Thiết kế máy trộn bê tông nhựa nóng
Mô tả đồ án: Gồm các file như ảnh trên
Giá: 450.000vnđ – Mã số: doantotnghiep.me_TKM0000012
Tải đồ án
LỜI NÓI ĐẦU
Cng vi s ph¸t trin ca khoa hôcCùng với sự phát triển của khoa học nói chung và ngành cơ khí nói riêng. Đòi hỏi người cán bộ kỹ thuật phải nắm vững kiến thức cơ bản tương đối rộng. Đồng thời phải biết vận dụng kiến thức đã học trong suốt 5 năm để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất, sửa chữa và sử dụng.
Do đó đồ án tốt nghiệp là mục đích giúp hệ thống lại những kiến thức cơ bản đã học trước lúc ra trường. Cùng với sự phát triển của thời đại công nghiệp hóa, hiện đại hóa của ngành cơ khí, thì nhu cầu sản xuất phải sử dụng máy móc độ chính xác cao, phải giảm sức lao động của con người, tăng năng suất lao động. Nhằm đáp ứng nhu cầu đó, em đã nhận đề tài tốt nghiệp là “Thiết kế máy trộn bê tông nhựa nóng” với các nội dung sau:
Chương I : Giới thiệu chung về bê tông nhựa nóngatfan
Chương II : Phân tích lựa chọn phương án máy.
Chương III: Tính toán các thông số kỹ thuật cơ bản của máy
Chương IV: Tính toán thiết kế kết cấu và sức bền toàn máy
Chương V : Hướng dẫn sử dụng và bảo quản máy.
ChươngVI : Kết luận.
Đề tài được hoàn thành với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo hướng dẫn Lê Cung cùng các thầy cô trong khoa .Vì là một vấn đề tương đối lớn, mới của người sinh viên, không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong sự góp ý chỉ bảo của thầy cô.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn và các thầy cô trong khoa.
Đà Nẵng, ngày tháng năm 2002
Sinh viên thiết kế
CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỖN HỢP BÊ TÔNG NHỰA ( BÊTÔNG ATPHAN ) VÀ NGUYÊN LÝ QUÁ TRÌNH TRỘN HỖN HỢP BÊ TÔNG NHỰA
I .1 TẦM QUAN TRỌNG CỦA HỖN HỢP BÊTÔNG ATPHAN
Mặt đường bê tông nhựa (bê tông atphan) được xây dựng đầu tiên ở Ba-bi-lon từ 600 năm trước công nguyên bằng cách xẻ các tấm lát từ vật liệu đá nhựa có trong tự nhiên. Vào đầu những năm 70 của thế kỷ này, người ta đã tìm ra các thành phần hỗn hợp để chế tạo ra loại bê tông atphalt có cường độ và độ bền tốt. Trong quá trình sử dụng, vật liệu bê tông atphalt tỏ ra có nhiều ưu điểm, thỏa mãn hầu như mọi nhu cầu của giao thông hiện đại. Vì vậy vật liệu bê tông atphalt là vật liệu chiến lược để làm mặt đường ôtô ở trong nước cũng như ở trên thế giới ngay cả trong tương lai.
I.2. KHÁI NIỆM
Trên cơ sở chất kết dính hữu cơ ( bitum, guđrông,nhũ tương) trong xây dựng đường thường dùng các vật liệu hỗn hợp khoáng và chất kết dính hữu cơ. Phổ biến nhất và có chất lượng cao nhất từ vật liệu khoáng-bitum là bêtông atphan. Bêtông atphan là sản phẩm nhận được khi làm đặc và rắn chắc hỗn hợp atphan-bêtông.
Hỗn hợp bêtông atphan bao gồm : đá dăm, cát, bột khoáng và bitum được lựa chọn thành phần hợp lý, nhào trộn và gia công thành một hỗn hợp thống nhất.
I.3. ĐẶC ĐIỂM CỦA VẬT LIỆU BÊ TÔNG ATPHALT LÀM MẶT ĐƯỜNG:
Họựn hồỹp bó tọng õaợ õỏửm neùn gọửm coù 3 phỏửn: cọỳt lióỷu (pha ràừn), chỏỳt kóỳt dờnh (coù thóứ coi laỡ pha loớng) caùc lọứ rọựng (pha khờ). Thaỡnh phỏửn cọỳt lióỷu coù 2 nhoùm chờnh: cọỳt lióỷu haỷt thọ laỡ õaù dàm, soới; cọỳt lióỷu haỷt mởn laỡ caùt thión nhión hoàỷc caùt õuồỹc xay tổỡ õaù. Cọỳt lióỷu haỷt thọ taỷo khung kóỳt cỏỳu vổợng chàừc chởu lổỷc. Cọỳt lióỷu lỏỳp õỏửy lọự rọựng trong khung cọỳt lióỷu haỷt thọ, õọửng thồỡi taỷo nhổợng khung chởu lổỷc nhoớ hồn, do vỏỷy cuợng õoùng vai troỡ quan troỹng taỷo nón cổồỡng õọỹ vaỡ õọỹ ọứn õởnh của bó tọng atphan. Ngoaỡi ra cọỳt lióỷu haỷt mởn coỡn coù aớnh hổồớng rỏỳt lồùn õóỳn õọỹ nhaùm bóử màỷt cuớa bó tọng atphan. Chỏỳt kóỳt dờnh bitum coù õàỷc õióứm chaớy – õaỡn họửi ồớ nhióỷt õọỹ thỏỳp vaỡ chaớy ồớ nhióỷt õọỹ cao, tờnh chỏỳt naỡy cuớa bitum laỡm phaùt sinh nhióửu vỏỳn õóử trong vỏỷt lióỷu bó tọng atphan. Trong họựn hồỹp bótọng atphan, bitum cuỡng vồùi bọỹt khoaùng taỷo nón chỏỳt lión kóỳt atphan. Tón cuớa bọỹt khoaùng “filler” – vồùi nghộa “chỏỳt laỡm õỏửy”, nhổng thổỷc tóỳ, bọỹt khoaùng khọng chố coù chổùc nàng laỡm õỏửy caùc lọự rọựng trong khung cọỳt lióỷu. Chổùc nàng cuớa bọỹt khoùang trong bó tọng atphan chuớ yóỳu laỡ thaỡnh phỏửn laỡm bióỳn õọứi tờnh chỏỳt “kóỳt dờnh” thuỏửn tuùy trong bótọng aùtphan. Bọỹt khoaùng laỡm maỡng nhổỷa trồớ nón moớng vaỡ nhổ vỏỷy laỡm tàng khaớ nàng kóỳt dờnh. Ngoaỡi ra bọỹt khoaùng coỡn laỡm tàng khaớ nàng ọứn õởnh nhióỷt cuớa bitum do vióỷc sổớ duỷng bọỹt õaù laỡm tàng õióứm hoùa móửm cuớa chỏỳt atphan maỡ khọng laỡm thay đổi õióứm gaợy (nhióỷt õọỹ gaợy) cuớa nhổỷa õổồỡng. Âọỹ rọựng coỡn dổ cuớa cọỳt lióỷu laỡ yóỳu tọỳ quan troỹng aớnh hổồớng õóỳn caùc õàỷc tờnh cuớa bó tọng atphan. Khi nghión cổùu vóử õọỹ rọựng coỡn dổ trong họựn hồỹp bó tọng atphan, ngổồỡi ta chuù yù vaỡ phaùt hióỷn ra nhổợng giồùi haỷn õọỹ rọựng laỡ ranh giồùi thay õọứi nhióửu caùc tờnh chỏỳt cuớa bó tọng atphan.
Vồùi caùc tờnh chỏỳt vaỡ cỏuù thaỡnh nhổ vỏỷy, vỏỷt lióỷu bó tọng atphan coù tờnh chỏỳt hóỳt sổùc phổùc taỷp: õaỡn họửi – nhồùt -deớo. Khi lổỷc taùc duỷng nhanh vaỡ giaù trở ổùng suỏỳt nhoớ, nhióỷt õọỹ họựn hồỹp khọng cao, vỏỷt lióỷu coù tờnh õaỡn họửi- nhồùt. Nóỳu coù ổùng suỏỳt lồùn vaỡ thồỡi gian taùc duỷng cuớa taới troỹng chỏỷm, nhióỷt õọỹ cuớa họựn hồỹp cao, vỏỷt lióỷu coù tờnh chỏỳt nhồùt deớo. Caùc õàỷc trổng vóử cổồỡng õọỹ vaỡ õọỹ ọứn õởnh cuớa vỏỷt lióỷu bó tọng atphan phuỷ thuọỹc vaỡo nhióửu yóỳu tọỳ: thaỡnh phỏửn vaỡ tờnh chỏỳt cuớa vỏỷt lióỷu cỏỳu thaỡnh, õióửu kióỷn chởu lổỷc (taới troỹng taùc duỷng) vaỡ õióửu kióỷn tổỷ nhión khờ hỏỷu.
Caùc tờnh chỏỳt quan troỹng cuớa bó tọng atphan laỡ tờnh chỏỳt lổu bióỳn vaỡ tờnh chỏỳt phaùt trióứn õaỡn họỹi chỏỷm. Caùc õàỷc trổng cồ hoỹc cồ baớn cuớa bó tọng atphan õổồỹc xaùc õởnh trón cồ sồớ mọỳi quan hóỷ giổợa ổùng suỏỳt vaỡ bióỳn daỷng, chuùng õổồỹc phỏn tờch khaớ nàng chởu lổỷc cuớa bó tọng atphan trong kóỳt cỏỳu aùo õổồỡng. Cổồỡng õọỹ vỏỷt lióỷu bó tọng atphan vaỡ dióựn bióỳn cuớa noù coù aớnh hổồớng quyóỳt õởnh õóỳn daỷng phaù hoaỷi vaỡ tuọứi thoỹ cuớa màỷt õổồỡng.
I.4. PHÂN LOẠI
Hỗn hợp bêtông atphan và bêtông atphan được phân loại theo các đặc điểm
sau :
Theo nhiệt độ thi công: hỗn hợp bêtông atphan trong lớp phủ mặt đường chia ra loại nóng , ấm, lạnh. Hỗn hợp nóng được rải và bắt đầu làm đặc khi nhiệt độ không nhỏ hơn 1200C. Hỗn hợp này thường dùng bitum có độ quánh : 46/60, 60/90, 90/130.
Hỗn hợp ấm được rải và bắt đầu làm đặc ở nhiệt độ 1000C khi dùng bitum lỏng số 1,2 ,3 và 700C với bitum mác C 130/200, M130/200, MO-130/200.
Hỗn hợp lạnh dùng bitum lỏng có độ quánh 70/130 được rải ở nhiệt độ không khí 50C và được giữ ở nhiệt độ thường.
Theo độ đặc ( hoặc độ rỗng ) : theo chỉ tiêu độ rỗng còn dư bêtông atphan được chia làm 3 loại : loại đặc nếu độ rỗng 2-7%, loại rỗng nếu độ rỗng 5-12% và rất rỗng nếu độ rỗng 12-18%.
ã Theo độ lớn của hạt cốt liệu : theo đường kính lớn nhất của hạt vật liệu khoáng, bê tông atphan nóng và ấm được chia ra làm ba loại,loại lớn(Dmax 40mm) , loại trung bình ( Dmax 25mm ) và loại nhỏ ( hỗn hợp hạt nhỏ Dmax 15mm ) và hỗn hợp hạt cát (Dmax 5mm ), hỗn hợp hạt cát không sử dụng đá.
Theo tiêu chuẩn Mỹ, bêtông atphan chia ra làm 21 loại ký hiệu là số La mã và có chỉ tiêu phụ là a,b,c… Ví dụ Ia,…IIc với Dmax là 2.5in , 1.5in , 1in và 3/8in, Dmin là mắt sàng số N0200 ( 1.071mm ).
ã Theo tỷ lệ giữa đá dăm ( hoặc sỏi ) và cát : Bêtông atphan nóng hoặc ấm, đặc được chia làm 3 loại : loại A nếu tỉ lệ đá dăm_ cát 50ữ60%, loại B 35ữ50%, loại C 20ữ35%. Bêtông atphan nóng đặc chỉ dùng cốt liệu cát có các loại : D có hàm lượng cát < 30% và E>30%. Bêtông atphan dùng cốt liệu cát vãi nguội được ký hiệu BN và EN.
ã Theo cường độ đá dăm và chất lượng bột khoáng: Bêtông atphan còn chia ra loại I, II và III ( theo tiêu chuẩn quốc tế ). Theo tiêu chuẩn Việt Nam chỉ có cấp I và II : cấp I dùng cho lớp trên , cấp II dùng cho lớp dưới mặt đường bêtông atphan.
Về cơ bản, cách phân loại bêtông theo các tiêu chuẩn là thống nhất tuy có qui định khác nhau về đơn vị đo kích thước và ký hiệu bêtông.
I.5. CẤU TRÚC CỦA BÊTÔNG ATPHAN
-Tính chất vật lý, cơ học của bêtông atphan phụ thuộc vào chất lượng tỷ lệ thành phần các vật liệu chế tạo và cấu trúc của bêtông. Cấu trúc phụ thuộc vào tỷ lệ của các vật liệu và độ đặc của hỗn hợp.
-Cấu trúc của bêtông atphan có hai loại : có khung và không có khung. Cấu trúc có khung là cấu trúc trong đó hệ số lấp đầy lỗ rỗng giữa cát hạt của bộ khung cát, đá dăm bằng chất liên kết atphan là nhỏ hơn hoặc bằng một. Như vậy các chất liên kết atphan không dễ chuyển động, những hạt đá dăm và cát tiếp xúc với nhau trực tiếp hoặc thông qua lớp cứng bitum tạo cấu trúc. Bộ khung có thể chỉ là đá dăm. Trong trường hợp này đá dăm không được chuyển động cùng với hỗn hợp vữa ( hỗn hợp gồm cát, bột khoáng và bitum ). Sự có mặt các khung cứng không gian làm tăng độ ổn định động của lớp phủ mặt đường. Cấu trúc khung quen thuộc thường chứa lượng bột khoáng từ 4ữ14% và lượng bitum từ 5ữ7% với lượng vật liệu khoáng.
Trong bêtông atphan không có khung, hạt đá dăm và hạt cát dễ dịch chuyển do lượng thừa của chất kết dính atphan ( hệ số lấp đầy của lỗ rỗng lớn hơn 1 ) cường độ và độ kết dính của cấu trúc này giảm khi chịu nhiệt làm cho lớp phủ mặt đường bị biến dạng dẻo.
Sự tạo nên cấu trúc tối ưu của bêtông atphan phụ thuộc vào thành phần chất lượng vật liệu, công nghệ sản xuất và việc lựa chọn tối ưu thành phần hỗn hợp của bêtông atphan.
I.6. CÁC TÍNH CHẤT CỦA BÊTÔNG ATPHAN
-Các tính chất của bêtông atphan thay đổi đáng kể theo nhiệt độ. Ở nhiệt độ bình thường chúng có tính đàn hồi dẻo, khi nhiệt độ tăng-chảy dẻo, khi nhiệt độ giảm thì bêtông atphan trở nên giòn.
-Các chỉ tiêu kỹ thuật của bêtông atphan là cường độ, độ biến dạng khi nhiệt độ thay đổi, độ ổn định nước và tính dễ tạo hình.
I.6.1. Cường độ:
Cường độ biểu thị khả năng chịu lực của bêtông atphan ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau.
Cường độ chịu nén của bêtông atphan được xác định tại nhiệt độ 500C, 200C, 00C. Cường độ ở 500C biểu thị tính ổn định động của vật liệu làm bêtông, còn ở 00C biểu thị tính chống nứt của bêtông atphan. Cường độ chịu nén là cường độ giới hạn khi nén các mẫu chuẩn trong điều kiện nhiệt độ và đặt tải theo qui định. Kích thước mẫu chuẩn có đường kính bằng chiều cao ( d=h và bằng 71,4 hoặc 50,5 mm tùy theo độ lớn của vật liệu khoáng ) được chế tạo ở nhiệt độ thi công. Ở nhiệt độ 200C cường độ giới hạn khi nén của bêtông atphan gần bằng 25Kg/cm2, khi kéo 6ữ8 lần nhỏ hơn. Tại nhiệt độ 500C cường độ giảm xuống chỉ còn 1ữ2Kg/cm2 , khi nhiệt độ nhỏ hơn 00C cường độ tăng đến 150ữ200Kg/cm2. Đặc tính quan trọng của bêtông atphan là cường độ chịu kéo. Cường độ chịu kéo cao cho phép bêtông atphan có độ chống nứt cao khi khai thác. Cường độ của bêtông atphan được xác định trên thiết bị Marshall.
Cường độ chịu nén được xác định bằng cách nén riêng các mẫu nén. Giới hạn cường độ chịu kéo RK xác định theo công thức sau :
RK = F / dh
Trong đó : F là tải trọng phá hoại (Kg)
là hệ số ( đối với bêtông atphan =1 )
Cường độ bêtông atphan phụ thuộc vào tỉ lệ thành phần vật liệu chế tạo, đặc biệt là sự thay đổi bitum, lượng bột khoáng làm thay đổi đáng kể cường độ. Ngoài ra cường độ còn phụ thuộc vào công nghệ làm đặc bêtông, nhiệt độ và tốc độ biến dạng.
Khi lượng bitum nhỏ hơn và lớn hơn lượng bitim hợp lý đều làm giảm khả năng liên kết của bitum với vật liệu khoáng và tạo nên cấu trúc khoáng hợp lý, vì vậy làm giảm cường độ. Cường độ bêtông atphan phát triển tỉ lệ thuận với độ quánh của chất liên kết hữu cơ.
I.6.2. Tính biến dạng:
Bêtông atphan là một vật liệu đàn hồi -chảy dẻo. Tùy theo trạng thái và điều kiện biến dạng có thể xuất hiện tính chất đàn hồi hoặc tính chất chảy dẻo.
Về trạng thái ứng suất- biến dạng bêtông atphan có những tính chất tổng hợp phức tạp:
Đàn hồi, dẻo, chảy và chùng ứng suất, sự giảm ứng suất theo thời gian biến dạng.
Như vậy để giải quyết vấn đề thực tế trên cần xét quan hệ giữa biến dạng và thời gian tác dụng của tải trọng. Sự xuất hiện tính chất đàn hồi hay tính chất dẻo phụ thuộc vào tỉ lệ giữa thời gian đặt tải và thời gian chùng ứng suất.
Bêtông atphan cần có độ đàn hồi cao để đảm bảo độ ổn định khi khai thác. Biến dạng dẻo lớn lớp phủ mặt đường sẽ có hiện tượng trượt, lượn sóng, dồn đống, hằn vết bánh xe. Các biến dạng dẻo đó xuất hiện và phát triển nhiều ở các vùng nóng trong ngày hè. Độ dẻo được xác định bằng độ dãn dài tương đối khi kéo ở nhiệt độ thấp nhất và cao nhất khi khai thác.
Khi tải trọng tác dụng thường xuyên sự phát triển của biến dạng phụ thuộc vào trị số ứng suất.
Khi tải trọng P nhỏ hơn giới hạn đàn hồi hoặc giới hạn chảy ( P<PK ) có hai biến dạng. Biến dạng đàn hồi thuần túy 0 có quan hệ bậc nhất với ứng suất, xuất hiện nhanh khi đặt tải trọng, với tốc độ âm thanh và biến dạng cũng mất đi rất nhanh khi bỏ tải. Biến dạng đàn hồi chậm xuất hiện sau khi đặt tải và phát triển chậm theo thời gian t1.
Khi P vượt qua giới hạn chảy và nhỏ hơn ứng suất Pm giới hạn (PK < P < Pm ) biến dạng dẻo xuất hiện( hình 1.b) . Khi bỏ tải ( P=0) biến dạng không mất đi hoàn toàn mà vẫn còn biến dạng dư ( dư ) . Đó là biến dạng của bêtông ứng với thời gian t1 ( 1 ).
Đặc trưng cơ học của bêtông atphan được thể hiện qua hai chỉ tiêu mođun đàn hồi và độ nhớt.
– Môđun đàn hồi :
Hình 1.1 : Quan hệ biến dạng ứng suất và thời gian
Hình a : P < PK
Hình b : PK < P < Pm
Ứng với hai trạng thái biến dạng đàn hồi có thể xác định hai trị số mođun đàn hồi:
Môđun đàn hồi ban đầu : E1 = P/0
Môđun đàn hồi sau : E2= P/e , trong đó biến dạng dư e được tính bằng công thức:
e=m-o
m : biến dạng tổng cộng ứng với thời gian t1 ( khi P <PK)
-Độ nhớt :
Độ nhớt của bêtông atphan không có giá trị cố định, tùy theo tính chất vật liệu và tốc độ biến dạng : ‘ (‘ = d/dt ). Có thể xác định một số độ nhớt sau :
Độ nhớt giới hạn lớn nhất 0 xuất hiện ở vùng thực tế cấu trúc không bị phá hoại.
Độ nhớt nhỏ nhất min đối với vùng phá hoại kết cấu
Độ nhớt hiệu quả : = P (d/dt )
Độ nhớt dẻo : m = ( P – PK )/ ( d/dt )
Trong đó : PK là giới hạn chảy Kg/cm2
Các chỉ tiêu môđun đàn hồi , độ nhớt và giới hạn chảy ứng với nhiệt độ khai thác bêtông atphan là rất quan trọng khi kiểm tra chất lượng của chúng.
I.6.3. Độ mài mòn
Độ mài mòn của bêtông atphan phụ thuộc vào cường độ và độ cứng vật liệu khoáng vật. Độ mài mòn là đặc tính giảm khối lượng trên 1 cm2 bề mặt vật liệu chịu tác dụng tải trọng va đập và mài mòn khi khai thác. Bêtông atphan nóng trong giai đoạn khai thác có thể bị mài mòn 0,2ữ1,5mm trong một năm.
I.6.4. Độ ổn định nước
Độ ổn định nước của bêtông atphan phụ thuộc vào thành phần khoáng vật của vật liệu chế tạo. Nước là môi trường lỏng dễ dàng thấm ướt bề mặt đá vôi hơn và làm mất lực dính kết của chất dính kết hữu cơ với hạt, làm giảm độ ổn định nước của bêtông atphan. Nếu vật liệu khoáng ổn định nước sẽ tạo ra màng liên kết bền vững, đảm bảo độ ổn định nước cho bêtông atphan.
Tính ổn định nước được đánh giá bằng hệ số ổn định nước km ( tỉ lệ giữa cường độ mẫu bêtông atphan thí nghiệm ở trạng thái bão hòa nước và trạng thái khô ở nhiệt độ 200C )
Km =R20bh / R20K
Cần phải nằm trong giới hạn từ 0,6 0,9.
I.6.5. Độ rỗng của bêtông atphan:
Độ rỗng của bêtông atphan cho khả năng kết luận về sự hợp lý của thành phần phối hợp của hỗn hợp. Sự sai lệch về độ rỗng so với độ rỗng chuẩn ở mức độ thấp chứng tỏ rằng việc lựa chọn lượng bitum, thành phần hạt khoáng lựa chọn chưa chính xác.
I.6.6. Tính dễ tạo hình của bêtông atphan:
Tính dễ tạo hình của bêtông atphan là đảm bảo cho việc vận chuyển rải, dầm chắc bêtông atphan cũng như chất lượng của bêtông atphan sau khi thi công đạt các yêu cầu kĩ thuật trên cơ sở thành phần vật liệu đã lựa chọn đúng. Tính dễ tạo hình được đặc trưng bằng độ dẻo hay cứng của hỗn hợp. Căn cứ vào độ dẻo chia hỗn hợp bêtông làm hai loại : dẻo và chảy. Bêtông dẻo được dầm chắc bằng lu hoặc dầm chấn động. Bêtông chảy được dầm nén nhờ trọng lượng bản thân.
Mức độ dễ tạo hình của bêtông atphan dẻo vãi nóng được đánh giá dựa trên cơ sở xác định thời gian và lực kéo mẫu kim loại hình nón chuẩn ra khỏi hỗn hợp ( phương pháp I.A.Rưbiev ) ghi trong bảng 2.
Bảng 2:
Dạng hỗn hợp Qui định chỉ tiêu
Lực ( Kg ) Thời gian ( gy )
Hỗn hợp dẻo
– Hạt nhỏ
– Hạt vừa
Hỗn hợp cứng
2,0ữ2,5
2,35ữ3,0
<1,5
10,0ữ12,5
11,5ữ15.0
<7,5
I.6.7. Yêu cầu kỹ thuật:
Yêu cầu kĩ thuật của các loại bêtông atphan làm đường vãi nóng và ấm ghi trong bảng 3
Các chỉ tiêu Qui định với bêtông mác
I II III
1. Cường độ giới hạn chịu nén Kg/cm2
Khi ở t=200C, với mọi mác, không nhỏ hơn
Khi t=500C không nhỏ hơn với mác A
B và C
D
E
Khi ở 00C không lớn hơn, Kg/cm2, với
mọi mác
2. Độ ổn định nước, không nhỏ hơn
3. Độ nở, % theo thể tích không lớn hơn
4. Độ rỗng còn lại, % theo thể tích
25/20
9,0
11/9
16/12
_
110/70
0,9/0,8
0,5/0,7
2,0ữ3,5
22/20
8,0
10/8
12/10
12/9
120/75
0,85/0,75
1,5/1,0
2,0ữ5,0
20/16
_
9/7
9/7
9/7
120/80
0.75/0,7
0,1/1,5
3ữ7,0
I.7. VẬT LIỆU CHẾ TẠO BÊTÔNG ATPHAN
I.7.1. Đá dăm hay sỏi
Chất lượng của đá dăm hay sỏi về cường độ , tính đồng nhất, hình dạng trạng thái bề mặt, thành phần khoáng vật… có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của bêtông atphan.
Đá dăm dùng để chế tạo bêtông atphan có thể là đá dăm sản xuất từ đá thiên nhiên, đá dăm chế tạo từ cuội, cũng như đá dăm chế tạo từ xỉ lò cao, nhưng phải phù hợp với các yêu cầu về qui phạm. Không cho phép dùng đá dăm chế tạo từ đá vôi sét, sa thạch sét và phiến thạch sét.
Thành phần hạt của đá dăm hay sỏi được phân ra làm ba nhóm : 20ữ 40, 10ữ20, 5ữ10mm.
Tùy theo cường độ chịu nén của đá gốc mà đá dăm dùng để chế tạo bêtông atphan có các loại mác khác nhau như ghi trong bảng 4:
Bảng 4
Chỉ tiêu Qui định theo mác hỗn hợp
I II III
A B A B C B,C
Cường độ, Kg/cm2, không nhỏ hơn
1.Đá dăm từ đá macma và biến chất
2.Đá dăm từ đá trầm tích dạng cacbonat
3.Đá dăm từ đá trầm tích dạng khối lớn
4.Sỏi
1200
_
1000
_
1200
1000
1000
Đp8
1000
_
1000
Đp8
1000
800
800
Đp12
800
600
600
Đp16
600ữ800
400ữ600
600
Đp16
Đá dăm ( hay sỏi ) dùng để chế tạo bêtông atphan chỉ được phép chứa các hạt dẹp, đối với bêtông loại A :<20%, đối với loại B và Bx : <25%, loại C và Cx : <3,5% theo khối lượng.
Đá dăm cần phải liên kết đối với bitum. Về mặt này thì các loại đá vôi, đôlômit, điaba tốt hơn các loại đá axit. Nếu dùng loại đá liên kết kém với bitum phải gia công đá bằng chất phụ gia hoạt tính như vôi, ximăng hoặc cho thêm chất phụ gia hoạt tính bề mặt vào bitum.
Đá cần phải sạch, lượng ngậm chất bẩn không dược lớn hơn 1% theo trọng lượng.
I.7.2. Cát
Vai trò của cát trong hỗn hợp bêtông atphan là chèn kẽ hở giữa các hạt cốt liệu lớn, làm tăng độ đặc của hỗn hợp. Có thể dùng cát thiên nhiên hay nhân tạo, có các chỉ tiêu phù hợp với qui phạm như khi dùng cho bêtông nặng.
Cát thiên nhiên để chế tạo bêtông atphan chỉ dùng loại hạt lớn ( Mđl 2,5 ) và hạt vừa (Mđl = 2ữ2,5 ). Khi dùng không có cát hạt lớn thì các thành phần hỗn hợp bêtông atphan loại A và B sẽ lựa chọn dùng cát hạt nhỏ theo nguyên tắc thành phần hạt không liên tục.
Cát nghiền cần phải chế tạo từ đá có cường độ không nhỏ hơn cường độ của đá dùng làm đá dăm.
Đối với hỗn hợp bêtông atphan loại G sẽ dùng cát nghiền. Cát này được nghiền từ đá macma có mác không nhỏ hơn 1000. Hàm lượng các hạt cát nhỏ hơn 0,071mm ở trong cát nghiền không được lớn hơn 14% theo trọng lượng, trong đó hạt sét không được lớn hơn 0,5% lượng hạt nhỏ hơn 0,14mm không lớn hơn 20%.
I.7.3. Bột khoáng:
Bột khoáng là thành phần quan trọng trong hỗn hợp bêtông atphan. Nó không những nhét đầy lỗ rỗng giữa các loại cốt liệu lớn hơn ( cát, đá dăm hay sỏi ) làm tăng độ đặc của hỗn hợp mà còn làm tăng diện tích tiếp xúc, làm cho màng bitum trên bề mặt hạt khoáng càng mỏng và như vậy lực tương tác giữa chúng tăng lên, cường độ bêtông atphan tăng lên.
Khi trộn với bitum trong hỗn hợp bêtông atphan, bột khoáng cần tạo nên một lớp hoạt tính, ổn định nước. Mối quan hệ vật lý, hóa học giữa lớp bề mặt hạt bột khoáng và bitum làm tăng cường độ của bêtông atphan, cũng như làm tăng tính giòn của nó. Vì vậy lượng bột đá trong bêtông chỉ được dùng trong một giới hạn nhất định để tránh làm tăng tốc độ hóa già của bitum trong bêtông. Bột khoáng để chế tạo bêtông atphan thường sử dụng các loại bột mịn từ các loại đá vôi và đá đôlômit. Cường độ chịu nén của đá không nhỏ hơn 200Kg/cm2. Vật liệu chế tạo bột khoáng cần sạch, không chứa các chất bẩn và sét quá 5%.
Bột khoáng cần phải khô, xốp, khi trộn với bitum không được vón cục và phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
-Độ nhỏ, khi sàng lượng lọt qua sàng có kích thước lỗ sàng:
1,25mm : 100%
0,315mm : 90%
0,071mm : 70%
CHƯƠNG II
PHÂN TÍCH CÁC PHƯƠNG ÁN MÁY
I.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG THIẾT BỊ TRỘN BÊ TÔNG NHỰA :
Qui trình sản xuất bê tông nhựa nóng (BTNN) bao gồm các công đoạn chủ yếu sau :
– Cấp liệu nguội (đá, cát) vào tang sấy. Sau đó sấy đá cát đến nhiệt độ yêu cầu (160 0C 2000C )
– Phân loại cấp phối đã sấy.
– Nung nóng nhựa thường tới (1400C 1800C )
– Định lượng cát, đá và nhựa nóng theo thành phần đã định và trộn đều chúng với nhau.
– Sai số định lượng không quá 3 đối với cấp phối, và 1,5đối với nhựa nóng.
– Để sản xuất qui trình công nghệ sản xuất BTNN trạm trộn được trang bị các thiết bị chính sau :
+ Hệ thống cấp liệu gồm các phểu chứa liệu, băng tải, guồng tải.
+ Tang sấy.
+ Cụm cấp liệu nóng gồm gầu tải sàng định lượng cấp phối trước khi trộn.
+ Thiết bị cấp bột đá phụ gia.
+ Hệ thống cung cấp nhựa nóng gồm thiết bị chứa và nấu nhựa, định lượng phun nhựa.
+ Máy trộn.
+ Thiết bị lọc bụi.
+ Hệ thống điều khiển.
* Có nhiều cách để phân loại trạm trộn BTNN, trên thực tế thường phân loại như sau :
– Dựa vào tính cơ động của trạm chia ra: trạm trộn di động, trạm trộn cố định và trạm có tính cơ động cao (trên móng nổi).
– Dựa vào nguyên tắc làm việc chia ra: trộn theo chu kỳ và trộn liên tục.
– Dựa theo năng suất thường dùng của trạm trộn, chia làm 3 loại: Loại trạm trộn năng suất lớn (từ 80150 (tấn/giờ)). Loại trạm trộn có năng suất vừa (từ 40 60(tấn/giờ))và loại trạm trộn có năng suất nhỏ (dưới 30 (tấn/giờ)).Loại rất lớn (từ 200 (tấn/giờ)) ít dùng.
– Theo đường di chuyển của luồng vật liệu, chia thành: trạm trộn nằm ngang và trạm bố trí theo dạng hình tháp.
Mỗi loại trạm trộn đều có ưu nhược điểm của nó:
+ Trạm trộn BTNN cố định được bố trí trên nền móng bê tông cố định có mặt bằng tương đối rộng, để sản xuất một khối lượng bê tông nhựa lớn. Do trạm phải đặt trên nền móng bê tông tương đối kiên cố, cho nên mỗi lần di chuyển trạm trộn thường rất khó khăn, tốn kém đáng kể (cho nên ít khi nghỉ tới việc di chuyển trạm). Trạm loại này thường có năng suất lớn và rất lớn.
+ Trạm trộn BTNN kiểu cơ động thường được bố trí trên một số kết cấu kiểu rơmoóc, có thể kéo đi được. Loại này chỉ phù hợp với trạm có năng suất nhỏ dưới 30 (T/h). Tuy là loại cơ động nhưng ở Việt Nam, tính cơ động này trở nên rất yếu kém vì qúa trình di chuyển thực ra cồng kềnh vì phải dùng đầu kéo.
+ Trạm trộn BTNN kiểu đặt trên móng nổi thích hợp cho tất cả các trạm có năng suất từ 30 120 (T/h) có thể tới 150 (T/h). Loại này có tính cơ động cao, hiệu quả kinh tế lớn và lần đầu tiên được đưa vào sử dụng ở Việt Nam năm 1993.
+ Trạm trộn BTNN có chu kỳ: tức là vật liệu đưa vào trộn và lấy sản phẩm ra khỏi thùng trộn theo từng mẻ một. Thông thường thùng trộn của loại này có kết cấu gồm các cánh trộn khuấy lắp trên 2 trục quay ngược chiều nhau. Vật liệu đưa vào trộn gồm có cát, đá nóng và chất phụ gia, sau khi đã được định lượng chính xác theo yêu cầu của mỗi mác thảm được xả vào thùng trộn để trộn với nhựa đường nóng. Nhựa đường phun vào thùng trộn nhờ bơm nhựa và các ống phun. Nhựa được phun dưới dạng sương bao bọc lấy hạt vật liệu. Sau một thời gian hòa trộn, hỗn hợp được xả xuống một lần qua cửa xả ở đáy dưới thùng trộn đưa vào phương tiện vận chuyển. Ưu điểm của loại trạm trộn này là khả năng khuấy trộn đều, dễ dàng thay đổi thành phần % của các loại vật liệu đem trộn, khả năng địnhlượng chính xác hơn. Nhược điểm là, năng lượng chi phí cho việc trộn hao tổn khá lớn.
+ Trạm trộn BTNN liên tục sản phẩm sau khi trộn được đưa ra liên tục qua cửa thùng trộn. Thùng trộn của loại trạm này có 2 cửa. Một cửa vật liệu được cấp vào liên tục gồm cát, đá nóng và chất phụ gia. ống phun nhựa đường bố trí trong thùng để phun liên tục. Một cửa đầu kia của thùng trộn được mở thường xuyên để sản phẩm liên tục đổ ra phương tiện vận chuyển. Ưu điểm của loại trạm trộn này là: năng suất cao, năng lượng chi phí cho trộn một khối thảm nhỏ. Nhược điểm là: hỗn hợp trộn không thể đồng đều và khả định lượng cốt liệu không chính xác bằng trộn chu kỳ; do đó chất lượng sản phẩm không cao.
+ Trạm trộn BTNN bố trí trên cùng một mặt bằng:
Với loại trạm trộn này thì các cụm máy được bố trí trên một mặt bằng không có cụm nào nằm trên cụm máy nào. Ưu điểm: việc lắp đặt dễ dàng, chiều cao trạm trộn thấp, việc sửa chữa, điều chỉnh thuận lợi . Nhược điểm: mặt bằng quá rộng và cồng kềnh.
+ Trạm trộn BTNN bố trí theo kiểu dạng tháp :
Với loại trạm trộn này, một số các cụm máy được bố trí chồng lên nhau theo kiểu dạng tháp, như cụm thiết bị sàng và chứa vật liệu nóng được bố trí trên thiết bị cân, thiết bị cân trên thiết bị trộn. Ưu điểm của cách bố trí này là: mặt bằng được thu gọn, máy làm việc liên hoàn từ trên xuống dưới. Nhược điểm chiều cao trạm khá lớn, công việc lắp đặt phức tạp, sửa chữa bảo dưỡng khó, nền móng cho khối tháp phải đảm bảo độ ổn định khi làm việc và khi có gió bão.
Hình I.1. Sơ đồ trạm trộn bê tông nhựa nóng dạng tháp .
* Trong các trạm trộn thì máy trộn là bộ phận quan trọng nhất. Nó quyết định sản phẩm làm ra có đạt yêu cầu hay không, có rất nhiều loại máy trộn .
-Phân tích theo nguyên lý làm việc ta có thể chia ra làm 2 loại:
+ Máy trộn tự do.
+ Máy trộn cưỡng bức.
-Phân tích theo thời gian trộn của một mẻ trộn ta có thể chia ra làm 2 loại:
+ Máy trộn chu kỳ.
+ Máy trộn liên tục.
-Phân tích theo khả năng di động của máy ta cũng có thể chia ra làm 2 loại:
+ Máy trộn di động.
+ Máy trộn cố định.
II.1. MÁY TRỘN TỰ DO:
1.1 Sơ đồ:
Hình II.2 : Sơ đồ máy trộn tự do
II.1.2 Nguyên lý hoạt động :
– Các cánh trộn được bố trí ở thành trong của buồng trộn, việc nhào trộn được tiến hành trong thùng trộn. Khi thùng trộn quay, các cánh trộn được bố trí theo hình soắn ốc bên trong thùng trộn sẽ đưa hỗn hợp lên cao, rồi đổ phôi liệu cho chúng rơi tự do xuống để nhào trộn.Các dòng vật liệu đan chéo nhau trong suốt quá trình làm việc.
Quá trình trộn này có hiệu quả cho hỗn hợp bê tông có cấp liệu to, thời gian trộn của 1 chu trình phải được nâng lên đổ xuống 30 40 lần (thời gian của 1 chu kỳ trộn xấp xỉ 120240s).
Máy trộn tự do có kết cấu đơn giản, nhưng để hổn hợp được nhào trộn tự do trong thùng, dung tích thùng trộn phải lớn hơn khoảng 20 30 lần dung tích hỗn hợp trộn, do đó làm cho kích thước của thùng to ,nặng, cồng kềnh, tốc độ quay của thùng không lớn. Nếu quá lớn lực li tâm của hỗn hợp sẽ cản trở qúa trình nhào trộn tự do.
– Qúa trình xả liệu:
Máy trộn tự do có thùng lật úp để xả liệu.
Máy trộn tự do có thùng ngiêng để đổ liệu.
Máy trộn tự do có máng lật để đổ liệu.
– Hình dáng của thùng trộn:
Máy trộn tự do thùng trộn có dạng 2 đầu côn.
Máy trộn tự do thùng trộn có dạng hình trụ.
II.2 MÁY TRỘN CƯỠNG BỨC:
Các cánh trộn được bố trí trên các trục trộn, khi trục trộn quay,các cánh trộn sẽ nhào trộn cưỡng bức hỗn hợp.
II.2.1 Máy trộn cưỡng bức có thùng trộn cố định làm việc liên tục:
II.2.1.1 Sơ đồ:
Thiết kế máy trộn bê tông nhựa nóng
