بتن غلطکی RCC چیست؟

تشریح و توضیح  ماشین بتن غلطکی RCC

این مقاله توسط مهندس بیاتیان تهیه و تنظیم و ارسال شده است.

با تشکر از مهندس بیاتیان

شرح مقاله:

بتن غلتکی روسازی (RCC ) یک ترکیب بتنی سیمانی پرتلند با اسلامپ صفر است که توسط ماشین‌آلات متداول در بتن آسفالتی، پخش گردیده و به وسیله غلتک های فلزی چرخ لاستیکی و غلتک های ویبره ای، متراکم می‌شود.

این بتن هم در سدهاو هم در روسازی راه استفاده می‌شود. RCC در سدهای خاکی به عنوان جایگزینی برای رس بکار می‌رود. خواص مخلوط و اغلب خواص مهندسی RCCP مشابه روسازی های بتنی متعارف است. بتن غلتکی مورد استفاده در راهسازی، یک تکنولوژی در حال پیشرفت است.

بتن غلتکی بتنی است که در اجرای سازه های حجیم ( سدها ، شالوده های بزرگ و… ) کاربرد دارد و برای اجرای آن از ماشین آلات راهسازی و عملیات خاکی استفاده می شود .
چنین روش اجرایی نتایج و تبعات اولیه زیر را به دنبال خواهد داشت :

۱-انرژی لازم برای اجرا و جا دادن این گونه مصالح بیش از مقداری است که با لرزاننده های ( ویبراتور ) معمولی تامین می گردد . به همین دلیل در صورت استفاده از مصالح و مواد سیمانی مشابه آنچه در بتن لرزاننده سنتی (CVC) یا بتن متعارف به کار برده می شوند و با اجرای لایه های متوالی بتن ، می توان به کیفیتی بهتر از کیفیت بتن متعارف (CVC) دست یافت . از سوی دیگر ، مانند سدهای خاکی ، ناحیه بین دو لایه متوالی و ناحیه واقع در درون لایه ها با یکدیگر متفاوتند .
روش اجرای بتن غلتکی در مقایسه با بتن متعارف ، امکان دستیابی به سرعت زیادتری را فراهم می سازد که مزایای اقتصادی چون صرفه جویی در قیمت واحد حجم بتن و کاهشی قابل ملاحظه در زمان ساخت و همچنین در قالب بندی و … را در پی خواهد داشت .

۲-بتن غلتکی همچون تمامی انواع موجود بتن ، مخلوطی از مصالح سنگی خنثی ، مواد سیمانی و آب است .
بتن غلتکی مصالح و روشی نوین برای ساخت اقتصادی سازه های حجیم از جمله سدهای وزنی می باشد . در این نوع بتن ترکیبی از ویژگی های تکنولوژی بتن و خاک به کار گرفته شده و با استفاده از ماشین الات ساخت سدهای خاکی حمل ، پخش و متراکم می شود. بنابراین بتن ریزی سریعتر و هزینه اجرا به شدت کاهش می یابد .
امروزه سدهای بتن غلتکی در بسیاری از کشورهای در حال توسعه ساخته می شوند . زیرا این سدها مزایای اقتصادی و سرعت زیاد اجرای سدهای خاکی و ایمنی سدهای بتنی را تواماً در بردارند . پیشرفت حاصل در تکنولوژی بتن حجیم به منظور کاهش درصد سیمان منجر به پیدایش روش بتن غلتکی گردیده است .

۳-در این روش با منظور نمودن عوامل زیر درصد سیمان مصرفی کاهش یافته و بتن ریزی سریعتر و با هزینه ای کمتر انجام می شود:
*استفاده از سنگدانه های با حداکثر ابعاد بیشتر و دانه بندی خاص
*استفاده از پوزولان
*استفاده از مواد افزودنی حباب ساز و روان کننده

۴-استفاده از ماشین آلات حمل ، پخش و تراکم در عملیات خاکی و استفاده از ویبره سنگین در بتن ریزی
این نوع بتن به دلیل شرایط خاص اجرایی باید دارای روانی مناسب باشد . هنگامی که بتن غلتکی خیلی سفت باشد دانه بندی و چسبندگی مناسب جهت تراکم یکنواخت را نداشته باشد ، قسمت های تحتانی لایه تراکم مناسب را نمی بیند و هرگاه روانی این بتن خیلی زیاد باشد تحمل وزن غلتک را نداشته و غلتک لرزاننده نمی تواند مورد استفاده قرار گیرد . بنابراین در این نوع بتن انتخاب مصالح و نسبت های اختلاط از اهمیت خاصی برخوردار می باشد .

۵-ملاحظات اساسی در انتخاب نسبت اختلاط مناسب بتن غلطکی عبارتند از :
* روانی مناسب ( توجه به دانه بندی و درصد آب مناسب برای تراکم )

* مقاومت کافی ( تامین خواص مکانیکی و چسبندگی درزها )
* آب بندی ( کنترل تراوش )
* حرارت هیدراتاسیون کم ( محدود نمودن پتانسیل ترک های حرارتی )

-سه روش طراحی سد بتن غلتکی :

*روش طراحی سد بتن غلتکی در سال های ۱۹۷۰ به سه طریق متفاوت در حال شکل گیری و تبیین بود . در ایالات متحده نوع کم سیمان آن مبتنی بر روش های مربوط به مصالح و اجرای سدهای خاکی توسط گروه مهندسین ارتش (Army Corps of Engineers ) توسعه یافت. مهندسین انگلیسی گزینه دیگری با خمیر سیمان زیاد به صورت تلفیقی از طرح اختلاط بتن متدوال و روش های ساخت سدهای خاکی را در نظر داشتند . گروه مهندسین ژاپنی روش دیگری را تعقیب نمودند که سد بتنی متراکم شده با غلتک ( RCD ) نامیده می شد . از سه حالت فوق RCD محافظه کارانه ترین حالت نسبت به سد بتنی مرسوم و تجارب اجرایی آن می باشد.

*روش طرح مخلوط با خمیر زیاد (روش انگلیسی):
روش طراحی مخلوط با خمیر زیاد اولین بار توسط مهندسی به نام دانستان (Dunstan ) ابداع گردید و اداره عمران ایالات متحده بعداً تغییراتی در آن اعمال نمود که در سد آپراستیل واتر (Upper Still Water ) به کار برد . این روش با مفاهیم طراحی سد بتن غلتکی با خمیر زیاد منطبق بوده و در آن کل سازه غیرقابل نفوذ منظور می شود و چسبندگی بین لایه ها با توجه به ویژگی مخلوط فراهم می گردد . به منظور دستیابی به چنین معیارهایی مواد شیمیایی بیشتر در مخلوط مصرف می شود تا بتن غلتکی با خمیر زیاد حاصل شود .

*روش سد بتنی متراکم شده با غلطک RCD ( روش ژاپنی) :
معیارهای طراحی مخلوط در روش RCD به شرح زیر است :
۱٫ مقدار سیمان بایستی حتی الامکان کم در نظر گرفته شود در حالی که با مشخصه های مقاومت در نظر گرفته شده سازگار باشد . مقداری خاکستر بادی به عنوان ماده افزودنی مصرف شده تا بدین وسیله گرمای هیدراتاسیون و نیازهای آب مخلوط کاهش یابد .
۲٫ لازم است نسبتی از ماسه به مصالح سنگدانه ای درشت دانه بیش از نسبت در نظر گرفته شده برای بتن حجیم معمولی منظور شود تا جدا شدن دانه ها کاهش یافته و تسهیلاتی در عمل تراکم با غلتک های ارتعاشی فراهم آورد .
روش کم سیمان (گروه مهندسین ارتش آمریکا) :
این روش مبتنی بر تجارب حاصله در هفت پروژه بتن غلتکی می باشد . روش مذکور از دستورالعمل ACI شماره ۳/۲۱۱ تحت عنوان روش استاندارد برای انتخاب نسبت های اختلاط در بتن بدوناسلامپ پیروی می کند . دستورالعمل فوق شامل چند جدول است که از روی تجربیات مذکور در ارتباط با بتن غلتکی تهیه شده است . این روش تعیین نسبت های اختلاط می تواند برای دامنه وسیعی از مصالح و مشخصات پروژه مورد استفاده قرار گیرد .

۵- پروفیلهای دمایی ناشی از گیرش سیمان در سدهای بتن غلطکی (با ساخت لایه ای سریع)
استفاده از بتن غلتکی (RCC ) میتواند سرعت عملیات ساخت سدهای بتنی را بنحو چشمگیری افزایش دهد. از سوی دیگر عدم امکان استفاده از سیستم های پس سرد کن بتن ( Post Cooling ) و محدود بودن تعداد درزهای عرضی در این نوع سدها باعث شده تا بررسی مسائل حرارتی و پروفیل های زمانی دمای بتن بدنه سد از پارامترهای مهم در طراحی و برنامه ریزی اجرایی این نوع سدها بشمار آید. با استفاده از نرم افزار مناسب میتوان گزینه های مختلف مواد و مصالح مورد روش های و عملیات اجرایی و عواقب آن بر توزیع حرارتی بدنه سد را تجربه نموده به گزینه بهینه از نظر فنی و اجرایی دست یافت[۷۶]. در اینجا خلاصه ای از نتایج کاربرد نرم افزار تحلیل عددی توزیع حرارت ناشی از هیدراسیون مواد سیمانی و پیش بینی پروفیل های زمانی دما در نقاط مختلف بدنه سدهای RCC با لحاظ نمودن روش لایه ای ساخت این نوع سدها ارائه شده است.

۶-شبکه بندی مقطع سد بتن غلتکی (شبکه بندی بی ساختار در پی و با ساختار در بخش بتنی)

پروفیلهای دمای ناشی از هیدراتاسیون سیمان طی مراحل مختلف ساخت لایه ای در مقطع سد بتن غلتکی

 

۷-دلایل گسترش استفاده از بتن غلتکی

*۱) هیچ وسیله ودستگاه خاصی برای ساخت آن لازم نیست و با ماشین متداول برای روسازی آسفالتی قابل اجرا است.

*۲) باعث افزایش سرعت اجرا و در نتیجه باعث صرفه جویی اقتصادی در مقایسه با سایر روسازیهامی‌شود. (حدود ۳۰درصد صرفه جویی در مقایسه با روسازی بتنی)

*۳) معمولاً نیازی به استفاده از داول در درزها و تقویت سازه‌ای با فولاد ندارد.

*۴) به خاطر استحکام سازه‌ای بعد از تراکم، در آن زودتر از سایر روسازیهای بتنی، می‌توان به ترافیک اجازه عبور داد.

*۵) دلیل دیگر استفاده از بتن RCC مصرف کم سیمان در این نوع روسازی نسبت به سایر روسازیهای بتنی است. تکنولوژی RCC برای راه، انبارهای ذغال سنگ، انبار دسته بندی الوار، مناطق بندری، مناطق با ترافیک سنگین، پایدار کردن شیب خاکریزها یا سدها، خشک کردن حوضچه‌های لجنی، یا خشک کردن تالاب‌های حاوی پساب و سکوهای قابل حمل دستی استفاده می‌شود. استفاده ازخاکستر بادی، کارآیی بتن را بهبود می بخشد و باعث بهبود رفتار RCCP در مقابل ترک می‌شود.

۸-معایب و مشکلات استفاده از روسازی بتن غلتکی

*استفاده از RCC در روسازی مشکلات و معایبی نیز داردکه می توان آنها را چنین بر شمرد: ۱) درراههای با ترافیک سنگین
• بدست آوردن بافت سطحی مناسب برای جلوگیری ازلغزش، خیلی دشوار است.
• صاف کردن سطح RCCP دشوار است.
۲) با توجه به اینکه عملکرد مطلوب RCC به تغییرات رطوبت لازم برای حصول به تراکم کافی، حساس است. لذا به اجرای دقیق و کنترل نمودن بهنگام ساخت نیاز دارد.
۳) کمبود اطلاعات مربوط به عملکرد طولانی مدت، عامل موثر دیگری در استفاده نکردن آن در بعضی کشورها است.
RCCP با توجه به آنکه روی زمین متراکم می‌شود، زمین زیرین در انسجام (قوام) بتن تازه واندرکنش آن بر درجه تراکم RCCP می‌تواند موثر باشد و لذا رفتار آن در طی فرآیند تراکم می‌تواند متفاوت باتراکم خاک باشد.

۹-چکیده

*استفاده از آسفالت قیری با توجه به معایب آن از جمله: آلودگی هوا و محیط زیست خصوصاً هنگام تولید، عدم سازگاری با شرایط اقلیمی به ویژه در فصل سرما، تغییر شکل و عمر کوتاه، عدم دوام در برابر مواد شیمیایی. با توجه به قیمت آن لازم دیده شد که طرحی مناسب و جایگزین با قابلیتهای مصالح موجود در کشور انتخاب گردد که پس از مطالعات اولیه و اجرای آزمایش با توجه به قابلیتهای فراوان رویه بتنی توانمند زود سخت شونده RCCP

*( ROLLER COMPACTED CONCRETE PAVEMENTS)

*عبارتند از: دامنه کاربرد بسیار وسیع، مقاومت فشاری بیش از سه برابر ماکزیمم مقاومت فشاری ثبت شده برای آسفالت قیری، صلبیت و عدم تغییر شکل، سازگاری با شرایط اقلیمی سرد و گرم، سرعت بالای اجرا و امکان بهره‌برداری زود هنگام،

*ازجمله مشکلات اساسی معابر سواره رو خیابانها و شبکه‌های بزرگراهی و محوطه‌های صنعتی در کشور ما تخریب و تعویض‌های متوالی آسفالت می‌باشد که در کنار تحمیل خسارات میلیاردی به اقتصاد ملی، ضریب ایمنی جاده‌ها و خیابانهای کشور را نیز به شدت کاهش داده است و البته خسارات فراوانی نیز به خودروها وارد می‌کند به نحوی که این وضعیت مورد اعتراض ۱۰۰ درصد صاحبان اتومبیل‌ها و رانندگان می‌باشد! اعتراض که تکنولوژی فعلی ساخت معابر قادر به پاسخگویی و رفع این معضل نیست و نیازمند تغییر ساختاری و تکنیکی طراحی و ساخت معابر سواره رو و ترافیکی می‌باشد. از طرفی معضل زیست محیطی استفاده از مواد فعلی و هیدروکربن‌ها در ترکیب آسفالت قیری در کنار پائین بودن قابلیت‌ها و آسفالت‌ قیری برای احراز بسیاری از مشخصات فنی مورد لزوم در معابر ترافیکی بالاخص دوام و پایداری در برابر تغییرات جوی و سیکل‌های یخبندان، گزینه‌ رویه‌های بتنی RCCP را پیش رو قرار داده است.

۱۰-معایب آسفالت قیری

*آسفالت قیری که در مقابل فشارهای فیزیکی مقاومت چندانی ندارد، این مقاومت در مرغوبترین آسفالت قیری ایران معادل ۸۵ـ۷۵ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع است. و در برابر تغییرات جوی و تغییر دما تغییر شکل می‌دهد و عمر مفید کوتاهی دارد.

* آلودگی هوا و محیط زیست

*برای تهیه آسفالت قیری به چیزی حدود ۱۴۰ درجه سانتیگراد دما نیاز هست و در نتیجه برای تولید این نوع آسفالت مقادیر قابل توجهی سوخت به مصرف می‌رسد و می‌توان گفت به لحاظ زیست محیطی، اقتصادی و خصوصاً آلودگی هوا در کلان شهرها بسیار نامناسب است.

*

*عدم سازگاری با شرایط آب و هوایی

*بخش قابل توجهی از افت کیفیت آسفالت‌های قیری در عبور از فصل سرما و یخبندان اتفاق می‌افتد و عواملی از قبیل پدیده جذب آب و یخ زدگی و آب شدگی، نفوذ آب به لایه‌های زیرین و یا استفاده از نمک برای یخ‌زدائی از جمله عوامل اصلی، تخریب آسفالتهای قیری در عبور از فصل سرما می‌باشد.

*در مناطق گرمسیر با مشکل تغییر شکل آسفالت قیری مواجه هستیم.

*عدم دوام در برابر مواد شیمیایی

*آسفالت قیری در برابر مواد نفتی مانند گازوئیل، نفت، بنزین و اسیدهایی که در محوطه‌های صنعتی وجود دارند تخریب می‌شوند.

*استفاده از قیر نامناسب

*قیر مورد مصرف در راه‌سازی به طور مستقیم در مقابل عوامل جوی بوده و باید ضربه‌های ناشی از حرکت وسایل نقلیه را تحمل نماید

۱۱-خواص بتن غلطکی

*به طور کلی خواص بتن غلطکی سخت شونده بستگی به دانه‌بندی،‌ جنس و شکل سنگدانه‌ها، و مواد سیمانی، نحوه ساخت مخلوط، درصد تراکم و کنترل اجرا دارد. مزیت این روش ساخت بتن، هزینه کمتر از انواع دیگر بتن و سرعت اجرایی بسیار زیاد آن بوده و در عین حال دارای خواص مکانیکی مورد نیاز بتن معمولی نیز می‌‌باشد. عموماً بتن غلطکی را بتنی سفت با اسلامپ صفر تعریف می‌کنند.

*کاربرد رویه بتنی RCCP زود سخت شونده

*دامنه کاربرد بسیار وسیع در ساخت جاده‌ها و خیابانهای اصلی و فرعی، آزاد راه‌ها، باند پرواز، آشیانه هواپیما، کف

۱۲-نتیجه‌گیری

*پس از ذکر معایب آسفالت قیری و مزایای بتن غلطکی لازم است بدانیم که اولین گام‌ها برای جایگزینی برداشته شده و نمونه‌ای برای ارزیابی و استناد اتفاق افتاده است. بیش از ۴۰ سال است که شیوه تولید، استفاده و مزایای بتن غلطکی در دانشگاه‌های ما تدریس می‌شود، نیروی متخصص و آگاه در این باره در کشور تربیت شده است و همه شرایط و امکانات فراهم است، اما هم چنان از آسفالت قیری استفاده می‌شود.

*ملاحظات اساسی در انتخاب نسبت اختلاط مناسب بتن غلطکی عبارتند از :

*۱٫ روانی مناسب ( توجه به دانه بندی و درصد آب مناسب برای تراکم )

*۲٫ مقاومت کافی ( تامین خواص مکانیکی و چسبندگی درزها )

*۳٫ آب بندی ( کنترل تراوش )

*۴٫ حرارت هیدراتاسیون کم ( محدود نمودن پتانسیل ترک های حرارتی )

………………………………………………………………………………………

برای مشاهده هر کدام از موارد زیر کافیست روی عنوان موردنظر کلیک کنید.

جهت مشاهده رساله و مطالعات بیشتر به صورت رایگان  اینجا را کلیک کنید.

جهت مشاهده و دانلود رایگان مقالات معماری اینجا را کلیک کنید.

جهت مشاهده نقشه و پلان های معماری به صورت رایگان  اینجا را کلیک کنید.

جهت یادگیری اتوکد در  معماری به صورت رایگان  اینجا را کلیک کنید.

جهت یادگیری فتوشاپ در  معماری به صورت رایگان  اینجا را کلیک کنید.

جهت یادگیری تری دی مکس در  معماری به صورت رایگان  اینجا را کلیک کنید.

جهت یادگیری وی ری  در  معماری به صورت رایگان  اینجا را کلیک کنید.

جهت یادگیری راندو به صورت رایگان و مشاهده نمونه های موردی اینجا را کلیک کنید.

جهت یادگیری نحوه محوطه سازی در معماری و مشاهده نمونه های موردی اینجا را کلیک کنید.

برای هرچه بهتر شدن مطالب سایت ما را از دیدگاه سازنده خود آگاه سازید.