1. To‘ldiruvchilarning namligi va suvshimuvchanligi. To‘ldiruvchilarning dona shakli va o‘zaro joylashishi

To‘ldiruvchilarning mustahkamligi
Beton xususiyatiga to‘ldiruvchilarning ta'siri

Beton tarkibini loyihalash berilgan mustahkamlikdagi va sementning minimal sarfi asosida bajariladi. Zich tarkibli va minimal sement sarflab olinadigan betonlarda asosiy hajmni to‘ldiruvchilar tashkil etadi. Agar yirik to‘ldiruvchi bo‘shliqligi (shag‘al yoki chaqiq tosh) – Vbo‘sh.yir. bo‘lsa, unda betonning maksimal tashkil etuvchisi mayda to‘ldiruvchi hisoblanadi – Vmayda = 0,01Vbo‘sh.yir. (0,01-bo‘shliqlik foizda keltirilgan). U holda mayda va yirik to‘ldiruvchilar aralashmasi bo‘shliqligi quyidagiga teng:

Misol: agar shag‘al bo‘shliqligi 32% bo‘lsa, qumning bo‘shliqligi esa 27% bo‘lsa, u holda shag‘al va qumning minimal bo‘shliqligi 8,6% ni tashkil etadi. Bunda shartli ravishda yirik to‘ldiruvchilar orasidagi bo‘shliq mayda to‘ldiruvchilar bilan to‘ldirilishini nazarda tutiladi. Lekin amaliyotda yirik to‘ldiruvchi donalari bir-biriga yaqin joylashganda qum o‘tishi qiyinlashadi va bo‘shliq hosil bo‘ladi. Shu sababli, qumning hajmi Vqum = 0,01Vbo‘sh.yir. bo‘lsa, u holda yirik to‘ldiruvchining donalari qorishmada kam miqdorda siljiydi va qorishma bo‘shliqligi ortadi. Misol: Vbo‘sh.yir.=32% va Vbo‘sh.may.=27% bo‘lsa, grafikda keltiriladiki yirik to‘ldiruvchilar sarfi 1m3 qorishma uchun Vyir.- 0,9 m3, qum esa Vmay.- 0,4m3, bundan kelib chiqib aralashma bo‘shliqligi Vbo‘sh.aral.- 11% ni tashkil etadi. Agar Vyir.- 0,7m3 va Vmay.- 0,55m3 bo‘lsa, Vbo‘sh.aral.- 14,5% ni tashkil etadi. Aralashma bo‘shliqligi bevosita sement qorishmasi sarfini belgilaydi, ya'ni bo‘shliqlik qancha katta bo‘lsa sement sarfi ham shuncha ortadi. Agar yirik to‘ldiruvchidan voz kechilsa, u holda mayda donadorlikka ega bo‘lgan beton olinadi va yuqoridagi grafik bo‘yicha to‘ldiruvchining bo‘shliqligi 27% ni tashkil etadi. Bu esa 1m3 to‘ldiruvchilar aralashmasiga 0,9m3 yirik to‘ldiruvchi ishlatishga nisbatan 2,5 barobar ko‘p bo‘ladi. Shu sababli sement sarfi ortadi.
To‘ldiruvchilar tog‘ jinslarini maydalash orqali olinsa, u holda shu tog‘ jinsining mustahkamligi aniqlanadi. Buning uchun tosh kesuvchi stanokda diametri va balandligi 40-50 mm o‘lchamdagi silindr yoki kub shaklidagi namuna tayyorlanadi. Namunalarni suvga solib, ma'lum vaqtdan so‘ng suvdan chiqariladi va gidravlik pressda siqilishda mustahkamlik chegarasi (MPa) aniqlanadi:
, (12)
bu yerda: R-pressning buzuvchi kuchi, mN
A-namunaning ko‘ndalang yuzasi, m²

Biroq hamma vaqt ham bunday sinovni o‘tkazib bo‘lmaydi. Ko‘p hollarda zaruriy tog‘ jinslari yoki xom ashyo materiallar yirik g‘ovaklari, yoriqlari ta'sirida kuchsizlanadi. Bunday tog‘ jinslaridan olinadigan chaqiq tosh yetarli mustahkam bo‘lishi mumkin, ya'ni maydalanish jarayonida kuchsizlantiruvchi defektlardan xalos bo‘ladi. Natijada bunday tog‘ jinsi asosidagi standart namunani sinashda shag‘alning haqiqiy sifatini ifodalovchi natija olib bo‘lmaydi va mustahkamligi pasayadi.
R.L.Mailyan izlanishlarida karbonat jinslari asosidagi shag‘al (chaqiq tosh) mustahkamligi shu tog‘ jinsi asosidagi namuna mustahkamligidan bir necha barobar yuqori bo‘ladi. Shu sababli shag‘al va chaqiq toshning mustahkamligi u olinadigan tog‘ jinsi asosidagi namunani sinash orqali hamma vaqt ham aniqlab bo‘lmaydi. Shu sababli standartda tabiiy tosh asosidagi shag‘al va chaqiq tosh uchun po‘lat silindrda siqilishdagi maydalanishini aniqlash nazarda tutilgan. Uning aniqlash metodikasi quyidagilardan iborat: bir fraksiyali shag‘al yoki chaqiq tosh ichki diametri-150mm li po‘lat silindr idishga solinadi.
So‘ngra silindr tepasiga nisbatan kichik diametrli (148mm) po‘lat puanson qo‘yiladi, u orqali gidravlik pressda 200 kN kuch ta'sirida eziladi. Natijada to‘ldiruvchilar namunasi maydalanadi.
Shundan so‘ng maydalangan namuna silindrdan olinib tarozida tortiladi, keyin sinalyotgan eng kichik o‘lchamdagi to‘ldiruvchi fraksiyasidan 4 marta kichik (0,25D_naim) ko‘zli elakdan o‘tkaziladi; 5-10mm li fraksiyalar uchun 1,25mm li ko‘zli elak; 10-20mm li fraksiyalar uchun 2,5mm li ko‘zli elak; 20-40mm li fraksiyalar uchun 5mm li ko‘zli elak qo‘llaniladi. To‘ldiruvchi namunasidan maydalangan donalar chiqarib tashlanadi, so‘ngra elakdagi qoldiq tarozida tortiladi.
Maydalash ko‘rsatkichi(%):
, (13)

bu yerda, m – sinalayotgan barcha namunalar massasi, g
m₁ – tajribadan so‘ng nazorat elakda qolgan qoldiq massasi, g

G‘ovak to‘ldiruvchilar uchun ham silindrda ezish analogik metodika bo‘yicha bajariladi, faqat natijalarni baholash boshqacha amalga oshiriladi. G‘ovak shag‘al yoki chaqiq tosh bir fraksiyali namuna sifatida ichki diametri 150mm silindr idishga 100 mm balandlikda solinadi, tekislanadi va puanson qo‘yiladi. Tajribagacha puansonning pastki nishon silindrning yuqori belgisiga mos kelishi kerak.

So‘ngra gidravlik press yordamida to‘ldiruvchi namunasi siqiluvchi kuch ta'sirida puanson 20mm pastga tushguncha (silindrning yuqori nishondan hisoblaganda) eziladi va press manometri ko‘rsatkichi yozib olinadi. Shu tartibda, to‘ldiruvchi namunasining 1/5 qismi hajmi ezilishi uchun ketgan kuch aniqlanadi.
Silindrda ezilishdagi mustahkamlik chegarasi (MPa) quyidagi formula bo‘yicha aniqlanadi:


, (14)
bu yerda, R – Puanson yuqori nishongacha ezishdagi kuch, mN
A – silindr ko‘ndalang kesimi yuzasi, A = 0,0177m²
To‘ldiruvchining mustahkamligi uning zichligi va strukturasiga bevosita bog‘liq. Shu sababli agar namunaning zichligi 10% ga oshsa, u holda uning mustahkamligi 21% ga ortadi (1,10²=1,21).
Tog‘ jinslarini o‘rganish jarayonida va bir qancha ilmiy izlanishlar asosida S.M.Itskovich to‘ldiruvchilar mustahkamligi (R)ni hisoblashda quyidagi formuladan foydalanishni taklif etdi:
, (15)
bu yerda, R₁ – zichligi –ρ₁ ga teng bo‘lgan materialning amaliy o‘rnatilgan mustahkamlik chegarasi.
ρ- material (dona) zichligi, R mustahkamlikka mos keluvchi.
n- material strukturasiga bog‘liq daraja ko‘rsatkichi.
Bundan kelib chiqib, to‘ldiruvchilar mustahkamligi uning zichligiga to‘g‘ri proporsionaldir. n- daraja ko‘rsatkichi to‘ldiruvchilar uchun n= 3 - 6 ni tashkil etadi (o‘rtacha 4 ga teng).
Hisobiy mustahkamlikni (keramzit shag‘ali uchun) hisoblashda S.M.Itskovich quyidagi formuladan foydalanishni tavsiya etadi:
, (16)
bu yerda, ρ_dona – keramzit shag‘ali donasining zichligi, g/sm³.
ρ_{dona =} 0,58 – 0,67 g/sm³ bo‘lsa,
R_xisob = 5 – 6,7 MPa.