Wpływ wskaźnika płaskości ziaren kruszywa grubego na właściwości betonu

• Autorzy: Karahan Süleyman , Güneyli Hakan , Güneyli Aslıhan

Identyfikatory

DOI

10.32047/cwb.2021.26.2.9

Warianty tytułu

EN

Effect of flakiness of coarse aggregate on concrete

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Wpływ płaskości, jednej z cech kształtu kruszywa, na właściwości betonu nie jest zagadnieniem dostatecznie wyjaśnionym. Ponadto, nie istnieją zadowalająco szczegółowe ograniczenia dotyczące płaskości w skali globalnej. W pracy, w której jako kruszywo zastosowano kamień wapienny, opisano wpływ płaskości na właściwości betonu zarówno przed związaniem, jak i po stwardnieniu. W związku z tym przeprowadzono badania konsystencji betonu metodą stożka opadowego przed wiązaniem oraz badania wytrzymałości na ściskanie po 7, 28 i 60 dniach. Stosowano mieszanki betonowe o tym samym składzie z kruszywem wapiennym, o różnym stopniu płaskości. Zwiększenie zawartości ziaren płaskich w kruszywie grubym powodowało flokulację i segregację, prowadzącą do niejednorodności mieszanki betonowej. Wraz ze wzrostem stopnia płaskości wyraźnie malał opad stożka mieszanki, a zwiększenie wskaźnika płaskości o 25% powodowało zmniejszenie opadu stożka średnio o 18 mm. Wyniki doświadczeń wykazały, że wytrzymałość na ściskanie betonu zmniejsza się znacznie wraz ze wzrostem płaskości. Zgodnie z tymi niekorzystnymi zależnościami o dużych współczynnikach korelacji, wzrost zawartości ziaren płaskich w kruszywie grubym o 25% powodował spadek wytrzymałości na ściskanie o średnio 0,9, 0,4 i 1,2 MPa dla czasów wynoszących odpowiednio 7, 28 i 60 dni. Ponadto, zwiększenie udziału ziaren płaskich zwiększało szczególnie zakres i odchylenie standardowe wytrzymałości na ściskanie, przy tym samym udziale procentowym ziaren płaskich, przy czym tendencja ta była najbardziej wyraźna po 60 dniach. Zjawisko to wykazuje, że różnice i wahania wytrzymałości na ściskanie próbek betonowych o tym samym udziale procentowym ziaren płaskich, wyraźnie wzrastają wraz ze zwiększeniem płaskości kruszywa.

EN

The effect of flakiness, one of the shape property of aggregate on concrete, is not an issue sufficiently clarified. In addition, there are no satisfactorily detailed limitations for flakiness on a global scale. This study, in which limestone was used as an aggregate, describes the dependence of flakiness on the concrete behaviour both in the fresh and hardened state. In this context, slump tests in the fresh state and compressive strength tests in the hardened state at 7, 28 and 60 days were carried out using concrete mixes prepared in the same design and with different flakiness percentages. An increase of flaky particle fraction in coarse aggregate caused flocculation and segregation leading to the inhomogeneity of concrete mix. The slump of the mix decreased markedly as the flakiness increased, and an increase in flakiness by 25% resulted in an average reduction of 18 mm in the slump value. The test results indicated that the compressive strength of concrete decreased significantly with increasing flakiness. According to these negative linear relationships with strong correlation coefficients, an increase in the flaky coarse particles by 25% led to a decrease in compressive strength of average 0.9, 0.4 and 1.2 MPa for the curing times of 7, 28 and 60 days, respectively. Furthermore, the increase in flakiness enhanced particularly the range and standard deviation of compressive strength values with the same flakiness percentage, which this trend was most pronounced and meaningful at 60 days. This phenomenon exhibits that the differences and uncertainty in the compressive strength of the concrete specimens with the same flakiness percentage, increase distinctly with the increase in the flakiness.

Słowa kluczowe

PL

kruszywo; płaskość; wytrzymałość na ściskanie; opad stożka; beton

EN

aggregate; flakiness; compressive strength; slump; concrete

• Wydawca: Fundacja Cement, Wapno, Beton
• Czasopismo: Cement Wapno Beton
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 26, nr 2
• Strony: 146--155
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Karahan Süleyman

• Department of Geological Engineering, Çukurova University, Adana, Turkey

autor

Güneyli Hakan

• Department of Geological Engineering, Çukurova University, Adana, Turkey

autor

Güneyli Aslıhan

• Department of Geological Engineering, Çukurova University, Adana, Turkey

Bibliografia

• 1. M. Bengtsson, C.M. Evertsson, An empirical model for predicting flakiness in cone crushing. IJMP, 79, 49-60 (2006).
• 2. S.S. Jamkar, and C.B.K. Rao, Index of Aggregate Particle Shape and Texture of coarse aggregate as a parameter for concrete mix proportioning. Cem. Concr. Res. 34, 2021-2027 (2004). https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2004.03.010.
• 3. B. Hudson, Modification to the Fine Aggregate Angularity Test Investigation into the Way We Measure Fine Aggregate Angularity, Proc. 7th Ann. Symp. International Center for Aggregates Research, Austin, TX (1999).
• 4. E.B. Frazao, N.C. Sbrighi, The influence of the shape of the coarse aggregate on some hydraulic concrete properties. Bull. Int. Assoc. Eng. Geol. 30, 221-224 (1984).
• 5. P. Polat, M.M. Yadollahi, A.E. Sağsoz, S. Arasan, The corrlation between aggregate shape and compressive strength of concrete: digital image approach. Int. J. Struct. & Civil Engg. Res. 2, 62-80 (2013).
• 6. S.T. Erdoğan, Determination of aggregate shape properties using X-ray tomographic methods and the effect of shape on concrete rheology [PhD], Austin, Dissertation, University of Texas (2005).
• 7. S.T. Erdogan, P.N. Quiroga, D.W. Fowler, H.A. Saleh, R.A. Livingston, E.J. Garboczi, P.M. Ketcham, J.G. Hagedorn, S.G. Satterfield, Three-dimensional shape analysis of coarse aggregates: New techniques for and preliminary results on several different coarse aggregates and reference rocks. Cem. Concr. Res. 36, 1619-1627 (2006). https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2006.04.003.
• 8. A.K.H. Kwan, C.F. Mora, H.C. Chan, Particle shape analysis of coarse aggregate using digital image processing. Cem. Concr. Res. 29, 1403-1410 (1999). https://doi.org/10.1016/S0008-8846(99)00105-2.
• 9. M.A. Ozol, Significance of test and properties of concrete and concrete-making materials-Test and properties of concrete aggregates: Chapter 35-Shape, surface texture, surface area, and coatings. ASTM, (1978).
• 10. M.F. Kaplan, Flexural and compressive strength of concrete as affected by properties of coarse aggregates. ACI J. Proc. 55(5), 1193-1208 (1959). https://doi.org/10.14359/11415.
• 11. M. Santhanam, P.J.A. Raj, Influence of the degree of flakiness of local aggregate on the properties of self-compacting concrete, 29th Conf. Our World in Concrete&Sructures: 25 - 26 August 2004, Singapore. 455-459 (2004).
• 12. R. Yoshida, E.B. Frazao, A.M.P. Giroldo, Estudo sobre a forma de agregados rochosos, Proceedings of the Semana paulista de geologia aplieada, 4., Anais, Sao Paulo (1972).
• 13. BS 812-105.1. Methods for determination of particle size and shape. Flakiness index. London, UK: British Standards Institute (1989).
• 14. BS 812-105.2. Methods for determination of particle size and shape. Elongation index of coarse aggregate. London, UK: British Standards Institute (1990).
• 15. P.N. Quiroga, The Effect of the Aggregates Characteristics on the Performance of Portland Cement Concrete, [PhD.], Austin, The University of Texas (2003).
• 16. J.M.S. Shilstone, Concrete Mixture Optimization. Concr. Int. Des. Constr. 12(6), 33-39 (1990).
• 17. A.M. Neville, J.J. Brooks, Concrete Technology, Longman Scientefic & Technical, England (2010).
• 18. Bureau of Reclamation. Concrete manual. 8ed. Washington, USA: Government Printing Office; (1975).
• 19. M. Adom-Asamoah, R.O. Afrifa, A study of concrete properties using phyllite as coarse aggregates, Mater. Des. 31, 4561-4566 (2010).
• 20. A.W. Allen, Influence of mineral aggregates on the strength and durability of concrete. Symposium on mineral aggregates (ASTM STP, 83): ASTM; 1948:153 (1948).
• 21. BS 882. Specification for aggregates from natural sources for concrete. London, UK: British Standard (1992).
• 22. TS EN 197-1. Cement: Composition, specifications and conformity criteria for common cements. Ankara: Annual Book of TSE Standards, Turkish Standards Institute (2002).
• 23. TS 706 EN: 12620+A1. Aggregates for concrete. Ankara: Annual Book of TSE Standards, Turkish Standards Institute (2009).
• 24. TS 3530 EN: 933-1/A1. Tests for geometrical properties of aggregates. Determination of particle size distribution - Sieving method. Ankara: Annual Book of TSE Standards, Turkish Standards Institute (2007).
• 25. TS 802. Design Concrete Mixes. Design Concrete Mixe. Ankara: Annual Book of TSE Standards, Turkish Standards Institute (2009).
• 26. TS EN 206:D1. Concrete - Specification, performance, production and conformity. Ankara: Annual Book of TSE Standards, Turkish Standards Institute (2002).
• 27. TS EN 12350-2. Testing fresh concrete. Slump test. Ankara: Annual Book of TSE Standards, Turkish Standards Institute (2010).
• 28. TS EN 12390-3. Testing hardened concrete. Compressıve strength of test specimens. Ankara: Annual Book of TSE Standards, Turkish Standards Institute (2003).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).