مقاله (RCC)تاثیر حضور افزودنی ها در عملکرد بتن غلتکی

word قابل ویرایش
13 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
8700 تومان

*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***

(RCC)تاثیر حضور افزودنی ها در عملکرد بتن غلتکی

چکیده :
با توجه به رشد سریع جمعیت جهان و بحران کم آبی قابل پیشبینی در آینده نزدیک داشتن یک روش سد سـازی سریع و کم هزینه بسیار مهم است . تلفیق تکنیک ساخت دو نوع سد بتنی و خاکی ـ سـنگریزه ای موجـب ایجـاد روش بـتن غلتکی ی RCC گردیده است . حدود ۲۵ سال از تولد اولین سد بتن غلتکی می گذرد و این نوع سد در کشور ما نیـز مـورد توجه قرار گرفته است که همین امر موجب پیدایش زمینه های مختلف تحقیقاتی در زمینه RCC گردیده است . این تحقیق با هدف آگاهی از تاثیر حضور افزودنی ها بر عملکرد بتن غلتکی انجام شده است . ٢٨ نمونه بتن غلتکی ساخته شـده و تـاثیر افزودنی های مختلف با درصدهای متفاوت روی پارامتر های مقاومت فشاری ،زمان Vebe و وزن مخصوص بررسـی شـده است .در نهایت نیز یک مدل عددی به کمک روابط تنش -کرنش Sargin برای پیشبینی رفتار بتن غلتکی با توجه به نـوع و درصد افزودنی بدست آورده شده است .
کلید واژه : بتن غلتکی ، افزودنی های بتن ، مقاومت فشاری ،کارآیی بتن ، وزن مخصوص .
۱-مقدمه :
در ده سال آینده یک میلیارد نفر به جمعیت جهان افزوده خواهد شد و ایـن در حالیـست کـه در حال حاضر بسیاری از کشورهای در حال توسعه مشکل کـم آبـی دارنـد. لـذا بحـران کـم آبـی در آینـده نزدیک قابل پیشبینی است . به همین دلیل داشتن یک روش سد سازی سریع و کم هزینه بسیار مهم است . تلفیق تکنیک ساخت دو نوع سد بتنی و خاکی ـ سنگریزه ای موجب ایجاد روش بـتن غلتکـی یـا RCCگردیده است . اولین سد بتن غلتکی در سال ١٩٨١ در ژاپن به بهره برداری رسـید و از آن تـا تـاریخ سـال ٢٠٠۴ حدود ۴٧۵ سد از این نوع در ٣٢ کشور ساخته شده است .این پروژه تحقیقاتی با هـدف آگـاهی از تاثیر حضور افزودنی ها در عملکرد بتن غلتکی انجام شـده اسـت . در ایـن پـروژه مجموعـا ٢٨ نمونـه بـتن غلتکی ساخته شده و تاثیر افزودنی های مختلف با درصدهای متفاوت روی آنها بررسی شده است .
۲- توصیف بتن غلتکی
بتن متراکم شده با غلتک (Roller compacted concrete)که با نام بتن غلتکی شناخته می شود بتنی با میزان آب و سیمان کم و درنتیجه بسیار خشک و با اسلامپ صفر است . سد ساخته شده با این بتن ، از نظر تکنیک ساخت همانند سدهای خاکی است یعنـی توسـط ماشـین آلات عملیـات خـاکی ، حمل ، پخش و متراکم می گردد و از نظر خواص مکانیکی همچون مقاومت ، دوام و نیز طراحی سـازه ای مانند سد بتنی معمولی می باشد.در واقع تلفیق تکنیک ساخت دو نوع سـد بتنـی و خـاکی – سـنگریزه ای موجب ایجاد روش بتن غلتکی یا RCC گردیده است .
۲-۱- تاریخچه سدهای بتنی غلتکی تا سال ١٩۵٠، حدود ٣٨ درصد از سدهایی که به ارتفاع ١۵ متر یا بیشتر در کل جهان ( به جز کشور چین ) ساخته شده بود، بتنی بودند. از سال ١٩۵١ تا ١٩٧٧ این نسبت به ٢۵ درصد و طی ١٩٨٢ به ١۶.۵ درصد رسید. البته هر چند که هزینه های مربوط به ساخت سدهای خاکی کمتر می باشد ولی تجربه نشان داد که سدهای بتنی نسبت به سدهای خاکی ایمنی بیشتری دارند. در مقایسه باید گفت که برخلاف سدهای بتنی وزنی که به ندرت دچار خرابی شده اند، در ٧٠ سال گذشته صدها سد خاکی با ارتفاعات مختلف دچار شکست شده اند[٣].با توجه به عدم ایمنی کافی سدهای خاکی ، محققین به دنبال نوع جدیدی از سد بودند که ایمنی سدهای بتنی و سرعت اجرای سدهای خاکی را به طور توأم دارا باشد.
بنابراین در سال های ١٩۶٠ تا ١٩٧٠ ابتکار جدید احداث سد بتن غلتکی مطرح گردید. از ایده فوق برای اولین بار در سد ١٧٢ متری Alpe Gera در ایتالیا استفاده شد که عملیات ساختمانی آن در سال ١٩۶۴ به اتمام رسید. تنها تفاوت اساسی این سد با سدهای بتن غلتکی کنونی عدم استفاده از غلتک برای متراکم کردن بتن بود [٣]. بدون شک بکار گیری بتن غلتکی در بازسـازی سـد Tarbela در پاکـستان نقـش بـسزایی در توسعه سدهای بتن غلتکی داشته است . سرعت بالای تولید مصالح در این پروژه ( اواخر کار ١٨٠٠٠ متـر مکعب در روز ) که تاکنون در جهان بیشترین مقدار می باشد و رکوردی در امر بتن ریزی محـسوب مـی شود و نیز برطرف شدن مشکلات فرسایش در اثر عبور سیلاب ، مواردی بودند که در پیشرفت اسـتفاده از مصالح بتن غلتکی و نشان دادن قابلیت های اجرایی این مـصالح بـسیار موثربودنـد [٣].سـرانجام در سـال ١٩٨١ نخـستین سـد از نـوع بـتن غلتکـی بـا نـام شـیماجی گـاوا (Shimajigawa) در ژاپـن احـداث گردید[۱].
۲-۲- مزایای سدهای بتن غلتکی
١- سرعت ساخت : سرعت ساخت مهمترین عاملی است که باعث صرفه جـویی در هزینـه سـاخت سـد
RCC می گردد.
٢- سادگی اجرا: هر کدام از لایه هایی که روزانه به صورت افقی ریخته می شـوند شـبیه بـه هـم بـوده ، بنابراین روش ساخت تکراری و ساده می گردد [۷].
٣- امکان ساخت سرریز پلکانی داخل پیکره سد: ضمن اینکه امکان ساخت سرریز جدا از بدنه سد و جود دارد، می توان از سرریز پله ای در داخل پیکره سد استفاده نمود.
۴- مزایای اقتصادی : کاهش در هزینه های قالب بندی , مصرف کمتـر سـیمان ,حـذف لولـه هـای خنک کننده بتن در بدنه سد , حذف درزهای طولی ,کاهش ابعاد سیستم انحراف آب .
۲-۳- دیدگاه های طراحی بتن غلتکی
مهندسین ژئوتکنیک و مهندسین بتن هر کدام به صورت مستقل در خصوص ایـده سـدهای بـتن غلتکی فعالیت کرده اند. این امر منجر به ایجاد دو دیدگاه متفاوت نسبت به بـتن غلتکـی گردیـد کـه مـی توان از آنها به عنوان دیدگاه مهندسین ژئوتکنیک و دیدگاه مهندسین بتن نام بـرد. بـر اسـاس ایـن تقـسیم بندی ، بتن غلتکی با شیره سیمان کم حاصل دیدگاه مهندسین ژئوتکنیک بوده و بتن غلتکی با شیره سیمان زیاد و RCD در دیدگاه مهندسین بتن جای می گیرد. بهترین روش جهت تمایز مخلوط های تهیـه شـده با این دو دیدگاه ، معیار زمان Vebe می باشد. [٣].
۳- آزمایش های استاندارد بتن غلتکی
۳ -۱- آزمایش تعیین کارآیی :
چون بتن غلتکی بتنی بدون اسلامپ است ، جهت تعیـین کـارآیی و روانـی آن از ایـن آزمـایش
استفاده میشود.
۳-۲- آزمایش تعیین وزن مخصوص :
پس از انجام آزمایش تعیین کارآیی ، این آزمایش طبق استاندارد انجام می شود.
۴- علل استفاده از افزودنی ها :
غالبا به جای استفاده از نوع خاصی سیمان این انتخاب وجود دارد که به کمک افزودنی ها بعضی از خصوصیات سیمان های مرسوم را به نحو مطلوب تغییر داد حتی در بعضی موارد استفاده از افزودنی ها تنها راه رسیدن به هدف مورد نظر می باشد : بسیاری از خصوصیات یک افزودنی توسط شرکت سازنده آن دراختیار مصرف کننده قرار میگیرد اما بعضی از اثرات آن ممکن است نا مشخص و ناشناخته بمانند بنابراین برای استفاده از افزودنی ها در جهت رسیدن به اثرات مطلوب باید روندی هوشیارانه طی شود و تست هایی روی عملکرد بتن انجام گیرد[۴].
۵- مصالح و افزودنیهای استفاده شده در طرح :
در این پروژه تحقیقاتی از یک طرح اختلاط ثابت استفاده شده است تا بتوان تاثیر افزودنی هـای مختلف بر روی آنرا با هم مقایسه کرد.شن و ماسه مصرفی در طرح اختلاط بتن غلتکی از سـنگدانه هـای شکسته نشسته تامین شده است . سـیمان اسـتفاده شـده سـیمان تیـپ دوتهـران مـی باشـد.آب لازم جهـت ساختن بتن غلتکی از آب لوله کشی آزمایشگاه بتن دانشکده مهندسی عمران دانشگاه صنعتی شریف کـه متصل به شبکه آب شرب شهر تهران است تامین شده است . همچنین از سه نوع ماده افزودنی استفاده شده
است تا تاثیر هر یک بر روی عملکرد بتن غلتکی بررسی شود. افزودنی های مورد استفاده عبارتند از :
١- فوق روان کننده با قدرت کاهندگی شدید آب بتن .
Superplasticizer with strong water reduction ability
٢-روان کننده معمولی با راندمان بالا . High performance plasticizer
٣- فوق روان کننده و دیرگیر کننده . Superplasticizer and Retarder (R52)
هر کدام از افزودنی های ذکر شده با دو درصـد مختلـف بـه میـزان ۵.. و ١ درصـد وزن سـیمان بـه طـرح اختلاط بتن غلتکی افزوده شده اند.دانه بندی انتخاب شـده بـرای سـنگدانه هـا در ایـن پـروژ بـر اسـاس
استاندارد U.S Army به صورت زیر انتخاب گردیده است . ( به ترتیب جداول شن و ماسه )[۵]

طرح اخـتلاط انتخـاب شـده در هـر متـر مکعـب بـتن دارای ٢۵٠ کیلـوگرم سـیمان و ١١٠ کیلـوگرم آب میباشد.

۶- دستگاه بارگذاری یونیور سال و نحوه استفاده از آن در انجام آزمایش ها :
در این تحقیق برای اندازه گیری مقاومت فشاری بتن غلتکی از دستگاه بارگذاری یونیورسال استفاده شده است .مزیت آن نسبت به دستگاه معمولی تست مقاومت فشاری ، استخراج منحنی کامل بارگذاری ـ تغییر مکان می باشد. دراینجا منحنی های بارگذاری – تغییر مکان نمونه ها به روش strain control با نرخ به دست آمده اند.
۷- تشریح نتایج آزمایشگاهی :
پارامترهایی که تاثیر افزودنی ها به روی آنها تشریح خواهد شد عبارتند از : زمان وی بی ,
وزن مخصوص و مقاومت فشاری بتن غلتکی .
۷-۱- زمان وی بی (Vebe time ) : معیار کارآیی در بتن غلتکی زمان وی بی می باشد. یادآوری می شود که زمان وی بی عبارتست از : مدت زمانی که طول می کشد تا شیره بتن از اطراف سربار، حین ارتعاش میز وی بی بالا بزند.نمودارزیر نشان دهنده مقادیر زمان وی بی نمونه ها می باشد

شکل ۱ :نمودار زمان وی بی نمونه ها

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
wordقابل ویرایش - قیمت 8700 تومان در 13 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد