بخشی از مقاله
چکیده
ساخت سدهابا شیوه بتن غلتکی فن آوری نسبتاﹰ جدیدی است که در چندسال اخیر توسعه روز افزونی یافته است. علت اصلی این توسعه، اقتصادی بودن، کاربرد مصالح منطقهای ارزان قابل دسترس و سرعت بالای اجرای این سدها بوده است.
دراین تحقیق ابتدا اثر مصالح تشکیل دهنده بتن غلتکی یعنی سنگدانه ها، سیمان، آب و پوزولان ایران - تراس جاجرود و تفتان - برروی خواص مقاومتی بتن غلتکی بررسی شده و نسبتهای آنها در طرح اختلاط بتن غلتکی مورد ارزیابی قرار گرفته است. دراین طرح اختلاط ها تغییرات نوع سنگدانه و اثرات طبیعی و گردگوشه بودن ویا شکسته بودن آنها در تعیین نسبت های بهینه جهت دستیابی به حداکثر مقاومت بررسی شده است.
١-مقدمه
ساخت سدها با شیوه بتن غلتکی - RCC - فنآوری نسبتاﹰ جدیدی است که در چند سال اخیر توسعه روزافزونی یافته و از کشورهای پیشرفته به کشورهای در حال توسعه و جهان سوم انتقال یافته است. علت اصلی این گسترش، اقتصادی بودن، کاربرد مصالح بومی ارزان قابل دسترس و سرعت بالای اجرای این سدها میباشد.بتن غلتکی با شیوه سدهای خاکی و با همان سرعت حمل و نقل، ریخته و متراکم میگردد و خواص بتن را در حالت سختشدگی بدست میآورد. در ساخت آن از مصالح سنگی با ویژگی معمولی، سیمان و پوزولان استفاده میشود و کاربرد روزافزون پوزولان در این بتنها خواص درازمدت و دوام آنها را تحت تأثیر قرار داده است. کارهای تحقیقاتی بر روی خواص این نوع بتن در ساخت سدها در جهان در سالهای اخیر متمرکز شده است
موضوعات تحقیقاتی عمدتاﹰ در زمینههای مواد و مصالح تشکیل دهنده این بتن یعنی سنگدانه، سیمان،آب و پوزولان وتأثیر کمی و کیفی آنها در مقاومت و دوام در دراز مدت بوده است.
٢-مصالح بتن غلتکی
سیمان- سد بتن غلتکی را میتوان از انواع سیمانهای پرتلند ساخت. برای سدهای فوق سیمانهایی با مشخصات حرارت زایی پایین نظیر سیمان پرتلند نوع ٤ استفاده میشود. در سدهای فوق همچنین سیمانهایی نظیر، سیمان نوع ٢، سیمانهای نوع IP - سیمان پرتلند پوزولانی - و سیمانهای نوع IS - سیمان روباره آهنگدازی - نیز کاربرد داشتهاند ] ١و٢[ .سیمان استفاده شده در این تحقیق سیمان پرتلند نوع یک و دو میباشد.
پوزولان-در این تحقیق جهت جایگزینی قسمتی از سیمان با مواد پوزولانی از پودر تراس جاجرود استفاده شده است.نتایج حاصل از تجزیه شیمیایی آن در جدول ١ ارائه شده است.
جدول ١:تجزیه شیمیایی پوزولان تراس جاجرود - دماوند -
تراس جاجرود جزﺀ پوزولانهای طبیعی بوده در ترکیب با آهک و آب شرکت نموده و سخت میگردد. بر اساس آزمایشهای انجام شده بر روی بتن غلتکی، بهترین نسبت برای مواد پوزولانی - تراس - به سیمان در حدود٢٠ درصد بدست آمده است که در این تحقیق از نتایج آن استفاده گردید
سنگدانه- بیشترین اندازه سنگدانه مورد استفاده در محدوده ٧٥ الی ٨٠ میلیمتر میباشد. چنانچه بنظر میرسد تمایل به سمت اندازههای حداکثر کوچکتر، بیشتر است که دلیل این تمایل جلوگیری از بوجود آمدن جدایی در سنگدانهها میباشد.محدوده فوق برای سنگدانههای شکسته بین٥٠ الی٦٠ میلیمتر وسنگدانههای طبیعی٤٠ الی٥٠ میلیمتر میباشد
شن مصرفی از نوع مصالح رودخانهای با حد اکثر دانههای سنگی ٢٠ میلیمتر دراستانداردASTM میباشدکه نتیجه آزمایش دانهبندیآندرجدول ٢ارائه شده است.
جدول ٢:دانه بندی شن
ماسه مصرفی برای ساخت بتن غلتکی از نوع ماسه طبیعی منطبق بر محدوده ١ استاندارد انگلستان BS میباشد که در جدول ٣ ارائه شده است.
جدول ٣:دانه بندی ماسه
٣-طرح مخلوط بتن غلتکی
جهت طرحمخلوط بتن غلتکیازروش طراحی مخلوط براساس ACI207 استفاده شده است
مقدارآب مخلوط در حد رطوبت بهینه مصالح میباشد.جهت همخوانی نتایج آزمایش تراکم با نمونههای بتن غلتکی، آزمایش تراکم برروی مصالح مخلوط در داخل قالبهای مکعبی شکل ساخت بتن انجام گرفت] ٩-١٢. [ هدف بررسی تغییرات مقاومت با تغییر آب و سیمان می باشد، بنابراین آزمایشهای بصورت زیر انجام شده است:
در سری اول آزمایشها، هدف بررسی تغییرات مقاومت فشاری و برشی با تغییر مقدار آب در مخلوط میباشد.
در سری دوم آزمایشها، هدف بررسی تغییرات مقاومت فشاری و برشی با تغییر مقدار سیمان در مخلوط میباشد. ٩ طرح مخلوط درجدول ٤ آورده شده است.
جدول ٤:مشخصات طرحهای اختلاط - وزن مصالح مخلوط در یک متر مکعب -
در سری سوم از آزمایشها، نمونههای از بتن غلتکی با استفاده از مصالح سنگی شکسته ساخته شد.
در این سری آزمایشها ٥ طرح اختلاط که هر طرح شامل ٨ نمونه مکعبی ١٥سانتیمتری - جهت آزمایشهای مقاومت فشاری و برشی - ساخته شده است. در این سری از طرحها دانهبندی مصالح سنگی براساس - BS882 - ودرصد رطوبت و مقدار مواد سیمانی براساس نتایج آزمایشهای قبلی میباشد و تنها پارامتر متغیر دراین ٥ طرح نسبت شن به ماسه میباشد، که از نسبت ٧٠به ٣٠ تا ٥٠به ٥٠متغیر بوده است.
درجدول٥ طرح مخلوط با مصالح سنگی شکسته ارائه شده است.
در سری چهارم از آزمایشها نمونههای از بتن غلتکی با استفاده از مصالح سنگی گردگوشه ساخته شد. دراین سری ازآزمایشها ٥ طرح اختلاط نظیر قسمت بالا - سری سوم - انجام شده است. نتایج طرح مخلوط با مصالح گردگوشه درجدول ٦ ارائه شده است.
جدول ٥:مشخصات طرحهای اختلاط سری اول - وزن مصالح مخلوط در یک متر مکعب -
