Бетон, уплотненный роликами ( RCC ) или прокатанный бетон ( rollcrete ) — это специальная смесь бетона , которая по сути имеет те же ингредиенты, что и обычный бетон, но в других соотношениях, и все чаще с частичной заменой портландцемента летучей золой . [2] Частичная замена портландцемента летучей золой является важным аспектом строительства плотины из RCC, поскольку тепло, выделяемое при гидратации летучей золы, значительно меньше тепла, выделяемого при гидратации портландцемента. Это, в свою очередь, снижает тепловые нагрузки на бетон и снижает вероятность возникновения термических трещин. RCC — это смесь цемента/летучей золы, воды, песка, заполнителя и обычных добавок, но содержит гораздо меньше воды. Полученная смесь более сухая и по существу не имеет осадки . RCC укладывается способом, аналогичным укладке дорожного покрытия ; материал доставляется самосвалами или конвейерами , распределяется небольшими бульдозерами или специально модифицированными асфальтоукладчиками , а затем уплотняется вибрационными катками .
В строительстве плотин уплотненный роликом бетон начал свое первоначальное развитие со строительства плотины Альпе-Гера около Сондрио в Северной Италии между 1961 и 1964 годами. Бетон укладывался в похожей форме и методом, но не прокатывался. [3] Укатываемый бетон рекламировался в инженерных журналах в 1970-х годах как революционный материал, подходящий, среди прочего, для строительства плотин. [4] Первоначально и в целом, укатываемый роликом бетон использовался для засыпки, подстилающего слоя и строительства бетонного покрытия, но все чаще его использовали для строительства гравитационных бетонных плотин , поскольку низкое содержание цемента и использование летучей золы приводят к меньшему выделению тепла при затвердевании, чем при обычной укладке бетона из массива . Уплотненный роликом бетон имеет много временных и финансовых преимуществ по сравнению с обычными плотинами из массива бетона; к ним относятся более высокие скорости укладки бетона, более низкие материальные затраты и более низкие затраты, связанные с последующим охлаждением и опалубкой .
Для плотин секции RCC строятся по принципу «подъем за подъемом» в последовательных горизонтальных слоях, в результате чего образуется нисходящий склон, напоминающий бетонную лестницу. После того, как слой уложен, он может немедленно поддерживать землеройное оборудование для укладки следующего слоя. После того, как RCC уложен на поверхность подъема, небольшие бульдозеры обычно распределяют его слоями толщиной в один фут (около 30 см). [5]
Первой плотиной из железобетона, построенной в США, была плотина Уиллоу-Крик на Уиллоу-Крик, притоке реки Колумбия в Орегоне . Она была построена Инженерным корпусом армии в период с ноября 1981 года [6] по февраль 1983 года [4]. Строительство шло хорошо, в рамках быстрого графика и в рамках бюджета (оценка $50 миллионов, фактическая сумма $35 миллионов). Однако при первоначальном заполнении было обнаружено, что утечка между уплотненными слоями внутри тела плотины была необычно высокой. Это состояние было устранено традиционной ремонтной заливкой за дополнительные $2 миллиона, что первоначально уменьшило утечку почти на 75%; с течением лет просачивание с тех пор уменьшилось до менее чем 10% от ее первоначального расхода. Однако беспокойство по поводу долгосрочной безопасности плотины продолжалось, хотя и было лишь косвенно связано с ее строительством из железобетона. В течение нескольких лет строительства были отмечены проблемы с стратификацией воды в водохранилище, вызванные загрязнением вверх по течению и бескислородным разложением, в результате чего образовался сероводород . Высказывались опасения, что это может в свою очередь привести к образованию серной кислоты и, таким образом, ускорить повреждение бетона. Сам спор, а также его решение, продолжались в течение нескольких лет. В 2004 году была установлена аэрационная установка для устранения первопричины в водохранилище, как и было предложено 18 лет назад. [4]
За четверть века после строительства плотины Уиллоу Крик значительные исследования и эксперименты привели к многочисленным улучшениям в конструкции бетонной смеси, конструкции плотин и методах строительства плотин из уплотненного валиком бетона. К 2008 году во всем мире существовало около 350 плотин из RCC. [7] По состоянию на 2018 год самой высокой плотиной этого типа была плотина Гилгель Гибе III в Эфиопии высотой 250 м, а строящаяся пакистанская плотина Диамер-Бхаша высотой 272 м. [8]