بتن غلتکی که به اختصار به آن RCC (Roller-compacted concrete) گفته می‌شود، بیشتر به منظور رویه بتنی در روسازی راه‌ها یا در ساخت سدها استفاده می‌شود. این بتن همانند بتن معمولی از آب، سیمان (مواد مکمل سیمانی)، سنگدانه (شن و ماسه) و مواد افزودنی تشکیل شده است، اما میزان و نسبت اختلاط آن با بتن معمولی متفاوت است. در این مقاله از بلاگ رامکا بر آن هستیم ضمن بررسی مفهوم بتن غلتکی، مزایای آن و همچنین نسبت‌های طرح اختلاط آن را بیان کنیم. پس تا انتها همراه ما باشید.
بتن غلتکی (RCC) چیست؟
بتن غلتکی (RCC) نشان‌دهنده توسعه نسبتاً جدید فناوری ساخت سدها و کانال‌ها است. این فناوری بر اساس این مفهوم است که اگر مخلوط بتن بدون اسلامپ (بتن با اسلامپ صفر) با همان ماشین‌آلاتی که برای ساخت سدهای خاکی به کار می‌رود، انتقال یافته، جای داده شده و متراکم گردد، می‌تواند مشخصات طرح بتن حجیم معمولی را کسب کند.
در این نوع بتن، سخت شدن مصالح درون بتن، اساساً از نظر ظاهر و خواص فیزیکی، مشابه بتن حجیم معمولی است. کنترل‌های دانه‌بندی مصالح سنگی، در مقایسه با سنگدانه‌هایی که معمولاً در بتن حجیم به کار می‌رود، بسیار ساده‌تر است، زیرا در این نوع بتن‌ها، از رابطه متعارف بین نسبت آب به سیمان و مقاومت استفاده نمی‌شود. در بیشتر موارد، ضرورتی ندارد که مصالح ریزتر از الک نمره ۲۰۰ را از مخلوط خارج کنیم.
ابر روان کننده بتن فیوژن پلاس +FUSION
افزاینده مقاومت بتن و کاهنده آب قوی در مدت کم
ابر روان کننده بتن
ابر روان کننده بتن نئون پلاس +NEON
افزایش اسلامپ بتن با نسبت آب به سیمان پایین در کوتاه‌مدت
آیین‌نامه ACI 207R-80 گزارشی را همراه جزئیات در مورد RCC، شامل: تشریح مصالح، نسبت‌های اختلاط، خواص و طراحی و فناوری ساخت آن ارائه می‌دهد که چکیده‌ای از این مطلب که در اینجا به طور خلاصه ذکر می‌شود، بر اساس گزارش مزبور و چندین گزارش دیگر است.
| اندازه حداکثر مصالح سنگی درشت [mm (in)] | مقدار توصیه شده هوا (درصد مخلوط کامل) | ماسه (درصدی از حجم کل مصالح سنگی) | میانگین مقدار آب در بتن بدون حباب هوا [kg/m3, (Ib/yd3)] | میانگین مقدار آب در بتن با حباب هوا [kg/m3, (Ib/yd3)] | میانگین مقدار آب در بتن با حباب هوای دارای ماده افزودنی کاهنده آب [kg/m3, (Ib/yd3)] |
| 10 (3/8) | 8 | 60 | 210 (352) | 190 (320) | 180 (300) |
| 12.5 (1/2) | 7 | 50 | 200 (336) | 180 (305) | 170 (285) |
| 20 (3/4) | 6 | 42 | 185 (316) | 165 (280) | 157 (265) |
| 25 (1) | 5 | 37 | 178 (300) | 158 (265) | 148 (250) |
| 40 (1.5) | 4.5 | 34 | 165 (280) | 145 (245) | 135 (230) |
| 50 (2) | 4 | 30 | 158 (266) | 136 (230) | 127 (215) |
| 80 (3) | 3.5 | 28 | 143 (242) | 120 (205) | 112 (190) |
| 150 (6) | 3 | 24 | 125 (210) | 98 (165) | 92 (150) |
مزایا و کاربرد بتن غلتکی
هیروسه و یاناگیدا بر اساس تجربیات کشور ژاپن در زمینه ساخت RCC، بعضی از مزایای این نوع سدها را به صورت زیر فهرست کرده‌اند :
- در سدهای ساخته شده با بتن RCC، مصرف سیمان کمتر است، زیرا در آنها می‌توان از بتن رقیق‌تری استفاده نمود.
- هزینه‌های قالب‌بندی در بتن غلتکی کمتر است، زیرا روش جای دادن بتن در آنها، به صورت لایه لایه است .
- در سدهای RCC استفاده از سرمایش با لوله غیرضروری است، زیرا افزایش دمای آنها کم است.
- هزینه انتقال بتن در بتن RCC، کمتر از روش جرثقیل کابلی است، زیرا بتن مزبور می‌تواند با کامیون‌های کمپرسی از عقب خالی شو حمل شده، با بولدورزها پخش شده و با غلتک‌های ویبره متراکم گردد.
- میزان بهره‌دهی ماشین‌آلات و نیروی انسانی در آنها بالا است، زیرا سرعت جای دادن بتن بیشتر است.
- مدت ساخت بتن‌های غلتکی به میزان زیادی می‌تواند کاهش یابد.
از سال ۱۹۷۴ تا کنون، 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، سد تاماگاوا (شکل زیر) با ۱۰۳ متر ارتفاع است.
در سال ۱۹۸۲، ساخت اولین سازه تماماً RCC دنیا، یعنی سد ویلو کریک، یک سال پس از برگزاری مناقصه آن به بهره‌برداری رسید. اجرای این سد، در مقایسه با آلترناتیو طرح سد خاکی که برای ۳ سال برنامه‌ریزی شده بود، ۱۳ میلیون دلار صرفه‌جویی در برداشت.
اگر RCC را با بتن معمولی مقایسه کنیم، صرفه‌جویی حاصله بسیار بیشتر خواهد بود. هزینه اجرای RCC در محل، به طور میانگین حدود ۲۰ دلار برای هر یارد مکعب است که می‌توان آن را با ۶۵ دلار برای هر یارد مکعب که برای بتن حجیم معمولی تخمین زده می‌شود، مقایسه کرد. چندین سد RCC در دست طراحی و دو تا در دست ساخت می‌باشند. یکی از این سدها، سد اپر استیل واتر در یوتا است که ۸۴ متر ارتفاع دارد و به ۱٫۰۷ میلیون متر مکعب بتن از نوع RCC نیازمند است.
بیشتر بخوانید: بتن حجیم چیست؟
طرح اختلاط، مصالح و مشخصات RCC
روانی مورد نیاز بتن غلتکی RCC، اساساً با بتن معمولی متفاوت است. بتن برای تراکم مؤثر، باید خشک باشد تا از فرو رفتن ماشین‌آلات غلتکی لرزه‌ای 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 هنگام عملیات مخلوط کردن و تراکم لرزه‌ای 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 می‌شود و بهترین تراکم در خیس‌ترین مخلوطی که بتواند عمل غلتک لرزه‌ای را تحمل کند، رخ می‌دهد. به عبارت دیگر، روانی مورد نیاز نقش مهمی در انتخاب مصالح و نسبت‌های مخلوط ایفا می‌کند.
سنگدانه مصرف شده در بتن سد ویلو کریک، حاوی حدود ۲۵% شن ماسه‌دار 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 می‌دهد.
اگر چه حداکثر اندازه تا ۲۳۰ میلی‌متر برای RCC در نظر گرفته شده (مثلاً در سد تاربلا پاکستان)، ولی در سد ویلو کریک، به منظور آنکه تمایل مصالح به جداشدگی به حداقل برسد، حداکثر اندازه ۷۵ میلی‌متر ترجیح داده شد.
از نقطه نظر کارایی، معمولاً از خاکستر بادی در مخلوط‌های RCC استفاده می‌شود. احتمالاً به دلیل روانی کم و خشکی بتن تازه و مقدار کم خمیر سیمان در آن، استفاده از افزودنی‌های روان کننده بتن (کاهنده آب) یا مواد افزودنی حباب هوا ساز بتن، هیچ سودی برای مخلوط‌های بتن سد ویلو کریک نخواهد داشت. در این سد، به دوام بتن مزبور در برابر عمل یخ‌زدگی نیازی نبود، زیرا بخش اعظم بتن هرگز در معرض چرخه‌های تر و خشک شدن و یخ زدن – آب شدن قرار نمی‌گرفت و وجه نمایان بالادست سازه، از بتن معمولی با حباب هوا ساخته شد.
ابر روان کننده بتن
ابر روان کننده بتن فیوژن پلاس +FUSION
افزاینده مقاومت بتن و کاهنده آب قوی در مدت کم
ابر روان کننده بتن
ابر روان کننده بتن نئون پلاس +NEON
افزایش اسلامپ بتن با نسبت آب به سیمان پایین در کوتاه‌مدت
فوق روان کننده بتن
فوق روان کننده بتن پایتون PYTHON
افزایش روانی بتن در محل بتن‌ریزی، ویژه لوله پمپاژ طولانینسبتهای اختلاط و مشخصات مصالحی که در سد ویلو کریک، برای محدوده بتن‌های RCC استفاده شده است، در جدول زیر درج گردیده است.
بر اساس گزارش اشرادر، سد ویلو کریک به صورت یک جرم یکپارچه و بدون درزهای عمودی ساخته شده که این عمل به عنوان یک انحراف عمده از طراحی و ساخت معمول سدهای بتنی محسوب می‌شود، زیرا در سدهای بتنی به طور معمول درزهای عمودی در هر ۴۰ تا ۶۰ft (12 تا ۱۸m) قرار داده می‌شود.
در ساخت این سد 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 سانتی‌گراد ظرف مدت ۴ هفته بوده است.
| وجه سرریز | وجه پایین‌دست | وجه بالادست | مخلوط داخلی | |
| سیمان (نوع II) | 315 | 175 | 175 | 80 |
| خاکستر بادی | ۱۳۵ | ۸۰ | ۰ | ۳۲ |
| آب | ۲۰۰ | ۱۸۵ | ۱۸۵ | ۱۸۲ |
| حداکثر اندازه مصالح سنگی (بر حسب in) | 1 (1/2) | 3 | 3 | 3 |
| مقاومت فشاری (بر حسب Psi) – ۹۰ روزه | ۴۴۵۰ | ۲۸۵۰ | ۲۳۱۰ | ۱۰۶۰ |
| مقاومت فشاری (بر حسب Psi) – یک ساله | ۶۱۵۰ | ۴۵۵۰ | ۳۶۵۰ | ۱۶۸۰ |
یکی از مشکلات ناشی از روانی کم و خشکی بتن RCC این است که پیوند بتن تازه و سخت شده قبلی به سختی صورت می‌گیرد. تحقیقات نشان داده استفاده از مخلوط‌های با روانی زیاد به عنوان مخلوط بستر، در لایه‌های اولیه بتن جدید، برای کاهش تمایل به تشکیل درزهای سرد مفید است. به طور معمول، مخلوط‌های بستر حاوی (۱۹۶kg/m3) 330Ib/yd3 سیمان و (۷۷kg/m3) 130Ib/yd3 خاکستر بادی می‌باشند و حداکثر اندازه مصالح سنگی در آنها ۱۹ میلی‌متر است.
به طور کلی، خواص خزشی و حرارتی RCC در محدوده بتن حجیم معمولی است. نتایج آزمایش‌های تراوایی روی بتن سد اپر استیل واتر نشان داد میزان تراوایی به ازای یک مقاومت فشاری قابل مقایسه، برابر با ۴-۱۰×۱٫۲ بود که مساوی با کمتر از مقدار نظیر در بتن حجیم معمولی است. این امر به مقدار زیاد ریزدانه‌های خاکستر بادی و نیز به نسبت کم آب به مواد سیمانی (۰٫۴۳ تا ۰٫۴۵) نسبت داده می‌شود.
همان‌طور که گفته شد نسبت‌های اختلاط بتن غلتکی با بتن معمولی کاملاً متفاوت است و ویژگی‌های آن تفاوت عمده‌ای با بتن‌های حجیم معمولی و… دارد. در این مقاله از بلاگ رامکا تلاش شد اطلاعاتی کلی درباره بتن غلتکی در اختیار شما مخاطبین عزیز قرار گیرد. خواهشمندیم با ارائه نظرات خود، ما را در تولید محتوایی بهتر یاری کنید.
با عرض سلام و خسته نباشید،بنده غایبی هستم از شرکت بنیان بتن سبزوار زیرمجموعه شرکت سیمان لار سبزوار،سرپرست کارگاه و مدیر کنترل کیفیت شرکت بنیان بتن،در رابطه با بتن غلتکی خاستم یک سری مشاوره و راهنمایی داشته باشیم باهم،خوشحال میشم یک
سری اطلاعات مفید و لازم در این زمینه به دست بیاریم،اگر تمایل به همکاری داشتید پیام بدید یا با این شماره تماس بگیرید..
از آشنایی با شما خوشحالیم
امیدواریم در هر جایگاهی هستید، موفق باشید.
فوق العاده است! اصلاً فکرشو نمی کردم.
سپاس از لطف شما🌹
مهندس در بتن غلتکی شن و ماسه خاصی باید مصرف بشه؟
شن و ماسه شکسته کوهی