بتن غلتکی RCC و کاربرد آن در صنعت

بتن غلتکی یا بتن RCC یکی از انواع بتن با اسلامپ صفر است که به عنوان رویه بتنی در روسازی یا مصالح در سدسازی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بتن از مصالح ساختمانی پرکاربرد، در صنعت ساخت و ساز می باشد که از ترکیب ذرات شن و ماسه و اختلاط آن با آب و سیمان که به عنوان ماده چسباننده ذرات شن و ماسه است، بدست می آید. اما همیشه ذرات شن و ماسه توسط آب و سیمان بهم نمیچسبند، نوع دیگری از بتن ها وجود دارد که اتصال سیمان و شن و ماسه بهم بدون وجود آب و تحت فشرده شدن و تراکم توسط غلتک حاصل می شود. این نوع بتن ها را بتن غلتکی می نامند.

بتن غلتکی چیست؟

بتن غلتکی بتنی است که اسلامپ آن صفر باشد (آزمایش اسلامپ آزمایشی است که برای تعیین میزان روانی بتن انجام میشود، 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 این نوع از بتن همانند تراکم خاک ها توسط ماشین آلات متراکم سازی صورت می گیرد پس علت خشک بودن این نوع بتن همین موضوع می باشد.

تعریف بتن غلتکی از نظر انجمن بتن آمریکا :

در فرهنگ اصطلاحات بتن و سیمان انجمن بتن آمریکا، بتن غلتکی و یا بتن متراکم شده با غلتک، بتنی است که با حرکت بر روی آن در حالت سخت نشده، متراکم می شود. در ادبیات فنی با نام رول کریت (Rollcrete) نیز از آن نامبرده می شود. این روش، امروزه اغلب تحت عنوان بتن غلتکی یا به صورت خلاصه RCC به کار برده می شود.

تفاوت بتن معمولی با بتن غلتکی :

بتن غلتکی قبل از تراکم تفاوت بسیار زیادی با بتن معمولی دارد زیرا همانطور که می دانیم در بتن معمولی عامل چسباننده سنگدانه ها بهم مخلوط آب و سیمان است که به عنوان شیره بتن ذرات خاک را احاطه کرده و موجب چسبیدن ذرات بهم می شود، این در حالی است که بتن غلتکی خشک است و رفتاری همانند خاک دارد اما بعد از متراکم سازی با غلتک و رسیدن به درصد تراکم مطلوب رفتاری مشابه بتن معمولی از خود نشان خواهد داد.

خواص بتن غلتکی :

1-کارایی بتن غلتکی:

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

۲- جداشدگی بتن غلتکی:

مسئله جداشدگی از مسائل مهم برای پروژه هایی مثل سدسازی است زیرا میزان سیمان مصرفی برای بتن غلتکی سد به علت کنترل حرارت ناشی از هیدراتاسیون کم می باشد و همچنین قطر ذرات بکار رفته برای بتن غلتکی سد بزرگتر از قطر ذرات بکار رفته برای بتن معمولی یا بتن غلتکی بکار رفته برای راهسازی است لذا مشکل جداشدگی دانه های برای بتن غلتکی سد پررنگ تر است.

۳-آب انداختگی بتن غلتکی:

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 بتن غلتکی:

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

۵-مقاومت فشاری بتن غلتکی:

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.

کاربرد های بتن غلتکی :

– سد سازی و شالوده های بزرگ

– راهسازی

پیشنهاد میکنیم این مطلب را بخوانید

مشخصات فنی بلوک سبک لیپر

تاریخچه پیدایش بتن غلتکی در رابطه با بدنه سدها :

با توجه به آسیب پذیر بودن سدهای خاکی و همچنین نیاز به مراقبت دائمی از این نوع سدها و البته سرعت اجرای بالای آن، از سوی دیگر مقاومت سدهای بتنی و هزینه بالا و لزوم بکارگیری تجهیزات پیشرفته در این نوع سدها، در اوایل سال های ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ پیشنهاد شد که روشی برای ساخت سد ها ارائه شود که مزایای این دو نوع از سدها را تواماً داشته باشد . در سال ۱۹۸۰ روش استفاده از بتن غلتکی ارائه شد که در واقع بیش از اینکه معرفی مصالح جدید باشد روشی جدید به شمار می آمد. استفاده از این روش باعث شد زمان ساخت سد به میزان سد های خاکی کاهش یابد همچنین در هزینه ها صرفه جویی شود به علاوه مقاومت این نوع سد ها با مقاومت و پایداری سدهای بتنی برابری می کرد.

طرح اختلاط بتن غلتکی در رابطه با سدها :

اگر از بتن غلتکی برای ساخت بدنه سد استفاده شود بایستی در طرح اختلاط آن نهایت توجه و دقت لازم انجام شود که آب بندی مخلوط به خوبی انجام شود و لازمه رسیدن به این هدف اتصال کافی بین ذرات و عدم وجود درز بین ذرات می باشد.

همچنین در طرح اختلاط بتن غلتکی بایستی نکته ای دیگری بنام پدیده جداشدگی دانه ها را نیز درنظر بگیریم. توجه به روش اجرای مخلوط‌های بتن غلتکی، یکی از ویژگی‌های متفاوت این نوع بتن در مقایسه با بتن‌های معمولی، کاهش قابل توجه میزان بخش خمیری در بتن غلتکی است به گونه‌ای که امکان حمل، پخش و تراکم بتن با ماشین آلات خاکی فراهم شود. در این شرایط ریسک وقوع پدیده جداشدگی سنگ‌ دانه ‌ها و بخش خمیری بتن در فرایند حمل، ریختن و متراکم کردن مخلوط‌ های بتن غلتکی افزایش یافته و لذا یکی از اهداف و الزامات مهم و تعیین کننده در مطالعه طرح اختلاط بتن غلتکی‌، دستیابی به یک مخلوط همگن و منسجم با حداقل تمایل به وقوع پدیده جداشدگی است. عدم توجه به کنترل این پدیده می‌تواند کیفیت و خواص به دست آمده برای یک مخلوط بتن غلتکی مشخص در مطالعات آزمایشگاهی را در زمان اجرا کاملاً تغییر دهد. کاهش حداکثر ابعاد سنگ دانه‌ها، کاربرد سنگ ‌دانه ‌ها‌ی با دانه بندی مناسب، و قدری افزایش در درصد ماسه (نسبت به بتن‌های معمولی با اندازه حداکثر سنگ دانه مشابه) می‌‌تواند در کنترل پدیده جداشدگی سنگ‌ دانه ‌ها در بتن موثر باشد.

ملاحظاتی که باید در رابطه با طرح اختلاط بتن غلتکی درنظر بگیریم عبارت است 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 – حرارت هیدراتاسیون حرارت ناشی از واکنش سیمان با آب می باشد )

پارامترهای مقاومت بتن غلتکی مورد استفاده برای سدها :

پارامترهای مقاومتی این بتن به عواملی نظیر نسبت‌های سیمان، پوزولان و آب، درصد تراکم، و کیفیت و دانه بندی سنگ‌دانه ‌ها بستگی دارد. برای مخلوط‌ های بتن غلتکی با مواد سیمانی متوسط تا زیاد، همانند بتن‌های معمولی، مقاومت فشاری بتن تابعی از نسبت آب به کل مواد سیمانی است. برای مخلوط‌های خشک بتن غلتکی (بتن غلتکی با مواد سیمانی کم) که حجم خمیر بتن در آن‌ها برای پرکردن فضاهای خالی بین سنگ دانه‌ها کافی نیست، مقاومت بتن غلتکی، مشابه ضوابط مربوط به سدهای خاکی، به روابط چگالی رطوبت مخلوط بتن بستگی دارد.

کاربرد بتن غلتکی در راهسازی :

تاریخچه استفاده از بتن غلتکی در راهسازی :

اولین کاربرد واقعی و مهم RCCP در آمریکا احداث محوطه وسیع پارکینگ برای تانک ها و وسایل نقلیه نظامی سنگین در پایگاه 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. بتن غلطکی مورد استفاده در راهسازی، یک تکنولوژی در حال پیشرفت است. حدود دو دهه است که پروژه‌های متعدد روسازی در آمریکا و کشورهای اروپایی نظیر فرانسه، اسپانیا، آلمان، استرالیا، هندوستان و ژاپن با بتن RCCP، اجرا شده است و روند استفاده از آن همچنان در حال گسترش است.