TECHNOLOGIA BETONU

Kruszywa budowlane

NORMALIZACJA KRUSZYW

Dotychczasowa:
†

PN-86/B-06712 Kruszywa mineralne

do betonu

Nowe:
†

PN-EN 12620:2004 Kruszywa do

betonu

†

PN-EN 13139:2003 Kruszywa do

zapraw

†

PN-EN 13055-1:2003 Kruszywa lekkie.

Część I: Kruszywa lekkie do betonu,

zaprawy i rzadkiej zaprawy.

NORMY OKREŚLAJĄCE

METODY BADAŃ KRUSZYW

†

PN-EN 932 Badania podstawowych

właściwości kruszyw

†

PN-EN 933 Badania geometrycznych

właściwości kruszyw

†

PN-EN 1097 Badania mechanicznych i

fizycznych właściwości kruszyw

†

PN-EN 1367 Badania właściwości

cieplnych i odporności kruszyw na

działanie czynników atmosferycznych

†

PN-EN 1744 Badania chemicznych

właściwości kruszyw

GEOLOGICZNA

KLASYFIKACJA SKAŁ

†

Magmowe

- głębinowe

(granit, sjenit, dioryt)

- wylewne (bazalt, diabez, porfir, andezyt)

†

Osadowe (sedymentacyjne)

- mechaniczne i chemiczne

(piaskowiec,

dolomit, zlepieniec)

- organiczne (wapienie)

†

Przeobrażone (metamorficzne)

- kontaktowe (marmur, kwarcyt)
- dynamiczne (gnejsy)

PODZIAŁ KRUSZYW

KRUSZYWO

MINERALNE

ORGANICZNE

KAMIENNE (SKALNE)

SZTUCZNE

NATURALNE

ŁAMANE

OKRUCHOWE

MIKROZIARNISTE

KRUSZYWO SKALNE

†

Surowiec skalny – skała lita lub

luźna przeznaczona do produkcji

kruszywa skalnego

†

Kruszywo skalne – materiał

ziarnisty uzyskany z surowca

skalnego

KRUSZYWO NATURALNE

†

Materiał ziarnisty uzyskany z surowca

skalnego ze skał luźnych

†

Powstało w wyniku naturalnych

procesów przyrodniczych takich jak

wietrzenie skał i erozyjne działanie

wody.

†

Kształt ziaren owalny, bez ostrych

brzegów i o więcej lub mniej

wyszlifowanej powierzchni.

†

Kruszywo: rzeczne, morskie, kopalne.

PODZIAŁ KRUSZYW NATURALNYCH

NA GRUPY I PODGRUPY

FRAKCJA

[mm]

KRUSZYWO

NATURALNE

NIEKRUSZONE

KRUSZYWO

NATURALNE

KRUSZONE

0 - 2

piasek

zwykły

piasek

kruszony

2 - 4
4 - 8

8 - 16

16 - 31,5
31,5 - 63

63 -250

otoczaki

-----

żwir

grys z

otoczaków

mieszanka

z

otoczaków

pospó

łka

mieszanka

kruszywa

natural-

nego

KRUSZYWO ŁAMANE

†

Materiał ziarnisty uzyskany przez

mechaniczne rozdrobnienie skał

litych

†

Najczęściej są to skały magmowe

(granit, sjenit, bazalt) i skały

węglanowe (wapień, dolomit.

†

Kruszywo o ostrych kształtach i

szorstkiej powierzchni.

PODZIAŁ KRUSZYW ŁAMANYCH

NA GRUPY I PODGRUPY

FRAKCJA

[mm]

KRUSZYWO ŁAMANE

ZWYKŁE

KRUSZYWO ŁAMANE

GRANULOWANE

0 - 2

piasek

łamany

2 - 4

4 - 8

8 - 16

16 - 31,5

31,5 - 63

tłuczeń

63 - 250

kamień łamany

---

kliniec

grys

mieszanka

kruszywa

łamanego

miał

niesort

KRUSZYWO SZTUCZNE

OKRUCHOWE

†

Odpady przemysłowe (np. żużle) lub

specjalnie produkowane kruszywa z

tanich lub odpadowych surowców (np.

z glin lub popiołów lotnych)

†

Charakteryzują się wybitnie porowatą

strukturą. Stosowane są do betonów

lekkich. W Polsce produkuje się:

keramzyt, łupkoporyt, glinoporyt,

pumeks hutniczy, popiołoporyt, żużel

paleniskowy.

KRUSZYWO

SZTUCZNE

PREGRAN

POLLYTAG

KERAMZYT

KRUSZYWO SZTUCZNE

MIKROZIARNISTE

†

Dodatki hydrauliczne (popiół

lotny, mielony żużel

wielkopiecowy), bądź

rozdrobniony piasek kwarcowy.

KRUSZYWA ORGANICZNE

†

Są to z reguły odpady z przeróbki

materiałów organicznych (wióry,

trociny, sieczka, słoma, trzcina,

korek, itp.)

PODZIAŁ KRUSZYW

NA RODZAJE

†

DROBNE - o wielkości ziaren do 4

mm,

†

GRUBE – o wielkości ziaren od 4 do

63 mm

†

BARDZO GRUBE – o wielkości ziaren

od 63 do 250 mm

PODZIAŁ KRUSZYW NA TYPY

†

KRUSZYWO CIĘŻKIE – o gęstości

objętościowej powyżej 3000 kg/m

3

†

KRUSZYWO ZWYKŁE – o gęstości

objętościowej od 2000 do 3000 kg/m

3

†

KRUSZYWO LEKKIE – o gęstości

objętościowej poniżej 2000 kg/m

3

DEFINICJE WG NOWEJ NORMY

†

Kruszywo – ziarnisty materiał stosowany

w budownictwie

†

Kruszywo naturalne – kruszywo ze źródeł

mineralnych, poddane jedynie obróbce

mechanicznej

†

Kruszywo pochodzenia sztucznego –

kruszywo pochodzenia mineralnego, będące

produktem procesu przemysłowego

obejmującego termiczną lub inną

modyfikację

DEFINICJE WG NOWEJ NORMY

†

Kruszywo z recyklingu – kruszywo,

będące produktem przeróbki

nieorganicznego materiału użytego

uprzednio w budownictwie

†

Kruszywo wypełniające –

kruszywo przechodzące przez sito

0,063 mm, które może być dodawane

do materiałów budowlanych w celu

uzyskania pewnych właściwości

KRUSZYWO Z RECYKLINGU

KRUSZYWO Z RECYKLINGU

WYMAGANIA NORMOWE

†

Skład petrograficzny – procentowy udział

w masie kruszywa ziarn zakwalifikowanych

do odmiennych grup petrograficznych z

uwzględnieniem grudek gliny

†

Grudki gliny – luźne ziarna o wymiarach

większych niż 2 mm, w których przeważają

składniki ilasto-gliniaste wykazujące

skłonność do rozmiękania w wodzie.

†

Zawartość pyłów mineralnych – cząstki

ilasto-pylaste w kruszywie o wymiarach nie

przekraczających 0,063 mm.

WYMAGANIA NORMOWE

†

Ziarna słabe – ziarna kruszywa

naturalnego o obniżonej wytrzymałości,

określonej za pomocą znormalizowanego

przyrządu.

†

Ziarna zwietrzałe – ziarna kruszywa

zmienione wtórnie, dające się odróżnić

od pozostałych ziarn na podstawie

barwy, struktury powierzchni itp.

WYMAGANIA NORMOWE

†

Zanieczyszczenia obce –

zanieczyszczenia w postaci np.: gruzu,

drewna, gliny, metali i innych ciał nie

będących danym kruszywem mineralnym,

które znalazły się w kruszywie w wyniku

niewłaściwego transportu, składowania lub

procesu wytwórczego.

†

Zanieczyszczenia organiczne –

substancje organiczne, humusowe szczątki

drewna, węgla brunatnego i inne, zawarte

w kruszywie.

ZAWARTOŚĆ ZIARN

WYDŁUŻONYCH I PŁASKICH

†

Ziarna wydłużone – długość ziarna

jest co najmniej 3 razy większa od

szerokości i grubości ziarna .

†

Ziarna płaskie – szerokość ziarna jest

co najmniej 3 razy większa od

grubości.

†

Długość ziarna – wymiar

najdłuższego boku najmniejszego

prostopadłościanu, jaki można opisać

na ziarnie.

ZAWARTOŚĆ ZIARN

WYDŁUŻONYCH I PŁASKICH CD.

†

Szerokość ziarna – wymiar średniego

boku najmniejszego prostopadłościanu,

jaki można opisać na ziarnie.

†

Grubość ziarna – wymiar

najkrótszego boku najmniejszego

prostopadłościanu jaki można opisać

na ziarnie.

†

Wskaźnik kształtu ziarna – stosunek

najdłuższego wymiaru do najkrótszego

wymiaru ziarna kruszywa.

WYMAGANIA NORMOWE

†

Kruszywo w stanie suchym – kruszywo

wysuszone do stałej masy w warunkach

określonych normą.

†

Kruszywo w stanie powietrzno-suchym

– kruszywo w warunkach laboratoryjnych o

wilgotności nie większej niż wilgotność

ustalona w wyniku przechowywania go

przez 1 dobę w powietrzu o temperaturze

200

0

C, wilgotności względnej 75% i

ciśnieniu atmosferycznym.

WYMAGANIA NORMOWE

†

Nasiąkliwość - procentowa zawartość

wody w masie kruszywa w stanie nasycenia

wodą

†

Kruszywo w stanie nasycenia wodą –

kruszywo zawierające maksymalną ilość

wody w porach ziarn oraz na ich powierzchni

i w przestrzeniach międzyziarnowych.

†

Wilgotność – procentowa zawartość wody

w masie kruszywa, możliwa do usunięcia w

procesie suszenia w temperaturze 105 –

110

0

C.

WYMAGANIA NORMOWE

†

Mrozoodporność – odporność ziarn

kruszywa na niszczące działanie

wielokrotnego zamrażania i

odmrażania.

†

Zawartość związków siarki

†

Wytrzymałość na miażdżenie

(zgniot), wskaźnik rozkruszenia (%)

GRANULOMETRYCZNA

CHARAKTERYSTYKA KRUSZYW

†

Właściwości granulometryczne

kruszywa - to zespół właściwości

związanych z jego uziarnieniem.

†

Uziarnienie kruszywa (skład ziarnowy)

– procentowa zawartość poszczególnych

frakcji ziaren w stosie okruchowym.

†

Frakcja – zbiór ziaren kruszywa o

wymiarach zawartych między dwoma sitami

kontrolnymi następującymi kolejno po sobie

w znormalizowanym zestawie sit.

GRANULOMETRYCZNA

CHARAKTERYSTYKA KRUSZYW

†

Grupa frakcji – zbór ziaren kruszywa

obejmujący co najmniej dwie kolejne

frakcje.

†

Sito kontrolne – sito , którego wymiar

oczka przyjęto za podstawę podziału

kruszywa na frakcje.

†

Przesiew – część badanego kruszywa o

ziarnach przechodzących przez oczka

danego sita kontrolnego.

†

Odsiew – część badanego kruszywa o

ziarnach pozostających na danym sicie

kontrolnym

GRANULOMETRYCZNA

CHARAKTERYSTYKA KRUSZYW

†

Podziarno – część kruszywa o wielkości

ziaren mniejszej od badanej frakcji lub

grupy frakcji.

†

Nadziarno – część kruszywa o wielkości

ziaren większej od badanej frakcji lub grupy

frakcji.

†

Krzywa uziarnienia (krzywa składu

ziarnowego) – graficzne przedstawienie

składu ziarnowego kruszywa.

GRANULOMETRYCZNA

CHARAKTERYSTYKA KRUSZYW

†

Gęstość (gęstość właściwa)(ρ)(kg/dm

3

)

– stosunek masy kruszywa w stanie suchym

do jego objętości (bez przestrzeni

międzyziarnowych i porów wewnętrznych

ziarn).

Gęstość skały z której pochodzi

kruszywo bez porów w strukturze

GRANULOMETRYCZNA

CHARAKTERYSTYKA KRUSZYW

†

Gęstość objętościowa (pozorna)

(ρ

0

),(kg/dm

3

) – stosunek masy kruszywa w

stanie suchym do jego objętości wraz z porami

wewnętrznymi (bez przestrzeni

międzyziarnowych).

Gęstość skały w jej stanie naturalnym tj. z

porami w strukturze

†

Wg normy można przyjmować, że gęstość

objętościowa skały, z której pochodzi

kruszywo naturalne wynosi ρ

0

=2,65kg/dm

3

GRANULOMETRYCZNA

CHARAKTERYSTYKA KRUSZYW

†

Gęstość nasypowa (ρ

n

)kg/dm

3

) –

stosunek masy kruszywa do jego

objętości z porami wewnętrznymi oraz

przestrzeniami międzyziarnowymi.

Gęstość nasypową rozróżnia się w stanie

luźnym (ρ

n

l

) lub zagęszczonym (ρ

n

z

),

suchym lub wilgotnym.

GRANULOMETRYCZNA

CHARAKTERYSTYKA KRUSZYW

†

Kruszywo w stanie luźnym –

kruszywo usypane swobodnie w

warunkach określonych normą, nie

poddane wstrząsom, wibracji itp.

†

Kruszywo w stanie

zagęszczonym – kruszywo, które

zostało zagęszczone przez nacisk,

wibrację lub utrząsanie (np. w czasie

transportu).

GRANULOMETRYCZNA

CHARAKTERYSTYKA KRUSZYW

†

Porowatość skały – stosunek

objętości porów wewnętrznych ziarn

kruszywa do całkowitej objętości

ziarn.

p

s

=(ρ – ρ

0

)/ ρ · 100%

†

Szczelność skały

s

s

= (1-p

s

)· 100%

s

s

+ p

s

= 1

GRANULOMETRYCZNA

CHARAKTERYSTYKA KRUSZYW

†

Jamistość stosu okruchowego (j

k

) –

udział objętości wolnych przestrzeni

międzyziarnowych w całkowitej objętości

kruszywa. Jamistość określa się dla

kruszyw w stanie luźnym (j

l

) lub

zagęszczonym (j

z

).

j

k

=(ρ – ρ

0

)/ ρ

0

· 100%

†

Szczelność stosu okruchowego (s

k

)

s

k

=(1-j

k

) · 100%

s

k

+ j

k

= 1

GRANULOMETRYCZNA

CHARAKTERYSTYKA KRUSZYW

†

Punkt piaskowy - procentowe

określenie zawartości ziaren do 2,0

mm w stosie kruszywa.

†

Punkt pyłowy - procentowe

określenie zawartości ziaren do 0,063

mm w stosunku do ogólnej ilości

ziaren do 2,0 mm

WYMIAR KRUSZYWA

WG. NOWEJ NORMY

†

Wymiary kruszywa określane są

wymiarami dolnego (d) i górnego (D)

sita i wyrażane jako stosunek d/D

†

W oznaczeniu tym przyjmuje się, że

w kruszywie występuje nadziarno

zatrzymane na sicie górnym i

podziarno, przechodzące przez sito

dolne

PODZIAŁ KRUSZYWA ZE

WZGLĘDU NA UZIARNIENIE

†

Drobne, D ≤ 4 mm,

†

Grube, D≥ 4mm oraz d ≥2mm,

†

Kruszywo naturalne pochodzenia

lodowcowego i/lub rzecznego o D ≤

8mm

†

Kruszywo o uziarnieniu ciągłym,

będące mieszanką kruszyw grubych i

drobnych.

UKŁADY GRANULOMETRYCZNE

†

o uziarnieniu ciągłym, czyli

zawierającym wszystkie frakcje w

swoim zestawie

†

o uziarnieniu nieciągłym, czyli z

brakującymi frakcjami

DOBÓR OPTYMALNEGO

UZIARNIENIA

†

Stosuje się zasadę, aby w mieszance było

jak najmniej zaczynu cementowego,

czyli żeby było to kruszywo

najszczelniejsze przy zastosowaniu jak

najmniejszej ilości drobnych frakcji

kruszywa.

†

Wyróżnia się dwa zasadnicze sposoby

postępowania:

- wg granic krzywych przesiewu

- dobór metodą kolejnych przybliżeń

KRZYWE UZIARNIENIA

W przeciętnych warunkach betonowania, za
najlepsze uważa się uziarnienie, dla którego
krzywa przesiewu znajduje się w środku pola
zalecanego uziarnienia.

Zalecane punkty piaskowe
dla granicznych krzywych uziarnienia

†

0-16 mm PP = 25 - 50%

†

0-31,5 mm PP = 20 - 45%

†

0-63 mm PP = 20 - 40%

KRZYWE UZIARNIENIA

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

0,125

0,25

0,5

1

2

4

8

16

Wymiar oczka [mm]

Przechodzi [%]

PRZYKŁAD 1

DANE:

†

Kruszywo K

1

ma punkt piaskowy PP

1

= 5 %

†

Kruszywo K

2

ma punkt piaskowy PP

2

= 65 %

SZUKANE:
Kruszywo o PP = 30 %
X = K

1

: K

2

X = (PP

2

– PP)/(PP – PP

1

)

X = (65 – 30)/(30 – 5) = 35/25 = 1,4
K

1

:K

2

= 1,4

K1 – 1,4 części ciężarowo
K2 - 1 część ciężarowo
Sprawdzenie: (1,4 ·5% + 1 ·65%) = (1,4 + 1) · 30%

PRZYKŁAD 2

†

Miesza się kruszywo drobne i grube

kolejno w różnych proporcjach,

określając każdorazowo jamistość

mieszanki i wodożądność kruszywa

†

Najlepsza jest mieszanka dla której

suma jamistości i wodożądności jest

najmniejsza czyli jest to mieszanka o

największej szczelności, zawierająca

najmniej drobnych ziaren.

POWIERZCHNIA WŁAŚCIWA

KRUSZYWA

†

Jest to suma powierzchni wszystkich

ziarn zawartych w jednostce masy

danego stosu.

†

Im większa powierzchnia właściwa

kruszywa, tym więcej trzeba wody,

żeby zwilżyć powierzchnię ziarn i

więcej zaczynu cementowego, żeby go

otulić.

†

Im drobniejsze ziarna w danej

objętości kruszywa, tym większa jest

powierzchnia właściwa tego kruszywa.

ODPORNOŚĆ NA REAKCJĘ

ALKALIA-KRZEMIONKA

†

Niektóre kruszywa mogą zawierać

pewne odmiany krzemionki podatne

na działanie alkaliów (Na

2

O i K

2

O)

pochodzących z cementu lub innych

źródeł.

†

W obecności wilgoci może wówczas

nastąpić reakcja powodująca

pęcznienie, w wyniku której mogą

powstać spękania lub zniszczenie

struktury betonu.