آشنایی با خواص بتن غلطکی

بتن غلتکی بتنی است که اسلامپ آن صفر می باشد، هرچه عدد اسلامپ بالا باشد روانی بتن بالا رفته و این یعنی نسبت آب به سیمان بتن بالا می باشد این در حالی است که عدد اسلامپ صفر یعنی روانی آن صفر بوده یا به عبارتی بتن ما خشک است. تراکم آن با ماشین آلات متراکم سازی انجام می شود، به همین دلیل این نوع بتن، خشک بودن همین موضوع می باشد و در اجرای سازه های حجیم کاربرد دارد، برای اجرای آن از ماشین آلات راهسازی و عملیات خاکی استفاده می شود. بتن غلطکی بایستی آنقدر خشک باشد که بتواند تقریبا نظیر دانه های خاک به راحتی پخش شده و بوسیله ماشین آلات متراکم کننده نظیر غلتک، متراکم گردد.

به طور کل بتن RCC از 10 درصد مواد سیمانی، 13 درصد آب، 35 درصد سنگدانه ریز، 40.5 درصد سمگدانه درشت و 1.5 درصد هوا تشکیل می شود. البته این درصدها با توجه به شرایط مختلف تغییر می کنند.

بتن غلتکی و یا بتن متراكم شده با غلتك در انجمن بتن آمريكا به بتنی گفته می شود که با حركت بر روي آن در حالت سخت نشده، متراكم مي گردد و در ادبيات فني با نام رول كريت (Rollcrete) نيز نامیده می شود. اين روش امروزه اغلب تحت عنوان بتن غلتكي يا به صورت خلاصه RCC به كار ميرود.

دلايل بسياري براي استفاده گسترده از RCC وجود دارند:

الف) براي ساخت آنها نياز به دستگاه خاصي نيست و روسازي هاي RCC را مي توان با دستگاه هايي که معمولاً در دسترس هستند و براي مقاصد ديگر نيز به کار مي روند، اجرا نمود.

ب) علاوه بر اين، ساده بودن عمليات ساخت، نياز کمتر به نيروي انساني و نرخ توليد بالا، منجر به صرفه جويي قابل توجهي در مقايسه با ساير انواع روسازي ها مي گردد.

پ) همچنين با در نظر گرفتن کاربرد RCC در مقاوم سازي روسازي هاي موجود، اين روسازي ها به علت پايداري و استحکام ساختار مصالح سنگي پس از تراکم، امکان باز کردن سريع راه به روي ترافيک را فراهم مي سازند.

بتن غلتکی (RCC) یا بتن نورد شده (رول بتن) ترکیب خاصی از بتن است که اساساً دارای همان مواد تشکیل دهنده بتن معمولی است اما در نسبت‌های متفاوت، و به طور فزاینده‌ای با جایگزینی جزئی خاکستر بادی به جای سیمان پرتلند یک جنبه مهم در ساخت سد RCC است، زیرا گرمای تولید شده توسط هیدرااسیون خاکستر بادی به طور قابل توجهی کمتر از گرمای تولید شده توسط هیدراتاسیون سیمان پرتلند است. این به نوبه خود بارهای حرارتی روی سد را کاهش می دهد و پتانسیل ایجاد ترک حرارتی را کاهش می دهد.

برای کاربردهای سد، بخش‌های RCC به صورت بالابر به بالا در لایه‌های افقی متوالی ساخته می‌شوند که منجر به یک شیب پایین دست می‌شود که شبیه یک پلکان بتنی است. هنگامی که یک لایه قرار می گیرد، می تواند بلافاصله از تجهیزات حرکتی زمین برای قرار دادن لایه بعدی پشتیبانی کند. پس از اینکه RCC روی سطح بالابر رسوب کرد، بولدوزرهای کوچک معمولاً آن را در لایه هایی به ضخامت یک فوت (حدود 30 سانتی متر) پخش می کنند.

در سالهاي 1960 چند پروژه با انديشه تركيب مزاياي سدهاي بتني و خاكي طراحي شدند اين سدها مخلوط نتيجه مطالعات و نوآوري هاي مهندسين سازه و ژئوتكنيك بودند، متاسفانه به دلیل تخصصي بودن هر يك از اين دو رشته، ارتباط محدودي بين پيشگامان اوليه برقرار بوده بر اين اساس متخصصين هر يك از اين دو رشته آگاهي محدودي نسبت به تلاشهاي اوليه يكديگر داشتند.

بتن غلطکی

اولین سد RCC که در ایالات متحده ساخته شد، سد ویلو کریک بر روی ویلو کریک، شاخه‌ای در اورگان رودخانه کلمبیا بود. بین نوامبر 1981 و فوریه 1983 توسط سپاه مهندسین ارتش ساخته شد. ساخت و ساز به خوبی پیش رفت، در یک برنامه سریع و کمتر از بودجه (50 میلیون دلار تخمین زده، 35 میلیون دلار واقعی). با این حال، در پر کردن اولیه، مشخص شد که نشت بین لایه های فشرده در بدنه سد به طور غیرعادی زیاد است. این وضعیت با تزریق درمانی سنتی با هزینه 2 میلیون دلاری درمان شد که در ابتدا نشت را تقریباً 75 درصد کاهش داد. در طول سال ها، نشت از آن زمان به کمتر از 10 درصد جریان اولیه کاهش یافته است. نگرانی در مورد ایمنی بلندمدت سد همچنان ادامه دارد، اگرچه فقط به طور غیرمستقیم به ساخت RCC مربوط می شود. طی چند سال پس از ساخت، مشکلاتی در قشربندی آب مخزن، ناشی از آلودگی بالادست و تجزیه بدون اکسیژن، که گاز سولفید هیدروژن تولید می‌کرد، مشاهده شد. نگرانی هایی بیان شد که این امر به نوبه خود می تواند منجر به اسید سولفوریک شود و در نتیجه آسیب به بتن را تسریع کند. جنجال خود و همچنین رسیدگی به آن تا چند سال ادامه داشت. در سال 2004 یک نیروگاه هوادهی برای رسیدگی به علت اصلی در مخزن نصب شد، همانطور که 18 سال قبل پیشنهاد شده بود.

تا سال 2008 حدود 350 سد RCC در سراسر جهان وجود داشت. در حال حاضر مرتفع‌ترین سد از این نوع، سد گیلگل گیبه در اتیوپی با ارتفاع 250 متر و سد دیامر- بهشا پاکستانی با ارتفاع 272 متر در دست ساخت است.

خواص بتن غلتکی :

1-کارایی

این بتن ها باید ظرفیت تحمل وزن ماشین های متراکم سازی را داشته باشند. همچنین با توجه به اینکه اسلامپ این نوع از بتن ها صفر می باشد مسئله کاهش کارایی بتن بعد از ساخت و گیرش، مسائل مهمی است که می باید به آن توجه ویژه نمود.

۲- جداشدگی

جداشدگی از مسائل مهم برای پروژه هایی مانند سدسازی می باشد، به این دلیل که میزان سیمان مصرفی برای بتن غلتکی به علت کنترل حرارت ناشی از هیدراسیون کم می باشد و قطر ذرات بکار رفته برای بتن غلتکی بزرگتر از قطر ذرات بکار رفته برای بتن معمولی بکار رفته برای راهسازی است. لذا مشکل جداشدگی دانه ها برای بتن غلتکی سد پررنگ تر است.

۳-آب انداختگی

با توجه به کم بودن میزان آب مصرفی برای بتن غلتکی، مشکل آب انداختگی بطور قابل توجهی مطرح نیست.

۴-جرم حجمی و درجه تراکم

با توجه کم بودن میزان آب بتن غلتکی جرم حجمی آن در صورت تراکم مناسب قدری بیشتر بتن معمولی است.

۵-مقاومت فشاری

مقاومت فشاری و دوام بتن غلتکی مورد استفاده در روسازی بالاتر از مقاومت فشاری بتن بکار رفته در سد است زیرا که سیمان بتن غلتکی سد کمتر می باشد ولی بتن غلتکی روسازی با توجه به ضخامت کم آن و مسئله ساز نبودن بحث حرارت سیمان بیشتری دارد.

۶-مدول الاستیسیته

مدول الاستیسته بتن غلتکی قدری بیشتر از بتن معمولی با مقدار سیمان مشابه است.

بتن RCCP از دهه های گذشته در کشورهای توسعه یافته مورد توجه قرار گرفت به دلیل مسائل زیست محیطی ناشی از آسفالت در کنار دوام اندک آن در برابر تغییرات جوی، ضربه پذیری و سایش، به نحوی که در حال حاضر بیش از ۸۰درصد

معابر ماشین رو در این کشورها با استفاده از بتن غلطکی اجرا شده است.

بتن های غلتکی یا همان RCC در مقایسه با بتن های معمولی که به صورت روتین مورد استفاده قرار می گیرد مزیت هایی همچون سرعت بالا در اجرا و کاهش هزینه ها را به همراه دارد.

ملاحظات اساسی در انتخاب نسبت اختلاط مناسب بتن غلطکی عبارتند از :

روانی مناسب ( توجه به دانه بندی و درصد آب مناسب برای تراکم )
مقاومت کافی ( تامین خواص مکانیکی و چسبندگی درزها )
آب بندی ( کنترل تراوش )
حرارت هیدراتاسیون کم ( محدود نمودن پتانسیل ترک های حرارتی)

کاربرد بتن غلتکی در راهسازی :

بتن آسفالت یک ماده کامپوزیتی است که معمولاً برای روکش کردن جاده‌ها، پارکینگ‌ها استفاده می‌شود. فرودگاه‌ها و هسته سدهای خاکی. مخلوط آسفالت از اوایل قرن بیستم در ساخت و ساز روسازی استفاده شده است. این شامل سنگدانه‌های معدنی است که به همراه آسفالت چسبانده شده‌اند، در لایه‌ها چیده شده و متراکم شده‌اند. این فرآیند توسط مخترع بلژیکی-آمریکایی ادوارد دی اسمدت اصلاح و تقویت شد.

تاریخچه استفاده از بتن غلتکی در راهسازی :

اولين کاربرد واقعي و مهم RCCP در آمريکا احداث محوطه وسيع پارکينگ براي تانک ها و وسايل نقليه نظامي سنگين در پايگاه هود در تگزاس در سال ۱۹۸۴ بوده است. پس از آن مهندسین ارتش امریکا از RCCP برای ساخت باند پرواز در فرودگاه واشنگتن در سال ۱۹۴۳ استفاده نمودند. این بتن يک تکنولوژي در حال پيشرفت است و حدود دو دهه است که پروژه‌هاي بسیار زیاد روسازي در آمريکا و کشورهاي اروپايي نظير فرانسه، اسپانيا، آلمان، استراليا، هندوستان و ژاپن با بتنRCCP، اجرا شده است و استفاده از آن همچنان در حال گسترش است.

استفاده از بتن غلتکی در راهسازی

محاسن استفاده از بتن غلطکی(RCC) به جای آسفالت :

با توجه به افزایش قیمت قیر طی سالهای اخیر و احتمال افزایش قیمت آن در آینده روسازی بتنی بسیار مقرون به صرفه تر از آسفالت میباشد.
در صورتی که زیرسازی درلایه های زیراساس و اساس بیش از تراکم خوبی برخوردار باشد روسازی بتنی را میتوان بر روی هر کدام از این لایه ها اجرا کرد .(ضرورتی بر اجرای اساس نیست)
استفاده از مشتقات نفتی از جمله قیر باعث آلودگی محیط زیست میگردد.
نصب وجابجایی دستگاه بچینگ (بتن ساز) در مقایسه با کارخانه آسفالت آسان تر و کم هزینه تر است.
حساسیت کم به روغن های ریخته شده مثل گازوییل و مواد خورنده در محوطه های صنعتی
بزرگترین حسن این روسازی هزینه پایین آن در نگهداری و راهداری بعد از اجرا میباشد، که این هزینه تقریباٌ ده برابر کمتر از آسفالت میباشد.
در معابر عمومی شهری که احتمال ایجاد برشهای متفاوت توسط سازمانهای مختلف از جمله آب ، برق ، گاز ، مخابرات ، فاضلاب و … وجود دارد، در صورت استفاده از این روسازی بعد از اتمام عملیات اجرایی و حفاری آنان به سادگی قابل مرمت و بازسازی میباشد و احتمال نشست کردن و خرابی آن بسیار پایین میباشد.
عمر مفید بتن حداقل ۲ تا ۳ برابر آسفالت است.
با توجه به توضیحات مندرج در بالا و جمع بندی کلی آن کاملا” مشهود میباشد که هزینه های اجرای این روسازی نسبت به آسفالت به خصوص در مورد نگهداری و مراقبت بعد از اجرا بسیار پایین تر و مقرون به صرفه تر میباشد.
نداشتن مشکلات ناشی از نشست