مقاومت کششی و خمشی بتن سبکدانه
مقاومت کششی بتن سبک به دو پارامتر بستگی بیشتری دارد. یک نوع سبکدانه و دیگری روش عمل آوری بتن. معمولاً اگر عمل آوری بتن در شرایط خشک باشد مقاومت کششی بتن سبک حدود 30% کمتر از بتن معمولی هم مقاومت آن است. برای بهبود مقاومت خمشی و کششی می توان مقداری ماسه ی معمولی را جایگزین ریزدانه ی سبک کرد. البته در این صورت وزن بتن افزایش می یابد و طراح باید به نکات منفی این امر نیز توجه داشته باشد.
مشخصات عمومی بتن سبک
مصالح سبک وزنی که از آنها به عنوان سنگدانه در ساخت بتن استفاده می شود، محدوده ی وسیعی دارند و یا به کار بردن مصالح و روش های مناسب، وزن مخصوص بتن می تواند از 300 تا 2000 کیلوگرم بر متر مربع تغییر نماید و مقاومت های متناظر آنها در حدود 3 مگا پاسکال و در بعضی موارد بیش از 60 مگاپاسکال می باشد. با استفاده از مقادیر سیمان و کاهش نسبت آب به سیمان می توان مقاومت های بیشتری را نیز نتیجه گرفت.
مقدار سیمان مورد نیاز برای ساخت بتن سبک معمولاً برابر یا بیش از مقدار سیمان مورد نیاز برای ساخت بتن با وزن معمولی هم مقاومت آن است.
برای هر مکعب بتن سبکدانه با مقاومت 20 مگاپاسکال، ممکن است بین 300 تا 450 کیلوگرم سیمان لازم باشد. این مقدار برای بتن سبکدانه با مقاومت 30 مگاپاسکال برابر 350 تا 550 کیلوگرم سیمان بر متر مکعب است.
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.
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 .
تعریف بتن غلتکی
موسسه بتن آمریکا بتن غلتکی را بدین شرح تعریف می کند . بتنی که در حالت تازه شرایطی دارد که امکان عبور غلتک از روی آن فراهم می آید و بدین ترتیب در نهایت بتن متراکم شده ای که وسیله تراکم آن غلتک بوده حاصل می شود. بسیاری از خصوصیات بتن غلتکی در حالت تخت شده مشابه بتن معمولی است . با این تفاوت که می توان بتن غلتکی ساخت که خصوصیات آن در حالت سخت شده خارج از محدود تعریف شده بتن معمولی باشد تعریف عبارت تراکم غلتکی نیز به معنای فرآیندی است که تراکم بتن در طی آن صورت می گیرد با استفاده از غلتک های لرزان.
کاربرد:
بتن غلتکی برای هر فعالیت عمده ای که بتوان بتن با اسلامپ کم را به آن محل حمل کرد جا داد و متراکم کرد قابل استفاده است. بتن غلتکی برای فعالیت هایی ایده آل برای مواردی زمانی باید از RCC بهره برد که نیاز است فعالیتی با حداقل هزینه ها صورت گیرد. کاربرد آن همانطور که اشاره گردید می تواند شامل ساخت محوطه های بزرگ ایپرون، سدهای وزنی، نشیب بند و فراز بندها خاکریزهای مستحکم ، لایه های اساس برای بارگذاری های سنگین، جهت حفاظت از سدهای وزنی و ......
بتن غلتکی در مناطق گرمسیر
در بتن غلتکی تنها افزودن یخ یا آب صفر درجه به بتن کافی نبوده و لازم است مصالح قبل از رسیدن به کارخانه بتن ساز خنک شود.
در سدهای بتن غلتکی که در جنوب کشور ساخته می شوند، حمل سریع بتن به سطح کار و تماس حداقل سطح بیرونی بتن در حال حمل بسیار حائز اهمیت است.
در سدهای بتن غلتکی بطور کلی حمل بتن به یکی از روش های زیر انجام می شود:
1- تسمه نقاله
2- دامپ تراک و ملزومات ارتباطی و دسترسی
3- آسانسور شیب دار (سرسره)
4- جرثقیل کابلی
5- جرثقیل برجی
6- لوله (مکش یا فشاری)
از بین روش های حمل بتن، آسانسور شیبدار روش برتر انتخاب گردیده است.
بتن غلتکی
بتن غلتگی در دو زمینه کاملاً مختلف مورد استفاده قرار می گیرد که بایستی تفاوت های آنها مورد توجه قرار گیرند.
بتن غلتکی در شهرسازی: اولین زمینه استفاده از بتن غلتکی در ساخت سدها می باشد. این نوع بتن دارای سیمان کم بوده و مقاومت فشاری آن معمولاً کمتر از بتن معمولی می باشد.
اندازه حداکثر سنگدانه بتن های غلتکی سد سازی درشت تر از بتن معمولی بوده و از 50 میلیمتر تا بیش از 100 میلیمتر می باشد.
بتن غلتکی ویژه روسازی راه (RCCP): دارای مقدار سیمان زیاد، مقاومت فشاری معمولاً بالاتر از 30 مگا پاسکال و طرح اختلاط با اندازه و دانبه بندی مصالح کنترل شده در یک محدوده مشخص می باشد. در روسازی راه، بتن غلتکی می تواند به عنوان رویه اصلی برای تأمین استقامت باربری سازه روسازی مورد استفاده قرار گیرد. طرح روسازی بتن غلتکی مشابه پروسه طراحی روسازی بتنی درزدار غیر مسلح با درزهای انقباظی یا درزهای ساحت بدون داول می باشد. اختلاف اصلی بین بتن غلتکی و بتن معمولی در ارتباط با روش ساخت روسازی، فواصل درزها و ظاهر رویه می باشد.
خاصیتهای جنبی مواد حباب زا
1)روانی ایجاد می کند.(افزایش اسلامپ) حباب ها نقش ساچمه را بازی می کند.
2)جدا شدگی را کم می کند.
3)ماله کشی و صاف کردن بتن راحت تر می شود.
4)بتن آب نمی اندازد چون حباب ها جلوی حرکت آب را می گیرند.
5)مقاومت کاهش می یابد شرکتها از گفتن این مطلب اجتناب می کنند. و گاهی زیرکانه این عبارت را می آورند: با اسلامپ یکسان مقاومت بتن بدون حباب و مقاومت بتن حبابدار با هم برابر است.
پیه گاو موجود در سیمان با آهک باقیمانده در سیمان (که خوب پخته نشده)ترکیب می شود و حباب های هیدروژنی پرفشاری را در بتن ایجاد می کند.
دیدند این امر با بکار بردن چربی گیاهی ،روغن نباتی و غیره نیز عملی است و از این مسیر مواد حباب زا ساخته شدند البته بصورت چربی هایی که مواد اسیدی نداسته باشند.
چرا بتن دارای حباب در یخبندان بهتر عمل می کند؟
1)جذب آب در بتن کم می شود چون حباب ها مویینگی را کاهش می دهد یا سد می کند.(حبا بها تحت فشار هستند و فشارشان بیشتر از هوای بیرون است.)
2) در زمان یخ زدن بتن و افزایش حجم این حباب ها کاهش حجم می یابند و تنش درون بتن را کم می کنند و بتن آسیبی نمی بیند مثلا اگر بتنی 50 بار سیکل یخبندان و ذوب شدگی را تحمل کند بتن دارای حباب 300 سیکل را تحمل می کند.یعنی 6 برابر.
بررسی خصوصیات ملات با پوزولان و بدون پوزولان
- آب دریا به عنوان آب حاوی املاح گوناگون، باعث پوکی و در نتیجه کاهش مقاومت سیمان و بتن حاصل از آن می گردد. یکی از راه ها استفاده از سیمان تیپ 5 و یا 2 به اضافه افزودنی هاست.
- مقدار مقاومت بتن های حاوی سیمان تیپ 5 بیشتر از تیپ 2 می باشد.
- با سیمان ثابت با افزایش پوزولان، مقاومت بتن در سنین اولیه کم می شود اما این نقصان در سنین بالا جبران می گردد.
- عملکرد سیمان تیپ 5 در محیط سولفاتی بهتر از سیمان تیپ 2 می باشد.
- بتن های حاوی پوزولان و سیمان تیپ 5 بهترین عملکرد را در محیط سولفاتی دارا می باشند.
- میزان روانی در شرایط مشابه برای بتن حاوی سیمان تیپ 5 کمتر از سیمان تیپ 2 می باشد.
- افزایش درصد پوزولان سبب کاهش میزان روانی می گردد.