3. Kruszywa bud. (1)

Kruszywo jako składnik betonu w aspekcie jego roli w tym kompozycie.

Kruszywo jest składnikiem wypełniającym beton .Jako wypełniacz posiada formę sypką złożoną z okruchów ciał stałych. Objętość absolutna kruszywa w betonie wynosi przeciętnie od 60-70% a nawet 80%.Cechy betonu zależne od kruszywa: wytrzymałość na ściskanie, gęstość objętościowa, przewodność cieplna, odporność na czynniki podczas eksploatacji. Dąży się by w betonie umieścić jak najwięcej kruszywa odpowiedniego pod względem właśc. fizyczno-mechanicznych i uziarnienia.PODZIAŁ:1)Ze wzgl. na rodzaj betonu: -kruszywa ciężkie ,do betonu ciężkiego(krusz. o gęstości obj. ziaren powyżej 3000kg/m³np:Baryt,Magnetyt,Limonit)-do betonu zwykłego(kruszywo skalne-kamienne-gęstość obj. tego kruszywa to 2000-3000kg/m³, kruszywo z rozdrobienia betonu z rozbiórek, kruszywa z odpadów produkcji przem. np.: żużel kawałkowy, kek, odpady z obróbki kamienia bud. o ziarnach do 4mm-betony z tym kruszywem są nasiąkliwe i nie mrozoodporne, żużel pomiedziowy-betony z tym kruszywem są odporne na przenikanie prom. radioaktywnych.)

-kruszywa lekkie ,do betonu lekkiego(kruszywa naturalne-pumeksoport, węglanoporyt ,łupkoporyt ze zwałów, tufoporyt, kruszywa sztuczne -a)spieniane np: pumeks hutniczy, szkło piankowe, b)spiekane np.: keramzyt, popiołoporyt, glinoporyt, łupkoporyt, perlitoporyt, c)granulowane np.: żużel wielkopiecowy, elporyt, ardelit. Kruszywa te są do betonów lekkich konstrukcyjnych lub izolacyjnych.)

Mikrokruszywa dla betonów średnio i wysoko wytrzymałościowych: a)aktywne-uwzględnia się ich aktywność chemiczną w reakcji z cementem. Są wytrzymałotwórcze np.; popiół lotny, mikrokrzemionka, b)nieaktywne-aktyw. chem. w reakcji z cementem jest pomijana np.; mączka bazaltowa lub wapienna itp

Grupy asortymentowe kruszywa min.:

-piasek, piasek łamany-żwir, grys, grys z otoczaków-mieszanka kruszywa naturalnego sortowana, kruszywa łamanego i z otoczaków

Gatunki-w zależ.od zawartości poszczególnych frakcji w kruszywach-I i II

Marki-w zależ. od przydatności do odpowiedniej klasy betonu, kruszywa grube dzieli się na 4 marki:10,20,30,50

Odmiany-w zależ. od zawartości grudek gliny w kruszywach łamanych ze skał węglanowych i/lub nasiąkliwości w grysach za skał magmowych i metamorficznych-I i II.

Klasyfikacja kruszyw budowlanych:

Klasyfikację przeprowadza się wg: wielkości ziarn, pochodzenia petrograficznego, sposobu rozdrobnienia, ciężaru objętościowego

1)grupy(w zależności od pozyskiwania surowca )-naturalne -łamane

2)podgrupy(w zależ. od obróbki surowca) -naturalne: a) niekruszone, b) kruszone,-

łamane: a) zwykłe, b)granulowane

3)rodzaje (w zależ. od wielkości ziarn) -drobne, ziarna do 4mm -grube, ziarna 4-63mm -b. grube, ziarna 63-250mm

4)ze względu na ciężar objętościowy -lekkie, poniżej 1800kg/m³ -zwykłe,1800-3000kg/m³ -ciężkie, powyżej 3000kg/m³.

Podstawowe określenia związane z kruszywami i przykłady:

-Sortyment-kruszywo mineralne danej klasy petrograficznej,rodzaju,frakcji,gatunku i marki

-Gatunek-jakość kruszywa określona jego uziarnieniem (I i II)

-Marka-symbol liczbowy,określający jakość kruszywa,gwarantujący otrzymanie betonu klasy co najmniej równej tej marce (10,20,30,50)

-Krzywa przesiewu i jej charakterystyczne punkty-krzywe uziarnienia sporządza się dla graficznego przedstawienia składu ziarnowego ,co pozwala na łatwiejszą ich ocenę. W celu ustalenia ilości poszczególnych frakcji kruszywo przesiewa się przez zestaw sit normowych ustawionych na sobie począwszy od sita o najmniejszych wymiarach oczek. Na każdym sicie pozostaje inna frakcja, którą się waży i określa % udział w całości kruszywa.

Charakterystyczne punkty: a) pyłowo-piaskowy-suma frakcji f1-f4 w%(nadmiar tych frakcji poza porzyteczną urabialnością wprowadza zbytnią wodożądność kruszywa powiązane z wysokim zużyciem cementu), b)piaskowy-suma frakcji f1-f6 w%.(ma wpływ na na szczelność stosu okruchowego oraz na urabialność), c)żwirowy-suma frakcji f1-f10 w%.

Każdemu numerowi frakcji odpowiada określony normowo wymiar frakcji w mm:

F1+f2-od 0 do 0,125 ; f3-od 0,125 do 0,25; f4-od 0,25 do 0,5; f5-od 0,5 do 1; f6-od 1 do 2; f7-od 2 do 4; f8-od 4 do 8; f9-od 8 do 16; f10-od 16 do 31,5;f11-od 31,5 do 63; f12-63

-Frakcja-ziarna o danej wielkości określonej przechodem przez odpowiednie wymiary oczka sita normowego

-Nadziarno- ziarno większe od przewidywanego

-Podziarno- ziarno mniejsze od przewidywanego

3. Kruszywa bud. (2)

Klasyfikacja kruszyw skalnych naturalnych wraz z charakterystyką

Kruszywo nat. skalne-materiał ziarnisty uzyskany ze skał lużnych. Dzielimy na:

-niekruszone-a)piasek zwykły(krusz.nat.o uziarnieniu do 2mm o nienormowanym składzie ziarnowym),b)żwir(o wielkości ziarn 2-63mm,może być jedno lub wielofrafcyjny),c)otoczaki(o uziarnieniu do 63mm,będące mieszaniną piasku i żwiru),d)pospółka(powstała z nienormowanej wewnętrznie mieszanki piasku i żwiru,o uziarnieniu 0-63mm),e)mieszanka kruszywa naturalnego (piasek+żwir o unormowanym składzie wewn. Występuje w 1 i 2 gatunku) -kruszone-otrzymane w wyniku kruszenia surowca skalnego luźnego ,o ostrokrawędzistych i szorstkich ziarnach-a)piasek kruszony, b)grys z otoczaków(o uziarnieniu 2,0-32mm uzyskane z rozdrobnienia otoczków i nadziarna),c)mieszanka z otoczaków(wielofrakcyjne o ustalonym składzie ziarnowym,skład piasek kruszony+grys z otoczaków)

Wielkości i wskaźniki charakteryzujące jakość kruszyw związane z uziarnieniem wraz z przedziałami optymalnymi i przykładami wartości.

Wskaźnik uziarnienia wg Kuczyńskiego - jest sumą % pozostałości kruszywa na polskich sitach normowych wyrażonych w postaci ułamków właściwych w stosunku do całości przesiewanego kruszywa. Wskaźnik urabialności wg Kuczyńskiego (Bk) - pewną statystyczna miarą urabialności może być przyjęty przez Kuczyńskeigo kruszywo miernik urabialności, jest to stosunek wartości punktu PP do punktu P. Dobrą urabialność uzyskuje się dla: - betonów plastycznych przy Bk=0,4-0,6, - betonów wibrowanych Bk=0,2-0,4. Na urabialność ma również wpływ zaw cementu. Przy znacznie zwiększonej ilości cementu poprawia się urabialność tak jak gdyby została zwiększona zaw frakcji PP. Ziarno „mediana” - jest to fikcyjny wymiar oczka sita, dla którego rzędna krzywej przesiewu wynosi 50%
gdzie:
-jest to przechód najbliższy 50%, ale mniejszy od tej wielkości.
-jest to przechód najbliższy 50%, ale większy od tej wartości ;
- oczka sita odpo przechodom
. Gęstość - masa materiału m do objętości tego materiału bez uwzględnienia porów
gdzie v- objętość absolutna. Gęstość pozorna - masa jednostki objętości badanego materiału wysuszonego do stałej masy wraz ze znajdującymi się w niej porami
, oznaczenie polega na obliczeniu stosunku masy próbki kruszywa do jej objętości określonej z różnicy wody znajdującej się w naczyniu pomiarowym przed i po usypaniu kruszywa. Gęstość nasypowa - stosunek mat w stanie luźno nasypanym do jego objętości łącznie z porami, do badań wykorzystuje się objętościomierz, pojemność 2-5-10l w zależności od rodzaju krusz. Porowatość - nazywamy % obj wolnych przestrzeni w tym materiale
gdzie s - szczelność. Jamistość - badanie polega na oznaczeniu wolnych przestrzeni zaw. między ziarnami kruszywa 2 metodami: - bezpośrednią , - metodą pośrednią. Szczelność - nazywamy stosunek gęstości pozornej do gęstości tego materiału
Ścisłość - jest to gęstość pozorna kruszywa do kwadratu do gęstości kruszywa.

mrozoodporność (zdolnośc mat nasyconego woda do przeciwstawiania się zniszczeniu własnej struktury przy cyklicznym zamrażaniu i rozmrażaniu bez obniżenia wytrzy, spadku masy i wyglądu zewnętrznego np. rys, pęknięć), - zawartość pyłów mineralnych (należą do nich ziarna skalne o wielkości pon 0,05 mm np. iły, gliny, mączki kamienne, powodują oblepianie ziarna kruszywa obniżając przyczepność zaczynu cementowego, pyły mieszając się z zaczynem cementowym schudzają go i obniżają wytrzymałość, są wodorządne, ale nie wiążą wody chemicznei i pozostaje ona jako wolna).

Wielkości charakteryzujące marki wraz z przykładami w świetle PN. - markę kruszywa określamy na podstawie cech: wytrz na miażdżenie [%], zawartości ziarn słabych [%], nasiąkliwośc [%], mrozoodporność [%], zaw z nieofremnych [%], zaw pyłów mineralnych [%], zaw zanieczyszceń obcych [%] zaw związków siarki [%] zaw zanieczy organicznych [określenie barwy]. Klasyfikacja kruszyw łamanych wraz z charakterystyką Kruszywo łamane-materiał ziarnisty uzyskany przez mechaniczne rozdrobnienie skał litych.Dzielimy na:-zwykłe: a)miał(wielkość ziarn do 4mm), b)kliniec (ziarna 4-32mm), c)tłuczeń (ziarna 32-63mm), d)kamień łamany (ziarna 63-250mm), e)niesortowany (piasek łamany+grys nie uporządkowany wewn.), -granulowane: a)piasek łamany(ziarna do 2mm),

3. Kruszywa bud. (3)

b) grys (ziarna 2-32mm o uporządkowanym składzie wewn.), c)mieszanka kruszywa łamanego sortowanego (wielofrakcyjne o normowanym składzie ziarnowym)

Oznaczenie podstawowych parametrów tech kruszyw. - uziarnienie (polega na rozdzieleniu kruszywa na frakcję poprzez przesianie go przez sita o znormalizowanych wielkościach oczek i ustaleniu procentowego udziału masy w próbce
, gdzie: f_i - % udział frakcji, m_i - całkowita masa frakcji wydzielonej w wyniku przesiewu, m_s - całkowita masa próbki), - gęstość nasypowa (masa mat w stanie luźno usypanym do jego objętości łącznie z porami), - nasiąkliwość (zdolnośc pochłaniania wody przez mat przy ciśnieniu atosfer, zależy od szczelności mat, rodzajów porów np. otwarte, zamknięte , oraz od uch wielkości. Im większa szczelność i więcej zamkniętych porów tym materiał jest bardziej odporny na nasiąkanie. Rozróżniamy nasiąkliwość wagową , objętościową względną ) -

- Wskaźnik rozkruszenia (jest to miara wytrzymałości na miażdżenie [polega na ustaleniu % ubytku masy ziaren kruszywa w wyniku miażdżenia określoną siłą próbki umieszczonej w naczyniu cylindrycznym]. Badania należy wykonać na poszczególnych frakcjach kruszywa w zakresie 4-31,5 mm, próbkę wsypać do cylindra w obj 1,8l i zgniatać siłą z przyrostem 1-1,5 kN/s ;
, gdzie: m- masa próbki przed badaniem , m₁ - masa próbki po badaniu).

-Zawartość ziaren słabych (ziarna takie wpływają na obniżenie cech fiz i wytrzymałościowych stsou kruszywa. Normy dopuszczają 0d 5-15% zaw ziaren słab, odpowiednio do coraz niższej klasy kruszywa.

mrozoodporność (zdolnośc mat nasyconego woda do przeciwstawiania się zniszczeniu własnej struktury przy cyklicznym zamrażaniu i rozmrażaniu bez obniżenia wytrzy, spadku masy i wyglądu zewnętrznego np. rys, pęknięć), - zawartość pyłów mineralnych (należą do nich ziarna skalne o wielkości pon 0,05 mm np. iły, gliny, mączki kamienne, powodują oblepianie ziarna kruszywa obniżając przyczepność zaczynu cementowego, pyły mieszając się z zaczynem cementowym schudzają go i obniżają wytrzymałość, są wodorządne, ale nie wiążą wody chemicznei i pozostaje ona jako wolna). - Wskaźnik rozkruszenia (jest to miara wytrzymałości na miażdżenie [polega na ustaleniu % ubytku masy ziaren kruszywa w wyniku miażdżenia określoną siłą próbki umieszczonej w naczyniu cylindrycznym]. Badania należy wykonać na poszczególnych frakcjach kruszywa w zakresie 4-31,5 mm, próbkę wsypać do cylindra w obj 1,8l i zgniatać siłą z przyrostem 1-1,5 kN/s ;
, gdzie: m- masa próbki przed badaniem , m₁ - masa próbki po badaniu).

-Zawartość ziaren słabych (ziarna takie wpływają na obniżenie cech fiz i wytrzymałościowych stsou kruszywa. Normy dopuszczają 0d 5-15% zaw ziaren słab, odpowiednio do coraz niższej klasy kruszywa.

Kształt ziaren (ziarna nie foremne uznaje się ziarna wydłużone i płaskie: a) wydłużone [dl 3 x większa od szer i gr] b) płaskie [szer 3 x większa od gr]. Ziarna te wpływają ujemnie na właściwości stosu kruszywa. Oznaczenie polega na określeniu % udziału w kruszywie masy ziaren nie foremnych, wydzielonych z próbki w wyniku pomiarów ziarn za pomocą suwmiarki Shultza)

Kruszywa sztuczne i organiczne - rodzaje, przeznaczenie i ogólna charakterystyka.

1. Kruszywa sztuczne - zaliczają się do kruszyw lekkich do betonu lekkiego, możemy je podzielić na; a) spiekane (pumeks hutniczy, szkło piankowe), b) spiekane (keramzyt, popiołoporyt, glinoporyt, łupkopotyt, perlitoporyt), c) granulowane (żużel wielkopiecowy, elporyt, ardelit) Stosowane do betonów izolacyjno - konstrukcyjnych. 2. Kruszywa organiczne - należą tu: wióry, zrębki i trociny, sieczka ze słomy, trzciny i innych roślin, korek, guma, tworzywa sztuczne. Do produkcji betonów izolacyjnych termicznie i akustycznie. Wytrzymałość betonów nie przekracza 4 MPa.

---