سنگدانه
فهرست مطالب مقاله
سنگدانه در بتن جزء پرمصرف‌ترین مصالح هستند، به طوری که حدود سه چهارم مخلوط بتن شامل سنگدانهها است. هر نوع سنگی خصوصیات خاص خودش را دارد که در این مقاله به طور کامل در مورد آنها توضیح خواهیم داد.
همانطور که در مطلب مشخصات بتن گفتیم، سنگدانه‌های موجود در بتن به طور کلی 60 تا 80 درصد حجم آن را تشکیل می‌دهند. این مواد به دلیل قدرت متفاوت هر دانه در جذب آب روی خواص بتن، نسبت‌های اختلاط و مقرون به صرفه بودن آن تأثیر زیادی دارند، پس از این جهت باید به دانه بندیها توجه بسیار داشت.
طرح اختلاط بتن یکی از جنبه های ضروری تولید بتن است که شامل محاسبه نسبت‌های مناسب سیمان، آب و سنگدانهها برای دستیابی به استحکام و دوام مطلوب بتن است.
سنگدانه‌های بتن، مخلوطی هستند از مواد معدنی و سنگهایی که به تناسب لازم خرد میشوند. منظور از ماده معدنی، ماده ای طبیعی و به دست آمده از طبیعت است که ساختار مولکولی آن توسط انسان دستکاری نشده باشد و همچنین میزان دامنه تغییرات آن در ترکیبات شیمیایی نیز کم است.
توجه داشته باشید که به طور معمول سنگدانه های بزرگتر از ۴.۷۵ میلی متر را سنگدانه درشت یا شن، و سنگدانه های ریزتر از ۴.۷۵ میلی متر را سنگدانه ریز یا ماسه می گویند و طبق این تعریف از شنها و ماسه ها در طرح اختلاط بتن استفاده میگردد. طبق استانداردهای مشخص شده، بزرگترین اندازه اسمی سنگدانه عبارتند از اندازه کوچکترین الکی که حداکثر ۱۰ درصد وزنی سنگدانه بر روی آن باقی بماند. به طور کلی، ویژگی های سنگدانه های مصرفی در بتن باید با استاندارد ملی ایران به شماره ۳۰۲ مطابقت داشته باشد.
توجه داشته باشید که بزرگترین اندازه اسمی سنگدانه های درشت نباید از هیچ یک از مقادیر زیر بیشتر باشد باشد.
- یک پنجم کوچکترین ابعاد داخل قالب بتن
- یک سوم ضخامت دال
- سه چهارم حداقل فاصله آزاد بین میلگردها
- سه چهارم ضخمت پوشش روی میلگردها
- ۳۸ میلی متر (۱.۵ اینچ) در بتن مسلح
- ۶۴ میلی متر (۲.۵ اینچ) در بتن غیر مسلح
تاثیرات دانه بندی پیوسته و مناسب سنگدانهها در بتن
مطابق با بند ۵-۳-۲-۲ و ۵-۳-۴-۴ نشریه شماره ۵۵ ، دانه بندی پیوسته و مناسب سنگدانه ها در بتن:
- موجب افزایش کارایی و پمپاژ ساده بتن تازه می گردد.
- موجب حداقل کردن فضای خالی بین سنگدانه ها و کاهش آب و سیمان مصرفی می گردد در نتیجه باعث افزایش مقاومت بتن می گردد.
- در مقایسه با بتن با دانه بندی نامناسب، با انرژی تراکمی یکسان، موجب زیادتر شدن درصد تراکم و در نتیجه افزایش مقاومت فشاری (مقاومت نهایی) بتن سخت شده می شود.
شکل سنگدانهها
شن و ماسه مصرفی در بتن به دو صورت مورد استفاده قرار می گیرد. یکی مصالح سنگی طبیعی که از بستر رودخانه ها یا معادن شن و ماسه به دست می آید و با کمک سرند و تسمه نقاله از یکدیگر جدا شده و مورد مصرف قرار می گیرند. این نوع شن و ماسه به صورت گرد گوشه و کروی شکل است.
نوع دیگری مصالح سنگی شکسته که از خرد نمودن سنگ های بزرگ توسط دستگاه سنگ شکن تولید شده و با استفاده از سرند در اندازه های مختلف غربال می شوند
معمولا قبل از مصرف نمودن مصالح سنگی باید آن ها را دانه بندی کرد و کاملا شست. اگر شست و شوی مصالح سنگی به صورت مناسب انجام نشود به سبب وجود ناخالصی هایی مانند گل، انواع آشغالها و … موجب جذب یا عدم جذب آب توسط سنگدانه ها شده و سبب میگردد که مقاومت بتن کاهش یابد.
طرح اختلاط بتن
طرح اختلاط چیست؟ به چه دلیل اهمیت دارد که بتنها با استفاده از جدول طرح اختلاط بتن تهیه شوند؟ هماهنطور که در مبحث سنگدانه ها به آن اشاره کردیم، عوامل مختلفی مانند میزان جذب آب و اندازه یک سنگدانه تاثیر مهمی در مقاومت نهایی بتن خواهد داشت، میزان سنگهای کوچک و بزرگ در بتن و میزان فضای خالی ای که در بین این سنگدانه ها بوجود می آید و جنس سنگدانه ها و جذب پذیری آب توسط آنها تاثیر بسزایی در مقاومت نهایی بتن خواهد داشت به این دلیل طرح اختلاط بتن یک مرحله مهم در تولید بتن است.
این فرآیند شامل تهیه جدولی برای نسبت اختلاط سیمان، سنگدانه های ریز و درشت، آب و مواد افزودنی مانند روان کننده های کربوکسیلاتی (در صورت وجود در طرح که موجب روانی بتن و اصطلاحا عسلی شدن بتن میگردد) به نسبت های معین برای تولید یک بتن با کیفیت است.
توجه داشته باشید که کیفیت بتن تولید شده نسبت مستقیمی با اختلاط مناسب عناصر و رعایت تمام عناصر درج شده در جدول طرح اختلاط‌ها دارد، این مورد به اندازه ای مهم است که در صورت تغییر میزان سنگدانه های بزرگ و کوچک و تغییر ماهیتی جنس آنها و در یک کلام تغییر مصالح اولیه موجب میشود طرح اختلاط قبلی عملا ناکارآمد باشد، زیرا خمیر سیمان باید هر ذره سنگدانه را بپوشاند و اجزای مختلف بتن باید با هم ترکیب شوند تا یک جرم واحد و همگن را تشکیل دهند.
اختلاط بتن را می توان با دست یا ماشین انجام داد. اختلاط دستی برای مقادیر کم بتن مناسب است، در حالی که اختلاط ماشینی برای مقادیر زیاد ایده آل است. در مقاله ای جداگانه به صورت خاص به جداول طرح اختلاط بتن و چگونگی رسیدن به اعداد مورد اشاره در جداول طرح اختلاط خواهیم پرداخت
طرح اختلاط بتن یکی از جنبه های ضروری تولید بتن است که شامل محاسبه نسبت‌های مناسب سیمان، آب و سنگ دانه‌ها برای دستیابی به استحکام و دوام مطلوب بتن است. فرآیند طراحی اختلاط همچنین عواملی مانند حداکثر و حداقل اسلامپ برای خواص مخلوط بتن، اندازه سنگدانه، میزان آب به سیمان اختلاط را در نظر می‌گیرد که به آنها خواهیم پرداخت.
