مفهوم و اهمیت بتن غلتکی

بتن غلتکی (RCC) نشاندهنده توسعه نسبتا جدید فن اوری ساخت سدها وکانالها است. این فن آوری، براساس این مفهوم است که اگر مخلوط بتن بدون اسلامپ (یعنی بتن با اسلامپ صفر)، با همان ماشین آلاتی که برای ساخت سدهای خاکی به کار میرد، انتقال یافته،جای داده شده، و متراکم گردد می تواند مشخصات طرح بتن حجیم معمولی را کسب کنند. در این نوع بتن، سخت شدن مصالح درون بتن، اساسا از نظر ظاهر و خواص فیزیکی، مشابه بتن حجیم معمولی است. کنترلهای دانه بندی مصالح سنگی، در مقایسه با سنگدانه هایی که معمولا در بتن حجیم به کار می رود، بسیار ساده تر است. زیرا در این نوع بتن ها، از رابطه متعارف بین نسبت آب به سیمان و مقاوت استفاده نمی شود. در بیشتر موارد، ضرورتی ندارد که مصالح ریزتر از الک نمره ۲۰۰ را از

مقادیر تقریبی هوا و اب در هر متر مکعب بتن،برای بتن های با مقادیر مختلف حداکثر اندازه مصالح سنگی
مقادیر تقریبی هوا و اب در هر متر مکعب بتن،برای بتن های با مقادیر مختلف حداکثر اندازه مصالح سنگی

مخلوط خارج کنیم .ایین نامه ACI 207R-80 گزارشی را ، همراه جزییات ، در مورد RCC ، شامل تشریح مصالح، نسبت های اختلاط، خواص و طراحی و فن آوری ساخت آن ارائه می دهد، چکیدهای از این مطلب، که در اینجا به طور خلاصه ذکر می شود، براساس گزارش مزبور و چندین گزارش دیگر ، می باشد.

هیروسه و یاناگیدا Hirose& Stangida بر اساس تجربیات کشور ژاپن در زمینه ساخت RCC ، برخی از مزایای این نوع سدها را به صورت زیر فهرست کرده اند:

  • در این نوع سدها، مصرف سیمان کمتر است، زیرا در آنها می توان از بتن رقیق تری استفاده کرد. و هزینه های قالب بندی در آنها کمتر است زیرا روش جای دادن بتن در آنها، به صورت لایه لایه است .
  • در سدهای RCC استفاده از سرمایش با لوله غیر ضروری است، زیرا افزایش دمای آنها کم است . هزینه انتقال بتن در آنها، کمتر از روش جرثقیل کابلی است، زیرا بتن مزبور می تواند با کامیون های کمپرسی از عقب خالی شو حمل شد، با بولدورزها بخش شده، و با غلتک های ویبره متراکم شود و میزان بهره دهی ماشین الات و نیروی انسانی در آنها بالا است، زیرا سرعت جای دادن بتن زیادتر است .
  • مدت ساخت، به میزان زیادی می تواند کاهش یابد.
بیشتر بخوانید  بتن پرمقاومت | طرح اختلاط، روش ساخت و کاربرد های بتن با مقاومت بالا

از سال ۱۹۷۴ تاکنون، ۰٫۵ میلیون متر مکعب بتن از نوع RCC در سه سد ژاپن ریخته شده است؛ و دو سد دیگر که در حال حاضر در حال ساخت هستند، نیاز به ۱٫۳۵ میلیون متر مکعب بتن از نوع RCC دارند، که از جمله آنها، بسد تاماگاوا با ۱۰۳ متر ارتفاع می باشد.

تجربیات RCC در ایالات متحده نیز مشابه فوق است. در سال ۱۹۸۲، ساخت اولین سازه تماما RCC دنیا، یعنی سد ویلو گریک (شکل زیر)، یک سال پس از برگزاری مناقصه آن، به بهره برداری رسید. اجرای این سد، در مقایسه با آلترناتیو طرح سد خاکی که برای ۳ سال برنامه ریزی شده بود، ۱۳ میلیون دلار صرفه جویی در برداشت. اگر RCC را یا بتن معمولی مقایسه کنیم، صرفه جویی حاصله خیلی بیشتر است. هزینه اجرای RCC در محل، به طور میانگین در حدود ۲۰ دلار برای هر یارد مکعب است که می توان آن را با ۶۵ دلار برای هر یارد مکعب، که برای بتن حجیم معمولی تخمین زده می شود، مقایسه کرد. چندین سد RCC در دست طراحی و دو تا در دست ساخت می باشند. یکی از این سدها، سد اپر استیل واتر در یوتا است، که ۸۴ متر ارتفاع دارد، و به۱٫۰۷میلیون مترمکعب بتن از نوع RCC نیاز دارد.

مصالح، نسبت های اختلاط و مشخصات RCC

روانی مورد نیاز RCC، اساسا با بتن معمولی متفاوت است. بتن، برای تراکم مؤثر، باید خشک باشد تا از فرو رفتن ماشین الات غلتکی لرزه ای در آن جلوگیری شود، ولی بتن مزبور باید در عین حال، به اندازه کافی خیس باشد تا اجازه توزیع مناسب ملات چسبنده در میان مصالح در هنگام عملیات مخلوط کردن و تراکم لرزه ای را بدهد. ایده متعارف کاهش دادن نسبت آب به سیمان، برای کسب حداکثر مقاومت، در این نوع بتنها کاربرد ندارد؛ بهترین تراکم، موجب بیشترین مقاومت می شود، و

بیشتر بخوانید  آب‌بند یا نم‌بند بتن | افزودنی های آب‌ بند بتن کدامند و هر یک از چه اجزایی تشکیل شده اند؟

سد ویلو کریک (Willow Creck)، در ایالت اورگان اولین سازه بتنی تمام RCCاست. این عکس، حدود ۱۸ هفته پس از شروع بتن ریزی را نشان میدهد.
سد ویلو کریک (Willow Creck)، در ایالت اورگان اولین سازه بتنی تمام RCCاست. این عکس، حدود ۱۸ هفته پس از شروع بتن ریزی را نشان میدهد.

بهترین تراکم در خیس ترین مخلوطی که بتواند عمل غلتک لرزه ای را تحمل کند، رخ می دهد. به عبارت دیگر، روانی مورد نیاز، نقش مهمی را در انتخاب مصالح و نسبتهای مخلوط ایفا میکند.

سنگدانه مصرف شده در بتن سد ویلوگریک، حاوی حدود ۲۵ درصد شن ماسه دار سیلتی است. در بتن مصرفی در این سد، از مصالح سنگی شسته استفاده نشد. در حقیقت، وجود مصالح رد شده از الک نمره ۲۰۰ در بتن، قابلیت تراکم آن را بهبود بخشیده، و مقاومت بتن متراکم شده را افزایش دهد. اگر چه حداکثر اندازه تا mm ۲۳۰ برای RCC به کار گرفته شده است (مثلا در سد تاربلا، پاکستان)، ولی در سد ویلوتریک، به منظور آنکه تمایل مصالح به جداشدگی به حداقل برسد، حداکثر اندازه ۷۵ mm ترجیح داده شد.

از نقطه نظر کارایی، معمولا از خاکستر بادی در مخلوطهای RCC استفاده میشود. احتمالا به دلیل روانی کم و خشکی بتن تازه و مقدار کم خمیر سیمان در آن، استفاده از افزودنی های کاهش دهنده آب یا مواد افزودنی حباب هواساز، هیچ سودی برای مخلوطهای بتن سد ویلوکریک نخواهدداشت.

به دوام بتن مزبور در برابر عمل یخ زدگی نیازی نبود، زیرا بخش اعظم بتن هرگز در معرض چرخه های تر و خشک شدن، و یخ زدن – آب شدن قرار نمی گیرد. وجه نمایان بالادست سازه، از بتن معمولی با حباب هوا ساخته شد. نسبت های اختلاط، و مشخصات مصالحی که در سد ویلوکریک، برای محدوده بتن های RCC استفاده شده است، در جدول زیر درج گردیده است.

براساس گزارش اشرادر (Schrader) ،سد ویلوکریک به صورت یک جرم یکپارچه، و بدون

درزهای عمودی ساخته شده است، که این عمل به عنوان یک انحراف عمده از طراحی و ساخت معمول سدهای بتنی محسوب می شود، زیرا در سدهای بتنی، به طور معمول،

نسبت های اختلاط(Ib/yd 3 ) ،و مشخصات مصالح بتن های غلتکی
نسبت های اختلاط(Ib/yd 3 ) ،و مشخصات مصالح بتن های غلتکی

درزهای عمودی در هر ۴۰ تا ft 60(12 تا ۱۸mm) قرار داده میشود. از روش پس سرمایش، یا سرد کردن مصالح سنگی، و نیز از یخ استفاده نشد. به دلیل مقدار بسیار کم سیمان در بتن داخلی، افزایش دمای آدیاباتیک فقط به میزان ۱۱ درجه سانتی گراد در ظرف مدت ۴ هفته بوده است.

بیشتر بخوانید  بتن الیافی | طرح اختلاط، روش ساخت و کاربرد های بتن الیافدار

یک مشکل ناشی از روانی کم و خشکی بتن RCC این است که پیوند بتن تازه و بتن سخت شده قبلی به سختی صورت میگیرد. تحقیقات نشان داده است که استفاده از مخلوطهای با روانی زیاد، به عنوان مخلوط بستر، در لایه های اولیه بتن جدید، برای کاهش تمایل به تشکیل درزهای سرد مفید است. به طور معمول،

مخلوطهای بستر حاوی (۱۹۶ kg / m3) 330Ib/yd 3سیمان، (۷۰ kg / m3) 130Ib/yd خاکستر بادی می باشند، و حداکثر اندازه مصالح سنگی در آنها mm۱۹ است.

به طور کلی، خواص خزشی و حرارتی RCC در محدوده بتن حجیم معمولی است. نتایج آزمایش های تراوایی بر روی بتن سد اپر استیل واتر نشان داد که میزان تراوایی به ازای یک مقاومت فشاری قابل مقایسه، برابر با ۱/۲*۱۰ بود، که مساوی با کمتر از مقدار نظیر در بتن حجیم معمولی است. این امر، به مقدار زیاد ریز دانه های خاکستر بادی و نیز به نسبت کم آب به مواد سیمانی ( ۰٫۴۳ تا ۰٫۴۵) نسبت داده میشود.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Share via
Copy link
Powered by Social Snap