بتن غلتکی

عریف 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 ……

اصلی ترین مزایای بتن غلتکی :
این روش ساخت در حقیقت روشی رقابتی با دیگر عناصر سازه ای قابل کاربرد در روسازی های راه است.عمده ترین مزایای این روش عبارت است:
هزینه ها: تاریخچه استفاده از بتن غلتکی در برابر بتن معمولی نشان از آن دارد که هزینه اجرای هر متر مکعب با بتن غلتکی به مراتب کمتر از بتن معمولی است بطور متوسط محدوده کاهش هزینه ها. از ۲۵ تا ۵۰% می باشد. این ۲۵ تا ۵۰ درصد کاهش در هزینه ها بطور کلی بدلیل مصالح مصرفی ، میزان سیمان مصرفی، سهولت و سادگی در روش اجرا می باشد. از دیگر دلایلی که باعث کاهش هزینه ها می گردد کاهش زمان اجرا روسازی هی بتن غلتکی است.

اجرای سریع: همانطور که ذکر گردید این روش اجرای سریع در مقایسه با روش اجرا بوسیله بتن معمولی باعث کاهش قابل ملاحظه ای در هزینه ها می گردد.
کاهش زمان اجرا از چندین سال به چند ماه سبب می گردد نه تنها هزینه های اجرایی بلکه هزینه هایی چون نظارت، هزینه های احتمالی ناشی ازتوقف تجهیزات مرتبط و هزینه های مربوط به توقف های فصلی کار کاملا حذف می گردد. اساسا اجرا توسط بتن غلتکی علاوه بر مسائل فنی سبب ایجاد یک مزیت اصلی بنام اقتصادی شدن طرح در تعامل با زمان می گردد.

دیگر مزایا: علاوه بر مزیت عمده فوق و مزایای فنی شامل تامین نیازهای مقاومتی، دوام و … دیگر مزیتی که سبب کاربرد روز افزون این ماده گردیده بود. مقبولیت زیست محیطی آن است چرا که یکی از اصول اساسی در ساخت بتن غلتکی بهروری کامل از مصالح طبیعی در دسترس و منابع قرضه محلی است .

نیازهای مهندسی:
در ساخت یک رویه بتن غلتکی به تخصص های زیر نیاز است.
– مهندس بتن با آشنایی کامل به خصوصیات بتن غلتکی رفتارهای آن و نحوه اجرا و تعمیر و نگهداری
– مهندس راه و یا سازه: جهت کنترل شرایط هندسی راه یا هر سازه دیگر.
– مهندس خاک : جهت بررسی و کنترل شرایط خاک، شرایط اساس و زیر اساس حضور این تخصص در اجرای سدهای بتن غلتکی حساس تر است.

استفاده از سنگدانه های بازیافتی:
همانطور که اشاره گردید بتن غلتکی از همان مواد اصلی تشکیل دهنده بتن معمولی تشکیل یافته است با این تفاوت که بتن غلتکی کاملا خشک بوده ودر زمان اجرا نیاز به انرژی تراکمی بالایی دارد که در مورد بتن معمولی این طور نیست.
تجربیات نشان داده است با عیار ۳۰۰ و با ۵۰۳۵ = می توان مقاومت سه روزه ۴۰ از این بتن دریافت کرد. همچنین اینکه این بتن رفتارش تحت تأثیر ترک خوردگی های ناشی از جمع شدگی خشک و مواردی که بتن معمولی متداول است قرار نمی گیرد.
عموماً لایه های اجرا شده توسط بتن غلتکی در جاده ها و یا راه ها برای عبور نیمه سنگین و سنگین حداکثر ضخامتی برابر cm 20 دارند. که همانطور که اشاره گردید تامین همواریو صافی سطح تویط تزریق ملات صورت می گیرد. در استاندارد کشور بلژیک BS30,BSC20 جهت اجرای رویه راهها با بتن غلتکی نیاز به حداقل عیار سیمان ۲۰۰ و ۲۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب داریم که در نهایت نیز با انجام تراکم صحیح متوسط مقاومت فشاری ۳۰ و ۲۰ باشد.

مصالح بازیافتی :
منظور از مصالح بازیافتی آن نوعی از سنگدانه هایی ایت که دیگر در انجام کارهای عمرانی کاربرد ندارند و یا حاصل از فعالیت های صنعتی هستند خصوصیات فیزیکی – شیمیاییو مکانیکی این سنگ دانه ها بر حسب مورد متفاوت است در ایران سنگدانه هایی که تکه های بتن به آنها چسبیده اند و سنگدانه هایی که حاصل از خراشیدن سطح آسفالت هستند و و همراه با قید هستند به وفور یافت می شوند نکته مشترک بین این سنگدانه ها این است که بخش زیر دانه ها آنها بسیار ناچیز است و اکثریت آنها اندازه ای بیش از ۱۰ میلی متر دارند.

روند اختلاط جهت ساخت نمونه های ncc در آزمایشگاه به صورت زیر است
۱- اختلاط سنگ دانه ها شن و ماسه برای ۲ دقیقه
۲-افزایش زمان برای افزودن تمام سنگدانه ها به مدت ۱ دقیقه
۳- افزودن سیمان و اختلاط برای ۲ دقیقه
۴- ریختن آب و اختلاط برای ۲ دقیقه
۵- ریختن بتن در قالب
۶- انجام متراکم

همانطور که اشاره گردید دانه بندی مصالح بازیافتی کامل نیست و نیاز است که این مخلوط بهینه سازی شود بدین معنا که با بررسی مصالح آن محدوده از دانه ها که وجود ندارد به مخلوط افزوده شود نقصان در دانه بندی در محدده ریز دانه و ماسه است. استاندارد بلژیک اعلام می کند در صورتیکه از مصالح بازیافتی استفاده می گردد حداقل عیار سیمان ۲۵۰ باشد و تا حدود ۷۵% مصالح درشت دانه به آنها مصالح ماسه ای افزوده گردد.

مشاهده گردیده است در صورتیکه در مورد این سنگدانه ها بهینه سازی انجام پذیرد و جهت ساخت مخلوط از نسبت های توصیه شده در استاندارد ها استفاده گردد و در نهایت نیز تراکم بخوبی صورت گیرد خواص مکانیکی بسیار مطلوبی حاصل خواهد گردید. به نحوی که بتن با غلتکی با مصالح بازیافتی مقاومت بسیار خوبی دربرابر شرایط یخ زدگی و اب شدگی خواهند داشت.

همانطور که قبلا اشاره گردید ریز دانه ها تأثیر بسزایی در رفتارها بتن غلتکی دارند در این مورد نیز مشاهده گردید که اگر مصالح بازیافتی بتن بهینه سازی و تصحیح بکار روند در نهایت مقاومت های فشاری در مقایسه با بتن غلتکی با مصالح طبیعی به نصف کاهش یافت البته این مطلب نیز باید توجه شود که در هر حال بتن غلتکی با مصالح طبیعی بعلت جنس خوب این مصالح همواره مقاومت فشاری بالاتری خواهند داشت.

در مورد میزان سیمان مصرفی تیز همانطور که اشاره گردید حداقل آن باید ۲۰۰ باشد البته در مواردی که سنگدانه ها حاصل از یک سازه بتنی هستند می توان با انجام آزمایش این مقدار را به ۱۷۵ کاهش داد.

طرح اختلاط :
طرح یک بتن غلتکی همواره باید بنحوی باشد که دستیابی به مقادیر مقاومتی را امکان پذیر کند و قابلیت ها و نیازهای طرح را برآورده سازد به طوری که از مصالح نیز حداکثر بهره وری صورت پذیرئ. این مطلب باید کاملا توجه شود این است که باید بتنی طرح شود که کاملا صرفه اقتصادی داشته باشد حداقل سیمان مصرف شود و بیشترین استفاده از مصالح انجام گیرد. تا بحال یک روش

استاندارد جامع برای طرح اختلاط بتن غلتکی ارائه نشده است . در هر مورد بر حسب کابری و مصالح در دسترس از روش خاص استفاده می گردد اما اصل کلی در طرح مخلوط باید تلفیق شرایط مکانیک خاص و تئوری های بتن باشد بعد از طرح جهت کنترل صحت از نمونه های آزمایشگاهی و واقعی استفاده گردد.

تعیین نسبت های اختلاط بر اساس روش تراکم خاک در حقیقت برقراری رابطه بین وزن واحد خشک و میزان رطوبت در یک محدود مشخص رطوبت است.
بعد از انجام تراکم حداکثر وزن واحد خشک و در صد رطوبت بهینه تعیین می گردند تعیین این لوله طرح نسبت های اختلاط ضروری است. روش تراکم نیز با استفاده از پروکتور اصلاح شده است که بدلیل کاهش امکان خرد شدگی مصالح انرژی تراکم را به حدود ۱۱۱۶ کاهش داده می شود.