Politechnika
Opolska Data:
KRUSZYWA BUDOWLANE
Wydział 12.04.2008r.
Budownictwa
·ð Oznaczanie skÅ‚adu ziarnowego i
wodożądności kruszyw.
Tomasz
Jezierski
·ð Oznaczanie gÄ™stoÅ›ci nasypowej kruszyw.
Sprawozdanie
Grupa
nr 5
Laboratoryjna: 4
I. WST
P
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:
KRUSZYWA
SZTUCZNE
MINERALNE
(uzyskiwane z surowców
(uzyskiwane w procesach mineralnych, których struktura
mechanicznej przeróbki uległa przemianom w wyniku
surowców skalnych) przeprowadzonych procesów
cieplnych)
c) Podział kruszyw sztucznych:
e) Ze względu na uziarnienie kruszywa dzieli się na:
·ð drobne - o wymiarach ziaren D mniejszych lub równych 4 mm;
·ð grube - o wymiarach ziaren D co najmniej 4 mm oraz d co najmniej 2
mm;
·ð wypeÅ‚niacze - kruszywo, którego wiÄ™kszość przechodzi przez sito 0,063
mm;
·ð kruszywa naturalne (mieszanka) - pochodzenia lodowcowego lub
rzecznego o uziarnieniu 0-8 mm;
·ð kruszywa o uziarnieniu ciÄ…gÅ‚ym - kruszywa bÄ™dÄ…ce mieszankÄ… kruszyw
grubych i drobnych w Polsce o uziarnieniu od 0 - 63 mm.
f) Pojęcia:
·ð Podziarno
Określenie dla ziarn, których wielkość jest mniejsza od określonej frakcji
lub grupy frakcji
Ilość nie powinna przekraczać 15% masy
·ð Nadziarno
Określenie dla ziarn, których wielkość przekracza maksymalny wymiar
dla danej frakcji lub gruby frakcji.
Ilość nie powinna przekraczać 10% masy.
ð Ta sama frakcja kruszywa obecna w grubszym kruszywie nosi nazwÄ™ pyÅ‚u.
ð Ilość kruszywa, która przeszÅ‚a przez sito normowe o wiÄ™kszych oczkach (o
wymiarze D) i zatrzymała na kolejnym najbliższym sicie normowym o
mniejszych oczkach (o wymiarze d) nosi nazwÄ™ frakcji.
ð Kruszywo, które zawiera wszystkie kolejne frakcje nazywa siÄ™ kruszywem o
uziarnieniu ciągłym.
ð Kruszywo, w którym brakuje frakcji Å›rodkowych jest kruszywem o uziarnieniu
nieciągłym (np.: co druga frakcja).
ð Kruszywo rozsiane na frakcje nosi nazwÄ™ frakcjonowanego.
ð Stosunek wymiarów sit d/D nosi nazwÄ™ 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:
Øð KsztaÅ‚tu ziarn
Øð ChropowatoÅ›ci powierzchni
Øð WielkoÅ›ci ziarn
Øð Uziarnienia kruszywa.
Wskaz
nik wodożądności wg Sterna:
gdzie:
W  wodożądność i-tej frakcji
ki
d , d   wymiar oczek sit ograniczających i-tą frakcję [źm]
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 przyrzÄ…dy to:
·ð Suszarka szafkowa z termoregulacjÄ…
·ð Komplet sit normowych
·ð Waga techniczna do 5kg
Do badania pobiera się próbkę kruszywa o masie:
·ð - 1kg dla kruszywa drobnego
·ð - 3kg dla kruszywa grubego
·ð -5kg dla kruszywa bardzo grubegoDo oznaczenia przygotowuje siÄ™ trzy próbki,
suszone w temperaturze 105Ä…2°C do staÅ‚ej masy i zważone z dokÅ‚adnoÅ›ciÄ… 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 siÄ™ ze wzoru:
Gdzie:
ð m  masa kruszywa pozostaÅ‚ego na sicie o przeÅ›wicie i mm w [g]
i
ð 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 Masa frakcji na
oczek sita danym sicie
[mm] 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 luz
nym 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 dm3), np. dla
maksymalnego wymiaru ziaren kruszywa wynoszącego 5 mm pojemność cylindra
powinna być równa 4 dm3 , a dla 31,5 mm  10 dm3. 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. GÄ™stość nasypowÄ… kruszywa Án oblicza siÄ™ w kilogramach na metr
sześcienny z zaokrągleniem do
50 kg/m3, oddzielnie dla każdej próbki. W obliczeniach należy korzystać ze wzoru
5ØZÜ1- 5ØZÜ
5Øß5Ø[Ü = 1000 [kg/m3]
5ØIÜ
w którym:
m  masa pustego cylindra, kg,
m  masa cylindra wraz z zawartością, kg,
1
V  pojemność cylindra, dm3 .
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
ciÄ…gu 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
zagÄ™szczonym Ánz oblicza siÄ™ tak jak dla kruszywa w stanie luz
nym.
Aparatura:
- wodoszczelny pojemnik cylindryczny (5 l),
- waga o dokładności ważenia do 0,1% masy próbki analitycznej,
- czerpaki, o odpowiedniej wielkości,
- stalowy zgarniak,
- stolik wibrujÄ…cy Ve-Be.
Obliczenia:
Masa cylindra = 4124g
Masa kruszywa luz
no usypanego = 5302g
Masa kruszywa z cylindrem po wytrzęsieniu = 10300g
10,3- 4,124
5Øß5Ø[Ü5ØgÜ = 1000 = 1235,2 [5ØXÜ5ØTÜ/5ØZÜ3]
5
Gęstość nasypowa badanego kruszywa w stanie utrzęsionym wynosi ok. 1235,2 kg/m3.
5,302- 4,124
5Øß5Ø[Ü5ØgÜ = 1000 = 235,6 [5ØXÜ5ØTÜ/5ØZÜ3]
5
Gęstość nasypowa badanego kruszywa w stanie luz
nym wynosi ok. 235,6 kg/m3.
.
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 m3, niż kruszywo luz
ne. Jest to spowodowane
tym, że ziarna kruszywa podczas wibrowania przemieszczają się, wypełniając przy tym
wolne przestrzenie.
d) Podział kruszyw skalnych mineralnych
Kruszywa
Rodzaj Wielko
kruszy ść ziarn
naturalne Å‚amane
w [mm]
niekruszone kruszone zwykłe granulowane
Piase Piase
k Piasek k
d"2
zwykł kruszony łaman
Drobn
y y
e
2÷4
Mieszank Mieszaka
Mieszan
a kruszywa
ka z
kruszywa Å‚amanego
otoczakó
naturalne (sortowan
w
4÷8
Grys z
go e)
8÷16
otoczakó grys
16÷31,
w
Grube
5
31,5÷6 tÅ‚ucze
3 Å„
Bardzo Kamień
63÷250 otoczaki  
grube Å‚amany
miał
pospółka
Niesort
żwir
klinice
ZESTAWIENIE WYNIKÓW
Masa frakcji na Zawartość Wskaz
niki Wodożądność
Wymiary oczek
danym sicie danej frakcji wodne wg kruszywa danej
sita [mm]
m [g] [%] Sterna 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
3,1268
Suma 3000 100%
3,1268 5ØQÜ5ØZÜ3
5ØdÜ5ØXÜ = = 0,031268 H" 0,031
100 5ØXÜ5ØTÜ