بخشی از مقاله

بتون حجيم چيست


بر طبق “ ACI207 “ بتون حجيم به هر مقدار زيادي از بتون كه به اندازه كافي بتوان از آن براي نيازهاي مربوط به توليد حرارت و ميزان تغييرات آن براي به حداقل رساندن عمل ترك خوردن استفاده نمود ، گفته ميشود . هيدراتاسيون توليد گرما بع آرامي در بتون ، منتشر ميشود ، بخش نازكي از آن بلندتر است و داخل آن را خنك ميكند . اين ميتواند در نتيجه حرارت بالاي اختلاف سطح بين سطح بتون و داخل آن باشد ، موضوع بعدي پرداختن به فشارهاي حرارتي بالاست كه در نتيجه ترك خوردن بتون و عدم استحكام ساختار ، حاصل ميشود .


“ كاهش فشار حرارتي ”
سه شيوه قابل قبول كلي براي كاهش فشار حرارتي وجود دارد :‌
1ـ كاهش كلي سيمان بتون
2ـ كاهش سيمان پورتلند بتون
3ـ پايين آوردن تدريجي فرآيند هيدراتاسيون از طريق استفاده از راههاي مجاز خنك كردن بتون .
“ سيمان آهنگدازي تا چه حد كمك ميكند ؟‌”‌
هنگاميكه سيمان آهنگدازي به مخلوط بتوني اضافه ميگردد ، گرماي كمتري حاصل ميشود و فشار حرارتي كاهش مي يابد :
1ـ به دليل افزايش مقاومت در سيمان آهنگدازي ، كل سيمان بتون ، كاهش مي يابد .


2ـ سيمان پورتلند توسط درصدي از سيمان آهنگدازي ، كاهش پيدا ميكند .
3ـ ويژگي هاي هيدراتاسيون سيمان آهنگدازي آنهايي هستند كه در توليدات فوري و اوج حرارت بتون ، كاهش مي يابند .
“ جانشيني سطوح مختيف آهنگدازي ”
معمولاً از 65 تا 80 در صد بهينه جابجايي سطوح با استفاده از بتون بدست مي آيد . اين سطوح كاهش دماي قابل توجهي را موجب مي گردند كه از مقاومت زياد حاصلميشود . استفاده از سطوح 50 تا 65 درصد در جابجايي بتون حجيم در مقادير كمتر ، موفقيت آميز بوده است حرارت تركيبات و مواد تشكيل دهنده بايد تا جايي بالا رود كه مطمئن هستيم مورد نياز ويژگيهاي حرارتي و مقاومتي مي باشد .


نمودار 2 ، گرماي ويژه هيدراتاسيون يك تركيب سيمان پورتلندي
معمولي را از 25 تا 75 درصد سيمان آهنگدازي جانشين را نشان مي دهد . توجه داشته باشيد كه افزايش ميزان سيمان آهنگدازي ، اوج حرارت هيدراتاسيون را پايين آورده و به حداقل مي رساند ، نواحي زير منحني ، ‌نمايانگر كل حرارت توليد شده هستند .


نواحي كه نشان مي دهند كل حرارت توليد شده از 75 درصد سيمان آهنگدازي ، كمتر هستند ، حتي اگر نقطه اوج حرارت هيدراتاسيون از 50 درصد سيمان جايگزين ، زياد كاهش پيدا نكند .
نمودار 3 ،‌تاثير سيمان آهنگدازي را بر افزايش دما در بتون حجيم نشان ميدهد كه در نقطه اوج دما تا 19 درجه فارنهايت و با 65 درصد سيمان جايگزين و نيز تا 42 درجه فانهايت و با 80 درصد سيمان جايگزين ، افت پيدا كرده است .


خلاصه اجرايي
اين گزارش درباره اثبات عمليات جايگزيني بتون حجيم ، پيشنهاداتي را ارائه ميدهد و در مورد آنها بحث ميكند كه مربوط به “ آبراه مركزي ” سومين تونل بندري در بوستون ، ماساچوست ميباشد ، درباره مقاومت فرآيند بتون حجيم ، فرصتهايي براي بهسازي آن و توصيه هايي براي توجه به اين بهسازي در حال و آينده ، ارائه مي نمايد


گروه بازبيني ، مشتمل بر 5 مهندس با سوابق متعدد و تجارب قراردادهاي مواد/ساختمان ميگردد . سه پروژه ساختماني فعال براي شركت آنها انتخاب شد و زمينه آنها مورد بررسي قرار گرفت . فعاليتها شامل بررسي گزارشهاي پروژه ، مصاحبه هاي فردي ، مشاهدات عمليات جايگزيني بتون حجيم در ساختارها ، و مشاهدات پروژه فردي روند آزمايشي مواد بتوني ، ميباشد . اين گروه ماموريتي نيز در CA/T آزمايشگاه مركزي مواد ، انجام دادند .


در يك ملاقات خصوصي با مديريت كل B/PB ، بحث گروه به توصيه هاي مربوط به اختصاص دادن مكمل به بتون حجيم و به بتون قبل از جايگزيني ، جايگزيني و بعد از جايگزيني كشيده شد . بحث هايي كه شامل مواد و تركيباتي ميشد كه امروزه به كار ميروند : نياز به بررسي كيفيت و نياز به كنترل كيفي بهسازي پيمانكار در همه مراحل اين فرآيند .
با دنبال كردن نتايج به دست آمده از بررسي مشابهي كه در 1994 صورت گرفته است ، گروه احساس كرد كه موضوعات پيشين مربوط به


جلوگيري از ترك خوردگي ، كاملاً حل شده است .

مقدمه
اين بررسي يك مجموعه از بررسيهاي فرآيند در مورد مسائل مربوط به پروژه آبراه مركزي بوستون ميباشد . اعضاي گروه كه اين بررسي را انجام داده اند ، همگي داراي سوابق ساختماني هستند كه درخور بررسي جايگزيني بتون حجيم ميباشند و اين عامل كليدي در ساختار پروژه آبراه مركزي /تونل (CA/T) ميباشد . برسي قبلي فرآيند جايگزيني بتون حجيم در پروژه CA/T در جولاي 1994 صورت پذيرفته بود . در ضمن بررسي هاي خلاصه اوليه ،‌مساله ترك خوردگي در ديواره هاي تونل ،

توجه آنها را به خود جلب كرده بود . در نتيجه ، در اين گزارش توجه گروه به اين مساله معطوف شده است . نتيجه كلي اين گزارش بيان ميدارد كه ترك خوردگي ديواره هاي تونل به دليل نسبتهاي متفاوت افت بتوني بين ديواره هاي تازه ساخت و تخته بتوني كف قبلي كه ديواره ها با آن در تماس بودند ايجاد شده است . گزارش توصيه هاي متعددي براي كاهش ترك خوردگي پيشنهاد كرد مانند : كاهش طول ديوار يا ايجاد ترك در جاهاي مخصوصي از ديوار اين گزارش به عنوان يك منبع سودمند در بهبود و يا اجراي قرارداد نيازهاي بعدي قرارداهاي CA/T ، عمل كرد .


براي اين بررسي فرآيند بتون حجيم ، گروه انتخاب شده ،‌توجه ويژه اي به نواحي خاص نداشت ، جز در مورد آزمايش فرآيندي كه از ديدگاه كلي تر نشأت مي گرفت . علاوه بر ايت به منظور آزمايش ديواره هاي تونل در قرارداد Co1A3 براي نشانه ترك خوردن موانع ، گروه نيازهاي ويژه و ساختارهاي زمينه اي نظير :
افزايش نصب و مراقبت ، نصب و نمايش سنسورهاي حرارتي تعبير شده ، جايگزيني بتون و تحكيم آن ، به عمل آوردن بتون و بررسي هاي آتي براي تركها را مورد بررسي قرار داد .
اعضاي گروه اعتقاد دارند كه بررسي بسيار موفقت آميز بوده است ؤ نتيجه آن تعدادي توصيه به كاركنان پروژه است كه بايد مدنظر داشته باشند . انجام اين بررسي و يافته هاي حاصل از آن ، توصيه ها و نتايجي است كه جزئيات آن در صفحات بعدي مورد بحث و بررسي قرار ميگيرد .

‌“توضيح در مورد پروژه ”
پروژه آبراه مركزي/تونل (CA/T) پروژه بزرگراه اصلي داخلي است كه با بهسازي I-93 ( آبراه مركزي ) و تكميل شرقي ترين پايه I-90 ( تونل تد ويليام ) در ارتباط است . مكان پروژه شهر بوستون است كه با وجود آبراه مركزي ، يك آزادراه بزرگ است كه از ميان مركز تجاري شهر بوستون ، ميپيچد . ازدحام تجارب سطوح مختلف انسداد آبراه با يك نسبت تصادفي كه چهار برابر ميانگين طبيعي براي سيستم داخلي است ، وجود دارد . يكي از اهداف پروژه كاهش انسداد شديد و بهبود جريان ازدحام است .


پروژه (CA/T) تقريباً از 8 كيلومتر بزرگراه ميان ايالتي نو و بازسازي شده كه بيشتر آن به زير زمين خواهد رفت ، تشكيل شده است . پروژه از I-93 فراتر رفته و I-90 را بسوي شرق بوستون و فرودگاه لوگان ، گسترش ميدهد . بازسازي I-93 ، 8 لاين رفت و آمدي در بخشي از تونل كه زير

بزرگراه در منطقه مركز تجاري شهر قرار دارد مهيا خواهد نمود . آبراه مركزي موجود ، از پيش با مجوز بهسازي سطوح موجود در آبراهها و آماده سازي يك فضاي باز ، تخريب خواهد شد . گسترش I-90 جديد ، شامب 4 لاين ، تونل استوانه اي شناور در زير بندر بوستون است . پيش بيني ميشود كه تونل I-90 برخي از انسدادهاي I-93 را با هدايت رفت و آمد از جنوب و غرب ، مستقيماً به فرودگاه

لوگان و مسير IA در بوستون شرقي را كاهش دهد . اين پروژه توسط دولت “ تورن پيك ” ماساچوست و با كمك مديريت مشاور سرمايه گذاري مشترك B/PB ، در دست اجرا است . B/PB مسئول همه مديريت هاي پروژه شامل : تجزيه و تحليل و مستند سازي محيطي ،‌صدور مجوز ،

گرفتن حق راه ، توسعه طرح مقدماتي و مديريت ساختمان ميباشد . مجموعه طرحهاي نهايي تقريباً با 50 قسمت مشاوره طرح (SDC) تحت نظر B/PB ، تكميل ميشوند ، تقريباً 90 مجموعه جداگانه ساختماني در حال حاضر در دست احداث است .
هزينه كل طراحي و ساخت پروژه CA/T فعلاً در حدود 8/10 ميليارد دلار ،‌تخمين زده ميشود .


«توضيح بررسي فرآيند»
«هدف بررسي»
هدف اين بررسي ارزيابي همة سطوح بتون حجيم در پروژة CA/T ، مي باشد . اهداف ويژة آن عبارتند از :
1ـ بررسي ويژگيهاي ساختاري و سفارش بهسازي مكانهايي كه تضمين شده هستند .
2ـ بررسي معيارهاي آزمايش مواد و مشاهدة زمينة آزمايش ، ارائه پيشنهادات براي جاهاي مناسب .


3ـ ارزيابي روشهاي ساختاري استفاده شده در مكانهاي مختلف .
4ـ ارزيابي مشاهدات هر پروژة‌ابتكاري .

محدودة بررسي
بررسي در شانزدهم تا نوزدهم آگوست سال 1999 توسط يك گروه كه اعضاي آن عبارت بودند از : «لوتراي اندافيلو» (رئيس گروه) ، متخصص مواد ساختاري اجرايي بالا ، مركز منابع شرقي ، «گري جاكويش» مهندس ساختمان ، تقسيمات بزرگراه سرزمينهاي فدرال شرقي ،‌«باب نيليوس» استاد راهنماي زمين و گياه ، «بشل/پارسونز برنيكرهوف» ، «مايكل . اف . پرول» مهندس ساختمان و

مواد ، تقسيمات اصلي و «دانيل سي وود» مهندس ساختمان CA/T ، تقسيمات ماساچوست ، انجام پذيرفت . يافته ها و پيشنهادات قبلي به كاركنان پروژه در 20 آگوست 1999 به كاركنان پروژه ارائه شد .
ملاقات مقدماتي بعداز ظهر دوشنبه شانزدهم آگوست در دفتر تقسيمات ماساچوست برگزار گرديد . سخنراني انجام گذفت و بخشهايي كه صورت نپذيرفت در رابطه با سابقة پروژة و طرح و ساختار پروژة CA/T بود . بقية ساعات بعد از ظهر در آزمايشگاه تست مواد پروژه CA/T ، پسري شد .


سخنراني توسط آقاي «داريل ساجنت» مدير خدمات فني ، B/PB صورت گرفت و يكي از كاركنان او آن را به سياستهاي پروژه و روند نمونه برداري و آزمايش بتون حجيم ارتباط داد .


روز سه شنبه ، گروه تحقيق به بررسي قرار داد C 01A3 ، دهليز I-90 و با همراهي آقاي «لين آلي» مهندس مقيم B/PB و آقاي «چالز بگين» مهندس مشاور مقيم ، مورد بررسي قرار گرفت . بازديد با يك مشاهدة صبحگاهي از جايگزين بتون كف بتوني زمين HOV14 ، آغاز شد . بعداز ظهر گروه بررسي زمين محل كار را به منظور بحث در مورد جايگزيني سيمان كه صبح همان روز ديده بودند و نيز بررسي گزارش محل كار (فعاليتهاي بازبيني) ، مورد بررسي قرار داد . چهار شنبه صبح

، گروه تحقيق قرار داد C09A4 ، مبادلة I-90/93 ، با همراهي آقاي «كيت استرانگ» مهندس كارگاه سرب ، و آقاي «پائول ايوانز» مخندس كارگاه ، بررسي كردند . بازديد شامل بحث اداري ، مشاهدات جايگزيني بتون «بخش شمالي ، مرز غربي ،‌فشار جانبي وارد بر كف) و جايگزيني كف بتوني تقويت شده تونل مرز شرقي ، مي گردد .


بعد از ظهر چهار شنبه را در مأموريتي در آزمايشگاه تست مواد پروژة CA/T و بحث در مورد مشاهدات روزمره با همراهي آقاي «سارجنت» و همكارانش سپري كردند .
پنجشنبه صبح ، گروه تحقيق قرار داد C17A2 ،‌دهليز I-93 را به همراهي آقاي «رينولد كاشينگ» مهندس مقيم ، بررسي نمودند . بازبيني شامل يك بحث دفتري و مشاهدة بتونهايي است كه در معكوس نمودن كف زمين 25-2 ،‌جيگزين شده بودند ، مي شد .


گروه ، پنجشنبه بعدازظهر را با بحث گروه به يافته ها و پيشنهاداتي در يك ملاقات خصوصي در حضور مديريت پروژه CA/T كشيده شد .
يافته ها و پيشنهادات
بخش ويژگيهاي تكميل پروژة CA/T
اگر چه تاكيد اصلي اين بررسي ، بر روي جايگزيني حجيم است ، اما موضوع اين تحقيق تنها به ويژگيهاي بتون حجيم نپرداخته است . با اين وجود ، ويژگيهاي كامل را بررسي كرديم و با اينكه همة پيشنهادات زير مربوط به بتون حجيم نمي باشد ، براي توجه بيشتر آنها را نيز بيان مي كنم .
موضوع 1 ـ بخش ¼(C6) ، دربارة نيازهاي مطرح شده براي سيمان و خاكستر سبك توضيحاتي مي دهد ، اما نيازهايي را كه در انفجار زمين روباره هاي دانه دانة‌كورة‌دمشي ،‌بكار مي روند ،‌ليست نكرده است .


بحث : اين ويژگيها به طور اختصاصي نمي توانند از GGBFS استفاده نمايند . در عوض ، ما مي دانيم كه از روباره استفاده شده است و انتظار مي رود براي افزايش نيز از آن استفاده شود . بنابراين ما الزام نيازهاي خاص را براي ايجاد يكپارچگي متناسب به منظور استفادة صحيح از GGBFS ،‌مشاهده هستيم . اين نيازها بايد شامل نيازهاي آزمايشي و تأييد مواد باشد ،‌مواد مجازي كه مي توانند مورد استفاده قرار بگيرند (به عنوان مثال ، درجة 80 ، 100 و / يا 120) و تغيير همة منابع با نسبت آب سيمان ، به نسبت مواد آب /


مواد شبه سيمان .
پيشنهاد 1: ويژگيها بايد گسترش يابند تا همانگونه كه قبلاً ذكر شد ،‌براي استفادة صحيح از GGBFS ، ‌متناسب گردند .
موضوع 2: بخش 1.05 (D3C) ارزيابي بتوني و فرآيند قابل قبولي كه ممكن است با هر شرايطي متناسب نباشد را توضيح مي دهد .
بحث : به اين بخش از ويژگيها فقط به اين دليل پرداخته شده است كه سيلندر ها را بدست آوردن مقاومت كافي ، موفق نبوده اند . در چنين برنامة‌ خلاصه شده اي ،‌اين وظيفة پيمانكار است كه سطح كيفي مطلوب ويژگيها را عرضه نمايد . البته نمونه برداري تنها ارزيابي آن است . با اين حال

، بتون قابل قبول كه كاملاً پرداخت شده است ، تنها 85% طرح مقاوم سازي را ممكن است نتواند با اين ستونها يا پرتوها ، متناسب داشته باشد را بدست آورده است . اين مي تواند براي جايگزيني بتون در جائيكه مقاومت طرح ،‌زياد ضرورتي ندارد ، مناسب تر باشد . ما نيازي نمي بينيم كه اين معيار سنجش در ويژگيها گنجانيده شود ،‌اما فكر مي كنيم بهتر آن است كه در مواردي كه متناسب تر مي باشند ، بكار گرفته شود . گنجاندن اين فاكتور غير ضروري در ويژگيها قدرت انتخاب مالكين را در هنگام افت مواد ، محدود مي سازد .


پيشنهاد 20 : اين معيار را بايد از ويژگيها ،‌خارج نمود . از آن مي توان در سياست ارزشيابي جائيكه مراحل كاهش مقاومت به نظر مي رسد قابل قبول طرح و كاركنان پروژه باشد ، استفاده نمود . در مورد نمونه (C) بايد خواند : «نمونه توسط مهندس ، ارزيابي مي گردند» . پاراگراف D2 ، ممكن است براي ادغام اهداف اين پيشنهاد ،‌به توضيحات بيشتري نياز داشته باشد .
پيشنهاد 26: در جاهائيكه سيلندها موفق نبوده اند و نمونه ها نيز 100% مقاومت طرح را بدست نياورده اند ،‌به جاي توجه كامل توجه ها را به سوي يك خطاي ظاهري معطوف نمود .


موضوع 3: بخش 2/05 (B1) براي استفاده از آرماتورهاي گالوانيزه در «بتون» اجزاه مي يابد .
بحث : مي دانيم كه ميله هاي گالوانيزه در پروژة CA/T به كار نرفته اند ،‌و اين در حقيقت به دلايل اقتصادي بوده است . تحقيقات انجام شده توسط برخي موسسات ، نشان مي دهد كه آرماتورهاي گالوانيزه در بتون و در يك PH كم بسيار خوب عمل مي كنند و همانگونه كه PH بتون به سن و محيط آن متغير است ، ميله هاي گالوانيزه ممكن است در طولاني مدت به اين خوبي عمل نكنند . نتايج مشابهي نيز در مورد نمونه هاي ديگر گالوانزه كارگذاشته شده


بتون ،‌بدست آمده است .
پيشنهاد3 : اگر در يك پروژه آرماتورهاي گالوانيزه و با نمونه هاي گالوانيزة ديگر شروع به ادغام شدن در بتون نمايند ، كاركنان CA/T بايد تحقيقات مربوطه و تجارب موسسات ديگر را بررسي نمايند تا مطمئن شوند كه هنوز مجاز به استفاده از آنها هستند

در متن اصلی مقاله به هم ریختگی وجود ندارد. برای مطالعه بیشتر مقاله آن را خریداری کنید