Kamenivo zpevněné cementem: Přehled a Inovativní Využití

Směsi kameniv stmelených cementem (SC) představují klíčový stavební materiál, který je široce využíván v různých konstrukcích, zejména v podkladních vrstvách pozemních komunikací. Jejich únosnost a trvanlivost jsou základem pro mnoho stavebních projektů.

Typy Kameniva a Jejich Využití

V rámci betonárny Beton ČERT vyrábíme a dodáváme zákazníkům certifikované betonové směsi v mnoha pevnostních třídách. Nabízíme širokou škálu betonů od třídy C 8/10 do C 35/45 i v tekutých konzistencích - hrubozrnné i jemnozrnné (Dmax 22mm, Dmax 16mm, Dmax 8mm).

Těžené Kamenivo

Těženým kamenivem se rozumí přírodní kamenivo, většinou říčního původu. Vyznačuje se zaoblenými tvary zrn s ohlazeným povrchem. Ložiska těženého kameniva se dělí na suchou těžbu a těžbu z vody s následným tříděním na jednotlivé frakce. Těžené kamenivo se používá zejména při výrobě betonů, malt a omítek. Přírodní těžené kamenivo je dodáváno ve velkoobjemových vacích (Big Bag) pro jedno použití, v hmotnosti 1000 kg. Tento způsob dodávky kameniva využívají zákazníci preferující snadnou manipulovatelnost a možnost dopravy kameniva jeřábem do vyšších poloh, např. na střechy staveb.

Drcené Kamenivo

Drcené kamenivo neboli drcený štěrk vzniká v kamenolomu drcením větších kusů horniny a jeho následným tříděním na jednotlivé frakce. Drcené kamenivo je charakteristické nepravidelným tvarem zrn, ostrými hranami a drsným povrchem. Drcené kamenivo je vhodné do betonu a živičných směsí, dále do nestmelených směsí a směsí stmelených hydraulickými pojivy, do podsypů a zásypů. Má tak velmi široké použití v silničním i železničním stavitelství. Kamenivo pro potřeby Českých drah je certifikováno také podle normy Českých drah.

Mechanicky Zpevněné Kamenivo (MZK)

Mechanicky zpevněné kamenivo vznikne zhutněním nestmelené směsi kameniva nejčastěji frakce 0/32 bez použití tmelící složky (např. cementu). Podmínkou je stanovení ideální křivky zrnitosti drceného kameniva a optimální dávka vody. Základním stavebním materiálem pro kvalitní nestmelené vrstvy (MZK) je směs drceného kameniva o zrnitosti od 0 mm do 32 mm (někdy až 45 mm). Větší zrna musejí v nestmelené vrstvě vytvořit pevnou kostru. Jednotlivá zrna jsou vzájemně zaklíněná a prostor mezi nimi je vyplněn zrny menšími, která jsou též ve vzájemném kontaktu a v jejich mezerách jsou pak zrna prachová.

Čtěte také: Výhody keramického kameniva Liapor při renovaci podlah

Směsi Kameniv Stmelených Cementem (SC)

Podkladní vrstvy pochozích a pojížděných konstrukcí pozemních komunikací obvykle sestávají ze stabilního podloží disponujícího dostatečnou únosností pod samotnou povrchovou vrstvou ve formě betonových krytů nebo skladby z prefabrikovaných dlažebních prvků. Tyto podkladní vrstvy jsou nejčastěji pro svou únosnost vyráběny technologií směsí kameniv stmelených cementem.

Směsi kameniv stmelených hydraulickými pojivy (dále jen SC) jsou nejběžněji vyráběny za použití přírodních drcených nebo těžených kameniv. Tyto směsi mají pevnosti v tlaku od 5 do 15 MPa, dle předpokladu mechanické únosnosti celého systému.

Výroba podléhá normě ČSN EN 14227-1. Nabízíme jemnozrnné (nejen pískové) směsi (Dmax 4mm, Dmax 8mm) do třídy MC 30 (min. pevnost v tlaku = 30 MPa). Jde o běžné zavlhlé směsi s minimálním obsahem vody dopravované především autopřívěsy, valníky nebo sklopkami. Jedná se o směsi s určeným oborem kameniva pojiva a vody v „zavlhlé“ konzistenci S1 nebo S2 do pevnostní třídy C9/12.

SC a Hospodaření s Dešťovou Vodou

Stále aktuálnější téma hospodaření s dešťovou vodou přináší možnosti pro výstavbu vodopropustných skladeb s retenční schopností. Zhoršující se situace v oblasti životního prostředí při zadržování vody v krajině vede ke snaze přivézt na trh konstrukční systémy disponující dostatečnou mechanickou odolností pro běžné konvenční použití a zároveň disponující retenční schopností. Mají-li tyto směsi být dále nápomocny při hospodaření s vodou v krajině, musí vyjma své únosnosti naplňovat hledisko propustnosti nebo retence vody.

Konstrukční systém pro pochozí nebo pojížděnou plochu je tvořen několika na sebe navazujícími vrstvami, přičemž žádnou nelze prakticky aplikovat samostatně. Toto systémové řešení je běžně tvořeno spodní vrstvou často na bázi štěrkodrtě (mechanicky zpevněné kamenivo - MZK), podkladní vrstvou ze směsi kameniva stmeleného nejčastěji cementem (SC) a horní vrstvou, která již musí přímo odolávat účinkům mechanického opotřebení a agresivním médiím.

Čtěte také: Jak vybrat bílou kamennou drť

Propustné Betony

Propustné betony tvoří jednu z možných cest pro hospodaření s dešťovou vodou v obytných aglomeracích a tam, kde je nutné srážkovou vodu co nejvíce zadržet v krajině. Z pohledu současného výzkumu se objevují návrhy horních vrstev těchto konstrukčních systémů z vodopropustných betonů. Technologie výroby vodopropustného betonu spočívá ve vytvoření silně mezerovité kostry tvořené kamenivem, které je spojeno nejběžněji portlandským cementem. Ačkoliv je tímto řešením částečně plněna otázka odvodu vody do podloží konstrukčních systémů pochozích a pojížděných ploch, je nadále třeba řešit otázku propustnosti nebo retence této vody spodními vrstvami. Tento beton je složen především z hrubého kameniva s maximální frakcí Dmax 22mm, kde pojivová složka slouží pouze pro spojení hrubých zrn směsi a je takto dosaženo velké mezerovitosti - propustnosti betonu (efekt drenáže). Pevnost betonu je 8 nebo 10 MPa.

Inovace s Lehkým Kamenivem Liapor

Hutná přírodní kameniva dosahují nasákavosti po 24 hodinách maximálně cca 2,5 % a nelze proto od klasických SC očekávat jejich výraznou retenční schopnost. Cestou pro zvýšení retenčních schopností SC se jeví náhrada přírodních hutných kameniv v co největším měřítku uměle vyráběnými lehkými pórovitými kamenivy disponujícími vysokou hodnotou nasákavosti.

Jako nejvhodnější z pohledu mechanických parametrů a hodnoty nasákavosti se jeví umělá lehká kameniva Liapor na bázi expandovaných jílů. Tato kameniva vykazují dostatečnou pevnost pro výrobu SC daných pevností a jejich celková nasákavost často činí až 30 %.

Rovněž u spodních vrstev těchto konstrukčních systémů je diskutována možnost nahrazení co největší části přírodních hutných kameniv lehkými umělými kamenivy disponujícími vysokou nasákavostí. V rámci laboratorního ověření možnosti výroby pokladních vrstev pochozích nebo pojížděných pozemních konstrukcí bylo pro výrobu těchto směsí vybráno uměle vyráběné lehké kamenivo na bázi expandovaných jílů Liapor, pocházející z produkce společnosti Lias Vintířov. Pro experiment byly vybrány frakce kameniva Liapor 1-4, 4-8 a 8-16 mm. Z přírodních kameniv bylo použito drobné těžené kamenivo frakce 0-4 mm. Před samotným návrhem SC byla tato kameniva podrobena základním mechanickým a fyzikálním zkouškám. Z výsledků je patrný výrazný rozdíl hodnot stanovených nasákavostí pro přírodní kamenivo a kameniva Liapor.

Experimentální Ověření a Výsledky

Pro experimentální ověření byly navrženy celkem 3 směsi SC, konkrétně pro pevnostní třídu SC 3/4, SC 5/6 a SC 8/10. Návrh směsí vychází z požadavků ČSN EN 14 227-1 a normy ČSN 73 6123-1, která se přímo zabývá skladbou cementobetonových vozovek. Optimální vlhkost směsí kameniv stmelených cementem byla stanovena pomocí modifikované zkoušky Proctor. Zhutnění zkušebních těles probíhalo pomocí Proctorova přístroje. U vyrobených směsí byla stanovena jejich objemová hmotnost ihned po výrobě a dále v den zkoušení po 7 a 28 dnech zrání v prostředí s téměř 100% relativní vlhkostí. Vyrobená tělesa byla dále podrobena několika způsobům stanovení nasákavosti. Byl použit standardní přístup pro stanovení celkové nasákavosti ponořením do lázně s vodou. Tento postup však nesimuluje reálné podmínky styku s vodou podkladních vrstev v konstrukci. Proto byly navrženy alternativní postupy simulující reálné podmínky.

Čtěte také: Použití frakcí kameniva v drenážích

Výsledky pevností v tlaku poukazují na možnost využití lehkého uměle vyrobeného kameniva Liapor pro výrobu SC pevnostních tříd SC 3/4 až SC 8/10. Z výsledků je patrné, že vyrobené směsi kameniv stmelené cementem vykazují vhodné parametry nasákavosti pro navrhované systémy hospodaření s dešťovou vodou. Nasákavost těchto SC vzrůstá s objemovým zastoupením lehkého kameniva Liapor. Jako velmi přínosné se pro navrhované systémy jeví poměrně značná hodnota nasákavosti již po 5 minutách styku s vodou. Tento parametr je velmi důležitý pro okamžitý záchyt spadlé srážkové vody.

Hodnoty nasákavosti vlivem ostřiku, který simuluje průběh průsaku vody konstrukčním systémem k vrstvám SC během dešťových srážek, jsou v prvních hodinách styku s vodou velmi blízké stanovené nasákavosti ponořením. Tato skutečnost podává obraz o výrazné retenční schopnosti navržených SC při simulované reálné situaci pro účinné zachycování srážkové vody v podkladních vrstvách. Jako přínosné pro navrhované systémy se dále jeví ne příliš vysoké hodnoty kapilárních nasákavostí navržených SC. Ačkoliv je tato hodnota nasákavosti běžně udávaná s jednotkou kg∙m−2, po přepočtu na hmotností procento se jedná pouze o cca 1/3 nasákavosti ponořením po 24 hodinách a po 2 hodinách pouze o 1/5 nasákavosti ponořením za stejný časový úsek. Dosaženou hodnotu kapilární nasákavosti po 24 hodinách lze pak považovat prakticky za konečnou hodnotu dosažitelné kapilární nasákavosti.

Srovnání Nasákavosti Kameniva
Kamenivo Nasákavost po 24 hodinách (přibližně)
Přírodní kamenivo Max. 2,5 %
Liapor Až 30 %

Další Produkty a Služby

Naše portfolium nabízí běžně používané třídy provzdušněných betonů v tekuté konzistenci do třídy C 35/45 XF4 s maximální zrnitostí frakce 16 a 22 mm (Dmax 16mm, Dmax 22mm).

Nabízíme jemnozrnné (nejen pískové) směsi (Dmax 4mm, Dmax 8mm) do třídy MC 30 (min. pevnost v tlaku = 30 MPa).

Dále nabízíme speciální recepturu tekuté konzistence (S4), kde je zvýšený důraz na delší dobu zpracovatelnosti (minimálně 90 min.) a pozvolný náběh hydratace pro eliminaci vzniku pracovní spáry v konstrukci. Konečné (požadované) pevnosti jsou deklarovány po 90 dnech zrání. Maximální zrnitost betonu - Dmax 16 mm.

Jedná se o betony třídy C 20/25, C 25/30 a C 30/37 v konzistenci S3 a S4 určené speciálně pro použití v průmyslových podlahách s hlazením nebo leštěním povrchu. Maximální zrnitosti směsí Dmax 16 mm. Možné přidání ocelových drátků nebo vláken (po dohodě s objednatelem). Speciální složení těchto velmi tekutých betonů snižuje náklady při ukládání do konstrukce - beton vyplní všechny části bednění bez použití vibrace. Jeho znivelování je také velmi snadné z důvodu vysoké tekutosti směsi. Minimální třída betonu C 25/30.

Nabízíme také betonové směsi, kde je kladen důraz na co nejnižší mezerovitost. Betony s jedinečným složením vstupních materiálů a se speciálními přísadami, které snižují výskyt otevřených pórů a kapilár. Jedná se o třídy C 20/25 a vyšší. Betony třídy C 25/30 a C 30/37 v tekuté konzistenci S4 s maximálním zrnem Dmax 22mm. Podle požadavků ŘSD jsou betony koncipovány pro použití do „mokrého prostředí“ a pro použití do „suchého prostředí“. Doprava automixy, čerpadly.

K našim výrobkům nabízíme související služby naší dopravy pro převoz veškerých námi nabízených betonů, cementových potěrů a zpevněných směsí. Transport materiálů je zajišťován především silniční nákladní dopravou. Kamenivo je přepravováno sklopnými návěsy nebo auty s vlekem. Následně je expedováno z jednotlivých kamenolomů a pískoven. Kromě automobilové nákladní dopravy disponují některé naše provozovny také železniční vlečkou.

Vyrábíme široké spektrum frakcí kameniva, štěrku a písku použitelného ve všech oblastech stavebního průmyslu. Nabídka kameniva je velmi rozmanitá a flexibilní. Všechny výrobky odpovídají požadavkům evropských norem. Jedná se zejména o kvalitní frakce pro použití do betonu, železobetonu, předepjatých betonů, prefabrikovaných dílců, vodostavebního betonu, cementobetonových krytů vozovek atd. Široký sortiment štěrku, písku a drtí pokrývá potřeby zákazníků z oblasti stavby silnic, železnic, dálnic a dalších stavebních prací.

tags: #kamenivo #zpevnene #cementem #přehled

Oblíbené příspěvky: