اثر سنگدانه بر خواص بتن سخت‌شده
خواص سنگدانه می‌تواند در رفتار بتن سخت‌شده هم تأثیر بگذارد که به آن پرداخته می‌شود:
مقاومت در برابر ذوب و انجماد، تر و خشک شدن و اسید
مقاومت سنگدانه در برابر یخ زدن و آب شدن به تخلخل، جذب آب، تراوایی و ساختار حفره‌ای آن بستگی دارد. یك دانه ممكن است به قدری آب جذب كند (در حد رطوبت بحرانی) كه نتواند انبساط و فشار بوجود آمده در اثر یخ زدن آب را تحمل نماید. پیامد چنین حالتی، انبساط سنگدانه است و در صورت موجود بودن دانه‌های آسیب‌پذیر به اندازه كافی، احتمال متلاشی شدن بتن وجود دارد.
تأثیر سنگدانه بر پایایی بتنی که در معرض تر و خشک شدن قرار دارد نیز توسط ساختار حفره‌ای سنگدانه کنترل می‌شود. آسیب ناشی از این مسأله، چنانچه به تنهایی رخ دهد، معمولاً به شدت آسیب ناشی از یخ زدن و آب شدن نیست. در بسیاری از موارد، سنگدانه‌های شکننده یا کلوخه‌های رسی در سنگدانه در هنگام خیس بودن ضعیف هستند و ممکن است در اثر تکرار تر و خشک شدن خرد شوند. باران اسیدی اغلب با اسیدیته (pH) 4 تا 5/4 معمولاً بدون تأثیرگذاری بر عملکرد سازه بتنی، باعث تخریب سطح بتن می‌شود. نفوذ آبهای اسیدی در بتن می‌تواند به کاهش قلیائیت بتن بیانجامد و موجب شود خوردگی میلگردها زودتر آغاز گردد.
واکنش‌زایی سنگدانه‌ها
بکار بردن برخی سنگدانه‌ها ممکن است به بروز واکنش‌های شیمیایی مخرب بین بعضی از اجزای تشکیل‌دهنده سنگدانه و ترکیبات تشکیل‌دهنده سیمان منجر شود. این چنین واکنش‌هایی هنگامی مخرب شناخته می‌شوند که به اندازه کافی شدید و گسترده باشند تا موجب انبساط و ترک‌خوردگی بتن شوند.
دو واکنش مخرب عمده بین سنگدانه‌ها و قلیایی سیمان که تاکنون شناخته شده‌اند واکنش قلیایی – سیلیسی و واکنش قلیایی- کربناتی است.
واکنش قلیایی- سیلیسی:
سنگدانه‌هایی که این نوع واکنش‌پذیری را از خود نشان می‌دهند، دارای اشکال معینی از سیلیس فعالند که بر حسب نوع سیلیس، شدت واکنش‌پذیری متفاوت است. این نوع خرابی‌ها در طولانی مدت (تقریبا 10 سال بعد از ساخت) نمایان می‌شوند.
لازم است اضافه شود که عوامل مؤثر بر شدت این واکنش‌ها عبارتند از:
1- ماهیت، مقدار و اندازه ذرات مصالح و کانی‌های واکنش‌زا
2- مقدار قلیایی حل‌شونده در آب
3- در دسترس بودن آب
4- دما
یک راهکار برای پرهیز از انبساط بتن در اثر این واکنش، به کار نبردن سنگدانه‌های واکنش‌زا است که البته در برخی موارد توجیه اقتصادی ندارد. راهکار دیگر کاهش مقدار قلیایی سیمان است. می‌توان به جای بخشی از سیمان از پوزولان فعال طبیعی و مصنوعی یا سرباره آسیاب شده استفاده کرد. البته همان‌طور که بیان شد معیار مهم در سرعت و شدت این واکنش مقدار قلیایی سیمان در هر مترمکعب بتن است. زیرا یک مخلوط پرسیمان با قلیایی کم ممکن است به اندازه یک مخلوط کم‌سیمان با سیمان پرقلیا، مواد قلیایی وارد محیط نماید.
قلیایی- کربناتی:
برخی از سنگ‌های آهکی دولومیتی مستعد این واکنش هستند. عموماً برداشت کلی این است که سنگ‌های کربناتی واکنش‌زا مشخصات زیر را دارند:
- دولومیتی هستند و دارای مقادیر قابل ملاحظه‌ای کلسیت می‌باشند.
- حاوی رس یا لای هستند.
- ساختار بسیار ریزی دارند.
- بافت این سنگ‌ها از کانی‌های کوچک لوزی‌شکل دولومیتی که در خمیری از رس یا لای پراکنده شده‌اند تشکیل شده است.
مقاومت مکانیکی
مقاومت بتن به مقدار قابل ملاحظه‌ای به مقاومت خمیر سیمان و پیوستگی بین خمیر و سنگدانه بستگی دارد. اگرچه مقاومت سنگدانه نیز بر مقاومت بتن اثر می‌گذارد، ولی مقاومت بتن در اثر پیوستگی مناسب بین خمیر سیمان و سنگدانه بدست می‌آید، چون بیشتر سنگدانه‌های معمولی مقاومتی بیشتر از مقاومت خمیر سیمان دارند. این پیوستگی به عواملی چند از جمله بافت سطحی، ترکیبات معدنی، اندازه و شکل دانه‌ها و تمیزی سنگدانه بستگی دارد. خمیر سیمان معمولاً به سطح زبر بهتر از سطح صاف می‌چسبد. بافت سطحی سنگدانه درشت نسبت به بافت سطحی سنگدانه ریز از اهمیت بیشتری برخوردار است. پوشش‌ها و غبار‌هایی که همواره به سنگدانه می‌چسبند ممکن است در پیوستگی خمیر سیمان و سنگدانه مزاحمت ایجاد کند و در نتیجه باعث کاهش مقاومت بتن شوند.
به هرحال نباید انتظار داشت با افزایش مقاومت مکانیکی سنگدانه‌ها، مقاومت فشاری بتن‌های معمولی به مقدار چشمگیری افزایش پیدا کند.
