سنگدانه ها در بتن – سنگدانه های مطلوب در بتن

مهمترین عوامل تعیین کننده سنگدانه های مطلوب در بتن

مدول الاستیسیته سنگدانه ها

بسیاری از خواص بتن از قبیل كارایی، مقاومت، مدول الاستیسیته، افت، خزش، دوام و… متاثر از مشخصه های مصالح سنگی است. به طور كلی هر چه مدول الاستیسیته سنگدانه ها بیشتر باشد مدول بتن نیز بیشتر خواهد شد. مدول الاستیسیته سنگدانه ها همچنین بر میزان خزش و جمع شدگی بتن نیز تاثیر خواهد داشت.

ناسازگاری بین مدول الاستیسیته سنگدانه ها و خمیر سیمان، سیمان هیدراته شده به طور نامطلوبی سبب افزایش ترك های مویینه در فصل مشترك خمیر سیمان و سنگدانه ها می گردد. آن دسته از سنگدانه هایی كه مدول الاستیسیته آنها متوسط یا كم است، می توانند به لحاظ حفظ یكپارچگی بتن با ارزش باشند. تاكنون هیچ رابطه كلی بین مقاومت و مدول الاستیسیته سنگدانه ها وجود ندارد.

بافت سطحی سنگدانه ها

شكل و بافت سطحی سنگدانه ها به میزان قابل ملاحظه ای بر مقاومت بتن اثر می گذارد. مقاومت خمشی بیش از مقاومت فشاری تحت تاثیر بافت سطحی سنگدانه ها واقع می شود. یک بافت سطحی خشن منجر به نیروی چسبندگی بیشتری بین دانه ها و خمیر سیمان خواهد شد.

به همین صورت، مساحت بیشتر سنگدانه های تیز گوشه به این معنی است كه نیروی چسبندگی بیشتری می تواند بین خمیر سیمان و سنگدانه ها ایجاد شود. دانه های زبر، گوشه ای و سوزنی در مقایسه با دانه های صاف، گرد، متراكم، آب بیشتری برای تولید بتن با كارایی یكسان نیاز دارد.

چسبندگی بین خمیر سیمان و سنگدانه ها

یكی از مهمترین عوامل در چسبندگی خمیر سیمان و سنگدانه ها این است كه سطح سنگدانه ها تمیز و عاری از ذرات خاك رس چسبیده به آن باشد. عموما با تغییر سنگدانه ها از نرم و گرد به زبر و گوشه ای، میزان چسبندگی بین خمیر سیمان و سنگدانه ها افزایش می یابد. این افزایش در چسبندگی در انتخاب سنگدانه های بتنی كه مقاومت خمشی آن مهم بوده و یا مقاومت فشاری بالایی نیاز باشد اهمیت ویژه ای دارد.

بافت سنگدانه ها باید طوری باشد كه دوغاب سیمان بتواند از سطح به داخل آنها نفوذ كند و چسبندگی مطلوب حاصل شود. در مورد تاثیر سنگدانه های بسیار ریز در بتن باید گفت وقتیكه ذرات كاملا گرد گوشه و صاف باشند كارایی بتن بهبود یافته و این در رابطه با كاهش آب مورد نیاز بتن مزیت دارد. هرچه دانه بندی این سنگدانه های ریز در بتن ریزتر باشد، نسبت بیشتری از سنگدانه های درشت به ریز باید به كار برده شود. استفاده از دانه های درشت باعث قوی تر شدن اسكلت بتن و بالا رفتن مقاومت بتن می شود .

اما از لحاظ اجرایی اندازه دانه های سنگی محدودیت هایی دارد مطابق با مبحث ۹ مقررات ملی ساختمان بزرگ ترین بعد دانه های درشت نباید از مقادیر ریز بیشتر باشد :

۱) یک پنجم كوچكترین بعد داخلی قالب بتن

۲) یک سوم ضخامت دال

۳) سه چهارم حداقل فاصله آزاد بین میلگردها

۴) سه چهارم پوشش بتن روی میلگردها

۵) ۳۸ میلیمتر در بتن آرمه

۶) ۶۳ میلیمتر در بتن حجیم غیرمسلّح