پایان نامه بررسی متغیرهای اجرائی سدهای بتن غلتکی (RCC)

پایان نامه بررسی متغیرهای اجرائی سدهای بتن غلتکی (RCC)

چکیده فارسی 

بتن کوبید̥a غلتکی یا R.C.C1 یک روش جدید جهت اجرای بتن در کار های عمرانی میباشد که  اید̥a استفاده از آن به ده های ١٩٣٠ و ١٩٤٠ در انگلستان و به عنوان لا ی̇B ز یر اساس جاد ها و روسازی محوط ̇B فرودگاهها باز میگردد. این م صالح در م صارف اولیه بنام بتن کم ع یار یا خ شک شناخته شده و در ز یر قشر آسفالت بکار میر فت . R.C.C هرچ ند که در کلی̇B فعالیتهای عمرانی و عمدتاً به عنوان یکم صالح جنبی م طرح شده و مورد ا ستفاده قرار گر فت ، از اوائل دهḂ ١٩٦٠ میلادی، از سوی کارشناسان و محققان به عنوان مصالح و تکنیک اجرایی قابل استفاده در سد سازی مطرح گردید و دیری نپائید که مورد تو جه و توسع̇B روزافزون قرار گر فت . رواج استفاده از بتن غلتکی به عوامل متعددی بستگی داشت که مهمترین آنها سادگی در تولید و بکارگیری و عدم نیاز به تجهیزات و تأسیسات اجرایی ویژه میباشد. با توجه به تجارت حاصل از صنعت سدسازی خصوصاً در ک شورهای آمریکـا، ژاپـن چـین و اسـپانیا و ثبـوت مزایـای اسـتفاده از R.C.C، بنظـر مـیرسـد در هرکشوری لاجرم بایستی به سمت استفاده از این مزایا حرکت کرد. از آنجا که اجرای R.C.C بسیار وابسته به فرهنگ کاری و بکارگیری مصالح در دسترس و تجهیزات متفاوت در هر کشور میباشد، او لین تجربه در هر ک شور و ثبت کلی̇B مراحل و شرایط کاری و ثبت این متغیر ها و کنترل تأثیر متغیرهای اجرایی بر کیفیت بتن بسیار م هم بوده و میتواند بر امکانپذیری و رو نق استفاده از این روش مؤثر بوده و مبنای قضاوت قرار گیرد. سد جگین اولین تجرب̇B عملی استفاده از R.C.C در ایران بوده که به همت طراحان و حمایت کارفر مای پروژه و شجاعت پیمانکار این پروژه به اجرا رفته است . 

مقدمه

بتن کوبیده غلتکی یا R.C.C1 یک روش جدید جهت اجرای بتن در کار های عمرانی میباشد که ایـد̥a اسـتفاده از آن بـه دهـه هـای ١٩٣٠ و ١٩٤٠ در انگلسـتان و بـه عنـوان لایـ̇B زیراسـاس جـاده هـا و روسازی محوط Ḃ فرودگاه ها باز می گردد. R.C.C هرچند که در کلیḂ فعالیتهای عمرانی و عمدتاً به عنوان یک مصالح جنبیم طرح شده و مورد استفاده قرار گر فت ، از اوایل ده̇B ١٩٦٠ میلادی، از سوی کارشناسان و محققان به عنوان مصالح و تکنیک اجرای قابل استفاده در سدسازی مطرح گردیده و دیری نپائید که مورد توجه و توسع̇B روزافزون قرار گرفت . 

تاریخچه استفاده از R.C.C

مطالعات زیادی در کشورهای مختلف در رابطه با R.C.C تحت نامهای مختلفی همچون بتن کوبید̥a غلتکی (R.C.C)، سد بتنی کوبید̥a غلتکی (RCD)، رولکریت (Rollcrete)، بتن کم ع یار و بتن کم ع یار خ شک انجام گرفته است . سالهای متمادی بتن کوبید̥a غلتکی به ع نوان قشر زیراساس جاده ها و روسازی محوط ̇B فرودگاه ها مورد استفاده قرار گرفته است . به نحویکه استفاده از این روش تا سال ١٩٤٠ در انگلستان دام ن̇B گ سترده ای یافت . این توسعه به عوامل متعددی بستگی داشت که مهمترین آنها سادگی در تولید و اجرای آن و عدم نیاز به تجه یزات و تأسیسات اجرایی و یژه بود. مخ لوط ی که برای رو سازی مودر استفاده قرار میگ یرد دارای عیار سیمان کم و در حدود ١١٠ تا ١٢٠ کیلوگرم بر متر مکعب بوده و شامل سنگ دانه ش سته و مناسب برای بتن مگر بوده و عمو ماً دارای سنگدانه های بزرگتر از ١٩ میلیم تر به ع نوان در شت ترین سنگدانه میبا شد. ا جرای ا ین م صالح بدون ایجاد درز های انقبا ضی صورت میگیرد. 

فهرست مطالب

عنوان  .............................................................................................................. صفحه

چکیده فارسی  .................................................................................................................... ١

مقدمه  .................................................................................................................... ٣ 

فصل اول : دیباچه ..........................................................................................

هدف .................................................................................................................... ٥

١-٢- زمین̇B تحقیق ................................................................................................................ ٦

١-٣- سؤالات تحقیق ............................................................................................................. ٧

١-٤- لزوم انجام تحقیق .......................................................................................................... ٨

١-٥- شیو̥a تحقیق ................................................................................................................. ٨

١-٦- حدود تحقیق ................................................................................................................ ٨ 

فصل دوم : سدهای بتنی غلتکی ............................................................................

٢-١- کلیات  .................................................................................................................. ١٠

٢-٢- تاریخچه استفاده از R.C.C........................................................................................... ١٠

٢-٣- جایگاه R.C.C در سد سازی ......................................................................................... ١٢

٢-٣-١- سد بتنی غلتکی کم سیمان .......................................................................................... ١٣

٢-٣-٢- بتن غلتکی با خمیر سیمان زیاد ................................................................................... ١٤

٢-٣-٣- بتن غلتکی در ژاپن (R.C.D) .................................................................................... ١٥

٢-٣-٤- جمع بندی............................................................................................................... ١٥

٢-٤- توجیه پذیری اقتصادی و اجرائی استفاده از R.C.C در سدسازی ............................................ ١٦

٢-٤-١- کوتاه کردن دور̥a اجرا .............................................................................................. ١٧

٢-٤-٢- افزایش سرعت اجرا ................................................................................................ ١٧

٢-٤-٣- صرفه جویی در مصرف سیمان ................................................................................... ١٧

٢-٤-٤- فواید دیگر............................................................................................................. ١٧

٢-٤-٥- جمع بندی ............................................................................................................... ١٨

٢-٥- انواع سدهای بتن غلتکی از دیدگاه ط راحی ........................................................................ ٢٠

٢-٥-١- بتن غلتکی با اید̥a خاکها ............................................................................................ ٢١

٢-٥-٢- بتن غلتکی با اید̥a بتن معمولی ..................................................................................... ٢٤

٢-٥-٣- سدهای R.C.D ...................................................................................................... ٢٥

٢-٦- پروژه های بتن غلتکی در جهان (٢٠٠١ Dunstan) ............................................................ ٢٦

٢-٦-١- مقدمه  .................................................................................................................. ٢٦

٢-٦-٢- کشورهای پیشرو در ساخت سد بتن غلتکی .................................................................... ٢٨

٢-٦-٣- افزایش ابعاد سدهای R.C.C...................................................................................... ٣٠

٢-٦-٤- بررسی آماری سدهای بتن غلتکی در جهان .................................................................... ٣١

٢-٧- پروژه های بتن غلتکی در ایران ...................................................................................... ٣٩

٢-٧-١- مقدمه  .................................................................................................................. ٣٩

٢-٧-٢- پروژ̥a سد جگین ...................................................................................................... ٣٩

٢-٧-٣- پروژ̥a سد زیردان .................................................................................................... ٣٩

٢-٧-٤- پروژه سد رودبار لرستان .......................................................................................... ٣٩

٢-٧-٥- پروژه فرازبند و نشیب بند سد کارون ........................................................................... ٤٠

٢-٧-٦- پروژه سد مخزنی زالکی ........................................................................................... ٤٠

٢-٧-٧- سد تنظیمی کرخه (پای پل ) ........................................................................................ ٤١

٢-٧-٨- جمع بندی .............................................................................................................. ٤١ 

فصل سوم : معرفی مشخصات .R.C.C و مقایسه آنها با سد جگین ........................................

٣-١- کلیات  .................................................................................................................. ٤٣

٣-١-١- معرفی پروژ̥a سد جگین ............................................................................................ ٤٣

٣-٢- ویژگیهای فیزیکی R.C.C............................................................................................ ٤٣

٣-٢-١- کلیات  .................................................................................................................. ٤٣

٣-٢-٢- مصالح مخلوط بتن غلتکی ......................................................................................... ٤٦

٣-٢-٢-١- مصالح سیمانی .................................................................................................... ٤٦

٣-٢-٢-١-١- کلیات ............................................................................................................ ٤٦

٣-٢-٢-١-٢- سیمان پرتلند.................................................................................................... ٤٧

٣-٢-٢-١-٣- پوزولان ......................................................................................................... ٥٠

٣-٢-٢-٢- سنگدانه ها .......................................................................................................... ٥٧

٣-٢-٢-٣- آب  .................................................................................................................. ٦٥

٣-٢-٣- تعیین نسبتهای اختلاط ............................................................................................... ٦٨

٣-٢-٣-١- ط رح اختلاط بتن R.C.C بر مبنای کارایی و روانی مطلوب (USBR و ACI) .................. ٦٩

٣-٢-٣-١-١- روش USBR جهت بدست آوردن کارآیی مطلوب .................................................... ٧٠

٣-٢-٣-١-٢- روش ACI- جهت بدست آوردن روانی مطلوب ....................................................... ٧١

٣-٢-٣-٢- ط رح اختلاط به روش سعی و خ طا برای یافتن به ترین و اقتصادی ترین نسبت دانه بندی و مواد

سیمانی ......................................................................................................... ٧١

٣-٢-٣-٣- ط رح اختلاط بتن R.C.C با توجه به دیدگاه های مهندسی مکانیک خاک............................... ٧٢

٣-٢-٣-٤- نسبت اختلاط در پروژه سد جگین ............................................................................ ٧٥

٣-٢-٤- خواص مهندسی بتن غلتکی ........................................................................................ ٧٥

٣-٢-٤-١- خواص مقاومتی .................................................................................................. ٧٨

٣-٢-٤-١-١- مقاومت فشاری ................................................................................................ ٧٨

٣-٢-٤-١-٢- مقاومت کششی ................................................................................................ ٨١

٣-٢-٤-١-٣- مقاومت برشی ................................................................................................. ٨٣

٣-٢-٤-٢- خواص الاستیک .................................................................................................. ٨٧

٣-٢-٤-٢-١- مدول الاستیسیته ............................................................................................... ٨٧

٣-٢-٤-٢-٢- ضریب پواسون ................................................................................................ ٨٧

٣-٢-٤-٣- دوام ................................................................................................................. ٨٨

٣-٢-٤-٣-١- مقاومت در برابر انجماد و ذوب ........................................................................... ٨٨

٣-٢-٤-٣-٢- مقاومت سایشی ................................................................................................ ٨٨

٣-٢-٤-٤- وزن مخصوص ................................................................................................... ٨٩

٣-٢-٤-٥- نفوذپذیری .......................................................................................................... ٩٠

٣-٢-٤-٦- تغییرات حجمی ................................................................................................... ٩١

٣-٢-٤-٦-١- ملاحظات حرارتی ............................................................................................ ٩٢

٣-٢-٤-٦-١-١- مقدمه ......................................................................................................... ٩٢

٣-٢-٤-٦-١-٢- مطالعات حرارتی .......................................................................................... ٩٣

٣-٢-٤-٦-١-٣- پارامترهای وابسته به زمان در بارگذاری حرارتی ................................................. ٩٣

٣-٢-٤-٦-٢- انقباض در اثر خشک شدن .................................................................................. ٩٨

٣-٢-٤-٦-٣- خزش (Creep)............................................................................................... ٩٩

٣-٣- آزمونهای آزمایشگاهی ................................................................................................. ٩٩

٣-٣-١- تهی̇B نمونه ............................................................................................................. ٩٩

٣-٣-١-١- نمونه های تهیه شده با روش تراکم ضربه ای ................................................................ ٩٩

٣-٣-١-٢- نمونه های ارتعاشی ............................................................................................. ١٠٠

٣-٣-١-٣- نمونه های تخماقی ............................................................................................... ١٠٠

٣-٣-٢- آزمایشات روانی (Consistency)............................................................................ ١٠١

٣-٣-٢-١- روابط دانسیته – رط وبت ..................................................................................... ١٠١

٣-٣-٢-٢- آزمایشات ارتعاشی ............................................................................................. ١٠٢ 

فصل چهارم : روش های اجرایی .R.C.C مقایسه آن با سد جگین ........................................

٤-١- مقدمه  ................................................................................................................ ١٠٦

٤-٢- آموزش قبل از ساخت ................................................................................................ ١٠٦

٤-٣- اجرای باند آزمایشی (Test pad) ................................................................................. ١٠٧

٤-٤- تولید و ترتیب اجرای بتن R.C.C................................................................................. ١١٣

٤-٤- ترتیب اجرای .RC.C ............................................................................................... ١١٣

٤-٥- جانمایی تجهیزات کارگاه ............................................................................................ ١٢٨

٤-٦-تولید مصالح سنگدانه ای .............................................................................................. ١٣٢

٤-٧- بچینگ و اختلاط ...................................................................................................... ١٣٥

٤-٨- ضخامت هر قشر بتن غلتکی ....................................................................................... ١٤١

٤-٩- حمل و نقل .............................................................................................................. ١٤٢

٤-١٠- پخش مصالح ......................................................................................................... ١٤٤

٤-١١- عملیات تراکم ........................................................................................................ ١٤٧

٤-١٢ – دانسیته ............................................................................................................... ١٥٠

٤-١٣- درزهای افقی ........................................................................................................ ١٥٥

٤-١٤-اجرای درزهای قائم (درزهای انقباض ) ......................................................................... ١٦٠

٤-١٥- اجرای بتن غلتکی در کنار قالبها................................................................................. ١٦٤

٤-١٦- اجرا RCC بر روی شیب ........................................................................................ ١٦٧

٤-١٧- روشهای اجرای پوشش سراب و کنترل نشت آب [١] ....................................................... ١٧١

٤-١٧-١- پانلهای بتنی با غشاء پوششی .................................................................................. ١٧١

٤-١٧-٢- پوشش بتنی مسلح درزدار...................................................................................... ١٧٢

٤-١٧-٣- پوشش بتنی غیر مسلح با درزهای آب بندی شده ........................................................... ١٧٣

٤-١٧-٤- پوشش بتنی غیرمسلح بدون درزهای آب بندی شده ........................................................ ١٧٣

٤-١٧-٥- روشهای دیگر رویه سازی سراب ............................................................................ ١٧٤

٤-١٧-٦- اجرای روکش سراب در پروژه سد جگین .................................................................. ١٧٤

٤-١٨- آرماتورگذاری ....................................................................................................... ١٧٦

٤-١٩- ملاحظات آب و هوایی ............................................................................................. ١٧٩

٤-٢٠- زمان تأخیر و سرعت اجرا ....................................................................................... ١٨٠ 

فصل پنجم : بررسی آزمایشات ، کنترل نتایج و نتیجه گیری .................................................

٥-١- مقدمه  ................................................................................................................ ١٨٣

٥-٢- حجم مغزه های تهیه شده .............................................................................................. ١٨٣

٥-٣- آزمایشات به عمل آمده بر روی نمونه ها ......................................................................... ١٨٥

٥-٣-١- مقاومت فشاری تک محوری .................................................................................... ١٨٥

٥-٣-٢- آزمایش تعیین مقاومت کششی ................................................................................... ١٨٦

٥-٣-٣- تعیین مشخصات الاستیک ........................................................................................ ١٨٧

٥-٣-٤- آزمایش تعیین دانسیته و تخلخل ................................................................................. ١٨٧

٥-٣-٥- آزمایش تعیین سرعت گذر امواج ط ولی و عرضی ......................................................... ١٨٧

٥-٣-٦- آزمایش مقاومت برشی مابین دو لیفت متوالی بتن غلتکی (درزهای افقی ) ............................. ١٨٨

٥-٣-٧-آزمایش تعیین نفوذپذیری صحرایی بتن غلتکی ............................................................... ١٨٩

٥-٤- بحث و نتیجه گیری از آزمایشات ................................................................................... ١٨٩

٥-٤-١- آزمایش مقاومت فشاری تک محوری ......................................................................... ١٨٩

٥-٤-٢- ثابتهای الاستیک ................................................................................................... ١٩٤

٥-٤-٣-دانسیته و تخلخل بتن غلتکی ...................................................................................... ١٩٥

٥-٤-٤- مقاومت کششی ..................................................................................................... ١٩٥

٥-٤-٥- مقاومت برشی بین درزه های بتن غلتکی ...................................................................... ١٩٥

٥-٤-٦- سرعت امواج برشی و فشاری .................................................................................. ١٩٦

٥-٤-٧- نفوذپذیری ........................................................................................................... ١٩٦

٥-٥- نتیجه گیری از تحقیق و ارائه پیشنهادات .......................................................................... ١٩٧

٥-٦- پیشنهاداتی جهت زمینه های ادام̇B تحقیق .......................................................................... ١٩٩

فهرست منابع فارسی ......................................................................................................... ٢٠٠

202 ................................................................................................................     Index

204 ................................................................................................................  Abstract