مقالات

ترویج روسازی بتن غلطکی راهی برای رونق بخشیدن به صنعت سیمان

 

چکیده

کشور ایران جزو چهار کشور برتر تولید کننده سیمان قرار دارد. مصرف سیمان در داخل کشور محدود بوده و مازاد آن صادر می شود. صادرات به کشورهای همسایه دارای نوسان بود و همین امر منجر به نوسان در شرایط مالی و اقتصادی کارخانه های سیمان می شود. جهت تعادل بازار داخلی سیمان راه های متفاوتی وجود دارد که روساز بتن غلطکی و جایگزین کردن آن به جای آسفالت یکی از آن ها می باشد. با توجه به در حال توسعه بودن کشور و افزایش راه های روساز بتن غلطکی بسیار با اهمیت می باشد.

کلمات کلیدی: تولید سیمان-بتن روساز غلطکی-آسفالت-بتن متراکم

کشورمان با تولید 78 میلیون تن سیمان در سال خود را به عنوان یکی از چهار قدرت برتر تولید سیمان به جهانیان شناساند این رکورد در شرایطی محقق شد که تنها ده سال پیش تولید سیمان کشور حدود 30 میلون تن در سال می رسید و کسب مقام چهارم جهان درتولید سیمان نشان دهنده عزم و جدیت بالای تولید کنندگان صنعت سیمان می باشد.

ولی آیا کشورمان به این میزان تولید احتیاج دارد ؟

روند صادرات سیمان و کلینکر طی سال های اخیر نشان دهنده مازاد تولید نسبت به مصرف می باشد به طوری که پیش بینی ها حاکی از براورد صادرات تا 18 میلیون تن در سال می باشد از طرفی با توجه به آمارهای منتشر شده حدود 15میلیون تن کلینکر در کارخانه های تولیدی رسوب نموده است که تائید کننده مازاد تولید بر نیاز کشور می باشد .

از طرفی صادرات سیمان به کشورهای منطقه از جمله عراق ، افغانستان ، آذربایجان ، روسیه و ... بسیار شکننده و با نوسانات بسیار صورت می پذیرد و پیش بینی می شود با راه اندازی کارخانه های تولید سیمان در کشورهای هدف صادراتی به خصوص ، عراق ، آذربایجان و افغانستان حجم صادرات سیمان و کلینکر به شدت کاهش یابد و این زنگ خطری برای صنعت سیمان کشور می باشد .

حال با این مصرف سرانه چه باید کرد ؟

با توجه به رکود ایجاد شده طی سال های 92 و93 پیش بینی افت تقاضا برای مصرف سیمان داخل کشور امری بدیهی است لذا جهت مصرف سیمان تولید شده می بایست راهکارهای افزایش مصرف سرانه سیمان به عنوان یک کالای استراتژیک شناسائی و اجرائی شود .

یکی از راه های افزایش مصرف سیمان در کشور ترویج روکش های غلطکی (روسازی RCC) در جاده های کشور به جای آسفالت می باشد .

بررسی های انجام شده نشان دهنده رواج بهره گیری از رویه های بتنی در ساخت راه ها و یا تعمیر روسازی های موجود جاده ها در کشورهای توسعه یافته است به عنوان مثال در کشور آمریکا بیش از یک صد هزار کیلومتر از بزرگراه ها با روسازی بتنی اجرا شده است البته در کشورمان نیز این روش در حال اجرا می باشد به طوری که ده ها مورد روکش غلطکی در کشور به اجرا درآمده که یکی از آنها جاده اختصاصی کارخانه شرکت سیمان فیروزکوه به جاده اصلی مواصلاتی می باشد .

(RCC) چیست ؟

بتن غلطکی روسازی (RCC) یک ترکیب بتنی سیمانی پرتلند با اسلامپ صفر است که توسط ماشین آلات متداول در بتن آسفالتی، پخش گردیده و به وسیله غلتک های فلزی چرخ لاستیکی و غلتک های ویبره ای ، متراکم می شود و روشی جدید در ساخت راه ها سدهای وزنی و دیگر سازه های بتنی حجیم می باشد .

اجرا و حفظ عرض شانه های راه های اصلی از دغدغه های ایمنی راه هاست اقدام به اجرای لایه بیندر (تراکم لایه های آسفالت ضخیم ) روی شانه و حذف توپکا در روی شانه ها باعث افتادگی کنار جاده و در نتیجه خطر برای وسایل نقلیه سنگین شده به خصوص در شرایطی که خط کشی راه ها به موقع و با کیفیت صورت نمی پذیرد استفاده از بتن فشرده غلطکی تثبیت شده و قابل تمیزی ایجاد می کند که علاوه بر آن که در برابر بارهای سنگین عملکرد بسیار مطلوب دارد به دلیل پایین بودن قابلیت سواری دهی riding quality تمایل به سرعت را کاهش می دهد تغییرات قیمت قیر و به صرفه بودن روسازی های RCC از مزایای این روش است .

در دهه اخیر، بتن غلطکی (Roller Compacted Concrete) به عنوان یک مصالح جدید یا به عبارت بهتر روش اجرای جدید، در کارهای مختلف به خصوص در صنعت سدسازی پیشرفت فراوانی داشته و در حال حاضر مورد توجه دست اندرکاران این صنعت و مؤسسات تحقیقاتی و دانشگاهی می باشد. امروزه استفاده از مواد پوزولانی به عنوان مصالحی دارای خاصیت سیمانی و جایگزین شونده در قسمتی از سیمان پرتلند مخلوط های بتنی مورد توجه زیادی می باشد. علت این امر بهبود اکثر خواص بتن و قیمت کمتر بویژه در پروژه های سد سازی می باشد . با توجه به تأثیر پوزولان در افزایش مقاومت بتن متراکم غلطکی (RCC) در سنین بالا، نتایج تأکیدی بر عملکرد پوزولان مذکور در افزایش مقاومت از 28 روز به 90 یا 180 روز بوده و این موضوع زمانی کارکرد دارد که بخواهیم با ثابت نگاهداشتن سنین مقاومت مشخصه، از مقدار سیمان کاسته و به انتظار مقاومت دراز مدت پوزولان بنشینیم.

در حال حاضر به دلایل متعدد لزوم استفاده از روسازی های بتنی در سطح کشور به خوبی آشکار شده است از جمله این دلایل افزایش چشمگیر قیمت قیر به دنبال اجرای قانون هدفمندی یارانه ها و مشکلات عدیده روسازی های آسفالتی در محل های خاص همانند نواحی و سواحل جنوب، پایانه های بار و نواحی صنعتی می باشد.

امروزه این نوع روسازی که به عنوان روسازی بتن غلطکی شناخته شده، در بسیاری از کشورها مورد استفاده قرارگرفته و به خوبی نیازهای طرح را تأمین نموده است خصوصیات روسازی بتن غلطکی شامل مصرف سیمان کمتر، امکان استفاده از وسایل اجرا متداول در ساخت روسازی های آسفالتی، امکان استفاده از مصالح با کیفیت کمتر از استاندارد بتن معمولی و عدم نیاز به آرماتور، قالب بندی و تعبیه درز می باشد.

در سالهای اخیر استفاده از تن غلطکی در ساخت روسازی راه ها با توجه به توان تولید بالای سیمان در کشور با استقبال فراوانی همراه بوده است مزایای عمده این نوع روسازی ها که سبب برتری آن نسبت به روسازی های آسفالتی و بتنی معمولی شده است مواردی چون اجرای سریع و آسان هزینه های اجرایی کم و مقاومت زیاد آن در شرایط آب و هوایی سرد یا گرم  می باشد در ارتباط با روسازی راه به خصوص وقتی از بتن غلطکی به عنوان سطح نهایی تردد استفاده شود تهیه بتن غلطکی با دوام و مقاومت فشاری بالا مدنظر قرار می گیرد تحقیقات انجام شده نشان می دهد که استفاده از پوزولان ها خصوصاً دوده سیلیس، برای ارتقا کیفی روسازی های بتن غلطکی مناسب می باشند.

روش اجرای بتن غلطکی در مقایسه با بتن متعارف، امکان دستیابی به سرعت زیادتری را فراهم می سازد که مزایای اقتصادی

چون صرفه جویی در قیمت واحد حجم بتن و کاهشی قابل ملاحظه در زمان ساخت و هم چنین در قالب بندی و ... را در پی خواهد داشت .

بتن غلطکی همچون تمامی انواع موجود بتن ، مخلوطی از مصالح سنگی خنثی ، مواد سیمانی و آب است .

دراین روش با منظور نمودن عوامل زیر درصد سیمان مصرفی کاهش یافته و بتن ریزی سریع تر و با هزینه کمترانجام می شود :

  • استفاده از سنگدانه های با حداکثر ابعاد بیشتر و دانه بندی خاص ؛
  • استفاده از پوزولان استفاده از مواد افزودنی حباب ساز و وران کننده ؛
  • استفاده از ماشین آلات حمل ، پخش و تراکم در عملیات خاکی و استفاده از ویبره سنگین در بتن ریزی ملاحظات اساسی در انتخاب نسبت اختلاط مناسب بتن غلطکی عبارتند از :

1-     روانی مناسب ( توجه به دانه بندی و درصد آب مناسب برای تراکم ) ؛

2-     مقاومت کافی ( تأمین خواص مکانیکی و چسبندگی درزها ) ؛

3-     آب بندی ( کنترل تراوش )

4-     حرارت هیدراتاسیون کم ( محدود نمودن پتانسل ترک های حرارتی ).

کارشناسان درباره نقش و جایگاه بتن های غلطکی معتقدند که با توجه به مسائل زیست محیطی ناشی از آسفالت در کنار دوام اندک آسفالت در برابر تغییرات جوی، ضربه پذیری و سایش، موضوع بتن RCC از دهه های گذشته در کشورهای توسعه یافته مورد توجه قرار گرفت به نحوی که در حال حاضر بیش از 80 درصد معابر سواره رو در اغلب کشورهای توسعه یافته با استفاده از بتن غلطکی اجرا شده است .

معایب آسفالت قیری

آسفالت قیری که در مقابل فشارهای فیزیکی مقاومت چندانی ندارد، این مقاومت در مرغوب ترین آسفالت قیری ایران معادل 85-75 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع است . و در برابر تغییرات جوی و تغییر دما تغییر شکل میدهد و عمر مفید کوتاهی دارد.

آلودگی هوا و محیط زیست

برای تهیه آسفالت قیری به چیزی حدود 140 درجه سانتیگراد دما نیاز هست و در نتیجه برای تولید این نوع آسفالت مقادیر قابل توجهی سوخت به مصرف می رسد و می توان گفت به لحاظ زیست محیطی، اقتصادی و خصوصاً آلودگی هوا در کلان شهرها بسیار نامناسب است.

عدم سازگاری با شرایط آب و هوایی

بخش قابل توجهی از افت کیفیت آسفالت های قیری در عبور از فصل سرما و یخبندان اتفاق می افتد و عواملی از قبیل پدیده جذب آب و یخ زدگی و آب شدگی، نفوذ آب به لایه های زیرین و یا استفاده از نمک برای یخ زدائی از جمله عوامل اصلی، تخریب آسفالت های قیری در عبور از فصل سرما می باشد .

در مناطق گرمسیر با مشکل تغییر شکل آسفالت قیری مواجه هستیم .

عدم دوام در برابر مواد شیمیایی

آسفالت قیری در برابر مواد نفتی مانند گازوئیل، نفت، بنزین و اسیدهایی که در محوطه های صنعتی وجود دارند تخریب می شوند .

استفاده از قیر نامناسب

قیر مورد مصرفه در راه سازی به طور مستقیم در مقابل عوامل جوی بوده و باید ضربه های ناشی از حرکت وسایل نقلیه را تحمل نماید.

خواص بتن غلطکی

به طور کلی خواص بتن غلطکی سخت شونده بستگی به دانه بندی ، جنس و شکل سنگدانه ها و مواد سیمانی ، نحوه ساخت مخلوط، درصد تراکم و کنترل اجرا دارد. مزیت این روش ساخت بتن ، هزینه کمتر از انواع دیگر بتن و سرعت اجرایی بسیار زیاد آن بوده و در عین حال دارای خواص مکانیکی مورد نیاز بتن معمولی نیز می باشد . عموماً بتن غلطکی را بتنی سفت با اسلامپ صفر تعریف می کنند .

صلبیت

 صلب بودن و عدم تغییر شکل در برابر بارهای وارده و ضربات ناشی از سقوط اجسام سخت .

سازگاری با شرایط آب و هوایی

دوام بلند مدت نسبت به آسفالت قیری در مناطق گرمسیر و معتدل با توجه به این که در برابر افزایش دما مقاوم بوده و هیچ گونه تغییر شکلی در آن ها ایجاد نمی شود . در مناطق سردسیر رویه بتنی ( RCCP) به خاطر جذب آب پایین و مقاوم بودن در برابر سیکل های یخبندان در مواجه با آسیب های احتمالی ایمن و مقاوم است .

سازگاری با محیط زیست

 رویه بتنی RCCP به خاطر نفوذ ناپذیری مواد متشکله آن به بافت مصالح و طبیعت، به عنوان رویه سازگار هیچ گونه مشکل ریست محیطی در محدوده کاربردی خود ندارند و تا پایان دوره دوام مواد و مصالح متشکله آن به عنوان بخشی از طبیعت تعریف می شود. رنگ خاکستری و خنثی RCCP، ضریب جذب دمای مناسبی دارد و این به خاصیت پایین آوردن دمای محیط کمک می کند.

در پایان متذکر می شود با ترویج احداث جاده ها به روش روکش غلطکی ضمن بهره گیری از محاسن این روش و دوری از معایب روکش های آسفالت با افزایش مصرف سرانه سیمان موجب رونق این صنعت شده تا چرخ های صنعت سیمان همچنان با قوت و قدرت به چرخش خود ادامه دهد .