بخشی از مقاله
خلاصه
بتن پلاستیک به دلیل داشتن نفوذپذیري کم، تغییر شکل پذیري بالا و مقاومت ک افی جهت تحمل تن ش هاي وارده، مصالح مناسبی جهت ساخت پرده دیوار آبند سدهاي خاکی می باشد. با توجه به عدم وجو د استاندارد مشخص براي مصالح بتن پلاستیک، در این پژوهش به بررسی تأثیر میزا ن و کیفیت مصالح از جمله نخودي، بادامی، ماسه، سیمان، آب و بنتونیت بر روي خواص مکانیکی بتن پلا ستیک پرداخت شده است.
در این مقاله تأثیر نسبت اختلاط مصال ح ، آب و همچنین کیفیت مصالح از جمله نوع بنتونیت بر روي مقاومت فشاري بتن پلاستیک بررسی و تحقیق صورت گرفته است. نتیجه مطالعه به این صورت است که با افزایش نسبت آب به بنتونیت - کاهش مارش - در صورت ثابت بودن سایر پارامترها، به علت افزایش آب آزاد، مقاومت فشاري کاهش می یابد این در حالی است که اثر سنگدانه ها و مصالح دیگر تشکیل دهنده بتن نیز بر روي خواص مکانیکی بتن پلاستیک اثر مستقیم دارد.
1. مقدمه
از بتن پلاستیک در سازه هاي مانند دیوار آب بند، پرده آب بند، تزریق تحکیمی و دیوارهاي میراکننده ارتعاشات به دلای ل زیر استفاده می شود:
- جلوگیري از گسترش و پخش مواد آلاینده ي کارخانه ها و کارگاه ها ي صنعتی آب هاي هرز در آب هاي زیرمینی
- کنترل تراوش در زیر پی سدها
- ایجاد دیوار آب بند در محل احداث سازه به منظور تخلیه آب از محل گودبرداري شده جهت ساخت سازه
دیوار ها ي آب بند و پرده هاي تزریق جهت نی ل به اهداف زیر می باشد:
- جلوگیري از اختلاط آب شور و شیرین در نواحی ساحلی
- جلوگیري از پیشروي آب شور در مناطق ساحلی
- بالا نگهداشتن سطح آ ب در زمین هاي با نفوذپذیري بالا
- زهکشی منطقه درشرایط بالا بودن سطح آب هاي زیرزمینی
- جلوگیري از آلوده شدن آب
ولی کاربرد اصلی آن استفا ده در پی سدهاي خ اکی و سنگ ریزه اي به عنوان آب بند می باشد.در انتخاب نو ع مصالح و طرح اختلاط بتن پلاستیک عوامل متعددي نظیر میزان نفوذپذیري محل مورد نظر، شرایط ساختگاه، دسترسی به مصالح در محل، جنبه هاي اقتصادي و اجرایی موثر هستند.بتن پلاس تیک از مواد زیر ساخته می شوند:
دوغاب بنتونیت: نقش این ماده معلق نگهدا شتن ذرات سیمان، شن و ماسه بهنگام اجراي عملیات، افزایش شکل پذیري و پایین نگهداشتن میزان نفوذپذیري است. براي تأمین قابلیت انعطاف پذ یري بالا در بتن پلا ستیک از آب بیشتري در طرح اختلاط استفاده می کنند .
این مسأله باعث غیر پایداري بتن تازه - جداشدگی سنگدانه ها از سیمان - می شود. بنتونیت بعنوان یک عامل پایدا ر ساز اضافه می شود تا ضمن یکنواخ ت کردن بتن تازه، شکل پذیري نهایی آن را افزایش داده و نفوذ پذیري بتن را در حد مطلوبی نگهدارد تا بتوان از آن در دیوارهاي آب بند استفاده نمود. بنتونیت سبب جداسازي اجزاي تشکیل دهندة بتن پلاستیک شده و در نتیجه دانه ها و ذرات پس از جدا شدن بهتر آب جذب می نمایند. علاوه بر آن م خلوط یک دست تر و عمل آوري مناسب تري دارد. در صورت بالا بودن کیفیت بنتونیت از دوغاب هاي 2 تا 12 درصد و در صورت پایین بودن کیفیت آن از دوغاب هاي 12 تا25 درصد استفاده می شود.
سیمان: سیمان عامل پیوند دهندة اجزاء بتن پلا ستیک می باشد. در صورتیکه مقدار بنتونیت استفاده ش ده در طرح اختلاط کم باشد مقداري از سیمان ته نشین می شود و در صورتیکه بنتونیت مصرفی زیاد باشد باعث غیر اقتصادي شدن طرح شده و کارکردن با بتن را نیز مشکل می کند بنابراین در یک طرح اختلاط مناسب مقدار سیمان کم در نظر گرفته می شود تا هیچگونه ته نشینی بو جود نیاید. در نسبتهاي کم - - 0.1 < < 0.3 با توجه به نوع سیمان، چسبندگی و مقاومت مکانیکی بتن پلا ستیک تضمین می شود.
سنگدانه ها: حدود % 50 از حجم نهایی بتن ر ا تشکیل می دهند. این میزان حجم شن و ماسه مانع بهم چسبیدن پیوسته ذرات و درنتیجه باعث کاهش تغییر شکل پذیري آن می شود. هر چه سنگدانه ها درشت تر و سختی آنها بیشتر باشد، مقاومت بتن پلاستیک بالا می رود . حداکثر اندازه درشت دانه ها معمولاً به 20 میلیمتر محدود می شود . منحنی دانه بندي باید پیوسته بوده و درصد مواد ریزدانه نباید زیاد باشد. چنانچه مواد ریزدانه کلوئیدي زیاد باشد در آن صورت مقدار بنتونیت را بایدکاهش داد
مواد افزودنی: مواد افزودنی عامل کارایی و عمل آوري بهتر بتن هنگام ساخت و اجرا هستند.عمده مواد افزودنی عبارتند از، سودا - Soda - یا کربنات سدیم - - Na2CO، سلولز کربو هگزي متال - CMC - و انواع کندگیرکننده ها با اهداف مختل ف در بتن بکارگرفته می شوند که از حوصله بحث در این مقاله خارج می باشد.
.2 مصالح و روش انجام آزمایشات
1-2 مصالح
1-1-2 سنگدانه ها
با توجه به اینکه بیش از 60 تا 80 درصد حجم بتن پلاستیک را سنگ دانه ها تشکیل می دهند این مواد بر خواص بتن تأثیر بسزایی دارند. مرغوبیت مصالح از جمله عوامل تعیین روش بکار گرفته شده بتن پلاستیک به جهت اقتصادي بودن محصول می باشد.منظور از مرغوبیت مصالح، دانه بندي مناسب، عدم وجود املاح شیمیائی مضر در آنها ، بافت سطحی، شکل و سختی مناسب ذرات سنگدانه ها می باشد که منحنی دانه بندي سنگدانه هاي مصرفی ط رح مورد نظر در این مطالعه بصورت زیر می باشد
شکل شماره -1 دانه بندي مصالح درشت دانه – شن نخودي
شکل شماره -2 دانه بندي مصالح درشت دانه – شن با دامی
شکل شماره - 3 دانه بندي مصالح ریزدانه – ماسه
2 -1-2 سیمان
عملکرد انواع سیمان بستگی به میزان - نسبت آب به سیمان - داشته و تابعی از این مشخصه است. در صورت ثابت بودن استفاده از سیمان سرباره آهن گدازي به جاي سیمان پرتلند مقاومت بتن پلاستیک را 50 تا 100 درصد افزایش خو اهد داد. از نمونه سیمان مورد استفاده در تهیه طرح اختلاط بتن پلاستیک از سیمان تیپ II بجنورد استفاده شده است و آزمایشات فیزیکی و شیمیایی جهت تعیین تیپ سیمان در جدول زیر ارائه شده است.
