تاثیر مقاومت و جذب آب صخره بر مقاومت فشاری بتن

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 مدیر گروه عمران، آموزشکده فنی لوشان (پردیس وزارت راه و شهرسازی)

2 عضو هیات علمی،دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، ایران

چکیده

از آنجا که سنگدانه‌ها در مقایسه با دیگر عوامل تشکیل دهنده بتن، بیشترین حجم آن را به خود اختصاص می دهند، مشخصه‌های سنگدانه مخصوصاً مقاومت و جذب آب آنها می تواند تأثیر تعیین کننده ای بر مقاومت نهایی بتن داشته باشد. به همین منظور، بررسی مقاومت صخره ای که از سنگدانه‌های آن در بتن استفاده شده است می‌تواند در درک بهتر رفتار بتن موثر باشد. در این راستا، تحقیقاتی برای مطالعه تاثیر مقاومت صخره بر مقاومت بتن ساخته شده از سنگدانه‌های همان صخره انجام و نتایج مربوطه در این مقاله ارائه گردیده است. این نتایج که از بکار گیری آزمایش مقاومت فشاری تک محوره (UCS) و استفاده از هشت نوع سنگ صخره به دست آمدند، نشان داد که مقاومت صخره‌ها با مقدار رطوبت آنها مرتبط بوده وبا افزایش رطوبت از حالت خشک به اشباع، مقاومت صخره‌ها بین 25 تا 64 درصد کاهش می‌یابد. همچنین مشاهده گردید که افزایش مقاومت صخره، تا 10 برابر، مقاومت بتن حاصله را تا 46 درصد افزایش می‌دهد. ضریب همبستگی(R2) مربوط به روابط بین مقاومت‌های صخره سنگ‌های مورد بررسی قرار گرفت و بتن‌های حاصل از سنگدانه‌های همان صخره‌ها بین 42/0 و 686/0 قرار داشت که بیشترین ضریب همبستگی بین مقاومت صخره سنگ‌های اشباع و مقاومت بتن‌های حاصل از سنگدانه‌های همان صخره‌ها مشاهده گردید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of parent rock strength and water absorption on concrete compressive strength

نویسنده [English]

  • Mahmood Naderi 2
2 Dept. of Civil Engineering, Engineering Faculty, International Imam Khomeini University, Iran
چکیده [English]

Since the volume of aggregates in concrete is the highest among the constituent materials, their strength and water absorption can have decisive impact on the concrete ultimate strength. Therefore, it is anticipated that studying the strength of the parent rock can lead to a better understanding of the behavior of concrete. With this in mind, a project was undertaken to investigate the effect of the parent rock strength on the strength of the concrete made with the aggregates of the same rock and the results are presented in this paper. This investigation involved eight different types of rocks which were uniaxially tested to estimate their compressive strengths. The amount of water absorbed by rock samples were determined in a standard manner. The results show that the strength of the parent rocks used in this study were dependant on their moisture content because it was realized that the strength of the rocks decreases, between 25 to 64 percent, with increase in their moisture content from dry to saturate state. It was also seen that an increase of about 10 times in the strength of the parent rock, tends to increase the related concrete strength by about 46 percent. The correlation coefficient (R2) of the relationship between the resistance of rocks was evaluated and concretes made of aggregates of the cliffs was between 0.42 and 0.686. The highest correlation coefficient between the resistance of saturated rock and concrete the resulted from aggregates in the same rocks were observed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Concrete
  • Compressive strength
  • water absorption
  • Parent rock
  • Aggregate
1] نادری، محمود. ( 1388 ). روشهای بهبود و تعیین آزمایشگاهی و درجای مقاومت بت . ن تهران: انتشارات روزبهان. ]
[2] Ta-Peng, Chang. and Neng-Koon, Su. (1996). Estimation of Coarse Aggregate Strength in High-Strength Concrete.
Materials Journal, Vol. 93 (1), pp. 3-9.
[3] Aitcin, P. C. and Mehta, P. K. (1990). Effect of Coarse Aggregate Characteristics on Mechanical Properties of High-
Strength Concrete. Materials Journal, Vol. 87, pp. 103-107.
[4] Almusallam, A. A. Beshr, H. Maslehuddin, M. and Al-Amoudi, O. S. B. (2004). Effect of silica fume on the mechanical
properties of low quality coarse aggregate concrete. Cement & Concrete Composites, Vol. 26, pp. 891–900.
[5] Cetin, Aikut. Carrasquillo, (1998). R. High performance concrete; Influence of coarse aggregates on mechanical
properties. ACI MASTER J, Vol. 95(2), pp. 254-261.
[6] Giassio, G. Rocco, C. and Violini, D. (1992). Hight strength concretes incorporating different coarse aggregates. ACI
MASTER J, Vol. 95 (2), pp. 242-246.
[7] Tokyay, M. (1998). Effect of aggregate size on mechanical property of high strength concrete. Digest 98, pp. 495-501.
[8] Min-Hong, Zhang. and Odd, E. Gjorv. (1991). Spectrum analysis of the interfacial zone of lightweight aggregate
concrete. Materials Journal, Vol. 88 (2), pp.150-158.
[9] Tommy, Y. Lo. Cui, H.Z. (2004). Spectrum analysis of the interfacial zone of lightweight aggregate concrete.
Materials Letters, Vol. 58 (25), pp. 3089-3095.
[10] Min-Hong, Zhang. Odd, E. Gjørv. (1992). Penetration of cement paste into lightweight aggregate. Cement and
Concrete Research, Vol. 22 (1), pp. 47-55.
[11] Lo,T. Y. and Cui, H. Z. (2004). Effect of porous lightweight aggregate on strength of concrete. Materials Letters, Vol.
58 (6), pp. 916-919.
[12] Perry, C. and Gillott, J.E. (1977). The influence of mortar-aggregate bond strength on the behaviour of concrete in
uniaxial compression. Cement and Concrete Research, Vol. 7 (5), pp. 553-564.
[13] Hashin, Monteiro, and Z. P. J. M. (2002). An inverse method to determine the elastic properties of the inter-phase
between the aggregate and the cement paste. Cement and Concrete Research, Vol. 32 (8), pp. 1291-1300.
[14] Alexander, Mark. and Mindess, Sidney. (2005). Aggregates in Concrete. Taylor and Francis Publication. pp. 234.
[15] Ozturan,T. and Cecen, C. (1997). Effect of coarse aggregate type on mechanical properties of concretes with different
strenghts.Cement and concrete research, Vol 27 (2), pp. 165-170.
[16] Behnood, Ali. and Ziari, Hasan. (2008). Effects of silica fume addition and water to cement ratio on the properties of
high-strength concrete after exposure to high temperatures. Cement & Concrete Composites, Vol. 30, pp. 106–112.
[17] Demirbog˘a, Ramazan. O¨ ru¨ng, I˙brahim. and Gu¨ l, ¨stem. (2001). Effects of expanded perlite aggregate and mineral
admixtures on the compressive strength of low-density concretes. Cement and Concrete Research, Vol.31, pp. 1627–1632.
[18] Bhanjaa, S. and Senguptab, B. (2003). Modified water–cement ratio law for silica fume concretes. Cement and
Concrete Research, Vol. 33, pp. 447–450.
[19] Kadri, El-Hadj. and Duval, Roger. (2009). Hydration heat kinetics of concrete with silica fume. Construction and
Building Materials, Vol. 23, pp. 3388–3392.
[20] Shannag, M.J. (2000). High strength concrete containing natural pozzolan and silica fume. Cement & Concrete
Composites, Vol. 22, pp. 399-406.
21 ] جبل عاملی، بهرام. صداقت دوست، آرش. قائمی، امید. رضا، نوید. ( 1390 ). بررسی تأثیرات میکرو سیلیس بر خصوصیات مقاومتی و دوام بتن ]
.50- سبک سازهای و توجیهپذیری اقتصادی آن. فصلنامه صنعت مقاومسازی و بهسازی، شماره 18 ، سال 5، صفحه 45
22 ] یزدانی، محمود. یزداندوست، مجید. ( 1386 ). تأثیر پارامترهای فیزیکی و مکانیکی سنگدانه بر خواص مکانیکی بتن. سومین کنگره ملی مهندسی ]
عمران، تبریز، ایران.
23 ] صدر کریمی، ابوذر. خواهشی بناب،کسگین. ( 1383 ). انتخاب شکل، جنس و دانهبندی بهینه مصالح سنگی برای بتن توانمند. اولین کنگره ملی ]
مهندسی عمران، تهران، ایران.
24 ] مدندوست، رحمت. ( 1382 ). ارزیابی خواص مکانیکی بتن با مقاومت بالا. ششمین کنفرانس بینالمللی مهندسی عمران، اصفهان، ایرا . ن ]
25 ] نادری، محمود. ولی بیگی، رضوان. ( 1390 ). بررسی تأثیر جذب آب صخره سنگبر مقاومت آن. ششمین کنگره ملی مهندسی عمران، سمنان، ]
ایران.
26 ] نادری، محمود. ولی بیگی، رضوان. ( 1390 ). بررسی تأثیر جذب آب صخره سنگبر مقاومت آن با روش انتقال اصطکاک. ششمین کنگره ملی ]
مهندسی عمران، سمنان، ایران.
، 27 ] نادری، محمود. ولی بیگی، رضوان. ( 1389 ). بررسی تأثیر مقاومت صخره بر مقاومت بتن با روش انتقال اصطکاک. مجله تکنولوژی بتن، شماره 14 ]
.24- سال هشتم، صفحه 17
[28] ASTM D2216-10, Standard Test Methods for Laboratory Determination of Water (Moisture) Content of Soil and Rock
by Mass.
[29] ASTM D7263 – 09, Standard Test Methods for Laboratory Determination of Density (Unit Weight) of Soil Specimens.
[30] ASTM D4543 - 08, Standard Practices for Preparing Rock Core as Cylindrical Test Specimens and Verifying
Conformance to Dimensional and Shape Tolerances.
[31] ASTM C136 - 06 Standard test method for sieve analysis of fine and coarse aggregates.
[32] ASTM C150 / C150M - 09 Standard Specification for Portland cement.
[33] ASTM C494 / C494M Type B, D & G. Standard Specification for Chemical Admixtures for Concrete.