بخشی از مقاله
خلاصه
بتن در صنعت و مهندسی کاربرد فراوان دارد.یکی از انواع این بتن ها بتن غلتکی می باشد. بتن غلتکی RCC برای ساخت سد ها ،جاده ها، سنگفرش ها و نقاط حساس سازه ای بکار می رود. بتن RCC که بتن خشک بوده که برروی آن انرژی تراکم و نسبت سیمان و درصد ریز دانه تاثیر می گذارد.در این تحقیق به بررسی اثر درصد سیمان های مختلف برای بتن RCC پرداخته میشود. این درصدها با اثر گذاری بر مقاومت فشاری، مقاومت کششی و خمشی سنجیده میشود. نتایج نشان میدهد که با افزایش درصد سیمان بکار رفته در بتن RCC نسبت مقاومت فشاری به مقاومت کششی بتن افزایش می یابد.
.1 مقدمه
بتن های غلتکی - - RCC بتنی با اسلامپ صفر و یکی از انواع بسیار خشک بتن می باشد که روش های معمولی تراکم بتن برای آنها کارایی چندانی ندارد. RCC برای ساخت سدها و روسازیها و همچنین برای ساخت لولههای مخصوص و تجهیزات خاص در کارخانه ها مورد استفاده قرار می گیرد. 350 سد بتن غلتکی در دنیا ساخته شده و یا درحال ساخت است این تکنیک از سال 1980 مورد استفاده قرار گرفته است .
استفاده از RCC برای سدهای انحرافی و مخزنی موجب کاهش هزینه و افزایش سرعت اجرا خواهد شد. این بتن برای ساخت سدهای بتنی، همچون سدهای خاکی بصورت لایه لایه پخش و متراکم می گردد و موجب افزایش کیفیت سد سازی می شود .[4] تراکمی که در بتنهای RCC با استفاده از غلتکهای سنگین که میتواند موجب کاهش حجم بتن وافزایش مقاومت آن شود، صورت میپذیرد .
نفوذپذیری بتن معمولا برای دستیابی به دو هدف انجام میشود. هدف اول محاسبه میزان تراوش سیال از دیواره بتنی - سد یا مخازن بتنی - و هدف دوم ارائه یک ویژگی و معیار فیزیکی در مورد مقاومت بتن در برابر ورود مواد شیمیایی مضر به داخل این ماده متخلخل می باشد. نفوذپذیری سدهای بتن غلتکی همواره یکی از نگرانیهای موجود، جهت اجرای این نوع سدها میباشد .
باید توجه داشت که انرژی تراکم بتن غلتکی بر میزان نفوذپذیری تاثیر مستقیم دارد. در بتن غلتکی نسبت آب به سیمان بیشتر باعث تسهیل در تراکم غلتکی گشته و در نتیجه مقاومت سایشی بیشتری حاصل می گردد .[7] از نکات قابل توجه میتوان به کاربری بتن غلتکی در سرریز سد و مقاومت سایشی آنان نیز اشاره نمود. همچنین در بتن های غلتکی بخش عمده مخلوط را مصالح سنگی ریزدانه تشکیل میدهند، بنابراین حساسیت رفتاری زیادی به میزان مصرف این مصالح وجود دارد. پدیده خرابی در درجه اول ناشی از سنگدانههای کم دوام میباشد و تعیین نسبت صحیح مصرف میتواند در شرایط اقتصادی پروژه تاثیرگذار باشد .
از عوامل دیگر میتوان به تراکم نامناسب بخشی از بتن غلتکی اشاره نمود. در واقع میزان انرژی تراکم ناشی از عبور غلتک بر روی مقاومت کششی و فشاری بتن RCC تاثیر مستقیم دارد. در واقع مدت زمان نظارت بر شاخص کیفیت تراکم که میتواند منعکس کنندهی تاثیرات جامع توسعه تراکم باشد. چگالی حاصل از نمونههای متراکم شده با متراکم کننده دورانی بسیار پایاتر بوده به ویژه هنگامی که 75 یا 100 دوران به متراکم کننده دورانی اعمال می شود .
اخیراً دستورالعمل روش جدید آماده سازی، تراکم و تعیین چگالی نمونه های آزمایشگاهی بتن غلتکی توسط [ASTM WK33682] برای متراکم کننده دورانی را پیشنهاد نموده است .[10] در این تحقیق با بررسی اثر چگالی و تخلخل ناشی از ویبره کردن به ارائه نتایج و تاثیرات مقدار سیمان بر روی مقاومت فشاری و بتن RCC پرداخته میشود. تراکم بتن RCC شامل اثر جامع پارامترهای تراکم، سرعت غلتک، فرکانس ارتعاش، ضخامت تراکم می باشد. بعلاوه تراکم RCC میتواند نتیجهای جامع بر تمامی پارامترهای تراکم باشد. غلتک انرژی تراکمی را با ایجاد ارتعاشات به بهترین نحو تحمیل میکند و مقدار سیمان به صورت مشخصی بر درصد ریزدانه و تراکم تاثیر می گذارد.
.2 مطالعات آماری
با بررسی نتایج تحقیقات آزمایشگاهی گذشته و با در نظر داشتن اثر انرژی تراکم ثابت بر روی نمونههای بتن RCC در این بخش به مقایسه رابطهی میان زمان ویبره کردن ومقاومت فشاری، چگالی و مقاومت کششی و همچنین رابطهی میان چگالی و تخلخل پرداخته می شود.
1 .2 تاثیر ویبره کردن بر مقاومت فشاری
بررسی تاثیر زمان ویبره نمودن بتن RCC نسبت به مقاومت فشاری نشان می دهد که در نمونه هایی که دارای ریزدانه زیاد می باشد - درصد وزنی عبوری از الک - 200 با افزایش میزان ویبره نمودن بتن مقاومت فشاری کاهش می یابد. مطابق شکل - - 1 رابطه ی میان مقاومت فشاری در RCC ومیزان ویبره نمودن آن بعد از محدودهی 10 ثانیه بصورت خطی و با روندی نزولی مدل می گردد.
شکل-1 تاثیر مقدار ویبره کردن بر مقاومت فشاری بتن RCC
2 .2 رابطه میان چگالی و مقاومت برشی
افزایش مقاومت برشی همزمان با افزایش چگالی بتن مشاهده میشود - شکل. - 2 تاثیر میزان چگالی بر مقاومت برشی، در مقادیر با چگالی کم - تخلخل زیاد - دارای تغییرات شدیدتری میباشد. همچنین در زمانی که چگالی بالایی برای بتن درنظر گرفته می شود ، میزان رشد مقاومت برشی نسبت به افزایش چگالی با روند کاهنده ای همراه خواهد بود.
شکل-2 تاثیر افزایش چگالی بتن RCC برروی مقاومت برشی
2 .3 رابطه میان چگالی و تخلخل
رابطهی میان چگالی و نسبت تخلخل در شکل - 1 - نشان داده شده است. بررسیها نشان میدهد که تاثیر چگالی و میزان تخلخل بصورت خطی و با مقدار قابل توجهی کاهش مییابد، در واقع ابتدای تغییرات در تخلخل، تاثیر کمی بر روی چگالی داشته و از یک محدودهی مشخص به بعد میزان تاثیرگذاری تخلخل بر روی چگالی شدت می یابد. در این حالت با کاهش اندکی در میزان تخلخل، مقدار تغییرات چگالی در RCC بصورت قابل توجهی خواهد بود
