lượt chiếm khoảng 0,5-2%. Hiệu suất nhiệt của lò hơi được cải thiện đáng kể khi áp dụng bộ hâm nước thu hồi nhiệt khói thải.

3. Tiêu hao nhiên liệu và tiết kiệm năng lượng: Qua tính toán, việc thiết kế bộ hâm nước tận dụng nhiệt khói thải giúp giảm lượng củi tiêu hao khoảng 10-15%, đồng thời giảm chi phí nhiên liệu và ô nhiễm môi trường.

4. Ưu nhược điểm hệ thống lò hơi hiện hữu: Lò hơi sử dụng củi đốt có ưu điểm chi phí nhiên liệu thấp, cấu tạo đơn giản nhưng nhược điểm là hiệu suất nhiệt thấp, tổn thất nhiệt lớn và khó kiểm soát nhiệt độ hơi. Việc cải tiến hệ thống gia nhiệt và thu hồi nhiệt là cần thiết để nâng cao hiệu quả sản xuất.

Thảo luận kết quả

Kết quả thực nghiệm và tính toán cho thấy gia nhiệt hơi nước là phương pháp hiệu quả để rút ngắn thời gian ninh kết bê tông, phù hợp với yêu cầu sản xuất cột điện bê tông ly tâm tại Công ty Điện Cơ SDC. Việc áp dụng bộ hâm nước thu hồi nhiệt khói thải không chỉ nâng cao hiệu suất nhiệt của lò hơi mà còn góp phần tiết kiệm nhiên liệu và giảm phát thải khí độc hại.

So sánh với các nghiên cứu trong ngành, kết quả này tương đồng với báo cáo của ngành công nghiệp vật liệu xây dựng về hiệu quả của gia nhiệt hơi nước trong đẩy nhanh quá trình rắn chắc bê tông. Biểu đồ so sánh cường độ bê tông theo thời gian giữa mẫu gia nhiệt và không gia nhiệt minh họa rõ sự khác biệt về tốc độ phát triển cường độ.

Việc cải tiến lò hơi và hệ thống gia nhiệt cũng phù hợp với xu hướng phát triển kỹ thuật lò hơi hiện đại, hướng tới tăng sản lượng hơi, áp suất và hiệu suất nhiệt cao hơn. Tuy nhiên, cần lưu ý đảm bảo độ ẩm và nhiệt độ trong quá trình gia nhiệt để tránh hiện tượng đóng vỏ xi măng sớm, ảnh hưởng đến chất lượng bê tông.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Thiết kế và lắp đặt bộ hâm nước thu hồi nhiệt khói thải: Tận dụng nhiệt độ khói thải cao (180-200°C) để làm nóng nước cấp vào lò hơi, giảm tiêu hao nhiên liệu khoảng 10-15%. Thời gian thực hiện dự kiến 3 tháng, do bộ phận kỹ thuật Công ty Điện Cơ SDC phối hợp với chuyên gia cơ khí.

2. Cải tiến quy trình gia nhiệt hơi nước: Áp dụng chế độ gia nhiệt hơi nước ở áp suất 2 atm, nhiệt độ 80-85°C trong 8-10 giờ để rút ngắn thời gian ninh kết bê tông, nâng cao năng suất sản xuất. Thời gian áp dụng ngay trong vòng 1 tháng sau khi hoàn thiện thiết kế.

3. Đào tạo và nâng cao nhận thức nhân viên vận hành: Tổ chức các khóa đào tạo về vận hành lò hơi, kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm trong quá trình gia nhiệt nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm và an toàn lao động. Thời gian đào tạo 1 tháng, do phòng kỹ thuật và nhân sự phối hợp thực hiện.

4. Theo dõi và đánh giá hiệu quả sau cải tiến: Thiết lập hệ thống giám sát tiêu hao nhiên liệu, thời gian dưỡng hộ và chất lượng bê tông định kỳ để đánh giá hiệu quả cải tiến, điều chỉnh kịp thời. Thời gian theo dõi liên tục trong 6 tháng đầu sau cải tiến.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các kỹ sư và chuyên gia công nghệ bê tông: Nghiên cứu các phương pháp gia nhiệt và cải tiến quy trình sản xuất bê tông ly tâm, áp dụng trong sản xuất công nghiệp.

2. Nhà quản lý và lãnh đạo doanh nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng: Đánh giá hiệu quả kinh tế và kỹ thuật của việc cải tiến hệ thống gia nhiệt, từ đó đưa ra quyết định đầu tư hợp lý.

3. Sinh viên và nghiên cứu sinh ngành cơ khí, xây dựng: Tìm hiểu về ứng dụng thực tiễn của lý thuyết cân bằng nhiệt trong lò hơi và công nghệ sản xuất bê tông cốt thép.

4. Các nhà thiết kế và chế tạo thiết bị lò hơi công nghiệp: Tham khảo các giải pháp thiết kế bộ hâm nước, bộ quá nhiệt và hệ thống thu hồi nhiệt nhằm nâng cao hiệu suất thiết bị.

Câu hỏi thường gặp

1. Gia nhiệt hơi nước có ảnh hưởng như thế nào đến chất lượng bê tông?
   Gia nhiệt hơi nước giúp rút ngắn thời gian ninh kết, tăng cường quá trình thủy hóa xi măng, từ đó nâng cao cường độ bê tông nhanh hơn. Ví dụ, bê tông gia nhiệt đạt 60-70% cường độ sau 8-10 giờ so với 28 ngày ở điều kiện tự nhiên.

2. Làm thế nào để giảm tổn thất nhiệt do khói thải trong lò hơi?
   Thiết kế bộ hâm nước thu hồi nhiệt khói thải giúp tận dụng nhiệt độ cao của khói thải (180-200°C) để làm nóng nước cấp, giảm tổn thất nhiệt khoảng 4-8% và tiết kiệm nhiên liệu.

3. Tại sao cần kiểm soát độ ẩm khi gia nhiệt bê tông?
   Độ ẩm cao giúp duy trì quá trình thủy hóa liên tục, tránh hiện tượng đóng vỏ xi măng sớm do mất nước nhanh, đảm bảo chất lượng bê tông và tránh nứt vỡ.

4. Có thể áp dụng công nghệ này cho các loại bê tông khác không?
   Công nghệ gia nhiệt hơi nước phù hợp với nhiều loại bê tông, đặc biệt là bê tông cốt thép đúc sẵn, giúp rút ngắn thời gian dưỡng hộ và nâng cao năng suất sản xuất.

5. Chi phí đầu tư cải tiến hệ thống gia nhiệt có cao không?
   Chi phí đầu tư chủ yếu vào thiết kế và lắp đặt bộ hâm nước thu hồi nhiệt, tuy nhiên tiết kiệm nhiên liệu và tăng năng suất sẽ bù đắp chi phí trong thời gian ngắn, nâng cao hiệu quả kinh tế.

Kết luận

• Gia nhiệt hơi nước hiệu quả trong việc rút ngắn thời gian ninh kết bê tông ly tâm từ 28 ngày xuống còn 8-10 giờ, đạt 60-70% cường độ yêu cầu.
• Hệ thống lò hơi hiện tại có tổn thất nhiệt do khói thải khoảng 4-8%, có thể giảm đáng kể bằng bộ hâm nước thu hồi nhiệt.
• Thiết kế cải tiến bộ hâm nước giúp tiết kiệm nhiên liệu 10-15%, giảm chi phí sản xuất và ô nhiễm môi trường.
• Cải tiến quy trình và đào tạo nhân viên vận hành là yếu tố then chốt để đảm bảo chất lượng và an toàn sản xuất.
• Đề xuất triển khai thực hiện trong 6 tháng, theo dõi hiệu quả và điều chỉnh kịp thời nhằm nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

Liên hệ phòng kỹ thuật Công ty Điện Cơ SDC để triển khai thiết kế bộ hâm nước và tổ chức đào tạo vận hành hệ thống gia nhiệt mới.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1. TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP 1. Khái niệm về bê tông Bê tông là vật liệu đá nhân tạo do hỗn hợp của các chất kết dính vô cơ (xi măng, vôi silic, thạch cao .) nước và các hạt rời rạc của cát, sỏi, đá dăm (được gọi là cốt liệu) nhào trộn theo một tỷ lệ thích hợp rắn chắc lại mà thành. Trong bê tông ngoài các thành phần cơ bản trên (chất kết dính, nước, cốt liệu) có thêm vào những chất phụ gia nhằm cải thiện các tính chất của bê tông như tăng tính lưu động của hỗn hợp bê tông, giảm lượng dùng nước và xi măng, điều chỉnh thời gian ninh kết và rắn chắc, nâng cao tính chống thấm của bê tông.

Bê tông là loại vật liệu rất quan trọng được sử dụng phổ biến nhất hiện nay trong xây dựng dân dụng, công nghiệp, thủy lợi, cầu đường. vì có các ưu điểm sau: - Có cường độ nén biến đổi trong phạm vị rộng và có thể đạt giá trị từ 100; 200 đến 900; 1000 daN/cm2. - Tính chịu nhiệt tốt, dễ tạo hình. - Giá thành tương đối hạ vì sử dụng rộng rãi nguồn nguyên liệu địa phương.

Khái niệm về bê tông cốt thép Bê tông là một loại vật liệu giòn, cường độ chịu nén lớn nhưng khả năng chịu kéo thấp, chỉ bằng 1/10 đến 1/15 cường độ chịu nén. Nhưng trong rất nhiều công trình, nhiều bộ phận làm việc ở trạng thái chịu kéo, do đó tại phần chịu kéo của các kết cấu làm bằng bê tông sẽ bị nứt rạn, khả năng chịu lực giảm và có thể dẫn đến phá hoại hoàn toàn. Qua rất nhiều nghiên cứu và thực tế sử dụng người ta phối hợp hai loại vật liệu bê tông và thép tạo nên bê tông cốt thép, có khả năng chịu nén, chịu kéo đều tốt. Sở dĩ có thể kết hợp 2 loại vật liệu bê tông và cốt thép tạo nên thứ vật liệu ưu việt "bê tông cốt thép" là nhờ các lý do sau: - Lực bám dính giữa bê tông và cốt thép rất lớn: Có thể đạt đến 40daN/cm2 của bề mặt tiếp xúc giữa bê tông và cốt thép (một thanh thép có  = 30mm chôn sâu trong bê tông 30cm, có thể treo một trọng tải trên 10 tấn).

Nhờ sự bám dính tốt này, cốt thép không những làm tăng khả năng chịu kéo của bê tông mà còn làm tăng khả năng chịu nén nữa, do đó trong các bộ phận chủ yếu chịu nén (như cột) người ta vẫn đặt cốt thép và nhờ đó có thể rút nhỏ tiết diện và giảm được khối lượng cấu kiện (cứ mỗi cm2 tiết diện cốt thép có thể thay 15cm2 tiết diện bê tông). Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 4 - Bê tông bảo vệ được thép khỏi rỉ: Sắt thép trong môi trường không khí và nước thường bị rỉ do bị ôxy hóa. Quá trình ôxy hóa này càng mạnh mẽ khi sắt thép tiếp xúc với axít và thường bắt đầu ở nơi có rỉ sẵn. Nhưng quá trình này có thể bị hạn chế và giảm chậm lại trong môi trường kiềm.

Độ kiềm càng mạnh thì tác dụng bảo vệ càng lớn. Hỗn hợp bê tông là môi trường kiềm nên bảo vệ được cốt thép không bị rỉ, thậm chí có khi cốt thép đã bị rỉ nhẹ đặt vào bê tông, rỉ không những không phát triển nữa mà còn mất đi. - Độ dãn nở nhiệt của hai loại vật liệu bê tông và cốt thép (CT3 - CT5) gần bằng nhau: Đối với phần lớn các loại bê tông khi bị đốt nóng đến 100 0C hệ số dãn dài trung bình 10.10-6, của cốt thép là 2.10-6 vì vậy khi bị đốt nóng chúng có độ dãn nở tương đối đồng đều, bê tông không bị nứt vỡ, bảo đảm sự bám dính tốt. Hỗn hợp bê tông Các thành phần tạo nên bê tông (cốt liệu, chất kết dính, nước, các phụ gia) được phối hợp theo một tỷ lệ hợp lý, được nhào trộn đồng đều nhưng chưa bắt đầu quá trình ninh kết và rắn chắc được gọi là hỗn hợp bê tông.

Việc xác định tỷ lệ cấp phối và yêu cầu chất lượng của hỗn hợp bê tông không những nhằm đảm bảo các tính năng kỹ thuật của bê tông ở những tuổi nhất định mà còn phải thỏa mãn những yêu cầu công nghệ sản xuất, liên quan đến việc lựa chọn thiết bị tạo hình, đổ khuôn, đầm chặt và các chế độ công tác khác. Bất cứ loại hỗn hợp bê tông và việc tạo hình sản phẩm theo phương pháp công nghệ nào, hỗn hợp bê tông cũng cần thỏa mãn hai yêu cầu cơ bản sau: - Tính đồng nhất của hỗn hợp bê tông có được khi nhào trộn phải được duy trì trong quá trình vận chuyển, đổ khuôn và đầm chặt. Nó đảm bảo cho hỗn hợp bê tông có sự liên kết nội bộ tốt, không bị phân tầng tách nước. - Tính công tác tốt (hay tính dễ đổ khuôn) phù hợp với phương pháp và điều kiện thành hình sản phẩm.

Hỗn hợp bê tông có tính công tác tốt sẽ dễ dàng và nhanh chóng lấp đầy khuôn, giữ được sự liên kết toàn khối và sự đồng nhất về mặt cấu tạo của bê tông. Tính công tác của hỗn hợp bê tông thể hiện khả năng lưu động (chảy) và mức độ dẻo của hỗn hợp tức là khả năng chảy lấp đầy khuôn một cách liên tục và không rạn nứt bề mặt hỗn hợp. Quá trình rắn chắc của xi măng Tính chất của chất kết dính trong hỗn hợp bê tông, những đặc tính rắn chắc và quá trình hình thành cấu trúc đá xi măng có ảnh hưởng quyết định đến những đặc trưng cơ lý, biến dạng và tính chất kỹ thuật của bê tông. Do đó việc nghiên cứu quá Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 5 trình rắn chắc của bê tông về cơ bản có thể giới hạn trong việc nghiên cứu của sự rắn chắc và hình thành cấu trúc đá xi măng.

Cơ sở của sự rắn chắc các chất kết dính vô cơ là sự thủy hóa các thành phần khoáng của chất kết dính tạo nên những sản phẩm thủy hóa dưới dạng những hạt mịn có kích thước gần với thể keo. Song song với quá trình thủy hóa là quá trình hình thành cấu trúc đá xi măng. Thành phần khoáng chủ yếu của xi măng Poóc lăng Thành phần khoáng của xi măng Poóc lăng không phải là đồng nhất, nó tập hợp của nhiều khoáng khác nhau : Khoáng chính gồm : + Silicát canxi (axít) 3Ca0.Si02 viết tắt C3S + Bêta Silicát canxi (Bêlít) 2Ca0.Si02 - C2S + ALuminát canxi: 3Ca0.Al203 - C3A + Alumô phêrít canxi : 4Ca0.Fe203 - C4AF Ngoài ra còn có một số thành phần phụ : 5Ca0.Fe203; Mg0 và Ca0, ở dạng tự do. tỷ lệ các thành phần khoáng trong phạm vi sau: C3S chiếm: 37  60% C2S -: 15  37% C3A -: 10  18% C4AF -: 7  15% Mg0 4,15%; S03 3,5%; Ca0 0,5% Mỗi thành phần khoáng đều có một đặc tính khác nhau: + C3S là hàm lượng chủ yếu trong cờ lanh ke, C3S đóng rắn nhanh, cường độ cao, tỏa nhiệt nhiều; trong xi măng C3S càng nhiều thì chất lượng xi măng càng cao.

+ C2S có cường độ trung bình, đóng rắn chậm, tỏa nhiệt ít. Tốc độ phát triển trung bình ở thời kỳ đầu và phát triển tương đối nhanh ở thời kỳ sau, cường độ thấp. Chỉ được thủy hóa hoàn toàn ở điều kiện nhiệt độ cao, độ ẩm cao. [4] Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 6 1.

Sự ninh kết và rắn chắc của xi măng Poóc lăng Khi nhào trộn xi măng với một lượng nước thích hợp sẽ được một hỗn hợp nhão, dẻo. Qua một thời gian biến đổi lý hóa vữa xi măng dần dần mất tính dẻo, rắn lại và có độ chịu lực tăng dần. Quá trình đó gọi là quá trình ninh kết rắn chắc của xi măng. Quá trình trên được chia làm hai giai đoạn: - Giai đoạn ninh kết.

- Giai đoạn rắn chắc. Giai đoạn ninh kết: Là khoảng thời gian từ khi trộn xi măng với nước đến khi vữa xi măng mất tính dẻo nhưng chưa có khả năng chịu lực. Giai đoạn nịnh kết gồm 2 thời kỳ. + Thời kỳ sơ ninh.

+ Thời kỳ chung ninh. (+) Thời kỳ sơ ninh : (bắt đầu ninh kết) Là thời gian bắt đầu trộn xi măng với nước cho đến khi vữa xi măng bắt đầu đóng cứng. Nếu thời gian này quá ngắn sẽ gây khó khăn cho thi công: sơ ninh  45, Như vậy: Trong vòng 45 phút, vữa có xi măng phải xây xong hoặc trát xong. Bê tông có xi măng: Đầm xong.

(+) Thời kỳ chung ninh: (cuối ninh kết) Là thời kỳ từ lúc vữa xi măng bắt đầu cứng đến khi vữa xi măng có khả năng chịu lực, thời gian này vữa xi măng tỏa nhiệt và ninh kết xong đạt độ cao nhất. Theo quy định: Thời gian chung ninh < 12h (đây là thời gian chờ để tháo khuôn sản phẩm, nếu thời gian này kéo dài quá sản phẩm lâu tháo khuôn - ảnh hưởng tới sự quay vòng của khuôn). Giai đoạn rắn chắc Là khoảng thời gian từ khi vữa xi măng bắt đầu có khả năng chịu lực cho đến khi đạt độ chịu lực yêu cầu. Ảnh hưởng của nhiệt độ, độ ẩm môi trường đến thời gian ninh kết và rắn chắc của xi măng Poóc lăng Nhiệt độ, độ ẩm càng cao quá trình ninh kết, rắn chắc của xi măng Poóc lăng càng nhanh.

Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 7 Ở các nhà máy bê tông đúc sẵn người ta bảo dưỡng bê tông bằng hơi nước sôi T0 = 1000C; W 90%. Sau 18  24 giờ sản phẩm đạt 70% R yêu cầu, ở t0 = 00C xi măng không ninh kết. Ở điều kiện tự nhiên xi măng ninh kết và rắn chắc trong 7 ngày đầu là nhanh nhất. Độ chiu lực của xi măng Rx Các yếu tố ảnh hưởng đến độ chịu lực của xi măng (Rx) Phụ thuộc vào lượng nước nhào trộn, nước nhào trộn nhiều thì vữa xi măng nhão, khi khô mẫu thí nghiệm sẽ có nhiều lỗ rỗng cho Rx giảm.

Nước nhào trộn quá ít vữa sẽ khô, khó đầm chặt, ảnh hưởng tới Rsản phẩm. Vì vậy khi nhào trộn xi măng phải có một lượng nước: - Để thủy hóa xi măng. - Để tạo dẻo cho thi công. - Lượng nước này gọi là lượng nước tiêu chuẩn của xi măng.

+ Lượng nước tiêu chuẩn của xi măng được tính theo tỷ lệ + Lượng nước tiêu chuẩn nhiều hay ít nó phụ thuộc vào độ mịn của xi măng và thành phần khoáng của xi măng.