بخشی از مقاله
چکیده
استفاده از شاتکریت در تونلسازي , براي نگهداري موقت امري مرسوم و تقریباً بهینه بـهحـساب مـیآیـد . در طـرح اخـتلاط شاتکریت عوامل مهمی همچون میزان گیرش ، میزان برجهندگی ، وزن مخصوص ، سرعت گیرش و مقاومت بتن مورد توجه قـرار میگیرند ؛ که این عوامل خود توسط پارامترهایی مانند نسبت آب به سیمان , عیار سیمان , نسبت مصالح درشتدانه به ریزدانـه ، نوع و مقدار افزودنیها ، هواي داخل بتن و در نهایت میزان مهارتِ فرد بتنپاش , تحت تاثیر قـرار مـیگیـرد . سـد البـرز یکـی از پروژههاي بزرگ عمرانی در شمال کشور میباشد که در 40 کیلومتري جنوب شهر بابل بر روي رودخانه بابلرود واقع شده اسـت .
مجموع طول تونلهاي آن حدود 1500 متر و میزان نهایی بتنریزي 80000 متر مکعب خواهد بود . در این مقاله سـعی شـده بـا انجام تستهاي آزمایشگاهی برروي طرح اختلاطهاي مختلف از بتن , با دانهبنـدي متفـاوت , بهینـهتـرین طـرح اخـتلاط از نظـر مقاومتی جهت عملیات شاتکریت در تونل هاي سد البرز پیشنهاد گـردد . ایـن طـرح اخـتلاطهـا شـامل سـه الگـوي متفـاوت بـا دانهبنديهاي بهترتیب ریز ، متوسط و درشت بودهاند . در انتخاب الگوها سعی گردید که تا حد ممکن داراي کمتـرین برجهنـدگی و همچنین مناسبترین اختلاط و گیرش باشند . در نهایت با بررسی مقاومتهاي سـه روزه و هفـت روزهي نمونـههـاي مختلـف ، طرح سوم با مقاومت بیست و هشت روزهي 287 (کیلوگرم بر سانتیمتر مربـع) ، رشـد سـه روزهي %56 و هفـت روزهي %72 بـه عنوان طرح بهینهتر برگزیده شد .
واژگان کلیدي : شاتکریت ، بتن , مصالحسنگی , طرح اختلاط , سد البرز , استاندارد ASTM
-1 مقدمه
سد البرز (پاشاکلا) بر روي رودخانه بابل (بابلرود) و در حدود 40 کیلومتري جنوب شهرستان بابل در استان مازنـدران قرار دارد. طول جغرافیایی محل سد 52/82 درجهي خاوري و عرض جغرافیایی آن 36/23 درجـهي شـمالی اسـت . از نکات جالبِ این سد میتوان به محل احداث آن اشاره نمود . این سد در محل تقاطع سه رودخانهي پر آب قـرار گرفتـه است ، لذا از برخی لحاظ داراي ویژگیهاي خاصی میباشد. [6]
در قسمت ذیل مشخصات این سد به اختصار ذکر شده است :
سد از نوع سنگریزهاي با هسته رسی ، پی آن از جنسِ سنگ مارن ، طول تاج 838 متر ، عرض تاج 12 متر ، ارتفاع سد از پی 78 متر ، تونل انتقال آب به طول 450 متر با مقطع دایرهاي ، تونل 1 انحراف آب بـه طـول 551 متـر بـا مقطـع
-1 قائمشهر - جادهي نظامی - دانشگاه آزاد اسلامی واحد قائمشهر ، دانشکدهي فنی - گروه مهندسی معدن - تلفن: 09113130116 و 01232283510
129
دایرهاي و نعل اسبی ، تونل 2 انحراف آب به طول 569 متر با مقطع دایرهاي ، نوع سرریز نیلوفري با قطر آسـتانهي 24
متر ، طول تونل سرریز 356 متر به قطر 7/5 متر و مقطع دایرهاي میباشد . [7]
بابلرود
N
بابلک
بابلرود
سد البرز
آذررود اسکلیم
کرسنگ
شکل -1 موقعیتِ رودخانههاي منطقه و شمایی از دریاچه ي سد بعد از آبگیري
با توجه به طول قابل توجهي تونلها ، کانالها و ترانشههاي موجود در ایـن پـروژه ، مـصرف شـاتکریت داراي اهمیـت فراوانی میباشد و بخشی از فعالیتهاي بچینگ به این امر اختصاص یافته است . اما جدا از اهمیت موضوع ، باتوجه بـه نگرشهاي عمرانی و معدنی (تونلسازي) ، طراحی شاتکریت یکی از نیازهاي این دو شاخهي علمی میباشد .
-2 آشنایی با شاتکریت و اجزاي آن
یکی از مسائل مهم در اکثر فعالیتهاي معدنی و عمرانی ، نگهداري سطوح ناپایدار میباشـد . روش شـاتکریت یکـی از دستاوردهاي پیشرفت تکنولوژي بتن است که از سالهاي گذشته تا به امروز نقش مـوثري را در پـیشبـرد پـروژههـاي معدنی و عمرانی داشته است . شاتکریت نوعی بتن است که بهکمک هـواي فـشرده اجـرا شـده و در اثـر سـرعت زیـاد بهصورت دینامیکی فشرده میشود و بر روي سطوح آستر ایجاد مینماید. بسته به مواد اولیه و نحوهي اجرا ، شـاتکریت به انواع خشک (ترکیب با آب بعد از خروج از نازل) و تر (ترکیب با آب در مخزن بتن) تقسیم بندي شـده اسـت.[2] از آن جایی که شاتکریت نوعی از بتن میباشد ، اجزاي آن نیز تقریباً همانند اجزاي سـایر بـتنهـا مـیباشـد (سـنگدانه ، سیمان ، آب ، افزودنیها) و تفاوت عمدهي آن با دیگر مخلوطهاي بتنی در اندازهي سنگدانهها و میـزان آب و سـیمان میباشد .
-3 محدودهي دانهبندي مصالح
مصالح سنگی مورد استفاده در مخلوطهاي شاتکریت در این سد ، شامل دو دستهي ریزدانـه (ماسـه ، بـین الـکهـاي نمرهي 200 تا نمرهي (4 و درشتدانه (شن نخودي ، بین الکهاي نمرهي 16 تا نمرهي (0/5 بودهاند . در شکلهاي 2
و 3 نمودارهاي دانهبندي مربوط به این دو نوع سنگدانه نمایش دادهشده است .
130
Material : 0 ~ 5 mm منحنی دانه بندي ماسه ( طبیعی ) ALBORZ DAM PROJECT
Location : Lab Sand Gradation Curve Sample No. : Pro 1
Time :9:00 Date : 84/04/05
3/2" 3/4" 3/8" Sizes Sieve Standard U.S
24" 16" 6" 3"4" 2 1" 4 8 16 30 50 100 200
پوش پائین منحنی
پوش بالاي
منحنی منحنی دانه بندي
600 mm 200 100 60 20 10 6 2 1 0.6 0.2 0.1 0.06
Log Setting Velocity Cm Per Second (Hyydrometry Method)
100
90
80
70
50 (
WeightBy(
60
40 Passing
%
30
20
10
0
0.02 0.01 0.006 0.002 0.001
ف ککئتتپه ککطهپه کغطً ککطهپه عأط2کق کغطً صئطح yهئه
کطک2ئأپB ئکههطن 2غهح
Remark :
رونوشت : سرپرست محترم آارگاه جهت استحضار . گ yطپصهطپتهع Supervisor : (COD) : FR - 4. 10 - 04 - 06 For : Ali Nabi (project)
بایگانی آزمایشگاه . (REV) : 0
شکل -2 دیاگرام دانهبندي ماسهي مورد استفاده در پروژه (ریزدانهها)
Material : 5 ~ 10 mm منحنی دانه بندي شن نخودي ALBORZ DAM PROJECT
Location : Lab (طبیعی) Sample No. : Pro 2
Time : 09:00 Curve Gradation Gravel Date : 84/04/05
"16"24 1/22 1/21 "3/4 "3/8 Sieve Sizes Standard U.S. Log Setting Velocity Cm Per
"3 "1 100 200
"4"6 4 8 16 30 50 Second (Hydrometry Method)
100
90
80
70
60
50
40
30
حد بالاي پوش
حد پائین پوش 20
منحنی دانه 10
20 0
600 mm1000 100 60 20 10 6 2 1 0.6 0.2 0.1 0.06 0.02 0.01 0.006 0.002 0.001
Cobbles Coarse Fine Coarse Medium Fine Silt Clay
Boulders Gravel Sand
)WeightBy(Passing%
Remark :
رونوشت : سرپرست محترم آارگاه جهت استحضار . گ yطپصهطپتهع Supervisor : (COD) : FR - 4.10 - 04 - 06 For : Ali Nabi (project)
بایگانی آزمایشگاه . (REV) : 0
شکل -3 دیاگرام دانهبندي شن نخودي مورد استفاده در پروژه (درشتدانهها)
-4 طرح اختلاط
تعیین طرح اختلاط یک امر تجربی و آزمایشگاهی میباشد که با توجه به مشخصات مطلوب ، همچون میزان مقاومت ، گیرش ، برجهندگی ، نوع مصالح موارد استفاده ، شرایط سـاخت ، فاصـلهي زمـانیِ ترکیـب تـا مـصرف و مهـارت فـرد بتنپاش تعیین میشود. در این پروژه در ابتدا طرح مورد استفاده در سد البرز بررسی گشتهاست و سپس به بهینهسازي درصد سنگدانهها پرداخته میشود . طرح شاتکریت مورد استفاده در سد البرز داراي ترکیب خاصـی اسـت کـه نـسبتِ مصالح درشتدانه به ریزدانه در آن %35 به %65 میباشد . این طـرح در بـازه ي % 5 مـورد بررسـی قـرار داده شـد و طرحهاي %30 به %70 و %40 به %60 نیز بررسی شدند. معیار اصلی براي این آزمایشات ، مقاومت فشاري بوده اسـت و بدین منظور ، 27 نمونه از طرحهاي اختلاط در قالبهاي مکعبی 15 سانتیمتري آماده شد.
131
