ارزیابی تاثیر درصد ماسه‌های شکسته استاندارد بر روی ویژگی‌های بتن خودمتراکم

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عمران سازه، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

2 گروه پژوهشی ساختمانی و معدنی، پژوهشگاه استاندارد، سازمان ملی استاندارد. کرج. ایران

3 استادیار دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

چکیده

شکستگی سنگدانه‌ها، با توجه به تأثیرات آن در تنش تسلیم، لزجت خمیری و اصطکاک بین اجزای بتن، نقش مهمی در عملکرد بتن به ویژه بتن‌های خودمتراکم دارد، لذا در این تحقیق تاثیر درصد ماسه استاندارد شکسته بر روی خواص بتن خودمتراکم مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور طرح اختلاط‌های مختلفی برای دستیابی به طرح مخلوطی که الزامات حداقلی بتن خودمتراکم را برآورده کند، مورد آزمایش قرار گرفته و در نهایت از پنج طرح با جایگزین کردن مقادیر مختلف ماسه شکسته به جای ماسه طبیعی استفاده شده و آزمایش‌های رئولوژی (جریان اسلامپ، قیف V، حلقه‌ی J و جعبهL)، مشخصات مکانیکی (مقاومت فشاری، مقاومت کششی و مقاومت خمشی) و دوام (چرخه یخبندان و جذب مویینه) انجام شده است.
بر مبنای نتایج بدست آمده، با جایگزینی مقادیر ۲۵، ۵۰ و ۷۵ درصد از ماسه استاندارد طبیعی با ماسه استاندارد شکسته، مقادیر قطر پخش‌شدگی در آزمون جریان اسلامپ که بیانگر تنش تسلیم بتن تازه و معیاری برای ارزیابی قابلیت پرکنندگی بتن خودمتراکم می‌باشد به ترتیب برابر ۷/۰، ۲ و ۱۰ درصد کاهش یافته است. با توجه به نتایج بدست آمده مقاومت فشاری ۹۰ روزه نمونه‌های ساخته شده با ۲۵، ۵۰، ۷۵ درصد ماسه شکسته، به ترتیب برابر ۴، ۱/۷ و ۷/۶ درصد افزایش یافته است. همچنین، جذب موئینه با جایگزینی ماسه شکسته افزایش یافته است که نشان دهنده‌ تغییر و اصلاح دوام و پایایی نمونه‌های بتن خودمتراکم دارای ماسه شکسته می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Assessment of Crushed Sand Effects on the Properties of Self-Compacting Concrete

نویسندگان [English]

  • Hamidreza Amini 1
  • Behzad Saeedi Razavi 2
  • Jamal Ahmadi 3
  • Mahdi Babaei 3
1 Civil-Structural Engineering, University of Zanjan, Zanjan, Iran
2 Construction & Mining Faculty, Standard Research Institute, Iranian National Standard Organization (INSO)-Karaj- Iran
3 Assistant perofessor, University of Zanjan, Zanjan, Iran
چکیده [English]

The crushed shape of aggregates, regarding its effect on the yield stress, plastic viscosity and the friction between concrete components play an important role in the performance of ordinary and also self-compacting concrete. In this research, the effect of standard crushed sand on the properties of SCC concrete has been studied. To do so, different mixture designs were tested to achieve a suitable mixture design that meets the minimum rheology and resistance requirements of self-consolidating concrete and as a result, five mixture designs with replacing different values of standard crushed sand with natural sand have been fabricated. Rheology Tests (slump flow, V-funnel, J-ring and L-box), Mechanical Resistance Tests (Compressive, tensile and flexural strength) and Durability Tests (capillary water absorption and freeze–thaw cycling resistance) tests have been assessed. It has been observed that by replacing a proportion of natural standard sand with crushed standard sand, filling ability and possibility of self-consolidating concrete have improved. Regarding the obtained results, the mechanical properties of SCC concrete in the specimens with crushed standard sand increased. Also, capillary water absorption has improved in these specimens which shows durability increase in specimens with crushed standard sand.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Self-consolidating concrete
  • Crushed Standard Sand
  • Concrete Rheology
  • Mechanical resistance
  • Concrete Durability
نویل، آدام.، (۱۳۷۸). «خواص بتن»، ترجمه هرمز فامیلی، بازنگری چهارم، تهران، ایران، ابوریحان بیرونی.
تدین، م.، مهاجری، پ.، شعبانیان، م.ر.، (۱۳۹۱). «بررسی تاثیر شکل سنگدانه بر مقاومت فشاری بتن»، چهارمین کنفرانس بین­المللی ملی سالیانه بتن ایران، تهران.
حق­طلب، م.، تدین، م.، دریایی، د.، (۱۳۹۰). «تاثیر درصد شکستگی سنگدانه­ها بر روی عیار سیمان مصرفی طبق روش ملی نسبت مخلوط بتن»، سومین کنفرانس بین­المللی ملی سالیانه بتن ایران، تهران،.
کریمی­نیا.، نوری، پ.، (۱۳۸۹). «بررسی اثرات استفاده از درصد­های مختلف ماسه شکسته بر جذب آب بتن­های آماده»، اولین کنفرانس بین المللی بتن های ناتراوا مخازن ذخیره آب شرب، گیلان، ایران،.
شریفی، ج.، نیکودل،  م .ر.، یزدانی، م.، (۱۳۹۲). « تأثیر خصوصیات زمین شناسی مهندسی سنگدانه ها بر مقاومت بتن»، مجله انجمن زمین شناسی مهندسی ایران، جلد ششم، شماره ۱ و ۲، صفحه ۶۷ تا ۸۲.
اسماعیلی­، ج.، کسائی، ج.، علی­زاده، غ.، (۱۳۸۹). «بررسی اثر مصالح سنگی ریزدانه شکسته و گردگوشه همجنس بر نفوذپذیری و مقاومت فشاری بتن»، اولین کنفرانس بین­المللی بتن­های ناتراوا مخازن ذخیره آب شرب، گیلان، ایران.
استاندارد ملی ایران با شماره: INSO 302، (۱۳۹۴). با عنوان: سنگدانه های بتن -ویژگی ها - و اصلاحیه مربوطه. ۴۵ص.
استاندارد ملی ایران با شماره: INSO 4980، (۱۳۹6). با عنوان: تعیین چگالی، چگالی نسبی(وزن مخصوص) و جذب آب سنگدانه‌ریز.
استاندارد ملی ایران شماره INSO 4982، (۱۳۹6). با عنوان: تعیین چگالی، چگالی نسبی(وزن مخصوص) و جذب آب سنگدانه درشت.
استاندارد ملی ایران با شماره: INSO 3203-10، (۱۳۹2). با عنوان: آزمون بتن تازه –قسمت۱۰بتن خود متراکم آزمون قیف جعبه L شکل -. ۱۱ص.
استاندارد ملی ایران با شماره: INSO 3203-9، (۱۳۹2). با عنوان: آزمون بتن تازه –قسمت۹-بتن خود متراکم آزمون قیف Vشکل-۱۳۹۲. ۹ص.
استاندارد ملی ایران با شماره: INSO 11270، (۱۳۹3). با عنوان: بتن- اندازه­گیری جریان اسلامپ بتن خود تراکم- روش آزمون- ۱۶ص.
استاندارد ملی ایران با شماره: INSO 11271، (۱۳۹3). با عنوان: بتن- اندازه­گیری قابلیت عبور بتن خود تراکم با استفاده از حلقه J- روش آزمون- ۱۴ص.
استاندارد ملی ایران با شماره: INSO 1608-3 ، (۱۳۹3). با عنوان: بتن سخت شده-قسمت۳- تعیین مقاومت فشاری آزمون ها -روش آزمون - ۲۵ص.
استاندارد ملی ایران با شماره: INSO 6047 ، (۱۳۹4). با عنوان: بتن- تعیین مقاومت کششی دو نیم کردن آزمونه های استوانه ای بتن -روش آزمون-. 15ص.
استاندارد ملی ایران با شماره: INSO 17731 ، (۱۳۹2).با عنوان: مقاومت خمشی بتن با استفاده از تیر ساده با بارگذاری نقطه­ای در مرکز-روش آزمون -۱۲ص.
استاندارد ملی ایران با شماره: ISIRI 12728 ، (۱۳89).با عنوان: جداول بتنی پیش ساخته - ویژگیها و روشهای آزمون و اصلاحیه مرتبط -۸۹ص.
سلیمانی، ا.، ، (۱۳۹5). «تعیین تاثیر درصد شکستگی سنگ­دانه­های استاندارد بر روی دوام بتن»، پایان نامه­ی کارشناسی ارشد، دانشگاه زنجان، صفحه ۱۰۵ تا ۱۱۱.
P. Kumar Mehta Paulo J. M. Monteiro, October 20, 2001. “Concrete Microstructure, Properties and Materials”, Third Edition, McGraw-Hill.
Poon CS, Shui  ZH, Lam  L, Fok H, and Kou SC, (2004). “ Influence of moisture states of natural and recycled aggregates on the slump and compressive strength of concrete”, Department of Civil and Structural Engineering, PP. 31-36.
Cordeiro CGC, Alvarenga LMSC, and Rocha CAA, (2016). “Rheological and mechanical properties of concrete containing crushed granite fine aggregate”, Construction and Building Materials, No 111: pp. 766–773,.
Sata V, Jaturapitakkul C, and Kiattikomol K, (2007). “Influence of pozzolan from various by-product materials on mechanical properties of high-strength concrete”, Construction and Building Materials, No 21. pp. 1589-1598.
Manguriu GN, Karugu CK, Oyawa WO, Abuodha SO, and Mulu PU. “Partial replacement of natural river sand with crushed sand in concrete production”, Global Engineers & Technologists Review, Volume 3. No 4: pp. 7-14, (2013).
Vijayaraghavan N, and Wayal AS. “Effects of manufactured sand on compressive strength and workability of concrete”. International Journal of Structural and Civil Engineering Research, Volume 2. No 2: pp. 228-232, (2013).
Ilangovana R, Mahendrana N, and Nagamanib K. “Strength and Durability properties of Concrete Containing Qurry Rock Dust as Fine Aggregate”, Journal of Engineering and Applied Sciences, pp. 20-26, (2008).
 BS EN 12390-3, 2009. Testing hardened concrete. Compressive strength of test specimens, 22P.
ASTMC496, 2004, Standard Test Method for Splitting Tensile Strength of Cylindrical Concrete Specimens, 5P.
ASTMC293, 2007 Standard Test Method for Flexural Strength of Concrete (Using Simple Beam with Center-Point Loading), 3P.
RILEM, CPC 11.2, “Absorption of water by concrete by capillarity”, RILEM Recommendations for the Testing and Use of Constructions Materials, E & FN SPON, Pages: 34 – 35, 1994.
The European Guidelines for Self-Compacting Concrete, Specification, Production and Use, May 2005.