PHẦN MỞ ĐẦU Ở những thế kỷ trước, công tác xây dựng cơ bản ít phát triển, tốc độ xây dựng chậm vì chưa có một phương pháp xây dựng tiên tiến, chủ yếu thi công bằng tay mức độ cơ giới thấp và một nguyên nhân quan trọng là công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng chưa phát triển. Những năm 30 - 40 của thế kỷ 19, công nghiệp sản xuất ximăng poóclăng ra đời tạo ra một chuyển biến cơ bản trong xây dựng. Nhưng cho đến những năm 70÷80 của thế kỷ này bêtông cốt thép mới được sử dụng vào các công trình xây dựng và từ đó chỉ một thời gian tương đối ngắn, loại vật liệu có nhiều tính ưu việt này đã được phát triển nhanh chóng và chiếm địa vị quan trọng trong các loại vật liệu xây dựng.Trong quá trình sử dụng, cùng với sự phát minh ra nhiều loại bêtông và Bêtông cốt thép mới, 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. Đồng thời với việc sử dụng bêtông và Bêtông cốt thép toàn khối, đổ tại chỗ, không bao lâu sau khi xuất hiện bêtông cốt thép, cấu kiện bêtông đúc sẵn ra đời. Vào những năm đầu của nửa cuối thế kỷ XIX người ta đã đúc những chiếc cột đèn đầu tiên bằng bêtông với lõi gỗ và những tà vẹt đường sắt bằng bêtông cốt thép xuất hiện lần đầu vào những năm 1877. Những năm cuối thế kỷ XIX, việc sử dụng những cấu kiện bêtông cốt thép đúc sẵn có kết cấu đơn giản như cột, tấm tường bao che, khung cửa sổ, cầu thang đã tương đối phổ biến. Những năm đầu của thế kỷ 20, kết cấu bêtông cốt thép đúc sẵn được sử dụng dưới dạng những kết cấu chịu lực như sàn gác, tấm lát vỉa hè, dầm và tấm lát mặt cầu nhịp bé, ống dẫn nước có đường kính không lớn. Những sản phẩm này thường được chế tạo bằng phương pháp thủ công với những mẻ trộn bêtông nhỏ bằng tay hoặc những máy trộn loại bé do đó sản xuất cấu kiện đúc sẵn bằng bêtông cốt thép còn bị hạn chế. Trong mười năm (1930÷1940) 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 1 dụng tạo đièu kiện ra đời những nhà máy sản xuất các cấu kiện bêtông cốt thép đúc sẵn. cũng trong mười năm này nhiều loại máy trộn xuất hiện, đồng thời nhiều phương thức đầm chặt bêtông bằng cơ giới như chấn động, cán, cán rung, li tâm hút chân không được sử dụng phổ biến, các phương pháp dưỡng hộ nhiệt, sử dụng các phụ gia rắn nhanh, ximăng rắn nhanh cho phép rút ngắn đáng kể quá trình sản xuất. Trong những năm gần đây, 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 và 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. Nó cho phép tận dụng bêtông số hiệu 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 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. Bằng những kiến thức đã được học và tích luỹ trong trường Đại học Xây Dựng em xin được đưa ra phương án : Thiết kế nhà máy cấu kiện bêtông đúc sẵn công suất 25.000m 3 /năm, chế tạo các sản phẩm : 1. Panel sàn rỗng (lỗ rỗng tiết diện tròn). Công suất 13.000 m 3 /năm. 2. Cọc móng tiết diện vuông (300x300 mm ). Công suất 12.000 m 3 /năm. Em xin chân thành cảm ơn toàn thể các thầy, cô giáo trong bộ môn công nghệ Vật Liệu Xây Dựng đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. Em rất mong được sự góp ý của các thầy cô và các bạn. 2 GIỚI THIỆU CHUNG I.1. GIỚI THIỆU VỀ MẶT BẰNG NHÀ MÁY. Để lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy, trước hết ta phải tìm hiểu về thị trường tiêu thụ sản phẩm, để từ đó lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy cho phù hợp với các nguyên tắc thiết kế công nghiệp. Đó là : Phải đảm bảo chi phí vận chuyển nguyên vật liệu và tiêu thụ sản phẩm là thấp nhất, đó là cơ sở để hạ giá thành sản phẩm, tạo sự cạnh tranh với các sản phẩm cùng loại . Đồng thời địa diểm xây dựng nhà máy phải không 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 ban đầu dẫn đến hiệu quả kinh tế giảm. Đồng thời địa điểm nhà máy qúa gần trung tâm sẽ không đảm bảo cho vệ sinh môi trường đô thịvà gây tiếng ồn. Sau khi nghiên cứu và xem xét các địa điểm xây dựng, tìm hiểu nhu cầu thực tế xây dựng của các tỉnh thành phố lân cận, cũng như nguồn cung cấp nhiên liệu, nguyên vật liệu, hệ thống giao thông vận tải. Nhận thấy địa điểm nhà máy nên đặt tại Xuân Mai – Hà Tây là hợp lý. Vì vậy em đã quyết định xây dựng nhà máy tại Thị trấn Xuân Mai – Hà Tây, nằm trên đường Hồ Chí Minh và cách trung tâm Thành phố Hà Nội khoảng 35 km về phía Nam. Đây là vị trí hết sức thuận lợi vì nó có một số các mặt ưu điểm sau: Về hệ thống giao thông vận tải: Nguồn cung cấp vật liệu: Đá dăm: Đá dăm được lấy từ Hoà Bình với khoảng cách vận chuyển là 20 km, đá dăm được vận chuyển bằng ôtô ben, ôtô tự đổ có gắn rơ moóc . 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 20 km, cát được chở trên các ôtô tự đổ có gắn rơmoóc 3 Ximăng: Nguồn cung cấp là nhà máy Ximăng Bút Sơn - Hà Nam. Ximăng được vận chuyển về nhà máy bằng các ôtô có gắn Stéc chuyên dụng. Khoảng cách vận chuyển là 60 km Sắt thép: Nguồn cung cấp là nhà máy gang thép Thái Nguyên sắt thép được vận chuyển bằng ôtô với khoảng cách vận chuyển là 80 km hoặc các đại lý trong vùng . Về tiêu thụ sản phẩm: Thị trường tiêu thụ sản phẩm chính của nhà máy là Hà Nội và các vùng lân cận. Do thuận tiện về giao thông nên sản phẩm được vận chuyển dễ dàng, làm giảm chi phí vận chuyển nên tổng giá thành sản phẩm giảm. Tăng sức cạnh tranh trên thị trường. Vệ sinh môi trường: Vì địa điểm nhà máy xây dựng cách khu dân cư chính khoảng 3km, do đó hoạt động của nhà máy ở vị trí này ít ảnh hưởng tới các hoạt động của sản xuất công nghiệp và sinh hoạt của dân cư. Để đảm bảo vệ sinh môi trường trong và xung quanh nhà máy ta bố trí trồng nhiều loại cây xanh làm giảm tiếng ồn. Kết luận: Việc chọn địa điểm xây dựng nhà máy tại Xuân Mai – Hà Tây là hợp lý và thuận tiện. Giá thành đất không cao, làm giảm chi phí đầu tư. Điều kiện cung cấp nguyên vật liệu, lao động và tiêu thụ sản phẩm rất thuận lợi. Các yếu tố này rất phù hợp với nguyên tắc thiết kế dây chuyền công nghệ. I.2. CÁC LOẠI SẢN PHẨM NHÀ MÁY SẢN XUẤT I.2. 1. Panel sàn rỗng( lỗ rỗng tiết diện tròn): Để tạo hình sản phẩm panel sàn rỗng(lỗ rỗng tiết diện tròn) sử dụng phương pháp tổ hợp dùng lõi rung. Các sản phẩm có kích thước là LxBxH: 1. LxBxH= 2980x1590x220 mm. (8 lỗ rỗng, kích thước lỗ rỗng ) 2. LxBxH= 5680x1190x220 mm. (6 lỗ rỗng, kích thước lỗ rỗng ) 3. LxBxH= 6260x790x220 mm. (4 lỗ rỗng, kích thước lỗ rỗng ) Sử dụng phương pháp này với những ưu điểm cơ bản là tính toàn năng nhanh chóng thay đổi việc sản xuất của các cấu kiện loại này sang sản xuất cấu kiện loại khác mà không yêu cầu đầu tư lớn. Với loại cấu kiện sản xuất hàng loạt 4 và bề rộng dưới 3m, chiều dài không quá 12m, chiều cao dưới 1m, công nghệ tổ hợp dùng bàn rung cho hiệu quả cao khi sản xuất chúng. Panel sàn rỗng kích thước LxBxH= 2980x1590x220mm ( 8 lỗ rỗng ) Công suất: 5.000m 3 /năm. Sử dụng bêtông mác: 400 (kg)/cm 3 Cốt liệu D max = 20mm Thép: Dùng thép A II .(khung hàn) Từ bản vẽ sản phẩm : Khối lượng thép cho một sản phẩm: 90,7(kg) Khối lượng bêtông cho một sản phẩm:V sp V sp = V spđ - 8.V lr - V t =1,042- 0,421- 0,0098= 0,612m 3 /sp 5 Panel sàn rỗng kích thước LxBxH= 5860x1190x220 mm. (6 lỗ rỗng ) Công suất: 4.000m 3 /năm. Sử dụng mác bêtông: 400(kg)/cm 3 . Cốt liệu D max =20mm. Thép: Dùng thép A IV .(ứng suất trước) và thép thường. Khối lượng thép cho một sản phẩm: 114,3 (kg)/sp. Khối lượng bêtông cho một sản phẩm:V sp V sp = V spđ - 6.V lr - V t = 1,534- 0,621- 0,015= 0,898m 3 /sp. Panel sàn rỗng kích thước LxBxH= 6260x790x220 mm. ( 4 lỗ rỗng ) Công suất: 4.000m 3 /năm. Sử dụng bêtông mác: 400(kg)/cm 3 . Cốt liệu có D max = 20mm. Thép: Dùng thép A IV .( ứng suất trước) và thép thường 6 Chiều dài của thép: Khối lượng thép cho một sản phẩm:113,7(kg)/sp. Khối lượng bêtông cho một sản phẩm:V sp . V sp = V spđ - 4.V r -V t =1,15- 0,4424- 0,01=0,71m 3 /sp. I.2.2.Cọc móng tiết diện vuông. a) Cọc móng có mũi tiết diện 300x300 dài 8m +Ký hiệu : C1 – 0,3x0,3 Chế tạo theo phương pháp tổ hợp sử dụng bàn rung. Sử dụng loại bê tông mác 300. Công suất: 4.000m 3 /năm. Sử dụng bêtông mác: 300(kg)/cm 3 . Cốt liệu có D max = 20mm. Thép: Dùng thép A II .( khung hàn ). b) Cọc nối tiết diện 300x300 dài 8m: 7 Ký hiệu : C2 – 0,3x0,3 , chế tạo theo công nghệ tổ hợp tổ trên bàn rung, sử dụng bê tông mác 300. Hình vẽ minh hoạ : Công suất: 8.000m 3 /năm. Sử dụng bêtông mác: 300(kg)/cm 3 , cốt liệu có D max = 20mm. Thép: Dùng thép A II .( khung hàn ). Danh mục sản phẩm ST T Ký hiệu SP Quy cách Mác BT Loại cốt thép Thể tích BT(m 3 ) Khối lg CT(kg) Công ngệ sx 1 PN8 2980x1590 400 Khung hàn 0,612 90,7 Tổ hợp dùng 8 2 PN6 5860x1190 400 ƯS trước 0,898 114,3 3 PN4 6260x790 400 ƯS trước 0,710 113,7 4 C1 Cọc mũi 300 Khung hàn 0,695 129,6 5 C2 Cọc nối 300 Khung hàn 0,695 150,6 I.3. yªu cÇu ®èi víi nguyªn vËt liÖu I.3. 1- Yêu cầu đối với bêtông dùng để sản xuất panel sàn rỗng. Bêtông để sản xuất các sản phẩm panel sàn rỗng theo phương pháp tổ hợp lõi rung, nhà máy sử dụng hỗn hợp bêtông cứng, có độ cứng từ 30÷60 giây, được chế tạo từ cốt liệu chất lượng tốt, cốt liệu hạt lớn nhất không quá 20mm. Bêtông sử dụng là bêtông mác 400. Yêu cầu đối với từng vật liệu thành phần để chế tạo hỗn hợp bêtông này như sau : Ximăng : ximăng được dùng là ximăng poóclăng rắn nhanh, mác 400, ximăng này ngoài các yêu cầu đã quy định như đối với ximăng thường còn phải thoả mãn các điều kiện bổ sung sau : Hàm lượng khoáng C 3 A không được quá 6%, lượng nước tiêu chuẩn của hồ ximăng không quá 26% Đá dăm : cốt liệu lớn là đá dăm có chất lượng tốt, đá dăm có D max = 20 mm. Đá dăm phải được thí nghiệm về độ ép vỡ ( E V ). Chỉ tiêu này được xác định dựa theo tỉ lệ vỡ vụn của đá dăm chứa trong ống trụ thép dưới tác dụng của tải trọng nhất định và được tính theo công thức sau: N d = 100 m mm 1 21 × − m 1 : Khối lượng mẫu bỏ vào xilanh ( g ) m 2 : Khối lượng mẫu còn sót lại trên sàng ( g ) Đá dăm từ đá gốc có cường độ cao, yêu cầu có độ ép vỡ E v ≤ 8 Quy định về hình dáng: Hạt tròn và ô van có khả năng chịu lực lớn, còn hạt thỏi và dẹt khả năng chịu lực kém. Do vậy yêu cầu hàm lượng các loại hạt dẹt hay thỏi trong đá dăm 9 không được lớn hơn 15%. Ngoài ra các loại hạt yếu bao gồm các loại hạt giòn, hạt dể phong hóa cũng có tác dụng làm giảm đáng kể cường độ của bê tông. Vì vậy hàm lượng của các hạt này cũng không được lớn hơn 10% theo trọng lượng. Hàm lượng tạp chất sét, phù sa trong đá dăm quy định không quá 1%, hàm lượng hợp chất lưu huỳnh ( SO 3 ) không quá 0.5% theo khối lượng. Tính chất của nguyên liệu đá dăm Khối lượng thể tích: 2,58 g/cm 3 Khối lượng thể tích xốp : 1450 (kg)/m 3 Hàm lượng bùn sét: 0,78% Độ nén dập (%): 8 Cỡ hạt lớn nhất (D max ) = 20mm Đá dăm yêu cầu phải có đường tích luỹ cấp hạt không vượt ra ngoài miềm giới hạn được xác định theo quy phạm. Theo quy phạm hàm lượng từng cấp hạt cốt liệu lớn nằm trong phạm vi sau : Kích thước hốc sàng D min 2 DD minmax + D max 1,25D max Lượng sót tích luỹ theo % khối lượng 95÷100 40÷70 0÷5 0 10 100 80 60 d 20 40 0 Min d Max Min d Max d Max 1,25d+ 2 [...]... 100,6 17 1: C D N : : = 1 : 2,48 : 4,75 : 0,35 X X X Vt liu Xi mng Cỏt ỏ Nc ((kg)) ((kg)) ((kg)) (lớt) 1355 1299 100,6 100,1 Mỏc bờtụng 300 ( C = 15 ) 285 706 400 ( C = 15 ) 332,5 721 I.5 Kế hoạch sản xuất của nhà máy S ngy lm vic thc t trong mt nm N = 365 - ( x+y+z ) Trong ú: 365 : S ngy trong nm x : S ngy ngh ch nht : 52 ngy y : S ngy ngh l tt : 8 ngy z : S ngy ngh bo dng, sa cha : 5 ngy T ú ta cú . CHUYỀN CÔNG NGHỆ TOÀN NHÀ MÁY. 18 PHẦN II THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ II.1. TIẾP NHẬN VÀ BẢO QUẢN NGUYÊN VẬT LIỆU II.1.1. Kế hoạch cung cấp các loại nguyên vật liệu. Nhà máy cấu kiện bêtông đúc sẵn công suất. .Công suất 4000m 3 /năm. Kích thước 6260x790x220 .Công suất 4000m 3 /năm. - Sản phẩm 2: Cọc móng tiết diện vuông, công suất 12.000m 3 /năm. Cọc mũi C1 : Công suất 4.000m 3 /năm. Cọc nối C2 :Công. các cấu kiện cho từng loại nhà theo thiết kế định hình. Bằng những kiến thức đã được học và tích luỹ trong trường Đại học Xây Dựng em xin được đưa ra phương án : Thiết kế nhà máy cấu kiện bêtông