Đang tải... (xem toàn văn)
thiết kế tốt nghiệp 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 7080 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 D0 Lb D1 D2 La 5000 D3 D4 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 =1015 atm và áp lực thử từ 1318 atm. Chế tạo ống có đường kính trong = 5001600 mm, dài 5m, bề dày thành ống từ 5585 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. 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. 7 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 90100 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 90100 010 0 0 Cốt liệu nhỏ (Cát) : Để chế tạo bê tông ta sử dụng cát vàng thuộc họ cát khô có 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 . 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. 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
