الرئيسية < البحوث والدراسات < تفاصيل بحث أو دراسة
تقييم استخدام غبار المحاجر كبديل للرمل الطبيعي في الخلطات الخرسانية: مراجعة علمية
| الباحث(ون): | - أ.أرحيم حسين عبدربه حسين
- أ.محمد أحمد فرج خليل
|
| المؤسسة: | كلية الهندسة - فرع القبة – جامعة درنة، ليبيا |
| المجال: | التقنيات المدنية و الإنشائية و الهندسة المعمارية |
| منشور في: | العدد الثامن والثلاثون - يناير 2026 |
الملخص
أدى الاعتماد المتزايد على الرمل الطبيعي في إنتاج الخرسانة إلى استنزاف الموارد الطبيعية، الأمر الذي دفع الباحثين إلى دراسة مواد بديلة أكثر استدامة، ومن بين هذه المواد غبار المحاجر، وهو مخلفات ناتجة أثناء تكسير الصخور لإنتاج الركام الخشن.
تستعرض هذه الدراسة عدد 12 بحث من الأبحاث التجريبية المنشورة خلال السنوات من 2007 إلى 2019، التي استخدمت خلطات خرسانية في حدود الرتب الإنشائية C20-C45، حيث ركزت معظم الدراسات على غبار المحاجر الناتج عن صخور الجرانيت لما له من خصائص ميكانيكية ومعدنية ملائمة للاستخدام في الخرسانة.
بناء على هذه الدراسات فإن أفضل نسبة استبدال هي 60%، إذا أظهرت هذه النسبة تحسن في الخواص الميكانيكية للخرسانة مقارنتا بالخلطات المرجعية، حيث بلغت مقاومة الضغط بعد 28 يوم 37.47MPa، في حين كانت مقاومة الضغط للخلطة المحتوية على الغبار 47.24MPa كما تحسنت مقاومة الشد غير المباشر و كانت النتائج على التوالي , 4.46MPa 5.78MPa للخلطة المرجعية و الخلطة المحتوية على الغبار بنفس نسبة الاستبدال، كذلك سجلت مقاومة الانحناء ارتفاعا من 9.93MPa للعينة المرجعية إلى 10.81 MPa للعينة المحتوية على الغبار.
على الرغم من التحسن الكبير في مقاومة الضغط والشد والانحناء، إلا أنه يؤثر سلبا على قابلية التشغيل للخرسانة، لكن يمكن التحكم فيها بتحسين التصميم للخلطات الخرسانية وإضافة الملدنات الفائقة، على الرغم من هذا فإن نتائج معظم الدراسات تشير إلى أن غبار المحاجر و خصوصا الناتج من صخور الجرانيت بديلا جيدا للرمل الطبيعي و يمثل مادة مستدامة رخيصة الثمن، ويمكنه تحقيق أداء ميكانيكي إذا استخدم ضمن شروط التصميم.................
الكلمات المفتاحية:...............غبار المحاجر، الرمل الطبيعي، الخلطات الخرسانية، نسب الاستبدال
Abstract
The increasing reliance on natural sand in concrete production has led to the depletion of natural resources, prompting researchers to investigate more sustainable alternative materials. One such alternative is quarry dust, a by-product generated during the crushing of rocks for the production of coarse aggregates.
This study reviews twelve experimental research papers published between 2007 and 2019 that investigated concrete mixtures within structural strength classes ranging from C20 to C45. Most of the reviewed studies focused on quarry dust derived from granite rocks due to their favorable mechanical and mineralogical properties for concrete applications.
Based on the findings of these studies, the optimal replacement ratio of natural sand with quarry dust was identified as 60%. At this replacement level, an improvement in the mechanical properties of concrete was observed compared to the control mixtures. The 28-day compressive strength increased from 37.47 MPa for the reference mix to 47.24 MPa for the quarry dust-containing mix. Similarly, the splitting tensile strength improved from 4.46 MPa to 5.78 MPa for the reference and quarry dust mixes, respectively. In addition, the flexural strength increased from 9.93 MPa for the control specimen to 10.81 MPa for the specimen incorporating quarry dust.
Despite the significant enhancement in compressive, tensile, and flexural strengths, the use of quarry dust was found to adversely affect the workability of concrete. However, this drawback can be mitigated through proper mix design optimization and the use of superplasticizers. Overall, the results of most studies indicate that quarry dust—particularly that obtained from granite rocks—represents a viable, low-cost, and sustainable alternative to natural sand, capable of achieving satisfactory mechanical performance when used under appropriate design conditions...................
Keywords:................ Quarry dust, natural sand, concrete mixtures, replacement ratios.