A comparative analysis of concrete strength using igneous, sedimentary and metamorphic rocks (crushed granite, limestone and marble stone) as coarse aggregate

This paper presents a comparative analysis of the effect of the physical properties of coarse aggregate (igneous rock - crushed granite stone; sedimentary rock - limestone and metamorphic rock - marble stone) on the compressive strength of Portland cement concrete and compare their characteristic strength. Tests such as sieve analysis, specific gravity, bulk density, void ratio, porosity, water absorption and aggregate impact value were carried out on aggregates to ascertain their physical properties as they affect the strength of concrete. The concrete strength comparison was confined to characteristic concrete strength of grade 20 and 30 N/mm² only. Two different mix proportions of 1:2:4 and 1:3:6, and water cement ratio of 0.5 and 0.6 for both mixes were used to cast concrete cubes which were hydrated for 7, 14, and 28-day periods respectively. The compressive strength tests conducted on the cast cubes was found to be within the stipulated value of concrete strength of 26.0 N/mm² for 28-day hydration period by British Standard specification. The 28-day concrete cubes cast with these aggregates shows that, at the low strength of 20 N/mm², igneous rock - crushed granite stone c concrete had the highest strength of 26.45 N/mm² followed by Sedimentary-limestone with 26.11 N/mm² and metamorphic rock - marble stone 26.03 N/mm² in that order, and also at the high strength of 30 N/mm², crushed granite concrete gave the highest strength to be 30.11 N/mm² followed by granite 29.78 N/mm² and limestone 29.53 N/mm² in that order.

W artykule przedstawiono analizę porównawczą wpływu właściwości fizycznych kruszywa grubego (skały magmowej - łamany granit, skały osadowej - wapienie i skały metamorficznej - marmur) na ściskanie betonu poprzez porównanie charakterystycznej wytrzymałości. Kruszywo grube poddano badaniom: uziarnienia, gęstości nasypowej, gęstości, porowatości, wskaźnika porowatości, absorpcji wody i współczynnika wpływu kruszywa w celu ustalenia właściwości fizycznych, jakie mają wpływ na wytrzymałość betonu. Porównanie wytrzymałości betonu ograniczono do charakterystycznej wytrzymałości na ściskanie betonu o wartości 20 i 30 N/mm². Do wykonania sześciennych kostek betonowych zastosowano dwie różne proporcje mieszanki 1:2:4 i 1:3:6 i dwie wartości stosunku cementowo-wodnego 0,5 i 0,6, które dojrzewały odpowiednio przez 7, 14 i 28 dni. Testy wytrzymałości na ściskanie przeprowadzone na kostkach sześciennych wykazały, że przewidywana wytrzymałość betonu dla próbek 28-dniowych wynosi 26,0 N/mm², opierając się na normie brytyjskiej. Badania 28-dniowych betonowych kostek, w których zastosowano analizowane kruszywa grube wykazały, że dla wytrzymałości 20 N/mm²: beton z granitem miał największą wytrzymałość - 26,45 N/mm², beton z wapieniem 26,11 N/mm² i z marmurem - 26,03 N/mm². Dla wytrzymałości 30 N/mm² również beton z granitem miał największą wytrzymałość: 30,11 N/mm², następnie z granitem 29.78 N/mm² i wapieniem 29,53 N/mm².