|
میانبر عمران تحقیق پروژه مقاله پایان نامه درباره وبلاگ به وبلاگ من خوش آمدید آخرین مطالب
آرشيو وبلاگ نويسندگان مقدمه بتن غلطکي (RCC) بعنوان مصالحي جديد در صنعت سدسازي در حال حاضر مورد توجه سدسازان بزرگ دنيا و مؤسسات تحقيقاتي ميباشد. يکي از مسائل اين نوع بتن در اجرا، بالابودن ضريب تراوايي آن ميباشد که بعضا در سدهاي بزرگ تزريق‌هاي دوغاب پس از انجام ساختمان را طلب مي‌کند. در طرح اختلاط اين بتن مي‌توان از برخي مواد جايگزين سيمان (غيرچسبنده) به منظور کاهش فضاهاي خالي موجود در جسم بتن غلطکي و واکنش‌هاي ثانويه بهره گرفت که تاثير اين مواد بر پارامترهايي چون مقاومت‌هاي فشاري و برشي در محل درزهاي سد بايستي در نظر گرفته شد. در مقاله حاضر ميزان نفوذپذيري در جسم بتن غلطکي و در محل درزها و چگونگي کنترل آنها مورد مطالعه و بررسي قرار گرفته است . اين تحقيق با کار آزمايشگاهي بر روي نمونه‌هاي بتن غلطکي که با استفاده از طرح اختلاط هاي مختلف با و بدون ماده پوزولاني آماه شده بود صورت گرفته است . براساس نتايج بدست آمده روند تغييرات بدين تربيت است که با افزايش ميزان وزن مخصوص و مقاومت فشاري ميزان ضريب نفوذپذيري کاهش مي‌يابد. همچنين نتايج آزمايشگاهي نشان مي‌دهد که بتن غلطکي که داراي مواد جايگزين سيمان مانند پوزولان‌ها ميباشد داراي ضريب نفوذپذيري کمتري نسبت به نمونه‌هايي که بدون پوزولان هستند، ميباشد. بتن غلتکی بتنی است که در اجرای سازه های حجیم ( سدها ، شالوده های بزرگ و... ) کاربرد دارد و برای اجرای آن از ماشین آلات راهسازی و عملیات خاکی استفاده می شود .
چنین روش اجرایی نتایج و تبعات اولیه زیر را به دنبال خواهد داشت :
بتن غلتکی همچون تمامی انواع موجود بتن ، مخلوطی از مصالح سنگی خنثی ، مواد سیمانی و آب است .
بتن غلتکی مصالح و روشی نوین برای ساخت اقتصادی سازه های حجیم از جمله سدهای وزنی می باشد . در این نوع بتن ترکیبی از ویژگی های تکنولوژی بتن و خاک به کار گرفته شده و با استفاده از ماشین الات ساخت سدهای خاکی حمل ، پخش و متراکم می شود . بنابراین بتن ریزی سریعتر و هزینه اجرا به شدت کاهش می یابد . امروزه سدهای بتن غلتکی در بسیاری از کشورهای در حال توسعه ساخته می شوند . زیرا این سدها مزایای اقتصادی و سرعت زیاد اجرای سدهای خاکی و ایمنی سدهای بتنی را تواماً در بردارند . فهرست سدهایی که در ایران به این روش مطالعه شده اند در جدول شماره 1 آمده است . پیشرفت حاصل در تکنولوژی بتن حجیم به منظور کاهش درصد سیمان منجر به پیدایش روش بتن غلتکی گردیده است . در این روش با منظور نمودن عوامل زیر درصد سیمان مصرفی کاهش یافته و بتن ریزی سریعتر و با هزینه ای کمتر انجام می شود:
این نوع بتن به دلیل شرایط خاص اجرایی باید دارای روانی مناسب باشد . هنگامی که بتن غلتکی خیلی سفت باشد دانه بندی و چسبندگی مناسب جهت تراکم یکنواخت را نداشته باشد ، قسمت های تحتانی لایه تراکم مناسب را نمی بیند و هرگاه روانی این بتن خیلی زیاد باشد تحمل وزن غلتک را نداشته و غلتک لرزاننده نمی تواند مورد استفاده قرار گیرد . بنابراین در این نوع بتن انتخاب مصالح و نسبت های اختلاط از اهمیت خاصی برخوردار می باشد .
ملاحظات اساسی در انتخاب نسبت اختلاط مناسب بتن غلطکی عبارتند از :
1. روانی مناسب ( توجه به دانه بندی و درصد آب مناسب برای تراکم )
2. مقاومت کافی ( تامین خواص مکانیکی و چسبندگی درزها )
3. آب بندی ( کنترل تراوش )
4. حرارت هیدراتاسیون کم ( محدود نمودن پتانسیل ترک های حرارتی )
2- سه روش طراحی سد بتن غلتکی :
روش طراحی سد بتن غلتکی در سال های 1970 به سه طریق متفاوت در حال شکل گیری و تبیین بود . در ایالات متحده نوع کم سیمان آن مبتنی بر روش های مربوط به مصالح و اجرای سدهای خاکی توسط گروه مهندسین ارتش (Army Corps of Engineers ) توسعه یافت. مهندسین انگلیسی گزینه دیگری با خمیر سیمان زیاد به صورت تلفیقی از طرح اختلاط بتن متدوال و روش های ساخت سدهای خاکی را در نظر داشتند . گروه مهندسین ژاپنی روش دیگری را تعقیب نمودند که سد بتنی متراکم شده با غلتک ( RCD ) نامیده می شد . از سه حالت فوق RCD محافظه کارانه ترین حالت نسبت به سد بتنی مرسوم و تجارب اجرایی آن می باشد.
روشم
2-1- روش طرح مخلوط با خمیر زیاد (روش انگلیسی):
روش طراحی مخلوط با خمیر زیاد اولین بار توسط مهندسی به نام دانستان (Dunstan ) ابداع گردید و اداره عمران ایالات متحده بعداً تغییراتی در آن اعمال نمود که در سد آپراستیل واتر (Upper Still Water ) به کار برد . این روش با مفاهیم طراحی سد بتن غلتکی با خمیر زیاد منطبق بوده و در آن کل سازه غیرقابل نفوذ منظور می شود و چسبندگی بین لایه ها با توجه به ویژگی مخلوط فراهم می گردد . به منظور دستیابی به چنین معیارهایی مواد شیمیایی بیشتر در مخلوط مصرف می شود تا بتن غلتکی با خمیر زیاد حاصل شود .
2-2- روش سد بتنی متراکم شده با غلطک RCD ( روش ژاپنی) :
معیارهای طراحی مخلوط در روش RCD به شرح زیر است :
1. مقدار سیمان بایستی حتی الامکان کم در نظر گرفته شود در حالی که با مشخصه های مقاومت در نظر گرفته شده سازگار باشد . مقداری خاکستر بادی به عنوان ماده افزودنی مصرف شده تا بدین وسیله گرمای هیدراتاسیون و نیازهای آب مخلوط کاهش یابد .
2. لازم است نسبتی از ماسه به مصالح سنگدانه ای درشت دانه بیش از نسبت در نظر گرفته شده برای بتن حجیم معمولی منظور شود تا جدا شدن دانه ها کاهش یافته و تسهیلاتی در عمل تراکم با غلتک های ارتعاشی فراهم آورد .
2-3- روش کم سیمان (گروه مهندسین ارتش آمریکا) :
این روش مبتنی بر تجارب حاصله در هفت پروژه بتن غلتکی می باشد . روش مذکور از دستورالعمل ACI شماره 3/211 تحت عنوان روش استاندارد برای انتخاب نسبت های اختلاط در بتن بدون اسلامپ پیروی می کند . دستورالعمل فوق شامل چند جدول است که از روی تجربیات مذکور در ارتباط با بتن غلتکی تهیه شده است . این روش تعیین نسبت های اختلاط می تواند برای دامنه وسیعی از مصالح و مشخصات پروژه مورد استفاده قرار گیرد .
رويه بتن غلطکی
يكي از مشكلات اساسي معابر سواره رو ، خيابان ها و شبكه هاي بزرگراهي و محوطه هاي صنعتي در كشور ما ، تخريب و تعويض هاي متوالي آسفالت ميباشد كه در كنار تحميل خسارات ميلياردي به اقتصاد ملي ، ضريب ايمني جاده ها و خيابان هاي كشور را نيز به شدت كاهش داده است و البته خسارات فراواني نيز به خودروها وارد مي كند به نحوي كه اين وضعيت مورد اعتراض صاحبان اتومبيل ها و رانندگان مي باشد . اعتراضي كه تكنولوژي فعلي ساخت معابر قادر به پاسخگوئي و رفع اين معضل نيست و نيازمند تغيير ساختاري و تكنيكي طراحي و ساخت معابر سواره رو و ترافيكي مي باشد . از طرفي معضل زيست محيطي استفاده از مواد نفتي و هيدروكربن ها در تركيب آسفالت قيري در كنار پائين بودن قابليت هاي آسفالت قيري براي احراز بسياري از مشخصات فني مورد لزوم در معابر ترافيكي بالاخص در بخش دوام و پايداري در برابر تغييرات جوي و سيكل هاي يخبندان ، گزينه رويه بتن غلطکی ( RCCP ) را پيش رو قرار داده است . رويه بتن غلطکی فصل نويني را در طراحي و ساخت معابر سواره رو به وجود آورده است .
قابليت هاي فني رويه رويه بتن غلطکی
1- دامنه كاربرد بسيار وسيع در ساخت جاده ها و خيابان هاي اصلي و فرعي ، آزادراه ها ، باند پرواز و آشيانه هواپيما ، كف سالن هاي صنعتي ، محوطه هاي صنعتي و انبارها ، باراندازها ، جاده معادن ، پياده روها ، ورزشگاه ها ، پيست اتومبيل راني ، كف نمايشگاه هاي صنعتي و تجاري ، محوطه هاي تجاري ، بنادر و اسكله ها ، دامداري ها ، سردخانه ها ، جاده هاي شيب دار ، لوپ ها ، ميادين ، دورها ، پل ها و كف ترمينال ها و ايستگاه هاي اتوبوس و كاميون ( گاراژها ) و . . .
2- تحمل بارهاي سنگين ترافيكي به ويژه در محل شيب ها ، دورها و ايستگاه ها و بارهاي ترافيكي و ايستگاه هاي سنگين با توجه به بالا بودن مقاومت فشاري ( بيش از 3 برابر ماكزيمم مقاومت فشاري ثبت شده براي آسفالت ) اين قابليت را براي رويه بتن غلطکی فراهم نموده است كه بارهاي سنگين و فوق سنگين را به راحتي تحمل نمايد
3- صلب بودن و عدم تغيير شكل در برابر بارهاي وارده و ضربات ناشي از سقوط اجسام سخت .
4- دوام بلند مدت نسبت به آسفالت قيري در مناطق گرمسير و معتدل با توجه به اين كه در برابر افزايش دما مقاوم بوده و هيچ گونه تغيير شكلي در آنها ايجاد نمي شود .
5- قابليت بهره برداري زود هنگام حتي در مواقع اضطرار ( 12 ساعت پس از اجرا )
6- دوام بلند مدت رويه بتن غلطکی در مناطق داراي سيكل هاي يخبندان و سردسير ، بخش قابل توجهي از افت كيفيت آسفالت هاي قيري در عبور از فصل سرما و يخبندان اتفاق مي افتد و عواملي از قبيل پديده جذب آب و يخ زدگي و آب شدگي ، نفوذ آب به لايه هاي زيرين و يا استفاده از نمك براي يخ زدائي از جمله عوامل اصلي تخريب آسفالت هاي قيري در عبور از فصل سرما مي باشند . رويه بتن غلطکی به خاطر جذب آب پائين و مقاوم بودن در برابر سيكل هاي يخبندان در مواجهه با آسيب هاي احتمالي پيش روي آسفالت هاي قيري ايمن و مقاوم مي باشد .
7- سرعت بالاي اجرا و سهولت نگهداري و ايجاد تغييرات آسان و كم هزينه به منظور ترميم و يا مرمت محل هاي آسيب ديده .
8- صرفه جوئي در مصرف سوخت و حذف آلودگي هاي حين پخت و انتقال آسفالت .
9- رويه بتن غلطکی ، به خاطر نفوذناپذيري مواد متشكله آن به بافت مصالح و طبيعت ، به عنوان رويه سازگار با محيط زيست هيچ گونه مشكل زيست محيطي در محدوده كاربردي خود ندارد و تا پايان دوره دوام مواد و مصالح متشكله آن به عنوان بخشي از طبيعت تعريف مي شود .
10- مقاوم دربرابر ريزش انواع مواد نفتي و هيدروكربن ها و بسياري از اسيدها كه از جمله نقاط ضعف آسفالت قيري مي باشد . زيرا در آسفالت هاي قيري به خاطر هم خانوادگي مواد نفتي با قير ، واكنش هاي تركيبي و شيميائي صورت گرفته به شدت مشخصات فني آسفالت قيري را تحت تاثير قرار مي دهد . اين در حاليست كه مواد نفتي و هيدروكربن ها و بسياري از اسيدها در مواجهه با رويه بتن غلطکی به عنوان ماده خنثي عمل مي كند .
11- رنگ خاكستري و خنثي رويه بتن غلطکی ، ضمن ايجاد كنتراست و چشم انداز لطيف ضريب جذب دماي پائين تري دارد و اين به پائين آوردن دماي محيط كمك مي كند .
12- امكان تعبيه كف هاي رنگي براي كل محوطه و قسمت هاي ضروري راه كه پايداري آن نسبت به روش متداول رنگ زدن و خط كشي قابل توجه مي باشد .
شبيه سازي سايش بتن غلطكي در سازه هاي هيدروليكي (با كاربردي روش پرتابش آب و ماسه)
توسعه استفاده از بتن كوبيده بدون پوشش در سازه هاي هيدروليكي در سال هاي اخير، ايجاب مي كند كه عوامل موثر بر مقاومت سايشي آن، به ويژه در بخش سرريز بررسي گردد. در اين مقاله، با تحليلي بر مشاهدات آزمايشگاهي از چگونگي وقوع پديده سايش كه در برخورد مالشي جريان هاي دوفازي با سرعت زياد به وجود مي آيد و ضمن در نظر گيري اثر پارامترهاي مختلفي از قبيل دانه بندي مصالح سنگي، جنس و سطح ويژه سنگ دانه ها، انرژي تراكمي (كه اين عوامل مي تواند با پارامتري به نام شعاع هيدروليكي متوسط معرفي گردد)، سن نمونه، عيار سيمان در طرح اختلاط و...، معيارهاي لازم براي نشان دادن مقاومت سايشي بتن غلطكي معرفي مي گردد. براي سادگي انجام مشاهدات و قابليت تعميم داده ها براي پروژه هاي اجرايي، از دستگاه سنجش مقاومت سايشي و فرسايشي بتن با جريان فوراني چند فازي بهره گيري شده است. يافته هاي از تحليل هاي آماري بر مشاهدات حاكي از آن مي باشد كه: اولا مقاومت سايشي تابعي خطي از مقاومت فشاري بوده، ثانيا هر چه شعاع هيدروليكي سنگ دانه ها بيشتر باشد، مقاومت سايشي بالاتر خواهد بود و ثالثا با افزايش سن نمونه و عيار سيمان مقاومت سايشي افزايش معني داري پيدا مي كند.
بررسی كیفیت آسفالت قیریو ارائه روش بتن غلطكی زود سخت شونده RCCP درایران
چكیده
استفاده از آسفالت قیری با توجه به معایب آن از جمله: آلودگیهوا و محیط زیست خصوصاً هنگام تولید، عدم سازگاری با شرایط اقلیمی به ویژه در فصلسرما، تغییر شكل و عمر كوتاه، عدم دوام در برابر مواد شیمیایی. با توجه به قیمت آنلازم دیده شد كه طرحی مناسب و جایگزین با قابلیتهای مصالح موجود در كشور انتخابگردد كه پس از مطالعات اولیه و اجرای آزمایش با توجه به قابلیتهای فراوان رویه بتنیتوانمند زود سخت شونده RCCP COMPACTED CONCRETE PAVEMENTS) (ROLLER عبارتند از: دامنه كاربرد بسیار وسیع، مقاومت فشاری بیش از سه برابر ماكزیمم مقاومت فشاری ثبتشده برای آسفالت قیری، صلبیت و عدم تغییر شكل، سازگاری با شرایط اقلیمی سرد و گرم،سرعت بالای اجرا و امكان بهره‌برداری زود هنگام، سازگاری با محیط زیست پیشنهادگردید. بتن غلتكی RCCP برای اولین بار در ایران هم اجرا شد، آن هم توسط مجتمعتولیدی تحقیقاتی بتن ایران‌فریمكو در هشتگرد، نتایج آزمایشهای صورت گرفته نشانمي‌دهد كه این عملیات با موفقیت انجام گرفته است. 1ـ مقدمه ازجمله مشكلات اساسی معابر سواره رو خیابانها و شبكه‌هایبزرگراهی و محوطه‌های صنعتی در كشور ما تخریب و تعویض‌های متوالی آسفالت ميباشد كهدر كنار تحمیل خسارات میلیاردی به اقتصاد ملی، ضریب ایمنی جاده‌ها و خیابانهای كشوررا نیز به شدت كاهش داده است و البته خسارات فراوانی نیز به خودروها وارد مي‌كند بهنحوی كه این وضعیت مورد اعتراض 100 درصد صاحبان اتومبیل‌ها و رانندگان ميباشد! اعتراض كه تكنولوژی فعلی ساخت معابر قادر به پاسخگویی و رفع این معضل نیست ونیازمند تغییر ساختاری و تكنیكی طراحی و ساخت معابر سواره رو و ترافیكی ميباشد. ازطرفی معضل زیست محیطی استفاده از مواد فعلی و هیدروكربن‌ها در تركیب آسفالت قیری دركنار پائین بودن قابلیت‌ها و آسفالت قیری برای احراز بسیاری از مشخصات فنی موردلزوم در معابر ترافیكی بالاخص دوام و پایداری در برابر تغییرات جوی و سیكل‌هاییخبندان، گزینه رویه‌های بتنی RCCP را پیش رو قرار داده است. 2ـ معایب آسفالت قیری آسفالت قیری كه در مقابل فشارهای فیزیكی مقاومت چندانی ندارد، این مقاومت درمرغوبترین آسفالت قیری ایران معادل 85ـ75 كیلوگرم بر سانتیمتر مربع است. و در برابرتغییرات جوی و تغییر دما تغییر شكل مي‌دهد و عمر مفید كوتاهی دارد. 2ـ1ـ آلودگی هوا ومحیط زیست برای تهیه آسفالت قیری به چیزیحدود 140 درجه سانتیگراد دما نیاز هست و در نتیجه برای تولید این نوع آسفالت مقادیرقابل توجهی سوخت به مصرف مي‌رسد و مي‌توان گفت به لحاظ زیست محیطی، اقتصادی وخصوصاً آلودگی هوا در كلان شهرها بسیار نامناسب است. 2ـ 2ـ عدم سازگاری با شرایط آب وهوایی بخش قابل توجهی از افت كیفیتآسفالت‌های قیری در عبور از فصل سرما و یخبندان اتفاق مي‌افتد و عواملی از قبیلپدیده جذب آب و یخ زدگی و آب شدگی، نفوذ آب به لایه‌های زیرین و یا استفاده از نمكبرای یخ‌زدائی از جمله عوامل اصلی، تخریب آسفالتهای قیری در عبور از فصل سرمامي‌باشد. در مناطق گرمسیر با مشكل تغییر شكل آسفالت قیری مواجههستیم. 2ـ3ـ عدم دوامدر برابر مواد شیمیایی آسفالت قیری دربرابر مواد نفتی مانند گازوئیل، نفت، بنزین و اسیدهایی كه در محوطه‌های صنعتی وجوددارند تخریب مي‌شوند. 2ـ4ـ استفاده از قیر نامناسب قیر مورد مصرف در راهسازی به طور مستقیم در مقابل عوامل جوی بوده و بایدضربه‌های ناشی از حركت وسایل نقلیه را تحمل نماید [1] 3ـ خواص بتن غلطكی به طوركلی خواص بتن غلطكی سخت شونده بستگی به دانه‌بندی، جنس و شكل سنگدانه‌ها، و موادسیمانی، نحوه ساخت مخلوط، درصد تراكم و كنترل اجرا دارد. مزیت این روش ساخت بتن،هزینه كمتر از انواع دیگر بتن و سرعت اجرایی بسیار زیاد آن بوده و در عین حال دارایخواص مكانیكی مورد نیاز بتن معمولی نیز ميباشد. [2] عموماً بتن غلطكی را بتنی سفتبا اسلامپ صفر تعریف مي‌كنند. [3] 3ـ1ـ كاربرد رویه بتنی RCCP زود سختشونده دامنه كاربرد بسیار وسیع در ساختجاده‌ها و خیابانهای اصلی و فرعی، آزاد راه‌ها، باند پرواز، آشیانه هواپیما، كفسالن‌های صنعتی، محوطه‌های صنعتی و انبارها، باراندازها، جاده معادن، پیاده روها،ورزشگاه‌ها، پیست اتومبیل‌رانی، كف نمایشگاه‌های صنعتی و تجاری، محوطه‌های تجاری،بنادر اسكله‌ها، دامداري‌ها، سردخانه‌ها، جاده‌های شیب‌دار، لوپ‌ها، میادین، دورها،پلها، كف ترمینال‌ها، ایستگاه‌های اتوبوس و كامیون (گاراژ) را مي‌توان نام برد. 3ـ2ـ مقاومت رویه بتنی RCCP زود سخت شونده مقاومت فشاری با نسبتآب به سیمان پایین و صفر بودن اسلامپ از 150 تا 300 كیلوگرم بر سانتي‌متر مربع كهدر شرایط عمل آوری و با مرغوبترین مصالح به دست آمده است كه تحمل بارهای سنگینترافیكی به ویژه در محل شیبها، دورها، بارهای ترافیكی و ایستگاه‌های سنگین را بهراحتی تحمل مي‌كند. 3ـ3ـ صلبیت صلب بودن و عدمتغییر شكل در برابر بارهای وارده و ضربات ناشی از سقوط اجسام سخت. 3ـ4ـ سازگاری با شرایطآب و هوایی دوام بلندمدت نسبت به آسفالتقیری در مناطق گرمسیر و معتدل با توجه به اینكه در برابر افزایش دما مقاوم بوده وهیچگونه تغییر شكلی در آنها ایجاد نمي‌شود. در مناطق سردسیر رویه بتنی (RCCP) بهخاطر جذب آب پایین و مقاوم بودن در برابر سیكل‌های یخبندان در مواجه با آسیبهایاحتمالی ایمن و مقاوم است. 3ـ5ـ اجرا و بهره‌برداری زود هنگام سرعت بالای اجرا و سهولت نگهداری و قابلیت بهره‌برداری زود هنگام حتی درمواقع اضطرار (دوازده ساعت پس از اجرا). 3ـ6ـ سازگاری با محیط زیست
رویه بتنی RCCP به خاطر نفوذناپذیری موادمتشكله آن به بافت مصالح و طبیعت، به عنوان رویه سازگار هیچگونه مشكل زیست محیطی درمحدوده كاربردی خود ندارند. و تا پایان دوره دوام مواد و مصالح متشكله آن به عنوانبخشی از طبیعت تعریف مي‌شود. رنگ خاكستری و خنثی RCCP، ضریب جذب دمای مناسبی دارد واین به خاصیت پایین آوردن دمای محیط كمك مي‌كند. 3ـ7ـ گزارش فنی بتن توانمند زود سخت شونده RCCP پس از انجام مطالعات اولیه، بررسی وارزیابی قابلیتهای مصالح موجود در كشور در نهایت طرحی مناسب با كشورمان تهیه وتدوین شد كه در ابتدای سال 1384 به ثمر نشست نتایج آزمایشهای ما كه پس از طی 28 روزبا عنوان دوره بلوغ بتن انجام شد، نشان داد كه همه چیز براساس پیش‌بینی ما و مطابقبا محاسبات و طراحي‌های اولیه جواب داده است كه مي‌توان به نمونة اجرا شده درهشتگرد اشاره كرد. 4ـنتیجه‌گیری پس از ذكر معایب آسفالت قیری ومزایای بتن غلطكی لازم است بدانیم كه اولین گام‌ها برای جایگزینی برداشته شده ونمونه‌ای برای ارزیابی و استناد اتفاق افتاده است. بیش از 40 سال است كه شیوهتولید، استفاده و مزایای بتن غلطكی در دانشگاه‌های ما تدریس مي‌شود، نیروی متخصص وآگاه در این باره در كشور تربیت شده است و همه شرایط و امكانات فراهم است، اما همچنان از آسفالت قیری استفاده مي‌شود.
نظرات شما عزیزان: موضوعات
پيوندها
|
|||
 |
تبادل لینک هوشمند 