Jinsi Mchakato wa Uchimbaji wa Mchanga wa Silika Unavyofanya

Aggregati ya madini ya mchanga wa silica ni istilahi ya jumla kwa nyenzo kama vile mchanga, kokoto (gravel), jiwe lililovunjwa, jiwe kubwa, na aggregati katika miradi ya uhifadhi wa maji na ujenzi, na ndiyo nyenzo kuu ya ujenzi kwa miundo kama vile betoni na ufungaji wa matofali. Makala haya yanafupisha maswali ya kawaida kuhusu aggregati za betoni.

Swali la 1: Ni mambo gani ya kuzingatia wakati wa kupokea vifaa vikubwa na vidogo vya mkusanyiko?

Kwa vifaa vikubwa vya mkusanyiko, udhibiti mkuu unapaswa kuwa ukubwa wa chembechembe, usambazaji wa saizi (gradation), umbo la chembe, kiwango cha unga wa jiwe, na kiwango cha matope. Kila gari linapaswa kupitia ukaguzi wa jumla; hakipaswi kupakua ikiwa haitakidhi viwango vinavyohitajika. Zaidi ya hayo, vipimo mbalimbali vinapaswa kukaguliwa kwa makundi kulingana na mahitaji ya kanuni.
Kwa vifaa vidogo vya mkusanyiko, udhibiti unapaswa kulenga moduli ya unyembamba, kiwango cha matope, na kiwango cha uchafu. Kila gari linapaswa kupitia ukaguzi wa jumla, na gari lisilokidhi viwango halipaswi kupakua. Pia, linapaswa kukaguliwa kwa makundi kulingana na viwango vilivyowekwa.

Swali la 2: Kwa nini kiwango cha chembe za sindano na vigae katika vifaa vikubwa vya mkusanyiko kinapaswa kudhibitiwa katika betoni iliyopompwa?

Wakati kiwango cha chembe za sindano ni kikubwa, nguvu ya kunyumbuka ya vifaa vikubwa vya mkusanyiko huwa ndogo, na nguvu ya mshikamano kati ya vifaa vikubwa hupungua, jambo linalosababisha kupungua kwa nguvu ya betoni. Kwa betoni tayari-mchanganyiko, kiwango kikubwa cha chembe za sindano na vigae hutofautisha vibaya umbo la vifaa vikubwa, hivyo kupunguza utiririshaji wa betoni. Wakati huo huo, chembe za sindano na vigae ni rahisi kuzuia njia za bomba, kus

kuzuia pampu na hata kusababisha mrija kupasuka. Kwa hivyo, kwa betoni inayopompwa, ni lazima kiwango cha chemchemi (needles) kisiwe zaidi ya 10%, na mahitaji kwa betoni yenye nguvu kubwa ni makali zaidi.

Swali la 3: Ni aina gani ya mchanga inahitajika kwa betoni tayari-mchanganyiko?

Betoni tayari-mchanganyiko inahitaji kutumia mchanga wa wastani. Mbali na viwango vya kawaida vya usambazaji wa ukubwa wa chembe (gradation), kiwango cha udongo, na maudhui ya udongo, ni muhimu pia kuhakikisha kuwa mchanga unaopita kwenye chujio la 0.315mm hauko chini ya 15%. Hii ina athari kubwa sana kwa uwezo wa kupompa betoni. Ikiwa thamani hii itakuwa ndogo mno, itasababisha urahisi wa kuziba pampu, na kufanya betoni iwe na uwezo duni wa kushikilia maji na kuondoka kwa maji (bleeding).

Swali la 4: Je, mchanga uliofinya sana utakuwa na athari gani?

Ikiwa mchanga ni finyu sana, mahitaji ya maji katika betoni yataongezeka. Zaidi ya hayo, uwezo wa kupompa na uhifadhi wa unyumbufu (plasticity retention) wa betoni iliyotengenezwa kwa mchanga finyu ni mbaya sana, nguvu ya betoni itapungua, na inaweza kirahisi kupasuka.

Swali la 5: Nini cha kufanya ikiwa kuna mchanga laini pekee?

Ikiwa kuna tatizo na chanzo cha mchanga, mchanga laini na sehemu ya mchanga uliotengenezwa kwa mashine inaweza kutumika kuandaa betoni iliyopompwa. Kwa mfano, mchanga laini wenye kiwango cha unyembamba (fineness modulus) chini ya 2.0 unaweza kuchanganywa na mchanga uliotengenezwa kwa mashine wenye kiwango cha unyembamba cha 3.0–3.2. Uwiano ni takriban 6:4. Chunguza utiririshaji wake na uwezo wa kupompwa, na amua uwiano huo kupitia majaribio.

Swali la 6: Ni matokeo gani ya maudhui ya mchanga na udongo yanapokidhi viwango?

Wakati maudhui ya mchanga ni makubwa, hitaji la maji katika betoni huongezeka, plastiki huwa dhaifu, mkazo wa kunywea (shrinkage) huongezeka, nguvu ya betoni hupungua, na muundo unakuwa rahisi kuvunjika. Kwa hivyo, ni lazima kudhibiti maudhui ya mchanga na udongo ≤ 3% (kwa C30-C50), na mahitaji ya udongo kwa betoni yenye nguvu kubwa ni makali zaidi.

Swali la 7: Je, udongo ulio ndani ya mchanga na changamano (gravel) una athari gani kwa betoni?

Zaidi ya athari zinazofanana zinazosababishwa na udongo ulio ndani ya mchanga na changamano, pia unaweza kuathiri sana nguvu ya betoni. Kwa mfano, vipande vya udongo hutendeka upotevu wa eneo la mvukuu (cross-section) la betoni; wakati ardhi inapomwagwa, vipande vya udongo hupanda juu, na baada ya kunywea

, wataunda mashimo na kasoro nyingine kwenye uso.

Swali la 8: Kwa nini nguvu ya betoni ya mawe ya pebble ni ndogo kuliko ile ya betoni ya gravel kwa 3-4 MPa katika uwiano sawa wa betoni?

Nyuso mbaya za zaidi husaidia kuongeza nguvu ya kiungo kati ya mchanganyiko wa simenti na . Kulingana na majaribio ya miaka mingi, upande mmoja, betoni iliyotengenezwa kwa mawe ya pebble ina mawe mengi yaliyopitishwa na hewa, kiashiria chake cha kuvunjika ni kidogo kuliko cha mawe yaliyovunjika, na nyuso zake ni laini, hivyo nguvu ya kiungo ni ndogo. Hivyo, nguvu ya betoni iliyotengenezwa kwa mawe ya pebble itakuwa chini kuliko ile ya betoni ya mawe yaliyovunjika yenye uwiano sawa kwa 3-4 MPa.

Swali la 9: Kwa nini unyevu wa mchanga na gravel hupimwa kila mzunguko wa kazi?

Kiasi cha mchanga na gravel katika betoni tayari kuchanganya ni takriban 800-1100kg/m3, na kila 1% ya unyevu wake italeta takriban 8-11kg ya maji katika betoni. Hasa, mchanga mara nyingi hukusanywa kutoka mito, na maudhui ya unyevu hubadilika sana. Ikiwa maudhui ya unyevu hayagunduliwa mara kwa mara na matumizi ya maji ya kuchanganya hayarekebishwa kwa wakati, itasababisha mabadiliko makubwa katika slump, uwezo wa kusukuma, na nguvu ya betoni.

Swali la 10: Alkal

i-aggregate reaction?

Alkali iliyo ndani ya betoni hufanya mmenyuko wa kemikali na ambayo ina muundo wa kemikali wa silica hai. Baada ya gelu ya alkali-silicic acid kuundwa, hufyonza maji na kupanuka, na msongo wa upanuzi husababisha betoni kuvunjika. Mchakato huu unaitwa mmenyuko wa alkali-.