Trang chủ Bằng phát minh, sáng chế • Liên hệ     • Giới thiệu     • Tài liệu hướng dẫn

Tấm cốt thép ba chiều dùng cho các công trình xây dựng bê tông cốt thép và thiết bị sản xuất tấm cốt thép này

Cập nhật Thứ ba - 19/01/2016 15:44 In bài viết

1. Tên sáng chế, phát minh, giải pháp:
Tấm cốt thép ba chiều dùng cho các công trình xây dựng bê tông cốt thép và thiết bị sản xuất tấm cốt thép này
2. Số bằng,ký hiệu: 1-0005335
3. Thuộc lĩnh vực KH&CN Công nghệ vật liệu mới (Sáng chế)
4. Ngày công bố 26/01/2006
5. Ngày cấp 26/01/2006
6. Chủ sở hữu chính HOÀNG NGỌC CANG
7. Tác giả HOÀNG NGỌC CANG
8. Điểm nổi bật
Sáng chế thuộc lĩnh vực xây dựng, cụ thể hơn sáng chế đề cập đến tấm cốt thép dùng để xây dựng các công trình bê tông bao gồm lưới trên (11), lưới dưới (12) gồm các thanh dọc (14) và các thanh ngang (15) được hàn với nhau thành tấm lưới có các ô lưới hình vuông hay hình chữ nhật có kích thước định trước và các thanh giằng (13) hình sin được bố trí lệch nhau theo phương nằm ngang một ô lưới theo chiều dọc để liên kết các lưới trên (11) và lưới dưới (12) với nhau, trong đó các thanh giằng (13) được hàn vào các thanh dọc (14) của các lưới này ở vị trí giao nhau của các thanh dọc (14) và các thanh ngang (15) sao cho các thanh giằng (13) đỡ các thanh ngang (15) từ phía trong, và lưới trên (11) và lưới dưới (12) được bố trí lệch nhau một ô lưới để tạo thành các cạnh (16) nhô ở hai bên nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc liên kết vói các tấm cốt thép liền kề với nhau. Sáng chế cũng đề xuất dây chuyền thiết bị để sản xuất tấm cốt thép một cách tự động.
9. Mô tả về sáng chế, phát minh, giải pháp
Lĩnh vực kỹ thuật được đề cập
Sáng chế thuộc lĩnh vực xây dựng, cụ thể hơn sáng chế đề cập đến tấm cốt thép ba chiều gồm có hai lớp lưới thép nằm song song với nhau và các thanh giằng chạy theo hình chữ chi giữa hai lớp lưới để sử dụng cho các công trình xây dựng bằng bê tông cốt thép và thiết bị sản xuất tấm cốt thép này.
Tình trạng kỹ thuật của sáng chế
Đã biết bê tông cốt thép là loại vật liệu có rất nhiều ưu điểm như khả năng chịu tải lớn, có thể chịu đựng tốt các loại tải trọng rung bao gồm cả tải trọng động đất, tuổi thọ cao, chịu lửa tốt, chi phí bảo dưỡng thấp nên được sử dụng rộng rãi trong việc xây dựng các công trình dân dụng hay công nghiệp như nhà, xưởng, tường ngăn, hàng rào, cầu cống hay các công trình tương tự. Thông thường, quy trình xây dựng các công trình bê tông cốt thép bao gồm việc đan một hệ thống cốt thép có hình dạng và kết cấu theo thiết kế, đặt các tấm cốp pha vây xung quanh hệ thống cốt thép này và đổ bê tông vào khoảng trống được tạo thành bởi các tấm cốp pha đó sao cho bê tông bao bọc kín hệ thống cốt thép.
Phương pháp xây dựng bằng xây dựng bê tông cốt thép đã biết có một số nhược điểm sau:
1. Việc đan hệ thống cốt thép thường được thực hiện bằng tay tại hiện trường nên sẽ tốn rất nhiều công lao động và khoảng cách giữa các thanh thép hay kích thước ô lưới không đồng đều nên có thể ảnh hưởng đến chất lượng công trình. Ngoài ra, vẫn cần phải lắp đặt các tấm cốp pha vây xung quanh hệ thống cốt thép này để đổ bê tông nên ngoài các chi phí vật liệu để làm cốp pha còn phải mất nhiều công sức cho việc lắp đặt và tháo dỡ chúng. Điều này cũng làm tăng chi phí cũng như thời gian thi công các công trình xây dựng.
2. Nếu hệ thống cốt thép đòi hỏi phải có hai lớp lưới thì khoảng cách song song giữa hai lớp lưới này thường được đảm bảo bằng các thanh chống buộc bằng tay vào các lớp lưới ở những khoảng cách xác định nên thường không chắc chắn, hơn nữa các yêu cầu về số lượng hay khoảng cách giữa các thanh giằng này dễ bị vi phạm. Do vậy, trong quá trình đầm chặt, bê tông sẽ lèn vào giữa hai tấm lưới và đẩy chúng phình rộng ra nên khoảng cách giữa hai tấm lưới trong bê tông không được đảm bảo theo đúng thiết kế và làm ảnh hưởng đến chất lượng công trình. 3. Trong quá trình xây dựng, bê tông được điền đầy vào khoảng trống do các tấm cốp pha định ra nên khối bê tông cốt thép tạo thành có kết cấu đặc. Điều này không chỉ gây lãng phí một lượng lớn bê tông mà còn làm cho kết cấu bê tông cốt thép có khối lượng lớn khiến cho việc xây dựng nền móng của công trình thêm tốn kém và khó khăn. Ngoài ra, công trình xây dựng cũng không có được khả năng cách nhiệt, cách âm cần thiết.
Giải pháp kỹ thuật gần nhất với sáng chế được bộc lộ trong Patent Mỹ số 4104842 ngày 08.08.1978 cấp cho Raymond H. Rockstead và các đồng tác giả. Theo phương án cơ bản của sáng chế được mô tả tại điểm 1 Yêu cầu bảo hộ và được thể hiện trên các hình vẽ từ Fig.1 đến Fig.6 của patent Mỹ này, kết cấu cốt thép được đề xuất bao gồm hai lưới thép có các thanh dọc và các thanh ngang được liên kết với nhau để tạo thành các ô trống hình vuông hay hình chữ nhật và nằm cách nhau một khoảng nhất định nhờ các thanh giằng hình sin được hàn vào các thanh dọc của lưới thép ở khoảng giữa các thanh ngang sao cho các đỉnh của hình sin nhô lên trên bề mặt ngoài của các lưới thép. Do vậy, việc liên kết giữa hai lưới thép không được chắc chắn cho dù các tác giả đó đã đề xuất việc các thanh giằng hình sin liền kề được bố trí lệch nhau một ô lưới theo phương ngang.
Theo phương án bổ sung được mô tả tại điểm 5 Yêu cầu bảo hộ và được thể hiện trên các hình vẽ từ Fig.7 đến Fig.9 của patent Mỹ số 4104842, các đỉnh hình sin ở một phía của các thanh giằng được làm phẳng và được hàn vào các thanh ngang, cũng ở vị trí giữa các ô trống. Cách làm này làm tăng độ cứng vững cho kết cấu nhưng thanh giằng phải được uốn về hai phía bên. Điều này làm cho việc chế tạo kết cấu cốt thép trở nên khó khăn và làm tăng giá thành sản phẩm. Hơn nữa, sáng chế này cũng không bộc lộ phương pháp sản xuất kết cấu cốt thép theo sáng chế.
Một nhược điểm quan trọng khác của kết cấu cốt thép này là không đề xuất bất cứ một cách thức nào để liên kết các tấm kết cấu cốt thép theo sáng chế với nhau. Vấn đề ở chỗ, kết cấu cốt thép theo sáng chế thường được sản xuất với chiều rộng hạn chế, thường từ 1m đến 1,2m, còn các bức tường hay các tấm trần của các công trình xây dựng có chiều dài lớn hơn nên cần phải ghép nối nhiều tấm cốt thép với nhau. Việc ghép nối này cần được thực hiện nhờ các tấm lưới thép phụ trợ giữa các kết cấu cốt thép để nối chúng với nhau và điều này làm tăng các chi phí cho việc lắp đặt hệ thống cốt thép của công trình.
Patent Mỹ số 6272805 cấp ngày 14.08.2001 cho Klaus Ritter và các đồng tác giả cũng bộc lộ một kết cấu cốt thép gồm hai lưới thép có các thanh dọc và các thanh ngang được liên kết với nhau và được đỡ nằm cách nhau một khoảng nhất định nhờ các thanh giằng, và một lớp vật liệu cách ly được bố trí xen giữa hai lưới thép này. Tuy nhiên, Patent Mỹ này không đề cập tới phương pháp hay cách thức bố trí lớp vật liệu cách ly giữa hai lưới thép.
Do vậy, hiện nay đang có nhu cầu về một kết cấu cốt thép và thiết bị để sản xuất kết cấu cốt thép này với chất lượng cao, giá thành hạ để sử dụng trong việc tạo ra các công trình xây dựng bền, đẹp và có giá thành thấp.
Bản chất kỹ thuật của sáng chế
Sáng chế được tạo ra nhằm khắc phục các nhược điểm của quy trình xây dựng các công trình bê tông cốt thép nêu trên và mục đích thứ nhất của sáng chế là nâng cao năng suất và chất lượng của việc chế tạo các tấm cốt thép dùng cho việc đổ bê tông cốt thép các công trình xây dựng đồng thời làm giảm chi phí và thời gian thi công các công trình xây dựng này.
Mục đích nêu trên đạt được nhờ tấm cốt thép có hai lớp lưới và các thanh giằng hình chữ chi liên kết hai lưới thép này và thiết bị sản xuất lưới thép một cách tự động để sử dụng trong việc xây dựng các công trình dân dụng bằng bê tông cốt thép.
Mục đích thứ hai của sáng chế là giảm chi phí xây dựng và nâng cao khả năng cách nhiệt, cách âm cho các công trình bê tông cốt thép.
Để đạt được các mục đích nêu trên, sáng chế đề xuất tấm cốt thép dùng để xây dựng các công trình bê tông bao gồm lưới trên, lưới dưới gồm các thanh dọc và các thanh ngang được hàn với nhau thành tấm lưới có các ô lưới hình vuông hay hình chữ nhật có kích thước định trước và các thanh giằng hình sin được bố trí lệch nhau theo phương nằm ngang một ô lưới theo chiều dọc để liên kết các lưới trên và lưới dưới với nhau, khác biệt ở chỗ, các thanh giằng được hàn vào các thanh dọc của các lưới này ở vị trí giao nhau của các thanh dọc và các thanh ngang sao cho các thanh giằng đỡ các thanh ngang từ phía trong, và lưới trên và lưới dưới được bố trí lệch nhau một ô lưới để tạo thành các cạnh nhô ở hai bên nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc liên kết với các tấm cốt thép liền kề với nhau.
Nhờ có kết cấu này, tấm cốt thép dùng làm cốt thép trong việc đổ bê tông có kết cấu rất vững chắc, kích thước của các lưới trên, lưới dưới và khoảng cách giữa các lưới luôn được đảm bảo, do vậy chất lượng công trình được tăng lên. Ngoài ra, kết cấu này cho phép việc tự động hóa quá trình sản xuất tấm lưới được thực hiện khá dễ dàng.
Theo khía cạnh tiếp theo của sáng chế, một tấm vật liệu bằng xốp polysteren được lắp xen vào giữa lưới trên và lưới dưới của tấm cốt thép. Do vậy, có thể tiết kiệm được một lượng vữa bê tông đáng kể khiến cho tải trọng của công trình giảm và làm giảm các chi phí cho việc xây dựng nền móng công trình. Ngoài ra, khả năng cách âm và cách nhiệt của công trình được nâng cao đáng kể. Hơn nữa, khi tấm cốt thép được lắp vào vị trí của chúng tại công trường thì vữa bê tông hoặc vữa xây dựng có thể được phun trực tiếp lên tấm lưới để tạo thành bức tường bê tông cốt thép mà không cần sử dụng các tấm cốp pha vây xung quanh tấm lưới này. Nhờ vậy, có thể loại bỏ các chi phí về cốp pha và giảm thời gian thi công công trình.
Theo một khía cạnh khác của sáng chế, tấm cốt thép có các cạnh nhô ở hai bên để liên kết với các tấm cốt thép liền kề. Việc tạo các cạnh nhô ở hai bên cho phép các tấm cốt thép liền kề được ghép lại với thau thành một dãy dài một cách thuận tiện và gia cố thêm cho chỗ ghép nối.
Theo khía cạnh tiếp theo, sáng chế đề xuất thiết bị sản xuất tấm cốt thép bao gồm : máy sản xuất lưới dưới, máy sản xuất lưới trên và máy sản xuất các thanh giằng để tạo ra lưới trên, lưới dưới và các thanh giằng có dạng hình chữ chi một cách tương ứng; các máy hàn các thanh giằng với lưới trên và lưới dưới được bố trí ở phía sau các máy sản xuất lưới và máy sản xuất thanh giằng để tạo thành các lưới trên và lưới dưới đã có các thanh giằng được hàn trên đó; bộ phận ghép để ghép lưới trên và lưới dưới với nhau; và các máy hàn để hàn các thanh giằng ở lưới trên với lưới dưới và hàn các thanh giằng ở lưới dưới với lưới trên, do vậy, thu được tấm cốt thép gồm lưới trên, lưới dưới và các thanh giằng chạy theo hình chữ chi giữa các lưới này. Ngoài ra, thiết bị này còn bao gồm máy cắt để cắt tấm cốt thép thành các đoạn có chiều dài định trước.
Tốt hơn là, trong thiết bị nêu trên máy sản xuất lưới dưới được bố trí ở bên dưới, máy sản xuất lưới trên được bố trí ở bên trên máy sản xuất lưới dưới và máy sản xuất các thanh giằng được bố trí ở phía sau hoặc ở giữa các máy sản xuất lưới dưới và máy sản xuất lưới trên. Nhờ vậy, thiết bị này có thể được thiết kế thành dạng một dây chuyền công nghệ liên tục để sản xuất tấm cốt thép theo sáng chế.
Nhờ thiết bị có kết cấu nêu trên, có thể tự động hóa quy trình sản xuất tấm cốt thép theo sáng chế. Do vậy, chất lượng của tấm cốt thép thành phẩm được đảm bảo và năng suất lao động đạt được rất cao.
Theo một khía cạnh tiếp theo, thiết bị theo sáng chế còn bao gồm hệ thống sản xuất các tấm xốp polysteren có các rãnh có kích thước và vị trí phù hợp với các kích thước và vị trí của các thanh giằng trong tấm lưới và phương tiện cung cấp các tấm xốp polysteren vào khoảng giữa lưới trên và lưới dưới khi chúng chưa được ráp với nhau. Nhờ vậy, có thể sản xuất tấm cốt thép có lớp xốp bằng vật liệu polysteren nằm giữa hai lưới trên và lưới dưới để nâng cao khả năng cách nhiệt và cách âm cho công trình cũng như tiết kiệm nguyên vật liệu (vữa bê tông) trong việc xây dựng công trình.
Các dấu hiệu và các ưu điểm tiếp theo của thiết bị theo sáng chế được bộc lộ trong các điểm phụ thuộc tiếp theo của Yêu cầu bảo hộ.
Mô tả vắn tắt các hình vẽ
Các dấu hiệu và ưu điểm nêu trên và các dấu hiệu và ưu điểm khác nữa của tấm cốt thép và thiết bị sản xuất tấm cốt thép theo sáng chế sẽ được mô tả chi tiết hơn dưới đây để làm ví dụ minh họa có dựa vào các hình vẽ kèm theo, trong đó:
H.1 là hình vẽ phối cảnh dạng sơ đồ thể hiện tấm cốt thép theo sáng chế;
H.2 là hình chiếu cạnh dạng sơ đồ thể hiện tấm cốt thép theo sáng chế ở trạng thái đã được đổ bê tông;
H.3 là hình vẽ dạng sơ đồ thể hiện mối ghép giữa hai tấm lưới liền kề; H.4 là hình chiếu cạnh thể hiện thiết bị sản xuất tấm cốt thép theo sáng chế;
H.5 là hình chiếu bằng thể hiện thiết bị trên H.4;
H.6 là hình vẽ phóng to một phần thiết bị trên H.3 thể hiện cách lắp tấm xốp polysteren vào giữa lưới trên và lưới dưới;
H.7 là sơ đồ công nghệ thể hiện quy trình sản xuất tấm cốt thép theo sáng chế.
Mô tả chi tiết các phương án thực hiện sáng chế
Như được thể hiện trên các hình vẽ từ H. 1 đến H. 3, tấm cốt thép 1 bao gồm lưới trên 11, lưới dưới 12 và các thanh giằng 13 được hàn với nhau tạo thành một kết cấu không gian ba chiều, về cơ bản, lưới trên 11 và lưới dưới 12 có kết cấu giống nhau và bao gồm các thanh dọc 14 nằm cách nhau một khoảng định trước và được hàn với các thanh ngang 15 để tạo thành một tấm lưới có các ô lưới hình vuông hay hình chữ nhật. Mỗi thanh giằng 13 là một thanh liên tục chạy theo hình chữ chi (hay hình ziczac có dạng gần với hình sin) giữa lưới trên 11 và lưới dưới 12 và được hàn vào mặt bên của các thanh dọc 14 tại chỗ giao nhau của thanh dọc 14 và thanh ngang 15 sao cho thanh giằng 13 được hàn vào thanh dọc 14 tại hai điểm ở hai bên các thanh ngang 15 như được thể hiện trên H.2. Ngoài ra, các thanh giằng liền kề theo chiều ngang của tấm cốt thép 1 được bố trí lệch đi một ô lưới theo chiều dọc của tấm cốt thép này. Do vậy, trên hình chiếu cạnh được thể hiện trên H. 2, các thanh giằng 13 nằm so le với nhau và có dạng gần như sơ đồ hình sin lệch pha 180°.
Như được thể hiện trên H.1, lưới trên 11 và lưới dưới 12 có chiều rộng bằng nhau nhưng được bố trí lệch nhau theo chiều ngang một khoảng nhất định, tốt hơn là có kích thước bằng một ô lưới, để tạo thành các cạnh 16 nhô ra ở phía trên và phía dưới tấm cốt thép 1. Các cạnh 16 này có tác dụng tạo điều kiện thuận lợi cho việc ghép nối hai hay nhiều tấm cốt thép 1 liền kề thành một dãy dài, như được thể hiện trên H.3, một cách nhanh chóng và dễ dàng, đồng thời gia cố thêm cho chỗ nối ghép các tấm cốt thép mà không cần phải sử dụng một tấm lưới khác buộc thêm vào chỗ nối ghép hai tấm cốt thép với nhau gây lãng phí vật liệu và thời gian thi công.
Theo một phương án thực hiện sáng chế, một tấm vật liệu 17 như xốp polysteren chẳng hạn có thể được lắp xen vào giữa lưới trên 11 và lưới dưới 12 (xem H. 2) để giảm khối lượng bê tông cần sử dụng và cải thiện khả năng cách nhiệt và cách âm của tường và mái sau khi đã đổ bê tông. Để làm được điều này, các rãnh 18 hình thang cân và hình thang ngược được tạo ra ở vị trí của các thanh giằng 13 với kích thước hơi lớn hơn kích thước của hình thang do các thanh giằng 13 tạo ra. Do vậy, các tấm vật liệu 17 sẽ nằm đúng vào vị trí giữa lưới trên 11 và lưới dưới 12 khiến cho hai lớp bê tông trong tấm bê tông thành phẩm nằm ở hai bên tấm vật liệu này có chiều dày gần như bằng nhau. Hơn nữa, trong quá trình đổ bê tông sau này, vữa bê tông sẽ điền đầy vào các rãnh 18 đó và bao bọc toàn bộ thanh giằng 13 để bảo vệ thanh giằng này khỏi bị ăn mòn bởi môi trường.
Kích thước của các sợi thép dùng để sản xuất tấm cốt thép 1 cũng như khoảng cách giữa chúng tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của từng công trình, song tốt hơn là các sợi thép được sử dụng trong sáng chế có đường kính nằm trong khoảng từ 3mm đến 8mm; kích thước ô lưới nằm trong khoảng từ 50x50mm đến 200x 200mm; chiều rộng w của tấm cốt thép (không tính các cạnh 16 nhô ra ở hai bên) từ khoảng 1 mét đến 1,2 mét và chiều cao H của tấm cốt thép nằm trong khoảng từ 50mm đến 250mm. Chiều dài của tấm cốt thép 1 không bị hạn chế và chỉ phụ thuộc vào yêu cầu thiết kế.
Thiết bị sản xuất tấm cốt thép theo sáng chế và hoạt động của nó được mô tả dưới đây có dựa vào các hình vẽ từ H.4 đến H.7.
Như được thể hiện trên các hình vẽ này, thiết bị sản xuất tấm cốt thép bao gồm máy sản xuất lưới dưới 2 được bố trí bên dưới, máy sản xuất lưới trên 3 được bố trí bên trên máy sản xuất lưới dưới 2 và máy sản xuất thanh giằng 4 được bố trí ở phía sau máy sản xuất lưới dưới 2 và máy sản xuất lưới trên 3.
Máy sản xuất lưới dưới 2 và máy sản xuất lưới trên 3 về cơ bản có kết cấu giống nhau và bao gồm bộ phận cấp các sợi thép dọc 21, bộ phận nắn thẳng các sợi thép dọc 22, bộ phận cấp các sợi thép ngang 23, bộ phận nắn thẳng các sợi thép ngang 24, bộ phận cắt các sợi thép ngang 25 và máy hàn 26 để hàn các sợi thép ngang 23 vào các sợi thép dọc 21. Khi hoạt động, các sợi thép dọc 21 được cấp từ các cuộn thép 27 vào trong máy sản xuất lưới 2 và được nắn thẳng trong đó nhờ bộ phận nắn thẳng 22. Số lượng và khoảng cách giữa các sợi dọc 21 (cũng chính là chiều rộng của một ô lưới) được lựa chọn theo thiết kế sao cho chiều rộng W của lưới thép thu được (không kể các cạnh 16) là 1 mét. Đây là kích thước phù hợp để dễ lắp đặt và vận chuyển, tuy nhiên có thể lựa chọn chiều rộng w của tấm cốt thép 1 khác với kích thước này, ví dụ 1,2 mét chẳng hạn. Việc cấp các sợi thép dọc 21 được thực hiện thành từng bước, mỗi bước có chiều dài bằng chiều dài của một ô lưới. Đồng thời, sợi thép ngang 23 được cấp từ một cuộn thép vào trong máy và được nắn thẳng trong đó nhờ bộ phận nắn thẳng 24. Sợi thép ngang 23 cũng được cấp thành từng bước, mỗi bước có chiều dài bằng chiều rộng w của tấm lưới cộng vớichiều rộng của một ô lưới để tạo thành cạnh 16. Sau đó, sợi thép ngang 23 được cắt và được hàn vào các sợi thép dọc 21 nhờ máy hàn 26. Tiếp theo, các sợi dọc 21 được cấp vào máy thêm một bước và quá trình trên đây được lặp lại. Kết quả là, thu được lưới trên 11 và lưới dưới 12 có kích thước ô lưới theo đúng thiết kế đề ra. Điều khác biệt duy nhất giữa máy sản xuất lưới trên 3 và máy sản xuất lưới dưới 2 là, ở máy sản xuất lưới trên 3 các sợi ngang 23 được cấp lên trên các sợi dọc 21, còn ở máy sản xuất lưới dưới 2 các sợi ngang 23 được cấp xuống dưới các sợi dọc 21.
Máy sản xuất thanh giằng 4 gồm máy sản xuất thanh trên 4T và máy sản xuất thanh dưới 4D có kết cấu giống nhau và bao gồm bộ phận cấp các sợi thép 41 làm thanh giằng 13, bộ phận nắn thẳng 42 và bộ phận uốn 43 để uốn các sợi thép 41 thành hình chữ chi gồm hai cơ cấu xích tải, trên có lắp các răng ăn khớp với nhau như được thể hiện trên H.4. Biên dạng và kích thước các răng được lựa chọn phù hợp với biên dạng của thanh giằng 13 và kích thước của tấm cốt thép 1 cần sản xuất. Cụ thể là, khoảng cách giữa đỉnh răng và đáy răng theo phương nằm ngang bằng chiều dài một ô lưới và chiều cao của răng bằng khoảng cách H giữa lưới trên 11 và lưới dưới 12, tức là nằm trong khoảng từ 50 đến 250mm. Khoảng cách giữa các răng của xích trên và các răng của xích dưới có thể được điều chỉnh và bằng đường kính của các sợi thép 41 dùng làm thanh giằng 13. Do vậy, khi đi qua giữa hai xích tải này, các sợi thép làm thanh giằng chỉ bị các răng uốn thành hình chữ chi mà không bị cắt đứt đoạn.
Như được thể hiện trên H.4, các thanh giằng 13 đi ra khỏi máy sản xuất thanh trên 4T được ráp với mặt dưới của lưới trên 11 vừa được cấp đến từ máy sản xuất lưới trên 3 và các thanh giằng 13 đi ra khỏi máy sản xuất thanh dưới 4D được ráp với mặt trên của lưới dưới 12 vừa được cấp đến từ máy sản xuất lưới dưới 2. Việc ráp các thanh giằng 13 vào lưới trên 11 và lưới dưới 12 được thực hiện theo kiểu cứ cách một thanh dọc thì ráp một thanh giằng và sao cho khi lưới trên 11 và lưới dưới 12 được ráp với nhau như được mô tả dưới đây thì còn chừa lại các cạnh 16 nhô ra ở hai bên của tấm cốt thép 1 và trên mỗi thanh dọc 14 chỉ có một thanh giằng 13 và thu được tấm cốt thép có kết cấu được thể hiện trên H.1.
Tiếp theo, các thanh giằng 13 được hàn vào lưới trên 11 và lưới dưới 12 nhờ các máy hàn 5, 6 sao cho đỉnh của các thanh giằng 13 ráp với lưới trên 11 được hàn vào phía bên của các thanh dọc 14 của lưới trên 11 tại hai điểm ở hai bên chỗ giao nhau của thanh dọc 14 và thanh ngang 15. Tương tự, đáy của các thanh giằng 13 ráp với lưới dưới 12 được hàn vào phía bên của các thanh dọc 14 của lưới dưới 12 tại hai điểm ở hai bên chỗ giao nhau của thanh dọc 14 và thanh ngang 15.
Đồng thời với thiết bị và quá trình được mô tả trên đây, một hệ thống sản xuất các tấm vật liệu từ xốp polysteren được bố trí liền kề với thiết bị sản xuất tấm cốt thép 1 để sản xuất các tấm vật liệu 17 bằng xốp polysteren có chiều rộng xấp xỉ chiều rộng w của tấm cốt thép 1 và chiều dày xấp xỉ chiều cao H của tấm cốt thép 1. Các tấm vật liệu 17 bằng xốp polysteren này được tạo rãnh hình thang cân 18 nhờ máy tạo rãnh 7 ở các vị trí tương ứng với các thanh giằng trên tấm cốt thép 1 và được cắt nhờ máy cắt (không được thể hiện trên hình vẽ) thành các tấm vật liệu 17 có chiều dài thích hợp, ví dụ như 1 mét. Sau đó, các tấm vật liệu 17 bằng xốp polysteren này được cấp vào khoảng trống giữa lưới trên 11 và lưới dưới 12 và được định vị sao cho các tấm nằm sát nhau theo chiều dọc của tấm cốt thép và các rãnh 18 trên đó khớp với các thanh giằng 13 của lưới dưới 12 (xem H.6). Lúc này, lưới trên 11 được dẫn hướng xuống dưới nhờ các con lăn dẫn hướng 9 và ráp với lưới dưới nhờ các con lăn đè 10.
Tiếp theo, lưới trên 11 và lưới dưới 12 được hàn với nhau nhờ các máy hàn 51, 61 sao cho đỉnh của các thanh giằng 13 của lưới dưới 12 được hàn vào phía bên của các thanh dọc 14 của lưới trên 11 và đỉnh của các thanh giằng 13 của lưới trên 11 được hàn vào phía bên của các thanh dọc 14 của lưới dưới 12.
Cuối cùng, tấm cốt thép 1 ở dạng băng liên tục được cắt nhờ máy cắt 81 thành các tấm có chiều dài định trước và tạo thành tấm cốt thép 1 thành phẩm.
Như được thể hiện trên H.7, hoạt động của từng loại máy riêng biệt của thiết bị được phối hợp đồng bộ với nhau nhờ một hệ thống điều khiển lập trình trung tâm nhưng không được mô tả chi tiết ở đây vì nó không thuộc phạm vi của sáng chế.
Kết quả thử nghiệm về khả năng chịu uốn và khả năng chịu nén
Hai tấm bê tông được đúc từ tấm cốt thép có kết cấu được mô tả trên đây đã được đưa vào thử nghiệm chịu uốn và chịu nén tại Phòng thí nghiệm và kiểm định công trình LAS-125 thuộc Trung tâm nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật xây dựng. Kết quả thử nghiệm cho thấy tấm bê tông này có khả năng chịu được tải trọng phân bố đến 907 kg/m2 khi chịu uốn và tải trọng đến 90 tấn khi chịu nén. Đây là kết quả rất cao, vượt ra ngoài dự đoán của các nhà chuyên môn trong lĩnh vực này.
Hiệu quả của sáng chế
Nhờ có kết cấu lưới thép theo sáng chế với các kích thước đáp ứng được đa số các thiết kế trong xây dựng các công trình dân dụng và công nghiệp hiện nay có thể loại bỏ được việc đan lưới cốt thép tại công trường. Điều này không chỉ giúp đẩy nhanh tiến độ thi công công trình do các tấm lưới đã được chế tạo sẵn và chỉ cần ghép với nhau tại công trường mà còn đảm bảo tốt hơn chất lượng công trình do các mối liên kết trong các tấm cốt thép đều được thực hiện bằng phương pháp hàn và kích thước lưới thép luôn đảm bảo chính xác theo thiết kế.
Một ưu điểm khác nữa của tấm cốt thép theo sáng chế là sau khi các tấm cốt thép này được lắp đặt vào vị trí, vữa bê tông có thể được phun trực tiếp lên tấm cốt thép này mà không cần phải sử dụng cốp pha vây xung quanh như phương pháp đổ bê tông đã biết. Do vậy, có thể giảm chi phí vật liệu phụ là ván khuôn, góp phần chống nạn phá rừng, và bỏ qua các công việc lắp đặt cũng như tháo gỡ cốp pha hay ván khuôn nên có thể giảm chi phí công xây dựng, đồng thời cũng giảm được thời gian thi công.
Ngoài ra, trong trường hợp sử dụng tấm cốt thép có tấm vật liệu bằng xốp polysteren ở giữa có thể không chỉ tiết kiệm được một lượng đáng kể bê tông cần sử dụng mà còn cải thiện được khả năng cách âm, cách nhiệt của công trình. Trong khi đó chất lượng công trình vẫn được đảm bảo do toàn bộ tấm cốt thép sẽ được bao bọc trong lớp vữa bê tông nên không bị ăn mòn bởi môi trường.
Một ưu điểm khác nữa của công trình xây dựng có sử dụng tấm cốt thép theo sáng chế là tấm cốt thép này không sử dụng các loại thép có đường kính lớn (đến 25 mm) như các công trình xây dựng thông thường mà chỉ sử dụng các sợi thép xây dựng có đường kính từ 3mm đến 8mm vốn là loại thép xây dựng rẻ tiền, do vậy, giá thành xây dựng công trình được giảm đáng kể.
Hơn nữa, do có thể giảm tải trọng công trình tác động lên nền móng nên có thể giảm chi phí xây dựng móng và cho phép xây dựng công trình trên nền đất yếu mà không cần các biện pháp gia cố nền đất như đóng cọc bê tông chẳng hạn. Điều này làm giảm hơn nữa chi phí xây dựng công trình.
Một ưu điểm tiếp theo của tấm cốt thép theo sáng chế là độ bền chịu nén và chịu uốn của nó cho phép sử dụng tấm cốt thép này làm tất cả các bộ phận quan trọng nhất của một công trình xây dựng như tường, sàn, mái. Do vậy, tuy công trình được đổ bê tông tại chỗ nhưng nó lại có các ưu điểm của một công trình lắp ghép từ các tấm bê tông đúc sẩn như không có các cột, xà, móng kiên cố như các công trình xây dựng thông thường khác. Nhờ đó, không gian bên trong lòng nhà trở nên thoáng hơn, dễ dàng bố trí các trang thiết bị, đồ dùng nội thất hơn. Hơn nữa, cũng có thể sử dụng tấm cốt thép theo sáng chế để xây dựng không chỉ nhà một tầng hay nhà sàn mà còn để xây dựng các nhà nhiều tầng ở các khu đô thị. Thời gian thi công một công trình như vậy có thể được rút ngắn từ 20% đến 30% so với thời gian thi công một công trình xây dựng thông thường.
Ngoài ra, tấm cốt thép theo sáng chế cũng có thể được sử dụng trong việc chế tạo các phương tiện đi biển như làm vỏ tàu, xà lan theo dạng tàu xi măng lưới thép, các nhà bè nuôi cá trên sông biển và thậm chí có thể sử dụng tấm cốt thép này trong việc xây dựng các cây cầu bê tông loại nhỏ.
Một ưu điểm khác nữa của tấm cốt thép theo sáng chế là việc sản xuất các tấm cốt thép này được thực hiện hoàn toàn tự động nên đạt được năng suất rất cao và chất lượng ổn định.
Sáng chế đã được mô tả chi tiết trên đây thông qua thiết bị theo các phương án thực hiện cụ thể của sáng chế. Tuy nhiên, sáng chế không chỉ giới hạn ở các phương án thực hiện cụ thể này mà còn bao gồm tất cả các thay đổi, thay thế tương đương, vốn có thể được thực hiện mà không vượt ra ngoài phạm vi của sáng chế như được xác định trong các điểm của Yêu cầu bảo hộ dưới đây.
Ví dụ, trong trường hợp không cần có lớp xốp polysteren giữa lưới trên và lưới dưới thì toàn bộ hệ thống sản xuất tấm xốp này như được thể hiện trên H.5 có thể được bỏ qua.
Ngoài ra, có thể nhận thấy rằng lưới trên 11 và lưới dưới 12 về cơ bản là giống nhau nên có thể sản xuất chúng một cách riêng biệt, sau đó úp ngược hai tấm vào nhau lệch đi một ô lưới theo chiều ngang để tạo thành tấm cốt thép 1 theo sáng chế. Điều này làm cho thiết bị không còn tự động hoàn toàn nhưng lại có ưu điểm là tiết kiệm được đầu tư ban đầu cho dây chuyền thiết bị do không phải sử dụng hai máy sản xuất lưới và tận dụng được lao động phổ thông ở địa phương.
10. Nội dung có thể chuyển giao
11. Thị trường ứng dụng
12. Hình ảnh minh họa
In bài viết
Các phát minh, sáng chế khác
 
Banner
Banner home right