• ورود
  • سبد خرید شما خالی است.

ورود

آشنایی اختلاط و اجرای سد خاکی با هسته بتن اسفالتی- بخش اول

۱۳۹۶-۰۵-۳۱

احداث سدهای خاکی با هسته آسفالتی به سبب روش اجرای نسبتا ساده و ویژگیهای خاص آن از سال ۱۹۷۰ به بعد توسعه فراوانی یافته است. استفاده از قیر طبیعی بمنظور آب بندی سازه ها بر اساس کاوشهای باستانی به بیش از ۵۰۰۰ سال پیش در عراق، مصر و پرو برمیگردد.
اولین سد هسته آسفالتی در سال ۱۹۶۲ در آلمان احداث گردیده است.
سد yeleدر کشور چین با ارتفاع ۱۴۰ متر از جمله سدهای هسته آسفالتی در دست مطالعه است.
بلندترین سد از این نوع در ایران سد رودخانه شور با ارتفاع با ۸۵ متر ارتفاع در استان کرمان در حال ساخت می باشد.

طرح اختلاط و اجرای سد خاکی با هسته بتن اسفالتی

در این بحث به بررسی دو بخش میپردازیم:
۱ طرح اختالط هسته بتن آسفالتی
۲٫نحوه ای اجرای سد خاکی با هسته بتن آسفالتی
۳ تحلیل اقتصادی
مشخصات هسته بتن آسفالتی و ویژگیهای آن
در این بجث به بررسی مشخصات هسته بتن آسفالتی و ویژگیهای آن در موارد
زیر خواهیم پرداخت:
طرح اختالط بتن آسفالتی
مشخصات فیلر و سنگدانه ها
تاثیر مقدار و ویسکوزیته قیر در عملکرد آسفالت
مشخصات فنی فیلر
طرح اختالط بتن آسفالتی
طرح اختالط آسفالت باید آب بندی در مقابل فشار آب، پایداری در برابر شکست هیدرولیکی،مقاومت برشی مورد نیاز و کارایی الزم را برای اجرا تامین کند.
دانه بندی مصالح در بتن آسفالتی از منحنی فولر تبعیت کند در حالیکه مصالح ریزدانهکوچکتر از ۰۷۵/۰ میلیمترمصالح فیلر نیز به آن اضافه شود. اندازه دانه ها بطور کلی شامل فیلر،ماسه، سنگ شکسته و شن طبیعی در محدوده صفر تا ۱۶میلیمتر یا صفر تا ۱۸ میلیمتر باشد.
به منظور افزایش کارایی وتراکم پذیری ، مقداری شن گرد گوشه طبیعی مطابق با منحنی فولر به سنگدانه ها افزوده می شود.
میزان قیر مورد نیاز در مخلوط معموال باید کمی بیش از مقدار الزم جهت پرکردن فضای بین دانه ها و رسیدن به دانسیته ماکزیمم در حین تراکم باشد. این میزان برابر با۵/۵ تا ۵/۶ درصد وزن کل مصالح است.فضای خالی ۳ %یا کمتر باشد. با افزایش میزان فضای خالی از ۳ %میزان نفوذپذیری سریعا
افزایش می یابد.
تخلخل بیشتر به معنی نفوذ پذیری بیشتر خواهد بود. لذا این دو مشخصه با هم رابطه مستقیم دارند.

طرح اختلاط و اجرای سد خاکی با هسته بتن اسفالتی

مشخصات فیلر و سنگدانه ها
کیفیت سنگدانه ها بر اساس آزمایشهای انستیتو آسفالت) ۱۹۷۹ ) برای تعیین اندیس های تورق و شکنندگی طبقه بندی شده است.
این اندیس ها معیار شکل دانه ها و مقاومت مکانیکی آنها در برابر وزنه ای است که از ارتفاع مشخصی به روی آنها سقوط می کند.
اندیس تورق باال نشان دهنده ذرات کشیده ) از نظر شکل( و مقدار ضربه باال نشانگرسنگدانه های شکننده می باشد.

آشنایی اختلاط و اجرای سد خاکی با هسته بتن اسفالتی

عیار کیفیت سنگدانه ها برای هسته های بتن آسفالتی قدری محافظه کارانه است زیرا در معرض تغییرات شدید حرارتی، فرسایش وآب و هوا قرار ندارند.
بتن هسته در یک سد بلند در معرض تنش های بزرگ می باشد. اثر کیفیت دانه ها برروی رفتار تنش-کرنش بتن آسفالتی بر اساس آزمایشات سه محوری بررسی گردیده.
ازمایشات بر روی نمونه های ۲۰۰*۱۰۰ میلیمتر و در دمای ۵ درجه سانتی گراد و در فشارهای مگاپاسکال ۰/۵،۱،۲ جانبی صورت گرفته است.

آشنایی اختلاط و اجرای سد خاکی با هسته بتن اسفالتی

تاثیر مقدار و ویسکوزیته قیر در عملکرد آسفالت
میزان قیر بسته به نوع، خاصیت پوسته ای، ترکیبات معدنی ، خواص سطحی سنگدانه، دانه بندی و ویسکوزیته قیر، معموال بین ۵/۵ تا ۵/۶ درصد وزن کل مخلوط بتن آسفالتی میباشد. با مصرف مقدار کمتر قیر، مخلوطی با کارائی کمتر و نفوذپذیری بیشتر بدست می آید. مقدار قیر بیشتر باعث می شود که مخلوط خواص ویسکو االستو پالستیک بیشتر ، مقاومت کمتر و نفوذپذیری کمتر داشته باشد.

فزایش حجم و اتساع آسفالت، بازشدن ریزترکها و افزایش نفوذپذیری در اثر وارد آمدن تنشهای برشی باال به بتن آسفالتی
مخلوط با کارائی کمتر و نفوذپذیری بیشتر در اثر مصرف کمتر قیر

ایجاد خواص ویسکو االستو پالستیک بیشتر ، مقاومت کمتر و نفوذپذیری کمتر در اثرمصرف مقدار قیر بیشتر

نمودار زیر مقدار کرنش حجمی را بصورت تابعی از میزان قیر و کرنش محوری در ازمایش سه محوری رانشان میدهد.

آشنایی اختلاط و اجرای سد خاکی با هسته بتن اسفالتی

نجام آزمایشات سه محوری بر روی نمونه های بتن آسفالتی با دو درصد مختلف ۹/۵ و ۸ درصد برای بررسی تاثیر افزایش قیر در مدول تغییر شکل و مقاومت.
مدول تغییر شکل در کرنش محوری ۱ درصد در فشارجانبی ۲ مگاپاسکال از ۳۰۰ مگاپاسکال به ۱۱۰ مگاپاسکال و مقاومت برشی نیز از ۳۵/۳ مگاپاسکال به ۲ مگاپاسکال کاهش یافت. |شکل۴|

آشنایی اختلاط و اجرای سد خاکی با هسته بتن اسفالتی

مشخصات فنی فیلر
میزان درصد مصرف فیلر در مصالح آسفالت بستگی به دانه بندی مصالح سنگی دارد.
هرچه درصد فضای خالی مصالح بیشتر و دانه بندی بازتر نیاز به فیلر بیشتر برای پر کردن فضای خالی.
مشخصات فنی مصالح مورد استفاده
در این بحث به مشخصات فنی مصالح مورد استفاده در موارد زیر خواهیم
پرداخت:
مشخصات فنی قیر مورد استفاده در مخلوط آسفالتی
مشخصات فنی مصالح سنگی
مشخصات فنی قیر مورد استفاده در مخلوط آسفالتی
با توجه به شرایط آب وهوای ایران بهترین گزینه برای انتخاب قیر،قیر۶۰/۷۰ که مشخصات فنی آن در جدول ۱ ارائه شده است.

آشنایی اختلاط و اجرای سد خاکی با هسته بتن اسفالتی

مشخصات فنی مصالح سنگی
به منظور تعیین کیفیت مقاومتی مصالح،آزمایشاتی بر روی مصالح انجام شده و نتایج حاصل از آزمایشات با استانداردها مقایسه شده است.

آشنایی اختلاط و اجرای سد خاکی با هسته بتن اسفالتی

آزمایشات مارشال
بمنظور تعیین طرح اختالط مناسب بتن آسفالتی، نمونه ها تحت آزمایش مارشال قرار می گیرند.
در این آزمایش معیارهای زیر تعیین و بر اساس آن درصد قیر بهینه معین می گردد.
۱ .تعیین وزن مخصوص آسفالت Density Bulk
۲ .تعیین درصد حجمی فضای خالی آسفالتContent AirVoid
۳ .تعیین مقاومت فشاری آسفالتStability
۴ .تعیین تغییرشکل نسبی آسفالتFlow

روش ساخت نمونه ها برای تعیین درصد قیر بهینه در آزمایش مارشال
ساخت این نمونه ها به استناد به روش مارشال با درصد قیرهای بین ۵/۵ تا ۷ درصد و تعداد ضربات تراکم ۳۰ و با تکیه بر دانه بندی منحنی فولر بوده است.

آشنایی اختلاط و اجرای سد خاکی با هسته بتن اسفالتی

روش ساخت نمونه ها برای تعیین درصد قیر بهینه درآزمایش مارشال
بعد از دانه بندی برای ساخت نمونه ها، مصالح به مدت ۴ ساعت در دمای درجه ۱۶۰ در اون قرار داده شدند و قیر مورد استفاده را به مدت ۲ ساعت در دمای ۱۴۰ درجه در اون قرار می دهیم.

آشنایی اختلاط و اجرای سد خاکی با هسته بتن اسفالتی

سپس مصالح سنگی را با درصد قیر های مختلف در پاتیلی که از قبل گرم شده مخلوط کرده
به طوری که تمام سطح سنگدانه های قیر اندود شده باشند.
دمای اختالط در حدود ۱۵۰ درجه و باید در حدود ۲ دقیقه قیر با مصالح مخلوط شود.
بعد از ساخت آسفالت و گرم کردن قالب و چکش مارشال ،آسفالت را داخل قالب ریخته و باچکش مربوطه ۳۰ ضربه به نمونه وارد کرده، قالب همراه نمونه را در دمای معمولی ۲۰ به مدت ۲۴ ساعت قرار داده تا کامال سرد شود.
سپس از قالب خارج شده تا وزن،ارتفاع و وزن مخصوص تمام نمونه ها تعیین گردد.

آشنایی اختلاط و اجرای سد خاکی با هسته بتن اسفالتی

نتایج حاصل از آزمایشات مارشال

آشنایی اختلاط و اجرای سد خاکی با هسته بتن اسفالتی

آزمایشات سه محوری
۱۲آزمایش فشاری سه محوری به منظور بررسی مقاومت و نحوه تغییرات تنش و کرنش بتن آسفالتی صورت پذیرفتند.فشارهای محصور متفاوتی برای آزمایشات انتخاب شدند.
در ابتدا تمام نمونه ها داخل حوضچه شده تا قبل از آزمایش استاتیکی به دمای ۲۲ درجهبرسند.
سپس نمونه ها از حوضچه خارج شده و درون سلول سه محوری قرار گرفتند.
نتایج حاصل از آزمایشات سه محوری
فشارهای محصور اعمال شده کیلو ۷۰۰ ،۵۰۰ ،۲۵۰ برابر پاسکال بودند. همانطور که انتظار می رود، هر چه تنش محصور باالتر باشد مقدار تنش محوری بیشتر، خواهد بود.
آشنایی اختلاط و اجرای سد خاکی با هسته بتن اسفالتی بخش اول
نتایج حاصل از آزمایشات سه محوری
با افزایش درصد قیر عمدتا مدول سکانتی و مقامت نهایی نمونه ها کاهش می یابند.
همچنین با افزایش فشار جانبی و افزایش درصد قیر،کرنش در مقاومت حداکثر افزایش مییابد که حاکی از افزایش انعطاف پذیری نمونه ها می باشد به طوریکه سختی مصالح عمدتا تابع قیر است.
به طور عمومی با افزایش فشار همه جانبه مدول یانگ افزایش نشان می دهد.اگرچه در مواردی (خصوصا در درصد قیرهای باالتر) این قاعده صادق نبوده است که میتواند ناشی از غالب شدن قیر در خصوصیات رفتاری مصالح باشد.

آشنایی اختلاط و اجرای سد خاکی با هسته بتن اسفالتی بخش اول

آشنایی اختلاط و اجرای سد خاکی با هسته بتن اسفالتی بخش اول
نتیجه گیری
درصد قیر آسفالت مورد استفاده در هسته سدهای خاکی ضمن ارضاء کارایی وتراکم باال بایدنفوذپذیری،مقاومت،خواص ویسکواالستیک-پالستیک وخود ترمیمی آسفالت را تامین نماید.
در درصد قیرهای پائین ضمن افزایش نفوذ پذیری،سختی و مقاومت باعث کاهش کارایی وخاصیت ویسکواالستیک-پالستیک میشود.
هسته های آسفالتی خصوصا در ناحیه باالیی سد تحت تاثیر کرنش های بزرگی ناشی از ارتعاشات زلزله قرار دارند لذا بهتر است از درصد قیر بیشتری نسبت به درصد قیر بهینه استفاده کنیم.
افزایش درصد قیر به میزان قابل توجهی سبب کاهش سختی مصالح و افزایش انعطاف پذیری آن میگردد

پایان بخش اول 

 

گردآورنده : محمد معلمی

 

۱۳۹۶-۰۵-۳۱
شهریور ۱۳۹۶, ۱

۰ پاسخ در "آشنایی اختلاط و اجرای سد خاکی با هسته بتن اسفالتی- بخش اول"

ارسال یک پیغام