Kamenivo

Z Multimediaexpo.cz

Aktuální verze z 14. 8. 2022, 14:52

Kamenivo je zrnitý materiál přírodního nebo umělého původu, určený pro stavební účely. Jde o hlavní složkou betonu, tzv. plnivo, které má v betonové směsi hlavní nosnou funkci. Maximální velikost zrn v betonové směsi je 125 mm. Požadavky na kamenivo jsou pevnost, trvanlivost, nenasákavost, tvarový index a humusovitost. Dále nesmí obsahovat slídu, jíly, síru, hlinité a odplavitelné částice.

Dělení kameniva

Podle původu

• přírodní
  • těžené
  • drcené
• umělé
  • uměle vytvořené
  • odpad z průmyslu

Podle objemové hmotnosti

• pórovité - ρ < 1800 kg/m³
• hutné - ρ > 1800 kg/m³

Podle vzniku zrna

• těžené
• těžené předrcené
• těžené drcené
• drcené

Podle velikosti zrna

• drobné - do 4 mm
• hrubé - od 8 mm do 125 mm
• stěrkopísek - směs drobného a hrubého těženého kameniva
• stěrkodrť - směs drobného a hrubého drceného kameniva
• výsivka - odpad drceného kameniva; používá se na posypy
• kamenná moučka - používá se na utěsnění betonové směsi

Zkoušky kameniva

• průkazné - dělají se před začátkem těžby a zkouší, zda kamenivo odpovídá požadovaným vlastnostem
• kontrolní - dělají se v průběhu těžby a zkouší, zda se nemění kvalita kameniva

Každá zkouška se provádí vždy 3x.

Zkouška velikosti zrn

Tato zkouška je prováděna na sítech a kamenivo při ní musí být vysušené.

• základní řada sít (velikost čtvercových ok v milimetrech):

Drobné kamenivo: 0,063 - 0,125 - 0,25 - 0,5 - 1 - 2 - 4

Hrubé kamenivo: 8 - 16 - 32 - 64 - 125

Průběh zkoušky: Určité množství kameniva se nasype na síta se čtvercovými oky, která jsou nad sebou sestavena na vibračním stole podle velikosti od nejmenších ok po největší. Vibrací se kamenivo roztřídí na jednotlivé frakce. Každá frakce se zváží, získaná hodnota se vynese do grafu a tím vznikne tzv. čára zrnitosti, podle procentuelního podílu kameniva na jednotlivých sítech z celkového objemu.

• čára zrnitosti:

plynulá - pokud jsou zastoupeny všechny frakce

přerušovaná - v případě chybějící frakce

• frakce:

úzká - jen z jednoho síta (f 4-8; f 1-2)

široká - ze 2 a více sít (f 2-16; f 0,ř-8)

Zkouška pevnosti kameniva

Tato zkouška se provádí pouze u pórovitého kameniva. Kamenivo nesmí obsahovat slídu a nesmí být zvětralé.

Průběh zkoušky: Do odměrného válce o průměru 150 mm a výšky 100 mm se nasype až k okraji zkoušené kamenivo úzké frakce 16-32, nasadí se píst a stlačuje se tak dlouho, než se dosáhne stlačení 20 mm. Výsledný tlak (F), dělený plochou válce (A), je zkoumaná pevnost kameniva v MPa.

\(pevnost = \frac{F}{A}\)

Zkouška na odplavitelné částice

Jedná se o částice menší než 0,05 mm. Maximální množství těchto částic je 1,5 – 3% hmotnosti kameniva, podle druhu a třídy. Zkoušky se dělají sedimentační nebo procezovací.

• Sedimentační zkouška

Průběh zkoušky: Kamenivo se vysuší při teplotě 105 – 110°C do ustáleného stavu, nasype do odměrného válce a zalije vodou tak, aby voda zůstala 50 mm nad kamenivem a zamíchá se. Zakalená voda se pak odstraní jen tak, aby její hladina zůstala 20 mm nad kamenivem. Postup se opakuje tak dlouho, dokud voda není čirá. Kamenivo se pak vyjme, vysuší do ustáleného stavu a zváží.

• Procezovací zkouška

Průběh zkoušky: Kamenivo se vysuší při teplotě 105 – 110°C do ustáleného stavu, nasype do odměrného válce a zalije vodou tak, aby její hladina byla 50 mm nad kamenivem a zamíchá se. Zakalená voda se přelije přes síta o velikosti ok 0,5 a 1 mm. Postup se stáe opakuj, dokud síty nevytéká čistá voda. Zbylé kamenivo (i na sítech) se vyjme, vysuší do ustáleného stavu a zváží. Množství odplavených částic se pak vypočítá jako:

\(b = \frac{m_1 - m_2}{m_1} \cdot 100%\)

m₁ - hmotnost kameniva před zkouškou

m₂ - hmotnost kameniva po zkoušce

Zkouška na sloučeniny síry

Sloučeniny síry mají špatný vliv na tuhnutí betonové směsi a způsobují korozi výztuže. Dovoleno je max. 1% sloučenin síry.

Průběh zkoušky:

Sirníky: Ke kamenivu se přidává 10% roztok kyseliny chlorovodíkové. Pokud jsou sirníky obsaženy, uvolňuje se sirovodík.

Sírany: Ke kamenivu se přidává 10% roztok kyseliny chlorovodíkové a po usazení chlorid barnatý. Objeví-li se bílá sraženina, jsou sírany obsaženy.

Zkouška humusovitosti (též kolorimetrická zkouška)

Humusovitost působí škodlivě při tvrdnutí betonu.

Průběh zkoušky: Do válce o výšce 200 ml se vsype po značku 130 ml drobné kamenivo, zbytek se doplní 3% roztokem hydroxidu sodného, zamíchá a nechá 4 hodiny uležet. Potom se opět zamíchá a uloží na 20 hodin tak, aby byla směs chráněna před slunečním zářením. Poté se prozkoumá zabarvení roztoku. Výsledek zkoušky mohou ovlivnit i látky, které nemají škodlivý vliv na tvrdnutí cementu, proto se při tmavším zabarvení dělá porovnávací zkouška, kdy se vyrobí z tohoto kameniva 3 betonová zkušební tělesa a zkoumá se jejich pevnost. Jestliže se pevnost neliší o více než 10% s předepsanou pevností, můžeme kamenivo použít.

1. bezbarvý, světle žlutý
2. sytě žlutý
3. žlutočervený
4. světle hnědý
5. tmavě hnědý

1. – 3. lze použít

Zkouška hlinitosti

Při této zkoušce se zkoumá, jestli není v kamenivu obsaženo větší množství jílovitých látek (nad 1,5%), které by snižovalo pevnost betonu.

Průběh zkoušky: Do poloviny válce se nasype kamenivo o zrnech větších než 22 mm, zalije vodou po značku 1000 ml, zatřepe se s ním a nechá se 24 hodin v klidu. Jemné částice vytvoří nad kamenivem zřetelný prstenec.

\(H = \frac{V_1}{V_2} \cdot 100%\)

V₁ - objem jemné usazeniny

V₂ - objem veškerého kameniva

Zkouška otlukovosti

Při míchání kameniva v míchačkách dochází k odlamování hran drceného kameniva nebo k roztlučení menších kamenů většími. Tyto účinky se zkoumají zkouškou otlukovosti.

Průběh zkoušky: Do otlukového bubnu se vsypeme kamenivo a přidají se ocelolitinové koule o hmotnosti 390 – 450 g. Otlukový buben je ocelový válec, který je uzavřený ocelovými čely a je upraven tak, že vnitřní povrch nemá žádné výstupky. Buben se otáčí s frekvencí 30 – 33 otáček za minutu. Zkouší se 500 nebo 1000 otáček. Pak se porovnává zrnitost před a po zkoušce.

\(O = \frac{m_1 - m_2}{m_1} \cdot 100%\)

m₁ - hmotnost vzorku před prosátím

m₂ - hmotnost vzorku po prosátí

Zkouška nasákavosti

Protože se do betonové směsi dává jen nejnutnější množství vody, musí se s nasákavostí kameniva při dávkování vody počítat.

Průběh zkoušky: Kamenivo se vysuší do ustáleného stavu a zváží. Pak se vloží do vody tak, aby všechna zrna byla minimálně 20 mm pod hladinou. Po 48 hodinách se kamenivo vyjme, rozloží na savou podložku a zváží.

\(N = \frac{m_n - m_s}{m_s} \cdot 100%\)

m_n - hmotnost nasáklého kameniva

m_s - hmotnost vysušeného kameniva

Zkouška na hliněné hrudky

Obsah hliněných hrudek se určuje u kameniva se zrny většímy než 2 mm. Určuje se jako hmotnostní podíl zrn Hh [%], která lze rozdrobit mezi prsty na částice propadající sítem o velikosti otvorů rovné polovině velikosti dolního mezního síta zkoušené frakce.

\(H_h = \frac{m_1 - m_2}{m_1} \cdot 100%\)

m₁ - hmotnost kameniva před zkouškou

m₂ - hmotnost vzorku po rozdrobení a prosátí

Zkouška tvarového indexu

Podle poměru hlavních rozměrů se zrna rozlišují na:

1. stejnoměrná, která mají tvarový index < 1,5
2. nestejnoměrná, která mají tvarový index > 1,5 a ta mohou být:

podlouhlá – mají délku k šířce > 1,5

plochá – mají šířku k tloušťce > 1,5

podlouhlá plochá – mají délku k oběma rozměrům > 1,5

Průběh zkoušky: Kamenivo se vysuší a prosije na sítech s velikostí ok 4 mm a větší. Z každé frakce se odebere 50 zrn a změří se posuvným měřítkem jejich rozměry. Poměrem se pak vyjádří tvarový index.

Tvarový index 3 a větší nemá být u více než 20 – 50% kameniva.
Tvarový index 5 a větší nemá být u více než 15% kameniva.