Objevte Ideální Velikost Zrna Kameniva pro Nejlepší Beton – Klíčové Vlastnosti a Tipy

Kamenivo je zrnitý materiál anorganického, přírodního nebo umělého původu, určený pro stavební účely. Používá se ve stavebnictví jako plnivo, které slouží v kombinaci s dalšími pojivy pro přípravu malt a betonů. Vlastnosti kameniva jsou ovlivněny jeho původem a mají mimořádný význam pro vlastnosti betonu.

Tato evropská norma EN 12620:2002+A1:2008, která nahrazuje ČSN EN 12620 (72 1502) z dubna 2004, určuje vlastnosti kameniva a fileru jako kameniva, získaného úpravou přírodního, umělého nebo recyklovaného materiálu a směsi těchto kameniv pro použití do betonu. Zahrnuje kameniva, která mají objemovou hmotnost zrn vysušených v sušárně větší než 2,0 Mg/m³ (2 000 kg/m³) pro všechny druhy betonů, včetně betonů, které jsou ve shodě s EN 206-1 a betonů používaných pro cementobetonové kryty vozovek a jiné pojížděné plochy a betony používané pro betonové prefabrikáty. Norma také zahrnuje recyklované kamenivo s objemovou hmotností zrn od 1,50 Mg/m³ (1 500 kg/m³) do 2,0 Mg/m³ (2 000 kg/m³) s příslušným upozorněním a recyklované drobné kamenivo (4 mm) s příslušným upozorněním.

Klasifikace kameniva

Kamenivo se klasifikuje podle několika kritérií:

Podle původu:

Přírodní, anorganické kamenivo: Získává se těžbou nebo drcením přírodních hornin. Může být těžené (vzniklo přirozeným rozpadem horniny) nebo těžené předrcené (získává se drcením zrn na požadovanou velikost).
Umělé, anorganického původu: Vzniklo za pomoci lidské síly a nejčastěji tepelným procesem, jedná se o tavení kovů, spalování atd. Příkladem je vysokopecní struska nebo expandovaný jíl (Liapor).
Recyklované kamenivo: Získává se z průmyslového nebo stavebního odpadu. Typicky se jedná o betonový nebo cihelný recyklát.

Podle objemu:

Pórovité kamenivo: Objemová hmotnost do 2000 kg.m^-3. Nachází uplatnění při výrobě betonů s tepelně-izolačními vlastnostmi. Například expandovaný perlit nebo vermikulit.
Obyčejné kamenivo: Objemová hmotnost zrn okolo 2500 až 2800 kg.m^-3. Zahrnuje většinu přírodních a drcených kameniv.
Těžké kamenivo: Objemová hmotnost nad 3100 kg.m^-3. Používá se pro betony vyžadující vyšší pevnost nebo stínění radiace, např. magnetit a hematit (až 5300 kg.m^-3).

Zrnitost a frakce kameniva

Zrnitost kameniva vyjadřuje jeho skladbu s ohledem na zastoupení zrn různé velikosti. Na základě velikosti zrna je kamenivo tříděno do frakcí, čímž se rozumí označení kameniva podle velikosti ok dolního a horního síta. Frakce je tudíž množina zrn kameniva, které propadnou horním sítem (horní mez frakce) a zachytí se na spodním sítu (dolní mez frakce). Toto velikostní rozmezí frakce se zapisuje ve formě d (dolní)/D (horní).

Příklady úzkých frakcí jsou 0/2, 2/4, 4/8, 8/11, 8/16, 11/22, 16/22, 32/63 mm. Široké frakce mohou být např. 8/22, 0/32, 0/63 mm.

Čtěte také: Maximalni velikost zrna kameniva v asfaltové směsi

Maximální velikost zrna kameniva (D_max) je důležitá pro návrh betonové směsi. Používání kameniva s příliš malou D_max ve velkém množství zvyšuje spotřebu cementu. Pro konstrukční betony by se D_max měla volit co největší, pokud to umožňují podmínky (např. prvky a sloučeniny a další) i výrobní zařízení, jelikož je méně nákladné.

Pro výrobu betonu se obecně doporučuje používat minimálně ze tří frakcí (např. 0/4, 4/8, 8/16 mm). Směrné křivky zrnitosti jsou uvedeny v informativní příloze L ČSN EN 206-1 Změna Z3.

Požadavky na vlastnosti kameniva

ČSN EN 12620 specifikuje řadu požadavků na geometrické, fyzikální a chemické vlastnosti kameniva. Zde jsou některé z nich:

Geometrické vlastnosti:

Frakce kameniva: Definuje se pomocí d/D.
Zrnitost: Vyjadřuje se křivkou zrnitosti a musí splňovat specifické požadavky.
Tvar zrn hrubého kameniva: Má vliv na zpracovatelnost betonu a jeho pevnost.
Obsah schránek živočichů v hrubém kamenivu: Může ovlivnit trvanlivost betonu.
Obsah jemných částic: Jemné částice pod 0,063 mm. Nesmí překročit 5 % z celkového množství kameniva, pokud je kamenivo určeno pro beton pevnostní třídy v tlaku nejvýše C 12/15. Pro ostatní betony je nutné zohlednit příslušnou normu. Nadměrné množství jemných částic snižuje zpracovatelnost a vyžaduje drcení a třídění, což je nákladnější.
Kvalita jemných částic: Ovlivňuje vlastnosti betonu.

Fyzikální vlastnosti:

Odolnost hrubého kameniva proti drcení: Důležitá pro pevnost betonu. Pro konstrukční betony by měla být pevnost kameniva 2,0 násobkem pevnosti betonu v tlaku (avšak nejméně 50 MPa).
Odolnost hrubého kameniva proti otěru: Důležitá pro betony namáhané obrusem.
Objemová hmotnost zrn a nasákavost: Měrná hmotnost ρ [kg.m^-3], průměrná hodnota ρ ≈ 3 000 kg.m^-3. Objemová hmotnost ρ [kg.m^-3], průměrná hodnota ρ ≈ 2500 až 3000 kg.m^-3. Nasákavost je způsobena nasáknutím, případně ulpíváním vody na povrchu jednotlivých zrn. Je přímo úměrná pórovitosti a vyjadřuje se poměrným množstvím vody vniknuté do pórů kameniva. Zjišťuje se u vysušeného kameniva při 105 až 110 °C. Má velký význam jak pro tepelnou vodivost betonové konstrukce, tak pro stav napjatosti v betonu při výrobních procesech.
Sypná hmotnost: ρ_s (volně sypaný stav) a ρ_st (setřesený stav). Závisí i na vlhkosti kameniva. Například pro písky ρ_s ≈ 1550 až 1750 kg.m^-3 a ρ_st ≈ 1650 až 1850 kg.m^-3.
Trvanlivost: Odolnost kameniva vůči zmrazování a rozmrazování, objemovým změnám a dalším vlivům.
Mezerovitost: Určuje se jako objemový poměr mezer ve směsi kameniva k jednotce objemu směsi. Mezerovitost volně sypaného písku se pohybuje kolem 35 %, štěrku kolem 45 %.

Chemické vlastnosti:

Chloridy: Obsah iontů chloridů je důležitý pro korozi výztuže.
Složky obsahující sírany: Mohou vést k agresivním reakcím v betonu.
Obsah organických látek: Uhlík, organické látky ovlivňující tvrdnutí betonu.
Obsah reaktivního křemene: V ČR se vyskytuje ojediněle. Může vést k alkalicko-křemičité reakci.
Radioaktivita: Stanoví vyhláška SÚJB č. 307/2002 Sb.

Zdroje kameniva v České republice

V České republice existuje velké množství ložisek přírodního kameniva. Těžba drceného kameniva se provádí povrchovým způsobem v kamenolomech, kde se hornina odděluje odstřely a následně drtí a třídí.

Hlavními zdroji drceného kameniva v České republice jsou:

Čtěte také: Maximální výška plotu v ČR

Vyvřelé horniny:
- Výlevné horniny: Např. čediče, diabasů, melafýrů - ložiska např. v Českém středohoří, u Kunětické hory a na Železnobrodsku.
- Hlubinné horniny: Např. žuly (šebířovský masiv), granodiority (nasavrcký masiv), brněnského masivu a ostatních plutonických těles.
Přeměněné horniny: Např. ruly a granulitový masiv.
Zpevněné klastické sedimenty: Např. prachovce, droby aj. - kulmské droby Nízkého Jeseníku a Drahanské vrchoviny.

Ložiska těženého kameniva jsou často aluviálního, glacifluviálního, glacilakustrinního a eolického původu. Zdroje těženého kameniva se nacházejí například v povodích Labe, Moravy a Jizery.

Výroba umělého kameniva

Příkladem umělého kameniva je vysokopecní struska, která je vedlejším produktem metalurgie železa. Po ochlazení vodou (vzniká granulovaná struska) nebo na vzduchu se drtí a třídí na struskové kamenivo. Dalším příkladem je Liapor (dříve Keramzit), který se vyrábí tepelnou expandací tzv. cyprisových jílů.

Závěrečné poznámky

Kamenivo, jehož množství a funkce ve stavební konstrukci mohou být velmi odlišné, je nedílnou součástí betonu. Při jeho výběru je klíčové řídit se platnými normativními předpisy (např. ČSN EN 206-1 a ČSN EN 12620), aby byly zajištěny deklarované vlastnosti a trvanlivost betonové konstrukce.

Kromě specifikace betonu (pevnostní třída, stupeň vlivu prostředí atd.) je nutné zohlednit i technologické podmínky stavby, zejména způsob dopravy a ukládání betonu. Použití recyklovaného kameniva, které tato norma nově zahrnuje, představuje ekologickou i ekonomickou alternativu, avšak jeho vhodnost musí být ověřena a v souladu s požadavky normy.

Čtěte také: Plot v ČR: co říká legislativa

tags: #maximalni #velikost #zrna #kameniva

Maximalni velikost zrna kameniva a jeho vlastnosti pro použití v betonu