Politechnika
Opolska

Wydział
Budownictwa

Tomasz
Jezierski

Grupa
Laboratoryjna: 4

KRUSZYWA BUDOWLANE



Oznaczanie składu ziarnowego i
wodożądności kruszyw.



Oznaczanie gęstości nasypowej kruszyw.

Data:

12.04.2008r.





Sprawozdanie
nr 5

I.

WSTĘP

a) Kruszywa – wiadomości ogólne:

Kruszywa to ziarniste materiały budowlane wchodzące w skład zapraw i
betonów, bitumicznych mieszanek do budowy dróg, warstw nawierzchni
drogowych, warstw filtracyjnych, urządzeń drenażowych, itp.

b) Podstawowy podział kruszyw:

c) Podział kruszyw sztucznych:

KRUSZYWA

MINERALNE

(uzyskiwane w procesach

mechanicznej przeróbki

surowców skalnych)

SZTUCZNE

(uzyskiwane z surowców

mineralnych, których struktura

uległa przemianom w wyniku

przeprowadzonych procesów

cieplnych)

e) Ze względu na uziarnienie kruszywa dzieli się na:



drobne - o wymiarach ziaren D mniejszych lub równych 4 mm;



grube - o wymiarach ziaren D co najmniej 4 mm oraz d co najmniej 2
mm;



wypełniacze - kruszywo, którego większość przechodzi przez sito 0,063
mm;



kruszywa naturalne (mieszanka) - pochodzenia lodowcowego lub
rzecznego o uziarnieniu 0-8 mm;



kruszywa o uziarnieniu ciągłym - kruszywa będące mieszanką kruszyw
grubych i drobnych w Polsce o uziarnieniu od 0 - 63 mm.

f) Pojęcia:



Podziarno

Określenie dla ziarn, których wielkość jest mniejsza od określonej frakcji
lub grupy frakcji

Ilość nie powinna przekraczać 15% masy



Nadziarno

Określenie dla ziarn, których wielkość przekracza maksymalny wymiar
dla danej frakcji lub gruby frakcji.
Ilość nie powinna przekraczać 10% masy.

 Ta sama frakcja kruszywa obecna w grubszym kruszywie nosi nazwę pyłu.

 Ilość kruszywa, która przeszła przez sito normowe o większych oczkach (o

wymiarze D) i zatrzymała na kolejnym najbliższym sicie normowym o
mniejszych oczkach (o wymiarze d) nosi nazwę frakcji.

 Kruszywo, które zawiera wszystkie kolejne frakcje nazywa się kruszywem o

uziarnieniu ciągłym.

 Kruszywo, w którym brakuje frakcji środkowych jest kruszywem o uziarnieniu

nieciągłym (np.: co druga frakcja).

 Kruszywo rozsiane na frakcje nosi nazwę frakcjonowanego.

 Stosunek wymiarów sit d/D nosi nazwę wymiaru kruszywa.

II. ĆWICZENIA LABOLATORYJNE

1. Oznaczanie składu ziarnowego i wodożądności
(PN-EN 12620: 2002)

a) Wodożądność jest to ilość wody (w kilogramach wody na kilogram kruszywa),

konieczna dla otulenia ziaren kruszywa lub cementu w celu uzyskania
odpowiedniej konsystencji (ciekłości) mieszanki betonowej.

Zależy ona od:

 Kształtu ziarn
 Chropowatości powierzchni
 Wielkości ziarn
 Uziarnienia kruszywa.

Wskaźnik wodożądności wg Sterna:

gdzie:
W

ki

– wodożądność i-tej frakcji

d’, d’’ – wymiar oczek sit ograniczających i-tą frakcję [μm]
N

– wartość doświadczalna zależna od założonej konsystencji mieszanki

betonowej.

Aby obliczyć wodożądność dowolnego kruszywa należy określić jego uziarnienie.
Następnie procentową ilość każdej frakcji pomnożyć przez współczynnik wodożądności,
odpowiedni dla danej frakcji i konsystencji.
Iloczyny zsumować i podzielić przez 100.
Uzyskany wynik jest wielkością wodożądności dla całej mieszanki kruszywa.

b)

Oznaczenia składu ziarnowego Oznaczenie uziarnienia danego kruszywa

wykonuje się metodą analizy sitowej przez ustalenie ilości kruszywa pozostającego w
poszczególnych sitach.

Potrzebne przyrządy to:



Suszarka szafkowa z termoregulacją



Komplet sit normowych



Waga techniczna do 5kg

Do badania pobiera się próbkę kruszywa o masie:



- 1kg dla kruszywa drobnego



- 3kg dla kruszywa grubego



-5kg dla kruszywa bardzo grubegoDo oznaczenia przygotowuje się trzy próbki,
suszone w temperaturze 105±2°C do stałej masy i zważone z dokładnością do 1g.

Po zakończeniu przesiewania należy zważyć pozostałość kruszywa na poszczególnych
sitach. Suma mas nie powinna się różnić od pierwotnej więcej niż 0,5%. Zawartość
frakcji oblicza się ze wzoru:

Gdzie:

 m

i

– masa kruszywa pozostałego na sicie o prześwicie i mm w [g]

 m – masa próbki pobranej do badania przed przesianiem [g]

Na podstawie przeprowadzonej analizy sitowej należy następnie przeprowadzić
oznaczenie punktów: piaskowego, pyłowego, żwirowego; oznaczenie ilości nadziarna
dowolnej frakcji, a także wykreślić krzywą uziarnienia kruszywa.

c)

Przebieg ćwiczenia:

Ćwiczenie rozpoczęto od odważenia 3kg kruszywa.
Odważone kruszywo zostało wsypane do kolejno poukładanych sit.
Sita ułożono wg rozmiarów oczek – malejąco do dołu. Pod sitem o rozmiarze oczka
0,125 założono skrzyneczkę o szczelnym dnie.
Następnie zaczęto przesiewanie mechaniczne. Czas trwania przesiewu, ok. 5min.
Po zakończeniu przesiewania zważono kolejno frakcje na każdym z sit.


TABELA POMIARÓW

Wymiary
oczek sita
[mm]

Masa frakcji na
danym sicie
m [g]

0 – 0,125

33,6

0,125 – 0,25

37,7

0,25 – 0,5

130,5

0,5 – 1

223,9

1 – 2

210,3

2 – 4

152

4 – 8

509

8 – 16

960

16 – 31,5

743

31,5 – 63

0

> 63

0

Suma

3000

2. Oznaczenie gęstości nasypowej kruszywa
(PN-EN 1097-3:2000)

Gęstość nasypową kruszywa w stanie luźnym oznacza się na próbkach kruszywa w
stanie powietrzno-suchym. Masa próbek (w kg) powinna być w przybliżeniu dwukrot-
nie większa od pojemności metalowego cylindra miarowego (w dm

3

), np. dla

maksymalnego wymiaru ziaren kruszywa wynoszącego 5 mm pojemność cylindra
powinna być równa 4 dm

3

, a dla 31,5 mm — 10 dm

3

. Cylinder miarowy waży się z

dokładnością do 1% jego masy, a następnie napełnia kruszywem za pomocą łopatki, aż
wsypane kruszywo utworzy stożek wystający ponad brzegi cylindra. Nadmiar kruszywa
zgarnia się ostrożnie listewką do poziomu górnej krawędzi cylindra, bez ugniatania i
utrząsania. Cylinder wraz z zawartością trzeba zważyć z dokładnością do 1% i
zanotować wynik m. Gęstość nasypową kruszywa ρ

n

oblicza się w kilogramach na metr

sześcienny z zaokrągleniem do
50 kg/m

3

, oddzielnie dla każdej próbki. W obliczeniach należy korzystać ze wzoru

𝜌

𝑛

=

𝑚

1

− 𝑚

𝑉

1000 [kg/m

3

]

w którym:

m — masa pustego cylindra, kg,

m

1

— masa cylindra wraz z zawartością, kg,

V — pojemność cylindra, dm

3

.

Jako ostateczny wynik oznaczenia przyjmuje się średnią

arytmetyczną gęstości nasypowych trzech próbek.

Gęstość nasypową kruszywa w stanie zagęszczonym określa się

za pomocą stolika wibracyjnego Ve-Be, na którym ustawia się i
umocowuje cylinder pomiarowy. Próbkę kruszywa wsypuje się trzema
porcjami. Pierwsze dwie porcje kruszywa zagęszcza się, wibrując je w
ciągu 1 minuty. Po wsypaniu trzeciej porcji z nadmiarem kruszywo
zagęszcza się przez wibrowanie w ciągu 3 minut i wyrównuje poziom
do górnej krawędzi cylindra. Cylinder z zawartością waży się następnie
z dokładnością do
1% i notuje wynik m. Gęstość nasypową kruszywa w stanie
zagęszczonym ρ

nz

oblicza się tak jak dla kruszywa w stanie luźnym.

Aparatura:
- wodoszczelny pojemnik cylindryczny (5 l),
- waga o dokładności ważenia do 0,1% masy próbki analitycznej,
- czerpaki, o odpowiedniej wielkości,
- stalowy zgarniak,
- stolik wibrujący Ve-Be.

Obliczenia:

Masa cylindra = 4124g
Masa

kruszywa luźno usypanego = 5302g

Masa kruszywa z c

ylindrem po wytrzęsieniu = 10300g

𝜌

𝑛𝑧

=

10,3− 4,124

5

1000 = 1235,2 [𝑘𝑔/𝑚

3

]

Gęstość nasypowa badanego kruszywa w stanie utrzęsionym wynosi ok. 1235,2 kg/m

3

.

𝜌

𝑛𝑧

=

5,302− 4,124

5

1000 = 235,6 [𝑘𝑔/𝑚

3

]

Gęstość nasypowa badanego kruszywa w stanie luźnym wynosi ok. 235,6 kg/m

3

.

.

III. WNIOSKI:

Ze względu na niewielką ilość czasu pomiary zostały wykonane dla każdego z ćwiczeń
tylko raz (wg normy każde badanie powinno być przeprowadzone trzykrotnie).

Z przeprowadzonych w laboratorium ćwiczeń i otrzymanych wartości wynika, iż im
mniejsza frakcja kruszywa tym większa jest jego wodożądność.
W przypadku badania gęstości nasypowej, można zauważyć, że kruszywo w stanie
utrzęsionym ma dużo większą masę na m

3

, niż kruszywo luźne. Jest to spowodowane

tym, że ziarna kruszywa podczas wibrowania przemieszczają się, wypełniając przy tym
wolne przestrzenie.

d) Podział kruszyw skalnych mineralnych

Rodzaj
kruszy

w

Wielko

ść ziarn

[mm]

Kruszywa

naturalne

łamane

niekruszone

kruszone

zwykłe

granulowane

Drobn

e

≤2

Piase

k

zwykł

y

p

o

sp

ó

łk

a

Mieszank

a

kruszywa
naturalne

go

Piasek

kruszony

Mieszan

ka z

otoczakó

w

m

ia

ł

Ni

eso

rt

Piase

k

łaman

y

Mieszaka

kruszywa

łamanego

(sortowan

e)

2÷4

żw

ir

Grys z

otoczakó

w

grys

Grube

4÷8

8÷16

16÷31,

5

k

lin

ic

e

31,5÷6

3

tłucze

ń

Bardzo

grube

63÷250

otoczaki

–

Kamień

łamany

–

ZESTAWIENIE WYNIKÓW

𝑤

𝑘

=

3,1268

100

= 0,031268 ≈ 0,031

𝑑𝑚

3

𝑘𝑔

Wymiary oczek

sita [mm]

Masa frakcji na

danym sicie

m [g]

Zawartość

danej frakcji

[%]

Wskaźniki

wodne wg

Sterna

Wodożądność

kruszywa danej

frakcji

0 – 0,125

33,6

1,12

0,227

0,2542

0,125 – 0,25

37,7

1,26

0,12

0,1508

0,25 – 0,5

130,5

4,35

0,08

0,348

0,5 – 1

223,9

7,46

0,058

0,4329

1 – 2

210,3

7,01

0,043

0,3014

2 – 4

152

5,07

0,032

0,1621

4 – 8

509

16,97

0,026

0,4411

8 – 16

960

32

0,02

0,64

16 – 31,5

743

24,77

0,016

0,3963

31,5 – 63

0

0

-

-

> 63

0

0

-

Suma

3000

100%

3,1268