تأثیر خصوصیات زمین‌شناسی مهندسی سنگدانه‌ها بر مقاومت بتن

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته زمین­شناسی مهندسی دانشگاه تربیت مدرس

2 استادیار،‌ گروه زمین‌شناسی مهندسی دانشکده علوم پایه دانشگاه تربیت مدرس

3 استادیار عمران - خاک و پی دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

در این تحقیق به منظور ارزیابی خواص مهندسی سنگدانه‌ها در بتن، سنگ‌هایی از معادن مختلف انتخاب و سپس برای ساخت بتن مورد استفاده قرار گرفته است. در ابتدا خصوصیات فیزیکی و مکانیکی سنگدانه‌های انتخاب شده در آزمایشگاه تعیین و در مراحل بعد مصالح موجود به سنگدانه‌هایی در اندازه شن و ماسه خرد شده و برخی خصوصیات سنگدانه‌ها مثل شکل، تخلخل، ارزش ضربه، ارزش فشاری و دانه‌بندی آنها تعیین شده است. سپس با استفاده از طرح اختلاط ثابتی از سنگدانه‌های موجود بتن تهیه و خصوصیات مکانیکی بتن تهیه شده از قبیل مقاومت فشاری، مقاومت کششی و مدول الاستیسیته بعد از گذشت 7، 28 و 90 روز تعیین شده است. در ادامه نتایج بدست آمده مورد تحلیل و تجزیه قرار گرفته و درصد تاثیر هر یک از خواص سنگدانه‌ها بر مقاومت بتن مورد بررسی قرار گرفته است. این درصد تاثیر راهنمای مفیدی برای شناسایی سنگدانه‌های مطلوب و همچنین آزمایش‌های مورد نیاز و ضرورری برای اکتشاف منابع سنگدانه‌ای می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of physical and mechanical properties of aggregate on concrete

نویسندگان [English]

  • Javad Sharifi 1
  • Mohammadreza Nikudel 2
  • Mahmood Yazdani 3
1 MSc student, Department of Engineering Geology, Tarbiat Modares University, Tehran-Iran
2 Assistant professor, Department of Engineering Geology, Tarbiat Modares University,
3 Department of Soil and Foundation Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran-Iran
چکیده [English]

To evaluate the engineering properties of aggregate in the concrete, some rocks selected from various mines, then used for making concrete. Firstly, physical and mechanical properties of aggregates were determined, and then the materials crashed into aggregate (sand and gravel size particles). Next, other properties such as shape, pores, aggregate crushing value, aggregate impact value and grading were determined. The concrete was prepared by using a constant mix design. The mechanical properties of prepared concrete, such as compressive strength, tensile strength and elastic modulus after 7, 28 and 90 days, were determined. The results were analyzed and the percentage of each aggregate on concrete properties has been studied. The percentage is useful guides for identifying suitable aggregates; also for required tests for exploration the aggregates resources.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Concrete mix design
  • physical and mechanical properties
  • petrology

رمضانیان‌پور، ع.ا.، طاحونی، ش.، پیدایش، م.، 1380. دستنامه اجرای بتن، موسسه انتشارات و چاپ دانشگاه تهران، چاپ اول، تهران.

سامع، س.ع.، کیفیت و طرح اختلاط بتن، 1377. انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اصفهان، چاپ اول، اصفهان.

شریفی، ج.، احمدی، م.ج.، نیکودل، م.ر.، خامه چیان، م.، 1390. ارزیابی خواص نامطلوب ماسه‌سنگ‌های قرمز فوقانی و روش‌های بهسازی آن جهت استفاده در بتن، مجموعه مقالات هفتمین کنفرانس زمین شناسی مهندسی و محیط زیست ایران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، 15 تا 17 شهریور.

شریفی، ج.، 1387. بررسی اثر جنس سنگدانه­های مختلف بر خواص مقاومتی بتن، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، زمین‌شناسی مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران.

شریفی، ج.، نیکودل، م.ر.، 1390. تاثیرخواص مهندسی سنگدانه‌ها درکیفیت بتن، مجموعه مقالات هفتمین کنفرانس زمین شناسی مهندسی و محیط زیست ایران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، 15 تا 17 شهریور.

شریفی، ج.، نیکودل، م.ر.، ایزدی، ه.، 1390. مدل سازی اعداد چکش اشمیت با استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی برای پیش‌بینی دقیق‌تر مقاومت بتن، مجموعه مقالات ششمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، 6تا 7 اردیبهشت.

شریفی، ج.، نیکودل، م.ر.، 1389. بررسی تاثیر کانی شناسی سنگدانه‌ها بر کیفیت بتن، نشریه زمین شناسی مهندسی، دانشگاه تربیت معلم، تهران، جلد چهارم، شماره دو، ص. 971-986.

شریفی، ج.، نیکودل، م.ر.، یزدانی، م.، 1388. تاثیر جنس سنگدانه‌ها بر سرعت انتشار امواج فشاری در بتن، مجموعه مقالات هشتمین کنگره بین المللی مهندسی عمران، 21تا 23 اردیبهشت، دانشگاه شیراز، شیراز.

شریفی، ج.، نیکودل، م.ر.، یزدانی، م.، 1378. بررسی ویژگی‌های نامطلوب مصالح سنگدانه‌ای چابهار بر خواص بتن، مجموعه مقالات چهارمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه تهران، جلد دوم، ص. 523-531.

مستوفی نژاد، د.، 1385. تکنولوژی و طرح اختلاط بتن، انتشارات ارکان دانش، چاپ یازدهم، اصفهان.

نویل، ا.م.، بروکس، ج.ج.، 1378. خواص بتن، ترجمه هرمز فامیلی، انتشارات ابوریحان بیرونی، چاپ اول، تهران.

ACI 221R, 1996. Guide for Use of Normal Weight and Heavyweight Aggregate in Concrete, American Concrete Institute, Michigan, USA.

ACI Committee 308 American Concrete Institute Recommended Practice for Selecting Proportions for Concrete, Farmington Hills, USA.

ASTM C 294, 1990. Standard Descriptive Nomenclature for Constituents of Concrete Aggregates, Annual Book of ASTM Standards, vol. 4.08, ASTM, Philadelphia, PA.

ASTM C 33, 1990. Standard Specification for Concrete Aggregates, Annual Book of ASTM Standards, vol. 4.08, ASTM, Philadelphia, PA.

ASTM C143 / C143M – 12, 1990. Standard Test Method for Slump of Hydraulic-Cement Concrete, Annual Book of ASTM Standards, vol. 4.08, ASTM, Philadelphia, PA.

ASTM C496 / C496M - 11, 1990. Standard Test Method for Splitting Tensile Strength of Cylindrical Concrete Specimens, Annual Book of ASTM Standards, vol. 4.08, ASTM, Philadelphia, PA.

Beshr, H., Almusallam, A.A., Maslehuddin, M., 2003. Effect of coarse aggregate quality on the mechanical properties of high strength concrete, Construction and Building Materials 17, 97–103.

British Standard Institution, BS 1881-116:1983 (BS EN 12390-3:2002), Testing hardened concrete, Compressive strength of test specimens, London.

British Standard Institution, BS 812-105.1:1989 (BS EN 933-4:2008), Methods for determination of particle shape. Flakiness index, London.

BS 1881-121:1983, Testing concrete, Method for determination of static modulus of elasticity in compression, London.

Donza, H., Cabrera, O., Irassar, E.F., 2002. High-strength concrete with different fine aggregate. Cement and Concrete Research, 32: 1755–1761.

El-Dash, K.M., Ramadan, M.O., 2006. Effect of aggregate on the performance of confined concrete. Cement and Concrete Research, 36: 599 – 605.

Gambhir, M. L., Concrete technology,1986. third edition, New Delhi, Tata McGraw-Hill.

ISRM, in: E.T. Brown (Ed.), 1981. Rock Characterization Testing and Monitoring-ISRM Suggested Methods, Pergamon, Oxford, 211 pp.

Kuo-Yu Liao, Ping-Kun Chang, Yaw-Nan Peng, Chih-Chang Yang, 2004. A study on characteristics of interfacial transition zone in concrete. Cement and Concrete Research, 34: 977–989.

Mehmet, G., Turan, O., Erhan, Gu., 2006. Effects of cold-bonded fly ash aggregate properties on the shrinkage cracking of lightweight concretes. Cement and Concrete Composites, 28: 598–605.

Rittenhouse G, 1943. A visual method of estimating 2-dimensional sphericity. Journal of  Sedimentary Petrolology. 13(2):79–81.

Stroeven P et al., 2009. Shape assessment of particles in concrete technology: 2D image analysis and 3D stereological extrapolation. Cement and Concrete Composites, 31: 84-91.

Taleb, A.,  Eyad, M., Erol,T., Pan, T., 2007. Evaluation of image analysis techniques for quantifying aggregate shape characteristics. Construction and Building Materials, 21: 978–990.

Wadell, H., 1932. Volume, shape and roundness of rock particles. Journal of geology. 40:443–51.

Wu, K.R., Chen, B., Yao, W., Zhang, D., 2001. Effect of coarse aggregate type on mechanical properties of high-performance concrete. Cement and Concrete Research, 31: 1421–1425.