Kilka słów o kruszywach

Kruszywami nazywamy wszystkie okruchowe materiały kamienne wykorzystywane jako składniki betonów czy bitumicznych mieszanek do budowy nawierzchni drogowych.

Klasyfikacja i podział kruszyw

Ze względu na pochodzenie i sposób uzyskiwania kruszywa dzielą się na:

• mineralne,
• organiczne,
• sztuczne.

W zależności od surowca skalnego i sposobu produkowania kruszywa dzielą się na:

• kruszywo naturalne niekruszone (żwirowe),
• kruszywo naturalne łamane (np. granit).

W zależności od uziarnienia kruszywo dzielimy na trzy rodzaje:

• drobne o ziarnach ≤ 4 mm,
• grube o ziarnach > 4-36 mm,
• bardzo grube 63-250 mm.

Własności i przeznaczenie kruszyw stosowanych w produkcji betonu

Właściwości kruszywa mają decydujący wpływ na parametry otrzymanej mieszanki betonowej. Projektując skład mieszanki betonowej należy zachować odpowiednie proporcje między kruszywem drobnym (piaskiem) a kruszywem grubym (żwirem lub grysem). Wielkość ziaren kruszywa dobiera się zależnie od wymiarów i stopnia zbrojenia elementu, który będzie wykonany z betonu z danym kruszywem. Im większy element i większe odległości między prętami zbrojeniowymi, tym większe mogą być ziarna zastosowanego kruszywa.

Od kształtu ziaren kruszywa zależy urabialność mieszanki betonowej, a także zużycie cementu i późniejsza wytrzymałość betonu. Do wykonania betonu o wysokiej wytrzymałości lepiej zastosować kruszywa łamane, których chropowata powierzchnia poprawia przyczepność zaczynu cementowego. Im więcej jest w kruszywie ziaren słabych, zwietrzałych i porowatych, tym większa jest jego nasiąkliwość. Cecha ta jest ważna podczas wykonywania mieszanki betonowej, ponieważ ma niekorzystny wpływ na jej urabialność i na cechy gotowego betonu.

Kruszywa nie powinny być zanieczyszczone takimi materiałami jak węgiel, drewno czy ziemia roślina. Zanieczyszczenia te tworzą nowe związki z zaczynem cementowym, które pogarszają wytrzymałość betonu. Podział i wymagania kruszyw stosowanych do produkcji betonu szczegółowo określa Norma PN-EN 12620+A1:2010 Kruszywa do betonu.

Jak wybrać odpowiednie kruszywo?

Głównym zadaniem kruszywa jest stworzenie w betonie „kamiennego rusztowania”. Powinno ono maksymalnie szczelnie wypełniać objętość i być możliwie małej powierzchni, aby zminimalizować zużycie cementu potrzebnego na związanie tego układu.

Kruszywo do „rusztowania” powinno być możliwie grube, bo zbyt duża ilość kruszywa drobnego powoduje zwiększenie zapotrzebowanie całego układu na cement i wodę. Oprócz względów finansowych może to też prowadzić do pogorszenia niektórych cech stwardniałego betonu. Należy również pamiętać o tym, że maksymalny wymiar ziaren kruszywa nie może być większy niż:

•     1/3 najmniejszego wymiaru przekroju poprzecznego elementu,
•     3/4 odległości między prętami zbrojenia.

Jednocześnie ważne jest, aby w mieszance obecne były – oczywiście w odpowiednich proporcjach – wszystkie frakcje ziarnowe kruszywa. Brak lub niewystarczająca ilość którejś z frakcji może doprowadzić do pogorszenia urabialności mieszanki betonowej, a tym samym do pogorszenia jakości betonu stwardniałego.

Jak uzyskać optymalny stos okruchowy?

Żeby uzyskać odpowiednią krzywą uziarnienia stosu okruchowego mieszanki betonowej, należy wykonać przesiewy wybranych surowców, ustalić proporcje i porównać je z przykładowymi krzywymi granicznymi, które znajdują się w krajowym uzupełnieniu „PN-B-06265:2018-10/Ap1:2019-05”. Pozwalają one uzyskać optymalny stos okruchowy, najlepsze z możliwych „rusztowanie” i dzięki temu wyprodukować beton odpowiedniej jakości.