|
میانبر عمران تحقیق پروژه مقاله پایان نامه درباره وبلاگ به وبلاگ من خوش آمدید آخرین مطالب
آرشيو وبلاگ نويسندگان خلاصه: مقاله حاضر نتايج آزمايشات براي تعيين خواص و رفتار پيونذ الياف كربن نشان مي‌دهد. رفتار تحت بار حرارتي مورد مطالعه بوده است.
مقدمه:
بدليل افزايش تقاضا براي استفاده از مواد جديد نيز خوردنده الياف كربن توحه بيشتري را در حوزة طراحي پل به خود اختصاص مي‌دهد. مزيت آن كاهش پوشش بتن بدليل مقاومت به خوردگي در پوشش بتن و موارد مرتبط ميباشد. براي رشته‌هاي پيش تنيده در بارهاي زياد و آنها با رشته‌هاي فولادي مقايسه مي‌شوند. استفاده از تقويت با كربن غيرپيش تنيدة تهيه شده از مشي‌ها، هنوز رايج شده است. توسعة مش تقويت بافت شامل تعيين خواص الياف و رفتار كوتاه مدت و بلندمدت در بتن ميباشد. رفتار پيوند الياف كربن غيرتلقيصي در بتن ، رضايتبخش نمي‌باشد زيرا الياف داخلي در ناحية پيوند مي‌لغزند، آزمايشات با الياف اپوكسي ادامه يافت. رزين اپوكسي بايد پيوند الياف با الياف را بهبود بخشد و ظرفيت حمل بار توسط فعال كردن الياف
بيشتر، بهبود يابد.
لايه‌بندي اپوكسي در الياف كربن و بسته به مقدار الياف در تماس با زرين اپوكسي است. در عكس REM نحوة پوشش اپوكسي الياف كربن ديده مي‌شود. در اينجا آزمايشات با انواع مختلف الياف و مخلوط‌هاي شده و رفتار تحت عمل حرارتي ارائه مي‌شوند.
2- آزمايشات PWlLOWT .
قبل از توسعه يك مش تقويت الياف كربن، رفتار پيوند بين الياف و بتن بايد تعيين شود. بنابراين آزمايشات مختلفي انجام شدند. در اين بررسي‌ها قطرهاي الياف با استحكام‌هاي بتن مختلف تركيب شدند. نمونه‌هاي آزمايش در جايي بكار رفتند كه آزمايش قبلاَ شرح داده شده است. آزمايشات پيوند در موخ‌شوله فور تكنيك، ويرت شافت‌اوند، كولتور(HTWK) لايپزيك انجام شدند. براي نعيين استحكام بتن نمونه‌ها 3 مكعب10/10/10cm3 براي هر مخلوط بتن توليد شد و پس از 28 روز قبل از آزمايشات، آماده گرديدند. در مرحله اول الياف با ضخامت مختلف در تركيب با استحكام‌هاي بتن بررسي شدند. جدول زير آزمايشات انجام شده را نشان مي‌دهد.
تمام نمونه‌ها داراي طول پيوند40 تا 50mm بودند.
براي حصول رابطه بين استحكام بتن و رفتار پيوند، آزمايشات شمارة 5 و 10 مقايسه مي‌شوند. شكل‌هاي 2 و 3 نشان مي‌دهند كه استحكام پيوند در بتن با چهار برابر استحكام فشاري بالاتر، دو برابر مي‌شود. منحنيهاي پيوند در نمودار‌هاي زير ديده مي‌شوند. X آزمايشات شماره 6 تا 15 منجر به شكست پيوند نشدند بلكه منجر به شكست كششي الياف شدند.
نيروهاي مربوط به استحكام كشش نظري الياف بودند. از مقايسة 1 و3 مشاهده مي‌شود كه تاثير يك زرين اپوكسي برروي رفتار پيوند مي‌تواند بطور تجربي نشان داده شود. نيروي PWLLOWT در آزمايش 3 با استحكام بتن يكسان، دو برابر مي‌شود. تاثير انواع مختلف هندسة بكار رفته براي مش نمي‌توانست اندازه‌گيري شود. از اين آزمايشات مشاهده مي‌شود كه يك استحكام پيوند كوچك كمتر از 50mm براي نيروي كششي الياف در بتن با استحكام بالا چقدر است.
3- بررسي تاثيرات حرارتي روي رفتار پيوند الياف لايه‌اي بطور مكانيكي: 3.1- علائم مقدماتي
توجه به بارهاي حرارتي انجام گرفت زيرا ضريب انبساط حرارتي سيمهايCFK با بتن تفاوت دارد. در جهت شعاعي، ضريب حرارتي بيشتر است ولي در جهت طولي سيم كمتر است. يعني در دماي بالاتر سيم CFK باعث تنشهاي كششي شعاعي در بتن و تنشهاي برشي در منطقه پيوند مي‌شود. اگر دما پايين آيد، سيم بيشتر منقبض مي‌شود و از بتن جدا مي‌شود. دماي گرفتن بتن مي‌تواند بيش از 60° باشد كه بستگي به شرايط مرزي دارد.Setino اگر اعضاي بسياري موجود باشد و سيمهاي CFK با دماي گرفتن بالا تماس داشته باشد پيوند از بين مي‌رود قبل از اينكه بارگذاري عضو صورت گيرد چون ابعاد نمونه‌هاي آزمايش خيلي كوچك هستند گرما خيلي سريع مي‌تواند خارج شود بنابران اين موضوع در آزمايشات واقعي رخ نداد.
3.2– آزمايشات مقدماتي:
3.2.1.- بررسي مقدماتي آزمايش
تضمين رسيدن دماي محيط به منطقه تماس سيمهاي CFK مهم است يعني
شيب حرارت در داخل مونه بايد صفر باشد لذا نمونه تهيه شده با همان ابعاد نمونة Pnllout بررسي گرديد. پروپهاي دما در محور وجود داشت و در نقطه‌اي بروي سطح سيلندر( استوانه) و 2 پروپ در حالت دهنده براي اندازه‌گيري دماي محيط وجود داشت. هدف تعيين حداقل اقامت نمونه در دماي محيط ثابت بود كه در آن توزيع ثابت دما در نمونه رخ مي‌دهد شكل 4 منحنيهاي دماي نقاط اندازه‌گيري را در محدودة 0-36 ساعت و 0-4 ساعت نشان مي‌دهد.در زوم(zoom) مي‌توان مشاهداه كرد كه تقريباَ هيچ تفاوتي بين نقطه مركزي و كواتر يك چهارم وجود نداردو دماي داخلي براي دماي سطح در مدت 2ساعت ميباشد. پس از 3/5 ساعت يك تفاوت ثابت k3/5 وجود دارد اين تفاوت از اين جقيقت ناشي مي‌ِود كه پرو پ زير نمونه قرار گرفت و به عنصر گرم كردن نزديك بود و يك شيب حرارتي در هواي حالت‌دهنده( تهويه) وجود داشت. در اين نتايج يك اقامت 4:25 ساعت در سطح دماي ثابت براي نمونه‌هاي آزمايش pull out انتخاب شد.
3.2.2- بررسي نظري:
مسئله انتقال حرارت مي‌تواند بطور رياضي توسط يك معادله ديفرانسيل
جزئي داده شود. چون دماي يك و مطلق فقطط براي زمان بدست مي‌آيد يك حد معيني بايد تعيين شود. انتقال حرارت در اجسام صلب مي‌تواند در مختصات كلي توسط عبارت‌هاي زير شرح داده شود:
معادله به شكل مختصات استوانه‌اي نوشته شده است ( شكل 5)
در معدلات اوليه و شرايط مرزي rباr جايگزين مي‌شود. راه حل توسط بسط سريها ممكن است ضرايب و متغيرها بويژه معادلات حاوي توابع Bessel بستگي دارد. براي كار برد عملي نموگرام‌هايي وجود دارد كه دما برروي سطح ر انشان مي‌دهد، در محورذ مركزي استوانه و دماي ميانگين براي حصول يك دماي ثابت در نمونه بكار مي‌رود:
تعيين مقدار واقعي ضريب انتقال حرات مشكل است كه هيچ ثابت فيزيكي ندارد ولي به هشرايط مرزي مختلف بستگي دارد مقدار براي با تأثير معكوس انتخاب مي‌شود كه دورة گرم كردن را شرح مي‌دهد. براي دوره سرد كردن مقدار نتايج كمتر است زيرا به هدايت حرارتي يك بعدي را در نظر بگيريد كه منجر به نتايج زير مي‌شود:
براي تفاوت دما تا محور مياني
براي تفاوت دماي ميانگين كالريمتريك
براي حالت دو بعدي هدايت حرارت (V/Q) ، اقامت كاهش مي‌يابد براي تفوت دماي ميانگين كالريمتريك:
نتايج تابع دو بعدي با يافته‌هاي تجربي منطبق نمي‌باشد. يك تفاوت اقامت 10 دقيقه وجود دارد كه توسط تعيين معين مي‌شود.براي برآورد تأثير اقامت براي محاسبه شد.
در اين حالي نتايج براي تفاو دماي متوسط كالريمتريك حاصل گرديد كه با نتايج آزمايش منطبق است. بدليل اينكه يك فرض محافظه‌كارانه است يك اقامت براي كاربرد عملي در آزمايشات pull out بكار رفت.
3.3- آزمايشات تحت عمل حرارتي:
3.2.1- نتايج
د سري آزمايش براي بررسي رفتار پيوند تحت شرايط حرارتي متفاوت بررسي گرديد براي ابعاد و شكل نمونه‌هاي را ملاحظه كنيد.
شش نمونه با سيكلهاي حرارت 61 قبل از آزمايش تماس گرفتند تا مدت 73 روز بدون هر نوع بارگذاري مكانيكي (شكل8 ). سپس يكسري آزمايش در °c با استفاده از عايقكاري انجام شده ساير سريهاي در دماي اتاق بررسي گرديد.
شكل6 تأثير دما بر روي رفتار پيوند را نشان مي‌دهد نيروي پيوند نمونة توزيع شده 85% كاهش مي‌يابد. اگر تحت دماي اتاق آزمايش گردد در مقايسه با اين كاهش مقادير پيوند فقط 50 % است. اگر با دماي نمونه °c آزمايش شود دما توسط كريستالهاي كوچك يخ كه سيم را با بتن پيوند مي‌دهد مي‌توانيم اين موضوع را بررسي كنيم.
3.2.2- پارامترهاي ماده:
مواد مركب مثل CFRD آن ايزوتروپيك هستند ولي الياف ارتوتروپيك مي‌باشند. ماتريسها معمولاَ همگن و ايزوتروپيك هستند بنابراين خواص مكانيكي استحكام، مدول اليستيسه، انبساط حرارتي، ضريب انبساط رطوبت و ساير مواد توسط اندركنش ماتريسها و الياف تعيين مي‌شوند. پارامترهاي بالا از برداشت مي‌شوند، نسبت حجم الياف بر اساس D/N 53568 تعيين مي‌گردد و از مقادير سيمهاي CFK بالاتر است و به فرآيند توليد بستگي دارد. در آينده بهبود اين نسبت براي مقدار طرح ريزي مي‌شود. با استفاده از اين پارامترها، ضريب انبساط حرارتي مي‌تواند توسط كاربرد اصطلاحات زير محاسبه شود.
با تغيير دادن نسبت الياف – حجم پارامترهاي زير براي CFK بدست مي‌آيند.
باري حالت دو بعدي هدايت حرارت (V/Q) / اقامت كاهش مي‌يابد.
با تغير دادن نسبت الياف – حجم پارامترهاي زير براي CFK بدست مي‌آيند.
3.4- ساختار مكانيكي تحت عمل حرارتي:
براي حصول نتايج واقعي، ماتريس اپوكسي تحت بار حرارت بررسي شدند با استفاده از TMA ضريب انبساط حرارتي رزين اپوكسي در محدودة ° ° تعيين گرديد. ساختار انبساط حرارتي خالصي تقريباَ خطي است لذا مقدار ثابت براي كاربردهاي مهندسي عمران كافي ميباشد. مقدار ميانگين ميباشد . با دانستيه مقدار نسبت حجم و نسبت وزن رزين به سيم CFK ، ضريب انبساط حرارتي مي‌توانند توسط معادلات 3,2 محاسب شوند. اين ضريب محاسبه شده يك تقريب براي مقدار حقيقي است زيرا بستگي يه ميزان پيوند عرضي رزين اپوكسي، نسبت تركنندگي ابياف توزيع همگن رزين در سيمهاي CFK دارد و فقط به رطوبت مربوط نمي‌شود. با اين ضريب ، توزيع تنش در جهت شعاع و مماس مي‌تواند با فرض حلقة انبساط يافتة بارگيري شده توسط تنشهاي شعاعي ثابت در حلقة داخلي با استفاده از معادله(4) ، محاسبه شود.
توزيع تنش در بتن تحت فرض يك تفاوت دماي 20k و پارامترهاي ماده مطابق با جدول 1 ميباشد دردماي مماسي تنشهاي كششي مي‌تواند به 3/22 براي و براي
برسد تنشهاي كششي شعاعي در بتن به در ناحيه تماس بتن و سيم CFK مي‌رسد و بطور نمايي كم مي‌شود حداكثر تنش ماكزيمم در بتن كمتر از استحكام كششي آن است و مساحت ناحيه تنشهاي كششي خيلي كوچك است كه ناشي از نتايج نمايي است. بعضي تأثيرات بيشتر باعث كاهش پيوند مي‌شود و يك سيم دايره‌اي ايده‌آل صحيح نيست ، بع شكل واقعي بصورت مستطيلي تر است و تنشهاي كششي را توليد مي:ند در حاليكه از تنشهاي شعاعي خيلي يبشتر مي‌باشند بعلاوه اين مدل در نظر نمي‌گيرد كه سيم از بتن در دماي پائين جدا شود و بدليل كمتر در مقايسه با بتن جابجايي‌هاي نسبي بين سيم و بتن وجود دارد و بتن استحكامش را تحت اين شرايط عوض نمي‌كند و نيروهاي پيوند متفاوت توسط خراب كردن ناحية
پيوند ايجاد مي‌شوند.
4- نتيجه:
استحكام پيوند با اين موارد افزايش مي‌يابد.
1- ضخامت الياف اگر الياف در ماتريس‌هاي رزين اپوكسي فرو بروند.
2- استحكام بتن
3- آزمايشات بعدي براي مش‌هاي الياف كمربن برابب تعيين خواص پيوند آنها و ظرفبت حمل بار ميباشد اگر بصورت تقويت در بتن بكار برود.
4- نسبت به توانائي دوام بررسيهاي بعدي تحت جنبة خارجي جذب آب توانائي دوام نسبت حجم – الياف در حال پيشروي هستند.
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.
بتن خود تراكم چكيده
تراكم كامل بتن و جايگري مناسب آن در قالب از مهمترين نكات در اجراي صحيح سازه هاي بتني مي باشد متراكم نمودن بتن با استفاده از روشهاي معمول يعني استفاده از ويبراتورها مشكلات متعددي از جمله جداشدگي دانه ها ، شن نما شدن بعضي نقاط را به همراه دارد .
بتن خود تراكم راه حل بسيار مناسبي براي مقابله با اين مشكلاتاست كه اولين بار در دهه گذشته توسط دانشمندان ژاپني ابداع گرديد .
سطح تمام شده بهتر اطمينان از تراكم بتن بدون استفاده از ويبراتور افزايش سرعت اجرا و كاهش نيروي انساني مورد نياز براي اجرا از جمله مزاياي بين خود تراكم مي باشد .
1- مقدمه
يكي از نكات مهم در اجراي صحيح سازه هاي بتني تراكم كامل بتن و جاگيري مناسبآن در قالب مي باشد اين مساله مورد آلمان هايي همچون ديوار برشب و ستون كه در آنها فشردگي ارماتور زياد و ابعاد مقطع بتن ريزي كوچك مي باشد از اهميت بيشتري برخوردار است .
استفاده از ويبراتور جهت متراكم كردن بتن مشكلات زيادي به همراه دارد كه از جمله آنها مي توان به موارد زير اشاره نمود :
- جداشدگي دانه بندي بتن به علت ويبره زياد در بعضي مناطق
- تراكم ناهمگن در نقاط مختلف سازه ودر نتيجه مقاومت فشاري متفاوت در مقاطع مختلف سازه
- گير كردن شيلنگ ويبره بين آرماتورها در حيناجرا
- كرمو شدن بعضي مناطق به علت غير قابل دسترس بودن
- كرمو شدن نقاطي از سطح بتن به علت ويبره بيش از حد و فرار شيره بتن
به موارد فوق بايد الگوي صوتي و خطرات جاني عمليات ويبره در مورد ديوارها و سونهاي بتني را نيز افزود .
بتن خود تراكم راه حلس است كه امروزه جهت رفع اين مشكلات و همچنين رسيدنبه بتني با كيفيت بالاتر مطرح مي باشد .
نظريهبتن خود خود تراكم كه انقلابي در زمينه تكنولوژي بن ناميده شده است اولين بار توسط پروفسور حجيم اموار از دانشگاه كوجي ژاپن در سال 1986 مطرح گرديد .
در سال 1988 اين نظر تكميل و براي اولين بار بتن خود تراكم گرديد .
در سال 1989 اولين مقاله درباره بتن خودتراكم در دومين كنفرانس مهندسي سازه و ساختمان آسياي شرقي ارائه شد .
امروزه بتن خودتراكم در پروژه هاي مختلف عمراني در سطح دنيا مورد استفاده قرار مي گيرد همچنين آزمايشات تحقيقي و پژوهشي در اين زمينه ادامه دارد .
2- آشنايي كلي با بتن خودتراكم
بتن خودتراكم بتني است كه بدون اعمال هيچگونه انرژي خارجي و تحت اثر وزن خود متراكم گرد اين بتن كه ماده اي بسيار و روان و مخلوطي همگن است بسياري از مشكلات بتن معمولي نظير جدا شدگي آب انداختن جذب آب - نفوذ پذيري و … را رفع نموده و علاوه بر اين بدون نياز به هيچ لرزاننده ( ويبر ) داخلي يا ويبره بدنه قالب تحت اثر وزن خود متراكم مي شود .
اين بتن به راحتي توانايي پركردن قالب در محل شبكه هاي آرماتور فشرده ورا اداره مي باشد و حتي در جاهايي كه دسترسي به آنها دشوار است به راحتي عبور مي كند .
بتن خودتراكم در طرح اختلاط و ساختارش تفاوت عمده اي با بتن معمولي ندارد البته مواد خاصي جهت نيل به مشخصات ويژه اين بتن در توليد آن مورد مصرف قرار م يگيرد اين مواد عمدتا شامل فوق روان كننده ها مواد مضاف پوزولاني و فليرها ( پودر سنگ با قطر دانه هاي ريزتر از 125 ميكرون ) مي باشند همچنين ملاحظات خاصي د رمورد دانه بندي سنگدانه هاي مورد مصرف در اين نوع بتن در نظر گرفته مي شود.
مزاياي استفاده ا بتن خودتراكم به شرح زير مي باشد:
- اطمينان از تراكم بخصوص در مقاطعي كه كاربرد لرزاننده دشوار است .
- جايگري آسانتر در قالب
- سطح تمامشده بهتر
- كاهش نيروي انساني
- اجراي سريعتر خصوصا در مورد مقاطع ديوار و ستون
- آزادي عمل بيشتر در طراحي ( امكان ايجاد مقاطع نازك تر )
- ماهش آلودگي صوتي ناشي از عمليات ويبره
3- مواد تشكيل دهنده بتن خودتراكم
3-1 - سنگدانه :
سنگدانه ها به دو دسته تقسيم مي شوند :
3-1-1- ماسه :
تمامي ماسه هاي متداول در توليد بتن معمولي در اين صنعت نيز به كار مي رود هر دو نوع ماسه شكسته و يا گرد گوشه اعم از سليسي و يا آهكي م يتواند مورد استفاده قرار گيرد ذرات ريزتر از 125 ميكرون كه به عنوان يودر تلقي مي شوند بر خواص رواني بتن خود تراكم بسيار موثر بوده و به منظور توليد بتن يكنواخت رطوبت آن بايد دقيقا كنترل شود حداقل ميزان ريز دانه ها ( از ماسه تا مواد چسباننده پودري ) به منظور جلوگيري از جدا شدگي دانه بندي از مقدار شخصي بايد كمتر باشد .
2- 2-1 - شن ( درشت دانه ها ) :
تمامي انواع درشت دانه در اينجا به كار مي رود ولي حداكثر اندازه معمولي دانه ها 16 تا 20 ميلي متر مي باشد به هر حال سنگدانه هاي تا حدود 40 ميلي متر نيز مي تواند در بتن خود تراكم به كار رود استفاده از سنگدانه هاي شكسته سبب افزايش مقاومت بتن خود تراكم ( بدليل افزايش قفل و بست بين ذرات ) مي شود در حاليكه سنگدانه هاي گرد گوشه بدليل گوشه بدليل كاهش اصطكاك رواني آن را بهبود مي بخشد .
3-2 - سيمان :
به طور كلي تمامي انواع سيمان هاي استاندارد مي تواند در بتن خودتراكن به كار رود انتخاب نوع سيمان بستگي به پارامترهاي مورد انتظار بتن مثل مقاومت ، دوام و … دارد .
دامنه عمومي ميزان مصرف سيمان در اينجا 350 تا 450 كيلو گرم در مترمكعب م يباشد ميزان بيشتر از 500 مي تواند سبب افزايش خطر جمع شدگي شود ميزان كمتر از 350 نيز فقط رد صورتي قابل قبول مي باشد كه به همراه مو.اد پوزولاني - خاكسترهاي بادي - دوده سيليسي و … به كار رود.
حضور بيش از 10 % ميزان و در سيمان مي تواند سبب كاهش نگهداشت كارايي بتن گرد .
3-3 - مواد مضاف :
مصالح بسيار ريز غير آلي هستند كه به منظور بهبود و يا ايجاد خواص مشخص در بتن به آن افزوده مي شوند اين مواد باعث بهبود كارآيي كاهش حرارت هيدراتاسيون و عملكرد بهتر بتن در دراز مدت مي گردند .
مواد مضاف عمومي مورد استفاده عبارتند از :
3-3-1- پودر سنگ :
ذرات شكسته بسيار ريز ( كوچكتر از 125 ميكرون ) سنگ آهك ، دولوميت و يا گرانيت است كه به منظور افزايش مواد پودري به كار مي رود استفاده از پوردهاي دولوميتي بدليل واكنش هاي كربنات قليايي مي تواند دوام بتن را با مشكل مواجه نمايد .
3-3-2- خاكتر بادي :
ماده اي است كه از سوختن زغال سنگحاصل مي شود و داراي خصوصيات پوزولاني است كه در بهبود خواص بتن خيلي موثر مي باشد:
3-3-3- ميكرو سيليس
ميكروسيليس در بتن خودتراكم باعث سياليت بالاي بتن شده و دوام بتن را افزايش مي دهد نقش مهمي در چسبندگي و پركنندگي بتن با عملكرد بالا دارد ميكرو سيليس داراي حدود 90 درصد دي اكسيد سيليس مي باشد .
ذكر اين تكته ضروري مي نمايد كه استفاده از پركننده در هر كشوري با توجه به ذخائر همان كشور تعيين مي شود براي مثال در كشورهاي اروپايي كه هنوز از زغال سنگ به عنوان سوخت كربني استفاده مي شود به كاربردن خاكستر بادي امري بهينه و مفيد است در كشورهايي كه به لحاظ صنعت استفاده مي شود به كاربردن خاكستر بادي امري بهينه مفيد است در كشورهايي كه به لحاظ صنعت ذوب آهن در مرحله صنعتي قرار دارند مي توان از سرباره كارخانجات ذوب آهن استفاده نمود در كشور مانيز با توجه به در دسترس بودن و همچنين كارآيي آن پركننده بايد به دنبال ماده اي مناسب و مقرون به صرفه براي جايگزيني فيلرهاي مرسوم در صنعت بتن خودتراكم اروپايي باشيم .
3-4- مواد افزدوني :
موادي هستند كه به منظور ايجاد و يا بهبود خواص مشخصي به بتن تازه و يا سخت شده در حين ساخت بتن به آن افزوده مي شوند استفاده از فوق روان كننده ها براي توليد بتن خود تراكم به منظور ايجاد كارآيي مناسب ضروري مي باشد از انواع ديگر مواد افزدني مي توان به عامل اصلاح لزجت ( ) به منظور اصلاح لزجت مواد افزودني حباب زا ( ) به منظور بهبود مقاومت در برابر بخ زدگي و آب شدن كندگير كننده ها به منظور كنترل گيرش و … اشاره نمود.
استفاده از در حضور پودرها امكان جدا شدگي دانه بندي را كاهش داده و مخلوط را يكنواخت تر مي كند ولي در استفاده از آن بايد به اثرات آنها برروي عملكرد بلند مدت بتن توجه داشت . استفاده از فوق روان كننده ها مي تواند تا حدود 20 % مصرف آب را كاهش دهند .
3-5 - آب مخلوط
مطابق استاندارد بتن هاي معمولي به كار مي رود .
4- خصوصيات ويژه بتن خودتراكم
اين بتن مي تواند براي ساخت هر نوع سازه با ويژگيهاي مطلوب دوام مقاومت و … به كار رود به لحاظ مقاومت فشاري كششي مدول الاستيسيته و … با بتن هاي معمولي فرق نمي كند و تمامي پارمترها و فرمول هاي طراحي بتن معمولي اينجا نيز كاربرد اارد بدليل استفاده از مقادير زياد مواد پودري انقباض خميري و خزش بيشتري را نسبت به بتن معمولي انتظار داريم لذا سرغت در شروع عمليات عمل آوري در بتن خودتراكم يك امر ضروري است .
جهت بررسي خواص بتن تازه مهمترين فاكتور مطرح رواني بتن مي باشد كه عموما بوسيله آزمايش اسلامپ سنجيده مي شود ولي در مورد بتن خود تراكم بايد فاكتورهاي بيشتري مورد بررسي قرار گيرد تا از توانايي بتن ساخته شده جهت تراكم خودكار اطمينان حاصل شود اين پارامترها به شرح ذيل مي باشد :
- رواني
- توان عبور
- مقاومت در برابر جداشدگي
- لزجت ( ويسكوزيته )
4-1- رواني
به قابليت جريان يابي روان و آسان بتن تازه وقتي مانعي بر سر راه آن نباشد رواني گويند اين ويژگي با آزمايش جريان اسلامپ سنجيده مي شود .
4-2- توان عبور :
به توانايي بتن خود تراكم در جاري شدن و عبور از بين فضاي كوچك شبكه آرماتور بدون توقف يا جداشدگي توان عبور گويند .
اين ويژگي با آزمايش جعبه L سنجيده مي شود.
4-3- مقاومت در برابر جداشدگي :
به توانايي بتن خودتراكم براي يكنواخت و همگن ماندن طي مراحل حمل و بتن ريزي گويند .
مقاومت در برابر جداشدگي به وسيله آزمايش پاياني الك سنجيده مي شود .
4-4- لزجت ( ويسكوزيته )
به خاصيتي كه باعث مقاومت در برابر جاري شدن سريع بتن مي گردد مي گويند بتن داراي لزجت پايين به سرعت جريان مي يابد و توقف مي كند ولي بتن با لزجت زياد مدت زمان بيشتري حركت مي كند تا متوقف شود .
اين ويژگي بوسيله آزمايش قيف V سنجيده مي شود .
5- آزمايشات بتن خود تراكم
در اينجا به اختصار اشاره اي به روش انجام آزمايشات مربوط به خواص بتن خود تراكم مي گردد .
5-1- آزمايش جريان اسلامپ
آزمايش جريان اسلامپ به منظور تعيين آزادي حركت بتن خود تراكم در سطح افق به هنگام نبود مانع صورت مي گيرد اساس آزمايش بر اصولي استوار است كه آزمايش اسلامپ معمولي بر آن پنا نهاده شده است قطر دايره اي كه بتن پس از پخش دن مي سازد معيار سنجش قابليت پر كنندگي بتن خواهد بود نتايج اين آزمايش هيچ اشاره اي به توانايي گذشتن بدون انسداد بتن از خلال موانع ندارد اما مي تواند ملاكي براي ارزيابي مقاومت در برابر جدا شدگي نيز باشد .
روش انجام آزمايش :
حدود 6 ليتر بتن مورد نياز است ابتدا بدنه ي داخلي مخروط اسلامپ را تر كنيد سپس صفحه فلزي را روي سطح متعادلي محكم كنيد استوانه در مركز صفحه قرار گرفته و داخل آنرا به كمك پيمانه از بتن پر كنيد هيچ ضربه اي نبايد به بدنه ي استوانه زده شو مواد زائد را از اطراف آن بزدايد سپس مخروط را بصورت عمودي بالا كشيده و اجازه دهيد بتن آزادانه به بيرون جريان يابد .
در همين لحظه زمان سنج را فهعال نموده و زماني را كه طول مي كشد تا بتن به قطر 500ميليمتر پهن شود ثبت نماييد اين همان جريان اسلامپ است قطر نهايي بتن پهن شده را در دو جهت عمود بر هم اندازه گيري نموده ميانگين آنها را به عنوان قطر نهايي بتن پهن شده ثبت كنيد اين اندازه جريان اسلامپ بر حسب ميليمتر است .
5-2- آزمايش جعبه L
اين آزمايش جريان يابي بتن و همچنين انسداد ناشي از فاصله ي ميلگردها را تشريح مي كند از نتيجه ي اين آزمايش شيب قرار گيري بتن در حالت توقف حاصل مي شود كه معياري براي قابليت گذرندگي با درجه اي از حدود فاصله ي ميلگردها براي گذر بتن خواهد بود قسمت افقي جعبه م يتواند 200 تا 400 ميليمتر از دريچه امتداد داشته باشد زمان براي پر شدن اين فاصله به عنوان و شناخته شده و معياري براي قابليت پركنندگي است قطر ميلگردها و فاصله آنها از هم اختياري است بر اساس قرار داد در صورت استفاده از ميلگردهاي معمولي فاصله بين آنها به مقدار سه برابر بزرگترين اندازه دانه ي سنگي در نظر گرفته مي شود .
روش انجام آزمايش :
حدود 14 ليتر بتن مورد نياز است دستگاه را روي يم سطح صاف و محكم قرار دهيد از باز شدن راحت دريچه اطمينان حاصل كنيد و. سپس آن را ببنديد سطح داخلي دستگاه را مرطوب نماييد و آبهاي اضافي را خارج كنيد قسمت عمودي دستگاه را از بتن پر كنيد به مدت يك دقيقه آن را به حال خود رها كنيد تا در محل خود قرار گيرد دريچه را باز كنيد تا بتن آزادانه به قسمت افقي دستگاه جريان يابد همزمان با باز كردن دريچه زمان سنج را فعال نموده و زمان لازم براي پهن شدن بتن در طول 200 تا 400 ميليمتر در قسمت عمودي را ثبت نماييد وقتي بتن از جريان ايستاد مقادير H ( ارتفاع بتن در انتهاي قسمت افقي دستگاه ) و H ( ارتفاع بتن در پشت دريچه ) را اندازه گيري نماييد .
نسبت انسداد را نشان مي دهد تمام آزمايش بايد در 5 دقيقه انجام گيرد مقادير و مي توانند اطلاعاتي پيرامون آساني حرمت در اختيار گذارد اما هيچ محدوده مناسبي به طور عمومي براي آنها مورد تاييد قرار نگرفته است انسداد و گير كردن درشت دانه ها در پشت ميلگردها دستگاه را مي توان به شهودي ديد .
5-3- آزمايش پاياني الك :
براي ارزيابي مقاومت در براب رجداشدگي اين آزمايش روش مناسبي در بتن خود تراكم است اساس آزمايش بر آن است كه حدود 10 ليتر بتن را به مخدت مشخصي در حالت سكون قرار داده و اجازه مي دهيم كه تمام جداشدگي دروني آن آشكار شود سپس نيمي از آن را روي الك 5 ميليمتري به قطر 30 سانتي متر ريخته روي ته الك قرار داده و مجموعه را روي صورت درصدي از مصالح اوليه روي الك بيان مي كنيم .
روش انجام آزمايش :
حدود 10 ليتر بتن براي اين آزمايش مورد نياز است بن را در سطلي ريخته و روي سطح آن را به منظور جلوگيري از تبخير با كلاهكي بپوشانيد و به مدت 15 دقيقه در حالت سكون رها كنيد وزن الك و ته الك خالي را تعيين كنيد سطح بتن را پس از گذشت زمان مقرر مورد بررسي قرار دهيد و جمع شدگي آب روي آن را در صورت وجود يادداشت كنيد بيش از 2 ليتر يا از بتن داخل سطل را در ظرف ديگري بريزي ظرف حاوي بتن را وزن كنيد تمام بتن موجود در ظرف را از ارتفاع 500 ميليمتري و در يك حركت پيوسته و مدام روي الك بريزد ظرف خالي را وزن كنيد و وزن بتن خالص ريخته شده روي الك را محاسبه نماييد ( ) اجازه دهيد تا ملات در يك دوره زماني 2 دقيقه اي از خلال الك به داخل ته الك جريان پيدا كند سپس الك را جدا نموده و وزن ته الك پر شده را محاسبه نماييد حال با داشتن وزن ته الك خالي و وزن موجود وزن ملات گذشته از الك را تعيين كنيد ( ) نسبت وزني ملات جدا شده از بتن درصد جداشدگي را تشكيل مي دهد .
درصد جداشدگي =
براي درصد جداشدگي 5 تا 15 درصد وزني از كل نمونه مقاومت در برابر جداشدگي بتن مناسب خواه بود كمتر از 5 % مقاومت بيش از حد را بدنبال دارد و به احتمال زياد روي سطح تمام شده ي بتن اثير مي گذارد ( سوراخهاي هوايي احتمالي ) در بيش از 15 % و مخصوصا بيش از 30 % يا يك جداشدگي قوي روبرو خواهيم بود .
5-4- آزامايش قيف V :
اين آزمايش به منظور اندازه گيري قابليت پر كنندگي بتن با حداكثر اندازهي دانه ي 20 ميليمتر بكار مي رود زمان لازم براي جريان پيدا كردن بتن از ميان دستگاه اندازه گيري مي شود سپس قيف دوباره از بتن پر شده و مدت 5 دقيقه در همان حالت باقي مانده و دوباره آزمايش فوق صورت مي گيرد چنانچه بتن دچار جداشدگي شد زمان جريان يابي آن بطور محسوسي افزايش مي يابد .
روش انجام آزمايش قيف V :
حدود 12 ليتر بتن براي انجام آزمايش لازم است قيف V را بصورت متعادل روي زمين قرار داده و محكم كنيد سطح دروني قيف را تر كنيد درب زانويي دستگاه را باز كنيد تا هر گونه آب مزاد تخليه شود درب زانويي را بسته و سطلي زير آن قرار دهي دستگاه را كاملا از بتن پر كنيد هيچگونه فشرده كردن پر كردن حفره ها يا ضربه زدني به بدنه ي دستگاه به وسيله ي بيلچه نبايد صورت گيرد .
10 ثانيه پس از پر شدن كامل دستگاه درب زانويي را باز كنيد تا بتن تحت وزن خود به بيرون جريان يابد زمان سنج را هنگام باز كرن درب زانويي فعال كنيد و زمان تخليه ي كامل را ثبت نماييد اين زمان مربوط به آزمايش قيف V مي باشد زمان سنج هنگامي متوقف مي شود كه بتوان نور را از بالاي دستگاه در دريچه خليه ديد همه آزمايش بايد در 5 دقيقه انجام گيرد .
روش انجام آزمايش :
سطح داخلي دستگاه را تميز يا تر نكنيد درب زانويي را بسته و قيف را بلافاصله پس از اندازه گيري زمان جريان يابي از همان بتن پر نماييد سطل را در زير قرار دهيد درب زانويي را 5 دقيقه پس از دومين پر كردن دستگاه بگشاييد و اجازه دهيد بتن آزادانه و تحت وزن خود جريان يابد همزمان با باز كردن درب زمان سنج را فعال نموده و زمان تخليه ي كامل را ثبت نماييد اين زمان همان خواهد بود براي بتن خودتراكم زمان جريان يابي 10 ثانيه اختصاص يافته است شكل معكوس مخروطي دستگاه جريان را محدود م يكند و زمان جريان يابي را طولاني مي كند اين مي تواند اشاره اي به حساسيت اختلاط نسبت به انسداد باشد پس از 5 دقيقه قرار گيري جدا شدگي بتن بطور پيوسته با افزايش زمان جريان يابي خود را نشان خواهد داد .
6- طرح اختلاط
6-1- طرح اوليه اختلاط
طرح اختلاط بتن خود تراكم را بايد به نحوي تنظيم نمود كه تمام خواص و ويژگيهاي بتن تازه و سخت شده را برآورده نمايد يك طرح اختلاط زماني مي تواند جزء گروه بتن خود تراكم طبقه بندي شود كه هر سه فاكتور زير را بطور كامل تامين نمايد .
رواني
قابليت گذر از ميان موانع
مقاومت در برابر جدا شدگي
محاسبه طرح اختلاط بر اساس واحد حجم محاسبه بهتر از محاسبه بر اساس جرم مي باشد هنوز هيچ طرح اختلاط ثابت و كاملي براي بتن خودتراكم ارائه نشده است و همه تركيبات و نسبتهاي اختلاط به صورت نسبي و تجربي بدست آمده است .
مراتب دسيابي به يك طرح اختلاط مناسب با طرح نسبتهاي اختلاط اوليه بر اساس حدود تجربي بدست آمده آغاز شده و با بررسي ويژگيهاي حاصل اصلاح نسبتهاي اوليه ختم مي شود .
حدود شاخص هاي بتن خود تراكم به قرار زير است :
نسبت حجمي پودر به آب : 8/0 تا 1/1
محتواي پودري : 160 تا 240 ليتر ( 400 تا 600 كليو گرم ) به ازاي هر متر مكعب
مقدار درشت دانه : بطور معمول 28 تا 35 درصد حجمي از مخلوط
نسبت آب به سيمان : مي تواند هر مقدار عملي باشد ولي در نهايت محتواي آب نبايد از 200 تجاوز كند ميزان ماسه بايد بيش از 50 درصد وزن كل سنگدانه ها و بيشتر از 40 درصد حجم مخلوط باشد .
6-2 - اصلاح طرح اختلاط اوليه :
آزمايش هاي لازم محيط آزمايشگاه براي باز بيني خواص اوليه مخلوط انجام مي شود تمامي شرايط از پيش تعيين شده بايد تامين گرد مخروط بايد به اندازه ي طبيعي در محل كارگاه آزمايش شود در صورتي كه عملكرد رضايت بخش به دست نيايد بايد به صورت بنيادي به طراحي محدد پرداخت بسته به مشكلات پيش آمده عكس العمل هاي زير به كار مي رود :
- استفاده از مواد مضاف يا موارد ديگر پر كننده
- اصلاح نسبت ماسه و سنگدانه درشت در مخلوط
- استفاده از يك عامل اصلاح لزجت ( )
- استفاده از نوع ديگري از فوق روان كننده كه با مصالح محلي سازگارتر باشد
- تنظيم نسبت افزودني ها به منظور اصلاح مقدار آب وبر اساس آن اصلاح محتواي پودري
6-3- مسير طراحي
در زير نمونه مسير طراحي كه توسط آكمورا در ژاپن ابداع شده آورده شدهاست نتايج حاصل از روش زير ممكن است با مقادير مندرج در قبل به عنوان طرح اختلاط يكسان نباشد .
تعيين هواي مخلوط ( عمومت 2 % ) ممكت است به سبب نياز بهمقاومت بيشتر در برابر يخ زدگي مقدار بيشتري لحاظ شود
ماسبه مقادير حجمي درشت دانه: اين ميزان به دليل برخورد سنگدانه ها و خطر توقف بتن نبايد بيش از 60 درصد حجم مخلوط شود لذا ميزان بهينه درشت دانه ها بر اساس دو پارامتر حداكثر اندازه سنگدانه و شكسته يا گرد گوشه بودنآن بدست مي آيد كاهش حداكثر اندازه سنگدانه ها و يا استفاده از گردگوشهها سبب افزايش سهم نسبي درشت دانه مي شود .
- محاسبه ميزان ماسه ميزان بهينه ماسه در حدود 40 - 50 درصد كل مخلوط مي باشد
- محاسبه ميزان نسبت آب به پودر و فوق روان كننده ها با آزمايشهاي مختلف اسلامپ و قيف V ميزان بهينه آب به مواد پودري 8/0 - 9/0 مي باشد
يا آزمايشات متعدد مي توان ميزان بهينه فوق روان كننده را نيز متناسب با كارايي مطلوب بدست آورد
در صورت عدم ارضاي مشخصات مورد نياز اولين گام تغيير تركيب مصالح خواهد بود در مرحله بعد مي توان از افزودني ديگر استفاده نمود ودر نهايت مي توان با تغيير نوع سيمان به هدف مطلوب رسيد .
موضوعات
پيوندها
|
|||
 |
تبادل لینک هوشمند 