تقریباً ۷۵ درصد از حجم بتن به ماسه سنگ اختصاص می‌یابد و به همین دلیل کیفیت آنها در تعیین خواص و ویژگی‌های بتن نقش مهمی دارد. اغلب ماسه سنگها بی اثر هستند و تنها توسط سیمان در بدنه بتن نگهداری می‌شوند. این مواد اولیه ممکن است در اشکال، اندازه‌ها و مواد مختلفی اعم از ذرات ریز شن و یا سنگهای بزرگ و سنگین تشکیل شده باشند. سنگهای آهکی نمونه‌های طبیعی از این سنگهای خرد شده هستند که به وسیله فرایندهای فشاری و سایشی تشکیل می‌شوند و ممکن است از خرد شدن توده‌های سنگی بزرگ تشکیل شده باشند.
در هر صورت کیفیت و وضعیت ماسه سنگ به طور مستقیم بر کیفیت بتن تأثیر گذار است.
بتن و انتخاب ماسه سنگ
از آنجایی که سیمان به عنوان گرانترین ماده تشکیل دهنده بتن شناخته می‌شود، مطلوب است که مقدار سیمان استفاده شده در آن به حداقل برسد. مهندسین و پیمانکاران به منظور صرفه جویی در هزینه‌ها و پایین آوردن قیمت تمام شده پروژه، بین ۷۰ تا ۸۰ درصد حجم بتن را به ماسه سنگ اختصاص می‌دهند. البته نباید این نکته را فراموش کرد که نوع بتن نیز در انتخاب این درصد تأثیر گذار است.
به عنوان مثال؛
بحث تراکم بتن و جلوگیری از تخلخل آن،
- باعث می‌شود که سازندگان به سمت ماسه سنگ های با دانه‌های کوچکتر حرکت کنند.
برای پروژه‌های سنگین با فشار اعمالی بالا،
- ترجیحاً ماسه سنگهای با اندازه کوچکتر استفاده می‌شود.
به طور کلی در انتخاب ماسه سنگ برای بتن معیارهای زیر مطرح می‌شود:
- ماسه سنگ رودخانه‌ای با اندازه‌های ریز بدون نیاز به خشک شدن؛
- ماسه سنگهای خرد شده از سنگهای بزرگ و توده سنگها؛
- نفوذپذیری و استحکام بتن به اندازه ماسه سنگ بستگی دارد؛
- عناصر بکار رفته در ماسه سنگها ممکن است باعث تغییر کیفیت بهتر شود؛
- در برخی از نمونه‌های خاص، ممکن است واکنش کربناسیون انجام می‌شود؛
- اندازه ماسه سنگها کاملاً با کاربرد آنها در ارتباط است؛
- یک ماسه سنگ مناسب باید تمیز، محکم و سخت باشد؛
- از هرگونه گرد و غبار، نمک، خاک رس، مواد آلی و یا سایر ناخالصی‌ها عاری باشد؛
خواص نهایی بتن به ویژگی‌های سیمان، نوع و مقدار آهک، نسبت سیمان به آب، کامل بودن واکنش هیدراتاسیون، رطوبت و دما بستگی دارد.
انواع ماسه سنگ از لحاظ اندازه، و وزن و کاربرد
ماسه سنگها با توجه به ساختار و عناصر به کار رفته در آنها، ویژگی‌ها و مشخصات مختلفی دارند و اگر آنها را در اندازه‌های متفاوتی خرد کنند، شرایط و ویژگی‌های آنها تفاوت بیشتری پیدا می‌کند. به طور کلی،
ماسه سنگها از لحاظ وزن و اندازه به چهار دسته اصلی تقسیم می‌شوند:
- ماسه سنگهای فوق العاده سبک؛
- ماسه سنگهای سبک؛
- ماسه سنگهای با وزن طبیعی؛
- ماسه سنگهای سنگین؛
هرکدام از این چهار مدل برای اهداف خاصی به کار گرفته می‌شود. به عنوان مثال، دانه‌های فوق العاده سبک به دلیل دارا بودن عناصر سبک و همچنین تخلخل در ساختار خود، بیشتر به عنوان یک لایه عایق و همچنین برای شیب بندی به کار برده می‌شوند. این در حالی است که دانه‌های سبک برای ساخت انواع بتن‌های سبک، دانه‌های با وزن طبیعی برای تهیه بتن معمولی و دانه‌های سنگین برای تولید بتن با دانسیته و چگالی بالا استفاده می‌شوند. انتخاب بین این دانه‌ها و به کار بردن آنها در بتن‌ها نوعی هنر برای مهندسین سازه و پیمانکاران محسوب می‌شود و ضروری است که نسبت به انتخاب و آنها دانش و تجربه کافی داشته باشند.
برخی از ویژگی‌های مطلوب ماسه سنگ
با توجه به انتظاری که از ماسه سنگ می‌رود و تاثیری که بر روی سازه‌های بتنی می‌گذارد، طبیعی است که از آنها انتظاراتی داشته باشیم و متعاقب آن، وضعیت بتن نیز به شکل مناسبی تغییر کند. خب! اگر یک نوع ماسه سنگها از لحاظ اندازه استاندارد باشد، و عناصر به کار رفته در آنها قابلیت واکنش با سیمان را نداشته باشند، به شرایط ایده‌آل نزدیک است.
اما انتظار می‌رود که چند مورد زیر در مورد ماسه سنگها مشاهده شود:
ثبات در شرایط مختلف
بتن به عنوان اصلی‌ترین مصالح ساختمانی در معرض شرایط آب و هوایی و شرایط محیطی مختلفی قرار می‌گیرد که هر کدام از آنها می‌توانند کیفیت و کارایی آن را تحت تأثیر قرار دهد. از رطوبت و جذب آب به بدنه بتن گرفته، تا شرایط سرمایی و گرمایی در مناطق مختلف، ممکن است انبساط یا انقباضاتی در دانه‌های ماسه سنگ به وجود بیاید. پس هر چه این دانه‌ها مقاومت بیشتری در برابر این تغییرات از خود نشان دهند، گزینه مناسب‌تری برای ساخت و ساز به شمار می‌روند.
مقاومت و استحکام
یک ماسه سنگ خوب و استاندارد، به صورت سخت، متراکم، قوی و بدون مواد متخلخل خواهد بود. مقاومت آنها در برابر شرایط سایشی و همچنین فشارهای وارده، بدین معنی است که در شرایط فیزیکی و جغرافیایی مختلف و متنوع می‌توان از آنها استفاده کرد. این مورد و شناسائی آن در حیطه وظایف شما نیست و باید با مهندس سازه یا افراد با تجربه در این زمینه مشورت کنید.
جلوگیری از واکنش قلیایی ماسه سنگ
واکنش قلیایی ماسه سنگ به دلیل وجود دو ماده قلیایی حاوی سدیم اکسید و پتاسیم اکسید در بدن بتن یا در سایر ساختارهای اطراف آن ایجاد می‌شود. این مواد به مرور زمان باعث بالارفتن میزان قلیائیت در بدنه بتن شده و استحکام آن را از بین می‌برد. واکنش قلیایی ماسه سنگ را در مطلب 5 عامل شیمیایی موثر بر تخریب بتن معرفی کردیم که اطلاعات کاملتر در این مطلب آمده است.
جلوگیری از واکنش‌های قلیایی و سیلیکا
واکنش‌های قلیایی و سیلیکا در مورد ماسه سنگها همانند واکنش قلیایی دربند قبلی است که در این مورد عنصر سیلیسیم نیز درگیر است. بهترین راهکار برای جلوگیری از چنین واکنشی، غربال کردن ماسه‌ها و جدا کردن خاک رس است. خاک رس به دلیل دارا بودن درصد بالایی از عنصر سیلیسیم، به راحتی می‌تواند مشکلات متعددی برای استحکام و پایداری بتن به وجود بیاورد.
جلوگیری از واکنش‌های کربناته شدن یا کربناسیون
واکنش کربناته شدن یا کربناسیون درمورد سنگ هایی که کربنات خالص در بدنه آنها وجود دارند یا در مواردی که امکان ترکیب شدن دی اکسید کربن جو با ترسیم هیدروکسید واکنش هیدراتاسیون وجود دارد، دیده می‌شود. بهترین راهکار برای جلوگیری از این مشکل استفاده از سیمان‌های با قدرت قلیائیت کمتر و یا استفاده از موادی که واکنش پذیری کمتری داشته باشد. بحث واکنش کربناته شدن را در مطلب 5 عامل شیمیایی موثر بر تخریب بتن به بحث گذاشتیم که برای جزئیات بیشتر به این مطلب مراجعه کنید.
عدم وجود ذرات مختلف یا شن در بین ماسه سنگها
این انتظار به هیچ وجه غیر معقول نیست که بخواهیم ماسه سنگ ها کاملاً تمیز و به دور از هرگونه ماده افزودنی باشد. اضافه شدن خاک رس یا هر ماده دیگری که حاوی سیلیس باشد، می‌تواند برای واکنش هیدراتاسیون سیمان مسئله ساز باشد و از رسیدن بتن به استحکام کافی جلوگیری کند.
پس اگر به دنبال تهیه ماسه سنگ هستید: سعی کنید
- از ماسه‌های شسته یا بادی استفاده کنید؛
- مطمئن شوید که هیچ گونه ذراتی در بین دانه‌ها وجود ندارد.
البته، استفاده از بتن آماده می‌تواند بسیاری از دردسرهای شما در رابطه با ماسه سنگها را کاهش دهد. پس اگر به دنبال اجرای پروژه خود با استفاده از بتن هستید، با ما در کارخانه بتن آماده پاسارگاد در تماس باشید و از مشاوره کارشناسان فنی ما بهره ببرید. سایر مصالح ساختمانی دیگر مانند تیرچه و بلوک، بلوک سبک، گروت ساختمانی و بتن آماده را نیز میتوانید سفارش دهید.