CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG 1.1 Tổng quan về trạm trộn bê tông theo khối lượng.1 Trạm trộn bê tông Trạm trộn bê tông tự động là một thiết bị dùng trong xây dựng được ứng dụng các khoa học kỹ thuật hiện đại. Vì thế năng suất và hiệu quả lao động của trạm trộn bê tông rất cao, có đủ năng lực để cung cấp cho những công trình lớn và rất lớn với lượng bê tông được trộn đúng tỉ lệ và đồng nhất về chất lượng. Trạm trộn bê tông thường được dùng cho các công trình xây dựng cỡ vừa và lớn với rất nhiều ưu điểm nổi bật: • Do sử dụng công nghệ tiên tiến, hiện đại nên các trạm trộn bê tông sẽ cho ra sản phẩm bê tông đồng đều và nhanh hơn. Một ngày, trạm trộn có thể cho ra 75 đến 80m3 bê tông.
• Do sử dụng van bướm thay bằng van bi nên thời gian cân và xả nước của trạm trộn bê tông rất nhanh mà không hề tốn thêm bơm xả nước và bơm cấp nước, giúp tiết kiệm nước và điện năng. Ngoài ra, cũng ít khi bị hỏng bơm cấp nước. Có khả năng dự trữ nước cho 1-2 mẻ trộn khi bơm cấp nước có gặp phải sự cố. • Bin chứa cốt liệu của trạm trộn bê tông rất lớn, khoang chứa của trạm rộng nên khi cấp liệu bằng xúc lật, cát sẽ không bị tràn lẫn sang khoang của nhau.
• Do sử dụng gối trung gian dùng bạc đồng nên vít tải xiên hoạt động ổn định. DATN: Thiết kế, giám sát mô hình trạm trộn bê tông Trang - 5 - SVTH: Hoàng Minh Nhật GVHD: ThS. Phạm Ngọc Hiệp • Hệ thống nén khí chống tạo vòm tại Silô xi măng và cân xi măng của trạm trộn bê tông hoạt động rất hiệu quả với công suất lớn nên xi măng xuống đều mà không cần dùng búa gõ. • Khung cố định của trạm trộn bê tông vô cùng chắc chắn.
• Hệ thống lọc của trạm trộn bê tông sẽ có những túi lọc để lọc bụi xi măng, tránh thải ra môi trường gây ô nhiễm nghiêm trọng. • Giảm bớt số lượng nhân viên kỹ thuật vận hành máy, cường độ lao động, chi phí quản lý xây dựng, khó khăn về kỹ thuật và rủi ro.2 Yêu cầu chung của trạm trộn bê tông • Đảm bảo trộn và cung cấp nhiều mác bê tông với thời gian điều chỉnh nhỏ nhất. • Cho phép sản xuất được hai loại hỗn hợp bê tông khô hoặc ướt. • Hỗn hợp bê tông không bị tách nước hay bị phân tầng khi vận chuyển.
• Trạm làm việc ổn định, không ồn, không gây ô nhiễm môi trường. • Lắp đặt sửa chữa đơn giản. • Có thể làm việc ở hai chế độ là tự động hoặc bằng tay.3 Ưu điểm của trạm trộn bê tông nhóm thiết kế Có thể nói so sánh với phương pháp trộn bê tông thủ công và máy trộn bê tông công suất nhỏ, thì trạm trộn bê tông chính là một bước tiến hiện đại và tiện nghi hỗ trợ đắc lực trong công việc xây dựng nói chung. • Trộn đồng đều các thành phần trong hỗn hợp, hàm lượng không khí trong hổn hợp chiếm tỷ lệ nhỏ, vật liệu không bị tách nước, phân tầng khi vận chuyển.
• Độ chính xác giữa các thành phần cốt liệu theo yêu cầu sai số dưới 0,1%. • Thời gian trộn nhỏ. • Có thể trộn được xi măng khô, vữa xây dựng, vật liệu cấp phối … • Điều khiển đơn giản, nhẹ nhàng. Có thể làm việc ở nhiều chế độ: Tự động, bán tự động, bằng tay.
• Lắp dựng, bảo dưỡng, sửa chữa, di chuyển đơn giản. • Có tính thẩm mỹ cao và không gây ô nhiễm môi trường xung quanh • Có kết cấu nhỏ gọn, phù hợp với mọi không gian, đặc biệt với các doanh nghiệp sản xuất bê tông có mặt bằng nhỏ hẹp. • Có thể bố trí Si lô nhiều hướng phù hợp với mặt bằng trạm trộn bê tông. DATN: Thiết kế, giám sát mô hình trạm trộn bê tông Trang - 6 - SVTH: Hoàng Minh Nhật GVHD: ThS.
Phạm Ngọc Hiệp • Do sử dụng công nghệ tiên tiến, hiện đại nên các trạm trộn bê tông đồng đều và nhanh hơn. • Do sử dụng van bướm thay bằng van bi nên thời gian cân và xả nước nhanh, không tốn thêm thời gian bơm xả nước và ít bị hỏng bơm cấp nước. Có khả năng dự trữ nước cho 1-2 mẻ trộn khi bơm cấp nước gặp sự cố. • Bin chứa cốt liệu trạm trộn bê tông lớn, khoang chứa của trạm rộng nên khi cấp liệu bằng xúc lật, cát không bị tràn lẫn sang khoang của nhau.
• Vít tải xiên hoạt động ổn định, do sử dụng gối trung gian dùng bạc đồng. • Hệ thống nén khí chống tạo vòm tại Si lô xi măng và cân xi măng của trạm trộn bê tông hoạt động hiệu quả, hoạt động với công suất lớn nên xi măng xuống đều, không cần búa gõ. • Khung cố định của trạm vô cùng chắc chắn. • Hệ thống lọc của trạm có những túi lọc, sẽ lọc được bụi xi măng tránh thải ra môi trường gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
• Tiết kiệm số lượng kỹ thuật vận hành máy, giảm cường độ lao động, giảm chi phí quản lý xây dựng, giảm khó khăn về kỹ thuật và rủi ro. • Rút ngắn thời gian xây dựng và cải thiện tốc độ xây dựng.4 Giới thiệu về bê tông Bê tông là một hỗn hợp được tạo thành từ cát, đá, xi măng, nước và các chất phụ gia. Trong đó cát và đá chiếm 80% – 85%, xi măng chiếm 8% – 15%, còn lại là khối lượng của nước và các chất phụ gia. Hỗn hợp vật liệu được nhào trộn tạo nên hỗn hợp bê tông.
Hỗn hợp bê tông phải có độ dẻo nhất định, phù hợp với mục đích sử dụng. Có nhiều loại bê tông tùy thuộc vào thành phần của hỗn hợp. Tỉ lệ mỗi thành phần cát, đá, xi măng,… khác nhau sẽ tạo ra những loại bê tông khác nhau. Để phân biệt các loại bê tông, người ta sử dụng khái niệm “mác bê tông”.5 Mác bê tông Khi nói đến mác bê tông là nói đến khả năng chịu nén của mẫu bê tông.
Theo tiêu chuẩn xây dựng cũ của Việt Nam (TCVN 3105:1993, TCVN 4453:1995), mẫu dùng để đo cường độ là một mẫu bê tông hình lập phương có kích thước 150 mm × 150 mm × 150 mm, được dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn quy định trong TCVN 3105:1993, trong thời gian 28 ngày sau khi bê tông ninh kết. Sau đó được đưa vào máy DATN: Thiết kế, giám sát mô hình trạm trộn bê tông Trang - 7 - SVTH: Hoàng Minh Nhật GVHD: ThS. Phạm Ngọc Hiệp nén để đo ứng suất nén phá hủy mẫu (qua đó xác định được cường độ chịu nén của bê tông), đơn vị tính bằng MPa (N/mm²) hoặc daN/cm² (kG/cm²). Trong kết cấu xây dựng, bê tông chịu nhiều tác động khác nhau: chịu nén, uốn, kéo, trượt, trong đó chịu nén là ưu thế lớn nhất của bê tông.
Do đó, người ta thường lấy cường độ chịu nén là chỉ tiêu đặc trưng để đánh giá chất lượng bê tông, gọi là “Mác bê tông”. Mác bê tông được phân loại từ 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500 và 600. Khi nói rằng “mác bê tông 200” chính là nói tới ứng suất nén phá hủy của mẫu bê tông kích thước tiêu chuẩn, được dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn, được nén ở tuổi 28 ngày, đạt 200 kG/cm². Còn cường độ chịu nén tính toán của bê tông mác 200 chỉ là 90 kG/cm² (được lấy để tính toán thiết kế kết cấu bê tông theo trạng thái giới hạn thứ nhất).6 Thành phần cốt liệu của bê tông Xi măng: Việc lựa chọn xi măng là đặc biệt quan trọng trong việc sản xuất ra bê tông, có nhiều loại xi măng khác nhau, xi măng mác càng cao thì khả năng kết dính càng tốt và làm chất lượng thiết kế bê tông tăng lên, tuy nhiên giá thành của xi măng mác cao rất lớn.
Vì vậy, khi thiết kế bê tông vừa phải đảm bảo chất lượng đúng yêu cầu kỹ thuật và vừa phải giải quyết bài toán kinh tế. Cát dùng trong sản xuất bê tông có thể là cát thiên nhiên hay cát nhân tạo, kích thước hạt cát là từ 0,4 – 0,5 mm. Chất lượng cát phụ thuộc vào thành phần khoáng, thành phần tạp chất, thành phần hạt… Trong thành phần của bê tông, cát chiếm khoảng 29%. Đá dăm: Đá dăm có nhiều loại tùy thuộc vào kích thước của đá, do đó tùy thuộc vào kích cỡ của bê tông mà ta chọn kích thước đá phù hợp.
Trong thành phần bê tông, đá dăm chiếm khoảng 52%. Nước: Nước dùng trong sản xuất bê tông phải đáp ứng đủ tiêu chuẩn để không ảnh hưởng đến khả năng đông kết của bê tông và chống ăn mòn kim loại. Các chất phụ gia: Phụ gia sử dụng có dạng bột, thường có 2 loại phụ gia: Loại phụ gia hoạt động bề mặt: loại phụ gia này mặc dù được sử dụng lượng nhỏ nhưng có khả năng cải thiện đáng kể tính chất của hỗn hợp bê tông và tăng cường nhiều tính chất khác của bê tông. DATN: Thiết kế, giám sát mô hình trạm trộn bê tông Trang - 8 - SVTH: Hoàng Minh Nhật GVHD: ThS.
Phạm Ngọc Hiệp Loại phụ gia rắn nhanh: loại phụ gia này có khả năng rút ngắn quá trình rắn chắc của bê tông trong điều kiện tự nhiên cũng như nâng cao cường độ bê tông. Hiện nay trong công nghệ sản xuất bê tông người ta còn sử dụng phụ gia đa chức năng.7 Thành phần tỉ lệ các cốt nguyên liệu theo mác bê tông Mác (M) Xi măng (Kg) Cát (m3) Đá (m3) Nước (lít) 150 244 0.819 186 DATN: Thiết kế, giám sát mô hình trạm trộn bê tông Trang - 9 - SVTH: Hoàng Minh Nhật GVHD: ThS. Phạm Ngọc Hiệp CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 2.1 Nguyên lý thiết kế trạm trộn bê tông. Sơ đồ nguyên lý thiết kế 1: Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý thiết kế 1 Ưu điểm: • Dùng van khí nén đóng mở cấp xi măng đây là một trong những phương pháp mang lại sự ổn định cao và ít ảnh hưởng đến môi trường được dùng phổ biến trong các công ty sản xuất bê tông thương phẩm • Hệ thống cấp điện băng tải cao su băng tải mà vật liệu được vận chuyển liên tục và giảm dùng trong các trạm có năng suất lớn đòi hỏi lượng bê tông nhiều.
