تأثیر انواع دانه‌بندی سنگدانه بر مقاومت و دوام بتن آماده

در بتن آماده، سنگدانه‌ها معمولاً بین ۶۰ تا ۷۵ درصد از حجم را تشکیل می‌دهند و بنابراین توزیع اندازه ذرات (دانه‌بندی) یکی از عوامل کلیدی تأثیرگذار بر مقاومت، دوام، کارایی و مقدار سیمان مصرفی در مخلوط است؛ این موضوع در منابع مرجع مصالح و بتن آماده به‌ وضوح مطرح شده است.

دانه‌بندی پیوسته (well-graded یا continuously graded): به حالتی گفته می‌شود که اندازه‌ها در همه طیف‌ها حضور داشته و ذرات ریز فضاهای بین ذرات درشت را پر می‌کنند؛ چنین دانه‌بندیِ نزدیک به «حداکثر تراکم بهینه»، تخلخل را کاهش، تراکم مخلوط سنگدانه را افزایش و در نتیجه نیاز به خمیر سیمانی (و نفوذپذیری) را کم می‌کند که اثر مستقیم بر هزینه تولید، مقاومت و دوام بتن دارد. روش‌های استاندارد تعیین و کنترل دانه‌بندی برای تضمین این ویژگی‌ها با آزمون الک‌سنجی مطابق ASTM C136 و با حدود و مشخصات دانه‌بندی در استاندارد ASTM C33 تعریف شده‌اند.

دانه‌بندی یکنواخت (narrow-graded یا uniform): که اکثراً ذرات در یک بازهٔ اندازه‌ای متمرکزند و توانایی پرکردن فضاهای خالی‌ها را ندارند؛ این‌ حالت معمولاً منجر به افزایش تخلخل، بهرهٔ کمتر از ظرفیت باربری و نفوذپذیری بالاتر می‌شود.

دانه‌بندی ناپیوسته (gap-graded): که در آن برخی اندازه‌ها حذف شده‌اند، می‌تواند در مصارف خاص (مثلاً بتن‌های تزئینی، مخلوط‌های با طراحی ویژه یا بتن سبک) مزایا داشته باشد اما به‌طور کلی برای سازه‌های باربرِ متداول مقاومت و دوام را کمتر می‌کند مگر آن‌که با تغییرات در طرح اختلاط جبران گردد؛ دستورالعمل‌های طراحی اختلاط مانند ACI 211.1 بر لزوم در نظر گرفتن دانه‌بندی، تراکم سنگدانه و اثر آنها روی نسبت‌های اختلاط تأکید می‌کنند.

مطالعات و راهنمایی‌های اخیر نشان می‌دهد که تنها پیروی از بازه‌های کلی استانداردی مثل ASTM C33 ممکن است بهینه‌ترین ترکیب دانه‌ها را فراهم نکند و به‌کارگیری روش‌های بهینه‌سازی دانه‌بندی (برای افزایش تراکم سنگدانه و کاهش مصرف سیمان و نفوذپذیری در بتن) می‌تواند بهبودهای قابل‌توجهی در عملکرد و پایداری بتن ایجاد کند؛ بنابراین پیشنهاد می‌شود در طراحی مخلوط، پس از آزمون‌های الک و تحلیل دانه‌بندی مطابق ASTM، با استفاده از مدل‌ها یا آزمون‌های مناسب، تراکم دانه‌بندی را بهینه کرد تا ضمن رعایت استانداردها، دوام و بهره اقتصادی پروژه افزایش یابد.

keyboard_arrow_up