اصطلاح سنگدانهها در بتن مواد مختلفی را در بر میگیرد، اما در تعریف کلی به سنگها و شنها (ذرات بزرگتر از ۴٫۷۵mm) و ماسهها (ذرات کوچکتر از ۴٫۷۵mm) اطلاق میشود. از آنجا که این ماده حدود ۷۰ تا ۸۰% حجم بتن را به خود اختصاص میدهد، شناخت ویژگیهای آن امری مهم و ضروری است.
شاید بزرگترین دلیل استفاده از سنگدانه در بتن، هزینه پایین آن نسبت به سیمان باشد. این ماده که ۶۰ تا ۸۰% حجم بتن و ۷۰ تا ۸۵% جرم بتن را تشکیل میدهد، تا مدتها تنها به عنوان پرکننده شناخته میشد و به تولیدکنندگان بتن کمک میکرد در هزینههای جاری صرفهجویی کنند.
اما با پیشرفت صنعت ساختمان مشخص شد سنگدانهها فقط مواد شیمیایی بیاثری نیستند که به دلیل صرفه اقتصادی مورد استفاده قرار گیرند، بلکه سنگدانهها با درجه دانهبندی مناسب نسبت به خمیر سیمان هیدراته، از ثبات، حجم بالا و دوام بهتری برخوردارند. همچنین مشخص شد بعضی سنگدانهها از نظر شیمیایی فعال بوده و باعث ایجاد پیوند شیمیایی در سطح مشترک سنگدانه با خمیر سیمان میشوند.
بنابراین امروزه مشخص شده استفاده از نقش سنگدانههای با کیفیت و درجهبندی مناسب در ساخت بتن، علاوه بر پر کنندگی، تأثیر ویژهای بر خواصی از بتن، مانند: کارایی، دوام، مقاومت، وزن و میزان جمعشدگی، خواص حرارتی، کشسانی، پایداری ابعادی، ثبات حجمی بتن خمیری و سختشده دارد.
❇️ اندازه سنگدانههای در بتن ❇️
سنگدانهها به دو دسته سنگدانههای درشت (شن) و سنگدانهها ریز (ماسه) تقسیم میشوند. مرز جداکننده سنگدانههای درشت و ریز، الک استاندارد شماره ۴ با اندازه شبکه ۴٫۷۶mm است. بنابراین سنگدانههای عبوری از این الک، ماسه و سنگدانههای باقیمانده روی آن، شن هستند.
❇️ اهمیت درجهبندی سنگدانه ❇️
درجهبندی راهی برای استفاده از اندازههای مختلف اشیاء است تا بدین شکل، فضاهای خالی که اجزای بزرگتر نمیتوانند آن را پر کنند، با اجزای ریزتر پر شود. برای مثال فرض کنید جعبهای ۲۰*۲۰*۲۰ دارید که میخواهید آن را با توپ پر کنید. اگر تنها از توپهای بزرگ برای پر کردن آن استفاده کنید، حجم بالایی از جعبه را فضاهای خالی تشکیل میدهد، در حالی که استفاده از توپهای کوچکتر باعث میشود کلیه فضاهای خالی پر شوند.
حال تنها کافی است جای توپها را با سنگدانههایی که اندازههای مختلفی دارند، جابجا کنید. بدینترتیب شاهد یکی از مهمترین نقش سنگدانه در بتن خواهید بود. در اینجا خواهید دید که در حجمهای ثابت با ترکیب اندازههای مختلف سنگدانه، سنگدانههای کوچکتر در میان سنگدانههای بزرگتر قرار گرفته و مقدار حجم آزاد کاهش یافته و بنابراین، محتوای خمیر سیمان مورد نظر کاهش مییابد.
از سوی دیگر توزیع پیوسته سنگدانهها،باعث توزیع بهتر آنها در تمام قسمتهای بتن میشود. این موضوع علاوه بر بهبود کیفیت ویژگیهای پلاستیکی بتن تازه و سهولت روانی بتن به ویژه در بحث بتنریزی، باعث میشود در زمان انتقال تنش، بتن رفتار همگنتری از خود نشان دهد.
❇️ نسبت شکل و محتوا سنگدانه ❇️
بهتر است هنگام انتخاب سنگدانه به شکل آن توجه کنید، زیرا سنگدانههای با بافت خشن و تیز نسبت به سنگدانههای کروی به خمیر سیمان بیشتری نیاز دارند. همچنین پمپاژ سنگدانههای تیز سختتر است. از سوی دیگر سنگدانههای کروی شکل اگر بیش از حد کشیده و بزرگ باشند، ممکن است هنگام بتنریزی و پمپاژ باعث مسدودشدن حفرهها شوند. بنابراین مطمئن شوید سنگدانههایی که انتخاب میکنید، بسته به نوع بتنریزی دارای شکل و اندازهی مناسبی باشند.