Kamenivo je základním materiálem používaným v různých stavebních aplikacích, jako jsou betony, asfalty a zásypy. Zkoušky kameniva slouží k hodnocení jeho vlastností. Výsledky zkoušek kameniva poskytují klíčové údaje pro návrh stavebních směsí, které splňují technické a bezpečnostní normy. Kamenivo může být přírodní, umělé nebo recyklované.
Certifikace a průkazní zkoušky kameniva
Provádění akreditovaného odběru, počátečních zkoušek typu výrobků a certifikace systému řízení výroby je nezbytné pro zajištění kvality kameniva. Tyto procesy probíhají dle řady evropských norem:
- EN 12620:2002+A1:2008 Kamenivo do betonu.
- EN 13043:2002/AC:2004 Kamenivo pro asfaltové směsi a povrchové vrstvy pozemních komunikací, letištních a jiných dopravních ploch.
- EN 13242:2002+A1:2007 Kamenivo pro nestmelené směsi a směsi stmelené hydraulickými pojivy pro inženýrské stavby a pozemní komunikace.
- EN 13450:2002/AC:2004 Kamenivo pro kolejové lože.
- EN 13139:2002/AC:2004 Kamenivo pro malty.
- EN 13055-1:2002/AC:2004 Pórovité kamenivo - Část 1: Pórovité kamenivo do betonu, malty a injektážní malty.
Kromě toho se provádějí kompletní průkazní zkoušky kameniva dle požadavků hEN a resortních předpisů, jako jsou MDS (ŘSD), OTP ČD (SŽDC), ŘVC atd.
Základní zkoušky kameniva
Základní zkoušky kameniva jsou klíčové pro posouzení jeho mechanických a fyzikálních vlastností. Mezi tyto zkoušky patří:
| Zkušební postup | Název zkoušky |
|---|---|
| ČSN EN 1097-1 | Odolnost proti otěru (mikro-Deval) - suchý způsob - mokrý způsob |
| ČSN EN 1097-2 | Odolnost proti drcení (součinitel LA) - 500 otáček |
| ČSN EN 1097-2, OTP ČD | Odolnost proti drcení (součinitel LA) - 1000 otáček |
| ČSN EN 1097-2 | Odolnost proti drcení (drtitelnost rázem SZ) |
| ČSN EN 1097-3 | Sypná hmotnost volně sypaného kameniva |
| ČSN EN 1097-3 | Mezerovitost |
| ČSN EN 1097-3, příloha A | Objemová hmotnost fileru v petroleji |
| ČSN EN 1097-4 | Mezerovitost zhutněného fileru |
| ČSN EN 1097-5 | Vlhkost |
| ČSN EN 1097-6, kap. 7 | Objemová hmotnost zrn 31,5 - 63 mm drátěným košem |
| ČSN EN 1097-6, kap. 8 | Objemová hmotnost zrn 4 - 31,5 mm pyknometricky |
| ČSN EN 1097-6, kap. 9 | Objemová hmotnost kameniva 0,063 - 4 mm pyknometricky |
| ČSN EN 1097-6 | Nasákavost vodou |
| ČSN EN 1097-7 | Měrná hmotnost fileru pyknometricky |
| ČSN EN 1097-8 | Hodnota ohladitelnosti PSV |
| ČSN EN 1367-1 | Odolnost proti zmrazování a rozmrazování „F“ (10 cyklů) |
| ČSN EN 1367-1 | Odolnost proti zmrazování a rozmrazování „F“ s úpravami dle ČSN EN 13450, příl. |
Další důležité zkoušky
- Stanovení zrnitosti: Zrnitost kameniva je klíčovým faktorem ovlivňujícím jeho použití v betonu a asfaltových směsích.
- Nasákavost: Zkouška absorpce vody měří, kolik vody může kamenivo absorbovat, což ovlivňuje jeho odolnost vůči povětrnostním vlivům.
- Stanovení obsahu a kvality jemných částic: Přítomnost jemných částic, prachu nebo nečistot v kamenivu může negativně ovlivnit soudržnost směsí a jejich pevnost.
Recyklované betonové kamenivo (RCA)
Slovo recyklace je v posledních letech velice často skloňováno v souvislosti se stavebnictvím a znovuvyužitím stavebního a demoličního odpadu. Stavebnictví v EU je odvětví s nejvyšší spotřebou přírodních zdrojů a také s největší produkcí odpadu, zhruba 900 milionů tun odpadu ročně. Stavební a demoliční odpad (C&DW) vyprodukovaný v Evropské unii zastupuje přibližně dvě třetiny produkce všech odpadů. Kvůli rostoucímu množství C&DW je nezbytné hledat nová řešení pro uplatnění druhotných surovin, a zejména recyklovaného betonového kameniva (RCA) ve výstavbě. Sedmý akční program pro životní prostředí, který vznikl z rozhodnutí evropského parlamentu a rady, udává cíl dosáhnout v roce 2020 míry recyklace sedmdesát procent. Z tohoto legislativního a environmentálního hlediska je nutné se zabývat využitím recyklovaných materiálů ze stavebního a demoličního odpadu.
Čtěte také: Recenze plastových oken
Využití a přínosy RCA
C&DW je z velké míry tvořen betonem a materiály na bázi cementu, a tato majoritní část může být využita jako surovina pro výrobu RCA. V případě recyklovaného kameniva z betonových konstrukcí je nejlepší cestou tento materiál drtit a třídit na jednotlivé frakce, které je možné použít jako náhradu přírodního kameniva. Náhrada přírodního kameniva (NA) pomocí RCA při výrobě betonu sníží nejen těžbu přírodních surovin, ale také množství ukládaného materiálu na skládky stavebního odpadu. Uplatnění recyklovaného kameniva sice nepřináší významný finanční zisk, ale má obrovský environmentální přínos.
V současnosti se pro výrobu betonu, který je z cca 70 % tvořen kamenivem, používá téměř výhradné přírodní kamenivo (NA), které by však v budoucnu mohlo být částečně nebo úplně nahrazeno RCA. Částečná či úplná náhrada NA pomocí RCA sebou přináší dvě velice významné výhody, a sice úsporu prostoru na skládkách stavebního odpadu a dále snížení těžby přírodního kameniva.
Faktory ovlivňující kvalitu RCA
Hlavními omezeními při recyklaci betonového stavebního odpadu jsou kontaminace jiným materiálem a často nejasný původ, který je doprovázen různorodostí zdroje. Aby bylo možné použít betonový recyklát jako částečnou nebo kompletní náhradu přírodního kameniva do betonu, je nutné, aby recyklát splňoval požadavky norem, např. ČSN EN 12 620 + A1. Recyklované betonové kamenivo, které je možno použít jako plnivo do betonu, musí obsahovat minimálně 90 % betonu, vykazovat objemovou hmotnost vyšší než 2 100 kg/m3 a mít deklarované vlastnostmi jako například nasákavost a obsah jemných částic. Dále mohou být tato kritéria upravena národními předpisy jednotlivých států.
Vlastnosti RCA jsou závislé na kvalitě, čistotě a původu stavebního a demoličního odpadu jako vstupní suroviny pro jeho výrobu. Řešení, jak získat RCA s dobrými vlastnostmi, je recyklace in-situ nebo precizní třídění C&DW v areálu recyklačního centra. Článek se zabývá faktory, které mají vliv na vlastnosti RCA. Testovanými vlastnostmi byla zrnitost, obsah jemných částic, tvarový index, objemová hmotnost a nasákavost, a dále odolnost hrubého kameniva proti drcení. Výsledky prokázaly, že na vlastnosti samotného RCA má velký vliv složení drceného betonu, tzv. mateční beton (MC).
Vliv vlastností matečního betonu (MC)
Betonový C&DW použitelný pro výrobu RCA měl při svém vzniku určité vlastnosti závislé na složení betonu (matečního betonu), dále byl po dobu své životnosti vystaven různým vlivům okolního prostředí a po dosažení konce životnosti prošel procesem demolice. Z těchto tří etap byly vybrány různé faktory, které nejvíce ovlivňují kvalitu a vlastnosti RCA.
Čtěte také: Detailní pohled na tmely Soudal
- Pevnostní třída MC: Může mít vliv na více vlastností, ale ovlivní hlavně tvarový index a odolnost hrubého kameniva proti drcení. Předpoklad pro betony s vyšší pevností je vyšší hutnost struktury, a tím pádem nižší pórovitost cementového tmele. Naopak v případě betonů s nízkou pevností dochází ke drolení cementové matrice, čímž se zvyšuje podíl drobné frakce RCA.
- Maximální zrno kameniva v MC: Cementová matrice má ve většině případů vyšší nasákavost než kamenivo používané do betonu. MC obsahující vyšší frakce kameniva mohou zlepšit nejen pevnost betonu s RCA, ale také snížit nasákavost a tendenci k drolení samotného RCA.
- Obsah příměsí a přísad v MC: Příměsi jsou práškové materiály přidávané za účelem snížení obsahu cementu a zachování nebo zvýšení objemu cementového tmele. Přísady jsou převážně kapalné látky pro zlepšení vybraných vlastností. Obsah příměsí může ovlivnit například vzhled budoucího betonu, kde probarvená zrna RCA mohou působit neesteticky.
Obsah nečistot a zdroje původu
- Obsah nečistot: Za nečistoty jsou považovány všechny materiály vyjma betonu a materiálů na bázi cementu. Pokud má být RCA použito do betonu, musí obsahovat více než 90 % betonu, a tedy maximálně 10 % nečistot. Nejčastěji se setkáváme s nečistotami typu keramického střepu z cihel, stropních vložek nebo keramických střešních tašek, které nejsou pro budoucí aplikaci RCA do betonu příliš škodlivé. Další materiály jako dřevo, plast, sklo, asfalt nebo sádra již mohou znatelně zhoršit kvalitu nového betonu s RCA.
- Četnost zdrojů původu: V nejlepším případě je RCA tvořeno čistým betonem z jednoho zdroje. Větší počet zdrojů betonového C&DW s sebou často přináší větší obsah nečistot a rozličné mateční betony mohou přispět k produkci nehomogenního RCA s variabilními vlastnostmi.
- Typ bourané konstrukce: Pokud je známý typ bourané konstrukce, můžeme přibližně nastínit vlastnosti betonu, a tím napomoci k určení vlastností RCA. U C&DW z bourání budov je třeba dbát zvýšené pečlivosti při jeho třídění přímo na staveništi, jelikož v recyklačních centrech je dotřiďování poměrně složité až nemožné.
Specifické vlastnosti recyklovaného kameniva
Nasákavost kameniva
Nasákavost kameniva je důležitý parametr ve vztahu ke zpracovatelnosti směsi. Beton s recyklovaným kamenivem vykazuje nižší objemovou hmotnost a vyšší absorpci vody oproti přírodnímu kamenivu. Aplikace jemného recyklovaného kameniva není doporučena pro náročnější konstrukce vzhledem k jeho velké nasákavosti. Hrubé recyklované kamenivo lze použít až k 100% nahrazení přírodního kameniva. Výsledky nasákavosti převyšují dovolené hodnoty dle ČSN EN 1097-6.
Mrazuvzdornost kameniva
Mrazuvzdornost recyklovaného kameniva byla zkoušena v souladu s normou ČSN EN 1367-1, která řeší metodiku zkoušení pro stanovení odolnosti vůči zmrazování a rozmrazování. Principem zkoušky je stanovení procentního úbytku hmotnosti.
Hodnota drcení kameniva
Hodnota drcení kameniva (ACV - aggregate crushing value) vyjadřuje odolnost kameniva pod působícím tlakem. Vzorek kameniva je ve standardizovaném válci zatížen proměnnou silou s nárůstem 40 kN/min až do dosažení 400 kN, kdy je test ukončen. Pro frakci recyklovaného kameniva 8/16 vyšla hodnota ACV 32,1 %. Technické doporučení pro přírodní kamenivo pro použití v betonových krytech je 30 %. Hodnota je lehce nadlimitní oproti technickému doporučení, ovšem pro méně namáhané konstrukce je recyklované kamenivo použitelné.
Výzkumy prokázaly, že RCA z různých zdrojů mají různé vlastnosti. I když je více než pravděpodobné, že RCA nedosahuje ve všech směrech takových kvalit jako NA, díky rychle se vyvíjející vědecké oblasti zabývající se technologií betonu lze tyto nedostatky eliminovat přídavkem vhodných příměsí a přísad.
Čtěte také: Jak vybrat a hodnotit obklady od Ceramika Końskie
tags: #hodnoceni #kvality #kameniva