Basic Principles of Concrete Mix Design (2) – W/C, S.G, Density, and FM

 Concrete Mix Design အကြောင်းအခြေခံ (၂)

 W.C, S.G, Density and FM

 ✳️Water-Cement Ratio (w/c)

ရေနှင့် ဘိလပ်မြေ အချိုးကို အလေးချိန် (by weight) ဖြင့် ဖော်ပြပါသည်။ w/c 0.5 ဆိုလျင် ဘိလပ်မြေ 50-Kg ထည့်လျင် ရေ 25-Kg ထည့်ရမည်။ (25/50 = 0.5, w/c 0.5). w/c ratio များရင် ရေများတဲ့ အတွက် Concrete strength လျော့နည်းသွားမည်။ w/c ratio နည်းရင် ဘိလပ်‌မြေ ပိုထည့်ရမည်။ Strength ပိုကောင်းသည်။ ကုန်ကျစရိတ် ပိုလာမည်။ ဒါကြောင့် ကုန်ကျစရိတ်လည်းသက်သာ၊ လိုအပ်တဲ့ strength လည်းရစေမယ့် Optimum w/c ratio ကို ရွေးချယ် သုံးစွဲကြပါတယ်။

✳️Maximum size of Aggregate

ကျောက်အရွယ်အစားက ထည့်သွင်း ရောစပ်ရမယ့် ဘိလပ်မြေ ပမာဏ အပေါ်အကျိုးသက်ရောက်ပါတယ်။ aggregate size ကြီးလေ ဘိလပ်မြေ လိုအပ်ချက်နည်းလေပါတဲ့။ ဒါပေမယ့် Rebar များတဲ့ concrete structure တွေအတွက် aggregate size ကြီးလို့မရတဲ့ အတွက် Maximum size 19mm ~ 25mm လောက်သုံးစွဲကြပါတယ်။

 ✳️Specific Gravity (S.G)

 Lab test report မှာ ကြိုတင်ရှာဖွေထားတဲ့ Cement, sand, aggregate, admixture တွေရဲ့ သိပ်သည်းဆ (Specific Gravity) တန်ဖိုးတွေ သိရမယ်။ Concrete 1m3 မှာပါ၀င်တဲ့ raw material တွေရဲ့ အလေးချိန်နှင့် ထုထည်ကို အပြောင်းအလဲ (conversion) လုပ်ဖို့ SG တန်ဖိုးကို အသုံးပြုရပါတယ်။

S.G = Density of material / Density of water

(Density of water: 1g/cc, 1000Kg/m3, 1000 Lit/m3)

Eg; S.G of aggregate 2.7 ဆိုပါစို့၊ Concrete 1 m3 မှာ aggregate 1020 Kg ထည့်ရလျင် ထုထည်အနေနဲ့ ဘယ်လောက်ဖြစ်သွားသလဲ သိဖို့ 

Density of material = Density of water x S.G 

Density = Mass / Volume

Volume = Mass / Density

So, Volume of material = Mass / (S.G x 1000), where Density of water is 1000kg/m3

Volume of 1020 Kg aggregate = 1020 / (2.7x1000) = 0.378 m3 in Concrete 1m3 (or) 378 Lit/m3 in liquid equivalent.

✳️Fineness Modulus (FM) of Sand

Lab မှာ sieve analysis လုပ်ပြီး FM တန်ဖိုးရှာဖွေနိုင်ပါသည်။ Fineness Modulus ဆိုတာ standard sieves အသီးသီးမှာ တင်ကျန်တဲ့ cumulative % Retained တန်ဖိုးကို အားလုံးပေါင်းပြီး 100 နဲ့ စားလိုက်လျင် ရပါသည်။ If lower FM value, sand is finer (particle size သေး), higher FM value, sand is coarser  (size ပိုကြီး). 

Sand ရဲ့ FM တန်ဖိုးမှတဆင့် Concrete 1m3 မှာပါ၀င်မယ့် Aggregate volume ကို တွက်ယူပါတယ်။

(ဆက်ရန်)

ဆွေလှိုင်ဦး (မြို့ပြ ၂၀၀၄)

Basic Principles of Concrete Mix Design (2) – W/C, S.G, Density, and FM  

Water-Cement Ratio (w/c)  

The water-cement ratio is expressed by weight. For example, if w/c = 0.5, then for 50 kg of cement, 25 kg of water must be added (25/50 = 0.5).  

- A higher w/c ratio means more water, leading to lower concrete strength.  

- A lower w/c ratio requires more cement, resulting in higher strength but increased cost.  

Therefore, an optimum w/c ratio is chosen to balance cost efficiency and required strength.  

Maximum Size of Aggregate  

The size of the aggregate affects the amount of cement needed.  

- Larger aggregates require less cement.  

- However, in reinforced concrete structures with dense rebar, the maximum aggregate size is typically limited to 19mm ~ 25mm for proper workability.  

Specific Gravity (S.G.)  

The S.G. values of cement, sand, aggregate, and admixture must be obtained from lab test reports. These values are used to convert between weight and volume of materials in concrete mix design.  

Formula:  

S.G= Density of material / Density of water

(Density of water: 1g/cc, 1000Kg/m3, 1000 Lit/m3)

Example:  

If the S.G. of aggregate = 2.7, and 1020 kg of aggregate is used in 1 m³ of concrete, the volume occupied is calculated as:  

Density of material = Density of water x S.G 

Density = Mass / Volume

Volume = Mass / Density

So, Volume of material = Mass / (S.G x 1000), where Density of water is 1000kg/m3

Volume of 1020 Kg aggregate = 1020 / (2.7x1000) = 0.378 m3 in Concrete 1m3 (or) 378 Lit/m3 in liquid equivalent.

Fineness Modulus (FM) of Sand  

The FM of sand is determined through sieve analysis in the lab.  

- FM is calculated by summing the cumulative % retained on standard sieves and dividing by 100.  

- A lower FM indicates finer sand (smaller particles).  

- A higher FM indicates coarser sand (larger particles).  

The FM value helps determine the aggregate volume required in 1 m³ of concrete.