مطالعه اثر شکل و گردانگی سنگدانه در مصرف سیمان و مقاومت فشاری در بتن

در این پروژه اثر شکل سنگدانه ، نسبت حجمی سنگدانه در نسبت های آب به سیمان مختلف بر مقاومت بتن، مورد بررسی قرار گرفته و به روش آزمایشگاهی مشخص می گردد که مقاومت بتن با هر شکلی از سنگدانه تا قبل از رسیدن به عدد نسبت حجمی سنگدانه بحرانی ، روند معقول خود را دارا می باشد که بتن با سنگدانه شکسته مقاومت بالاتری از گرددانه و گرددانه مقاومت بالاتری از بتن با تیله ( به عنوان جایگزین سنگدانه درشت ) را به دلیل چسبندگی و درگیری های مختلف سنگدانه و خمیر سیمان ارائه می دهد. ولی پس از نسبت حجمی بحرانی ، مقاومت بتن افت دفعتی را تجربه کرده و این نسبت حجمی بحرانی در بتن با سنگدانه شکسته بسیار پائین تر از سنگدانه گرد بوده و در سنگدانه گرد بسیار پائین تر از تیله می باشد. لازم به ذکر است که دلیل افزایش نسبت حجمی سنگدانه گرد نسبت به شکسته و نیز تیله نسبت به بقیه، افزایش چشمگیر apt (ضخامت متوسط گوشت خمیر سیمان) می باشد. زیرا apt با میزان سطح جانبی تجمعی سنگدانه ها رابط عکس دارد.شایان ذکر است که کره پائین ترین نسبت سطح جانبی به حجم را داراست که به پائین ترین میزان سطح جانبی تجمعی منجر می گردد. از این اتفاق در هر سه نسبت آب به سیمان 35/0 و 45/0 و نیز 55/0 تکرار می گردد. لذا این خصوصیت به همراه این واقعیت که گرددانگی ، روانی بسیار زیادی را در بتن اعمال می نماید. لازم به ذکر است که بخشی از افت مقاومت بتن از شکسته به گرد دانه و به طریق اولا به تیله به دلیل چسبندگی ضعیف گرد دانه و تیله، و مابقی متعلق به جداشدگی سنگدانه ها و نیز ابجاد شدن پدیده ای به نام خرپا ، در بتن ساخته شده به دلیل کاهش میزان خمیر سیمان می باشد. مشکل جدا شدگی با افزایش نسبت حجمی سنگدانه قابل جبران خواهد بود که این امر می تواند مورد حسن استفاده قرار گرفته و با کاهش نسبت آب به سیمان بتن و عیار سیمان و یا کمی از هر دو ، روانی بتن را به حدی پائین آورد تا جدا شدگی سنگدانه گرد و تیله تا حدودی محدود گردیده و نیز مقاومت بتن های مربوطه به دلیل کاهش نسبت آب به سیمان و نیز محدود کردن جدائی به مقدار معقولی افزایش یافته و نیز به دلیل کاهش عیار سیمان اولا تولید بتن اقتصادی تر گشته و ثانیا دوام بتن به دلیل کاهش قابل ملاحظه خمیر سیمان و یا دریچه ورودی ین های مخرب بسیار افزایش یافته و ثالثا و متعاقبا ، میزان مصرف آلوده کننده ترین محصول در دنیا (یعنی سیمان) به دو دلیل کاهش در مصرف و نیز طولانی شدن سیکل جایگزینی سازه ( به دلیل افزایش طول دوام بتن ) به مقدار چشمگیری کاهش می یابد.