بتن غلطکی RCCP
بتن غلطکی RCCP چیست؟
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:
• 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.
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. فهرست سدهایی که در ایران به این روش مطالعه شده اند در جدول شماره ۱ آمده است. پیشرفت حاصل در تکنولوژی بتن حجیم به منظور کاهش درصد سیمان منجر به پیدایش روش بتن غلتکی گردیده است. 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
• 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.
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)
۲- 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.
۲-۱- 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.
سازگاری RCC با شرایط آب و هوایی:
یکی از مشکلات اساسی معابر سواره رو، خیابان ها و شبکه های بزرگراهی و محوطه های صنعتی در کشور ما، تخریب و تعویض های متوالی آسفالت میباشد که در کنار تحمیل خسارات میلیاردی به اقتصاد ملی ، ضریب ایمنی جاده ها و خیابان های کشور را نیز به شدت کاهش داده است و البته خسارات فراوانی نیز به خودروها وارد می کند به نحوی که این وضعیت مورد اعتراض صاحبان اتومبیل ها و رانندگان می باشد. اعتراضی که تکنولوژی فعلی ساخت معابر قادر به پاسخگوئی و رفع این معضل نیست و نیازمند تغییر ساختاری و تکنیکی طراحی و ساخت معابر سواره رو و ترافیکی می باشد. از طرفی معضل زیست محیطی استفاده از مواد نفتی و هیدروکربن ها در ترکیب آسفالت قیری در کنار پائین بودن قابلیت های آسفالت قیری برای احراز بسیاری از مشخصات فنی مورد لزوم در معابر ترافیکی بالاخص در بخش دوام و پایداری در برابر تغییرات جوی و سیکل های یخبندان ، گزینه رویه بتن غلطکی (RCCP) را پیش رو قرار داده است . رویه بتن غلطکی فصل نوینی را در طراحی و ساخت معابر سواره رو به وجود آورده است .
درصد از کل سدهائی که تا سال ۱۹۵۰ به ارتفاع ۵۰ فوت (۱۵ متر) و بیشتر احداث گردید (بدون درنظر گرفتن سدهائی که در چین ساخته شد) بتنی بوده است. از سال ۱۹۵۱ تا ۱۹۷۷ نسبت سدهای بتنی ساخته شده به حدود ۲۵ درصد رسید. این تقلیل طی سالهای ۱۹۷۸ تا ۱۹۸۲ ادامه داشت و نسبت سدهای بتنی به ۵/۱۶ درصد رسید اما این کاهش در محبوبیت سدهای بتنی مقارن با زمانی بود که استفاده از سدهای بتنی در دره های تنگ رو به افزایش بود. بنابراین کاهش سدهای بتنی مربوط به دره های عریض می شد که به جای سدهای بتنی وزنی، سدهای خاکی و سنگریزه ای احداث گردید که ارزانتر و بیشتر قابل توجیه بودند دلیل این امر بازده خیلی بالی ماشین آلات، تجهیزات و روش ساخت در این نوع سدها بوده است.