رفتار بتن تازه در سطوح شیبدار
ترک در سازههای بتنی به ویژه در سازههای هیدرولیکی از مشکلات اصلی این نوع سازهها است. شیبدار بودن سازهها مثلاً در کانالها و تونلها نیز مزید بر علت شده و خسارت زیادی را تحمل مینماید. عوامل مختلفی موجب پدید آمدن ترکها به ویژه در سطوح شیبدار پوشش بتنی میشوند. یکی از مهمترین این عوامل انتخاب نادرست اسلامپ مخلوط بتن با توجه به شیب بتن ریزی است. در بتن ریزیها، اسلامپ بالای بتن باعث شره کردن و عدم پایداری بتن بر روی سطوح شیبدار شده در حالی که اسلامپ کم نیز موجب کاهش کارایی و عدم تحریک مناسب بتن میشود.
در کانالهای انتقال آب همواره گمان بر این است که با اجرای یک پوشش غیر قابل نفوذ مانند پوشش بتنی میتوان از میزان تلفات نشت کانالهای انتقال آب به میزان قابل ملاحظهای جلوگیری کرد. برای مثال در محاسبات تئوریک میزان تلفات نشت برای یک کانال با پوشش بتنی، حدود یک سوم کانال با پوشش رسی در نظر گرفته میشود. ترکهای به وجود آمده در سطح شیبدار پوشش کانالهای آب که پس از گذشت عمر کوتاهی از اجرای آنها ظاهر میشوند با ایجاد درز و شکاف موجب نشت دیوارههای کانال و در نهایت عامل هدر رفتن مقادیر زیادی از منابع آب کشور میشوند. عوامل مختلفی در به وجود آوردن این ترکها نقش دارند که یکی از مهمترین این عوامل انتخاب نامناسب اسلامپ بتن مورد استفاده با توجه به شیب عرضی دیواره کانال است. باید توجه داشت که بتن ریزی در سطوح شیبدار دیواره کانالها دارای شرایط ویژهای است. زیرا به دلیل ضخامت کم بتن ریزی نمیتوان از ویبرهها متداول برای تحکیم بتن و خروج هوا از آن استفاده کرد لذا جهت تحکیم بتن، استفاده از بتنهای با اسلامپ بالا ضروری میشود. از طرفی به دلیل بتن ریزی در شیب دیوارهها، افزایش اسلامپ موجب شره کردن بتن میشود. باید مقدار آن محدود شود. از این حفظ کارایی و پایداری بتن به طور همزمان برای اجرای پوشش شیبدار کانالها امری ضروری است.
ایجاد ترک و دیگر خسارت بر روی سطوح شیبدار به ویژه در پوشش کانالها یکی از دغدغههایی است که توجه محققین را به خود معطوف کرده و در طی سالهای گذشته مکرراً مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.
بررسی پایداری بتن تاره
پایداری به معنای توانایی بتن تازه برای روان شدن بر روی یک سطح است. عوامل موثر در پایداری بتن بر روی سطح شیبدار شامل موارد زیر است.
- زاویه اصطکاک داخلی سنگدانهها مخصوصاً درشت دانهها
- چسبندگی به وجود آمده به وسیلهی ملات سیمان
- ضریب اصطکاک بین بتن و سطح تماس زیرین آن (قالب یا سطح زمین)
- زاویه سطح شیبدار
- طول و ضخامت پانل بتن ریزی شده
هر چه طول و ضخاکت پانل بتنی کمتر باشد نیروی پایین برنده بتن (وزن بتن ضرب در سینوس زاویه سطح شیبدار) کاهش پیدار کرده و آن را میتوان در شیب تندتری اجرا نمود.
پایدار بتن بر روی سطح شیبدار به عواملی چون زاویه اصطکاک داخلی سنگدانهها، چسبندگی ملات سیمان، ضریب اصطکاک بین بتن و سطح تماس زیرین آن، زاویه سطح شیبدار ، طول و ضخامت پانل بتن ریزی بستگی دارد.
در صورت ناپایداری بتنی با اسلامپ کم بر روی یک سطح شیبدار، بتن ظاهری خود را حفظ کرده و به سمت پایین سر میخورد. حال آن که ناپایدار بتنی با اسلامپ بالا بر روی سطح شیبدار باعث شره کردن و جداشدگی سنگدانههای آن میشود.
افزایش اسلامپ به معنای افزایش کارایی بوده که علاوه بر سهولت پرداخت، باعث کاهش خلل و فرج در محل تماس بتن و قالب میشود.
در صورت شره کردن یا سر خوردن بتن در یک شیب و سپس سعی در نگهداری نمونه بتنی دچار کاهش مقاومت کششی کاهش مقاومت فشاری و افزای درصد جذب آب در قسمت پایین خواهد شد. این میتواند دلیلی برای تشکیل ترک در یک سوم بخش پایینی شیب پانلها به هنگام بهره برداری باشد
