Písky, štěrky a horniny: Komplexní přehled o vlastnostech a využití

Písek, štěrk a horniny tvoří podstatnou součást nezpevněných hornin zemského povrchu a hrají klíčovou roli v mnoha odvětvích, zejména ve stavebnictví a geologii. V oblasti staveb se používá celá řada různých stavebních materiálů. Řada z nich je vyrobena z přírodního materiálu, konkrétně z horniny, jako je písek, štěrk, kačírek a kamenná drť. Zjištění povahy horniny, na které se pozemek a budoucí zahrada nachází, je prvním krokem při zakládání, ať už stavby nebo zahrádky. Její složení a tvrdost ovlivňuje budoucí projekt i způsob výstavby a výsadby.

Charakteristika a třídění hornin

Horniny se dělí do 7 základních tříd podle obtížnosti jejich rozpojování a odebírání. Tato klasifikace se zakládá na odolnosti horniny vůči působení nástroje, kterým se oddělují její části, a na způsobu rozpojení, podle něhož se horniny začleňují do tříd. Zaznamenání tříd těžitelnosti je klíčové v závěrečných zprávách inženýrskogeologických průzkumů.

Výkonná těžká rypadla dnes dokáží rozpojovat a těžit horniny 1.-4. třídy těžitelnosti. Horniny, které se řadí do 5., 6. nebo 7. třídy, vyžadují již jiné technologie. Rozpojovatelnost hornin je uváděna například s ohledem na rozvolnění šíří do okolí záběru.

Třídy těžitelnosti hornin

  • 1. třída: Písčitý štěrk, jemnozrnný a střednězrnný štěrk, příp. horniny řazené do 1. třídy.
  • 2. třída: Písčitý štěrk, střednězrnný a hrubozrnný štěrk, příp. jako horniny zařazené do 2. třídy. Dále nesoudržné, zařazené do 2. a 3. třídy, spojené soudržným tmelem, který má vlastnosti 3. třídy.
  • 3. třída: Písčitý hrubý štěrk, hrubý štěrk, příp. zeminy, příp. jako horniny zařazené do 3. třídy. Do soudržných zemin 3. třídy spadají jemnozrnné zeminy s pevnou a tvrdou konzistencí, které bývají měkké, ale tuhé.
  • 4. třída: V objemu do 10 % z celkového objemu rozpojované horniny 4. třídy, příp. zařazené do 4. třídy, spojené soudržným tmelem, který má vlastnosti 5. třídy. Sem patří značně rozpukané nesoudržné horniny.
  • 5. třída: Horniny zařazené do 4. třídy, spojené soudržným tmelem, který má vlastnosti 5. třídy, nebo horniny podobného charakteru jako horniny zařazené do 5. třídy. Nesoudržné písčité a štěrkovité zeminy se zrny 100-250 mm do 50% a se zrny nad 250 mm do 10% objemu.
  • 6. třída: Horniny s blokovitou odlučností, do 50% z celkového objemu rozpojované horniny. Nesoudržné zeminy, které jsou písčité a štěrkovité mají zrna 100-250 mm nad 50% a nad 250 mm do 0,1 m3 v objemu 10-50%.
  • 7. třída: Horniny se sloupcovitou nebo podobnou odlučností. Horniny z této třídy již příliš nejsou vhodné pro zakládání zahrad a výsadeb, většinou jsou neúrodné a špatně zpracovatelné.

Frakce kameniva a její význam

Při výběru kameniva se velmi často setkáte s pojmem frakce, který si lze jednoduše charakterizovat jako určitou hrubost konkrétního materiálu. Frakce kameniva je vždy spojena se dvěma čísly, která jsou oddělena lomítkem. Příkladem je frakce 16/32, což znamená drtivo s rozměry mezi 16 až 32 milimetry. Pokud frakce začíná nulou (například 0/16), tak to znamená, že drť není praná, a je v ní tedy i drobný písek.

Tyto frakce jsou nevhodné jako drenážní vrstvy u méně propustného podloží, protože po zhutnění se písek setřese do spodní části. Podkladní vrstva tak má nosnou funkci, ale nikoli drenážní.

Čtěte také: Stavebniny, doprava a recyklace – spolehlivě a efektivně

Skládání vrstev kameniva

Čím vyšší zátěž půjde na zhutnělý štěrkový podklad, tím větší potřebujete frakci. Pro pojízdné cesty autem je třeba pokládat a zhutňovat frakce přibližně 32/63. Na takto velkou drť, byť zhutnělou, nelze však pokládat dlažbu. Je tedy třeba vrstvit různé frakce. Je třeba myslet na to, že frakce se nesmí spojovat. Takže je třeba na sebe spojovat číselně následné frakce - například na 16/32 položit 8/16. Kdybyste položili menší frakci, propadala by frakcí větší, a vy byste měli vysokou spotřebu materiálu.

Hmotnost kameniva

Velkým problémem pro mnoho lidí je odhad toho, kolik bude vážit potřebná drť. Horniny, ze kterých se drtě vyrábí, mají hmotnost přibližně 2,4 tuny na jeden kubík. Jenže drcením se zvyšuje množství mezer mezi kamínky. Čím větší frakce, tím větší mezery a tedy i tím nižší hmotnost na kubík. Zatímco tedy velké frakce mohou vážit kolem 1,2 tuny na kubík, menší frakce už třeba 1,4 tuny. A navíc je tu ještě otázka setřásání, kdy se objemová hmotnost zvyšuje až o 20 %.

Je tedy třeba si vypočítat, kolik budete objemově potřebovat drtě. Do výpočtu ale zahrňte navíc i procento zhutnění (přibližně 15 %) a také malý kousek navíc pro strýčka příhodu.

Typy kameniva a jejich využití

Písek

Písek je obecně označován jako stavební materiál, jelikož se stává důležitou surovinou pro následné vytváření zdicích materiálů, pro namíchání betonu, malty či omítkové směsi. Jedná se o materiál, který je ze všech představovaných nejvíce sypký. Písek tvoří podstatnou součást nezpevněných hornin zemského povrchu. Je složen z úlomků minerálů a hornin, které mají velikost do 2 milimetrů.

Písek má široké využití jak ve stavitelství, tak v průmyslu (filtrace, formy na odlitky, výroba skla a další). Obyčejné pytle s pískem jsou také jedním z nejefektivnějších protipovodňových opatření, protože jsou snadno dostupné a manipulovatelné. Velký význam má rovněž aplikace písku při získávání takzvaného břidličného zemního plynu. Jedná se o novou technologii hydraulického štěpení neboli frakování. Při tomto způsobu těžby se provedou vrty do ložisek černých břidlic, kam se pod tlakem vhání voda s pískem. Horniny díky vysokému tlaku popraskají a do prasklin vnikne písek, jenž je pomáhá udržet otevřené.

Čtěte také: Seznamte se se Stavebninami Davle s.r.o.

Mezi nejhojnější úlomky obsažené v písku patří křemen. Vyskytuje se totiž skoro ve všech horninách, jejichž zvětráváním a rozpadem písek vzniká, a navíc je mechanicky i chemicky velmi odolný.

Geologové umí z písku leccos vyčíst. Někdy jsou v něm úlomky hornin nebo specifických minerálů, podle nichž lze určit, odkud materiál pochází. Velikost, tvar a míra opracování zrn vypovídají o transportu a o prostředí, kde se písek usazoval. Například sedimenty uložené činností ledovců jsou nevytříděné (tvořené různě velkými úlomky) a ostrohranné. Naopak zrna na dolních tocích řek nebo na mořském pobřeží bývají dobře vytříděná a zaoblená - díky dlouhému transportu i dlouhodobému působení vodních proudů. Analýza písku tedy může vědcům poskytnout informace třeba o změnách prostředí a klimatu v minulosti. Zvláštní druh takových ložisek představují roponosné nebo bitumenní písky. Velmi specifickým fenoménem jsou potom takzvané pohyblivé písky, kdy se písek - často ve směsi s jílem a vodou - může chovat jako kapalina. To je nebezpečné, protože se v něm lze například utopit.

Štěrk

Druhým materiálem je takzvaný štěrk, který je podle názvu také poměrně známým materiálem. Pokud se podíváme na rozlišení, opět hraje roli především frakce, od které se odvíjí to, kam tento materiál patří. Nejčastějšími variantami je rozhodně štěrk 8/16, který se nejčastěji využívá v oblasti betonářství, a to jako pojivo do betonu. Používaný je též štěrk s označením 16/32, který už se pro svou velikost více hodí jako materiál podkladový. Tady už můžeme lehce zabrousit i do segmentu drtí, se kterými má štěrk mnoho společného. Usazeniny s převahou větších částic se nazývají štěrk.

Kačírek

Unikátem kačírku je to, že se v podstatě jedná o celkem zajímavou směs kameniva. Když se podíváme na její obsah, tak největší částí tohoto materiálu je klasické kamenivo a menší valouny. Dále mohou být součástí kačírku také klasické drtě. Získává se a tvoří hlavně tříděním říčního písku, ale i využitím odpadů v pískovnách. Pokud jde o nejznámější a nejpoužívanější velikosti, tak se mluví o 2 - 9 cm. Primární využití kačírku je pro stavbu drenáží, vyrovnání různých terénních nerovností, ale uplatnění najde také v zahradách jako dekorace záhonů. Zajímavostí u kačírku je také to, že ho lze pořídit v různých barevných odstínech. Nejznámější je hlavně žlutý, vycházející z barvy písku. Dále má velkou popularitu takzvaný bílo-šedý kačírek. Kulaté oblázky kačírku nikdy dostatečně nezhutníte, proto se pro podkládku nehodí, protože se do sebe kulaté kamínky při hutnění nezaseknou.

Drcené kamenivo (drť)

Klasickou drť můžeme charakterizovat podobně jako štěrk, jelikož má velmi často stejnou podobu i velikost. Od toho se odvíjí i stejné vyžití. Rozdíl je však spojený s postupem získávání. Zatímco štěrk je klasicky získáván podobně jako písek, drť je vytvářena v podstatě mechanicky - drcením. Tedy z velkého kusu horniny se nadrtí menší kusy pro dosažení potřebné frakce. Důvodem výroby drceného kameniva je především to, že množství klasického štěrku není pro účely stavebnictví dostatečné.

Čtěte také: Návod na práci se stěrkou a betonem

Geologické aspekty písků a štěrků

V horní části erozní rokle jsou ve dně rokle odkryty písky a štěrky a jejich kontakt s podložními křídovými pískovci. Štěrkovou akumulaci tvoří 0,7 m mocná poloha písků a štěrků. Štěrkovou frakci tvoří valouny různých hornin velké 1-2 cm a dosahující rozměrů kolem 10 cm. Valouny jsou petromiktní povahy, jsou složeny z křemene, fylitů, granitoidů a svorových rul. V podloží štěrků je eluvium křídových pískovců (0,5 m), pod ním je skalní podloží tvořené kvádrovým křemenným pískovcem, který níže v erozní rokli vystupuje ve skalních stěnách vysokých 10 m. Nadloží štěrků tvoří necelé dva metry mocná poloha hnědošedých, světle šedě páskovaných písčitých hlin se šmouhami písčitého materiálu a s kořínky rostlin. Báze štěrkové akumulace je v nadmořské výšce 392 m a je srovnatelná s výskyty u Radče a u Stéblovic. Jde zřejmě o zbytek meandru, který tu mezi vulkanickými suky Vyskeří a Troskami vyhloubila ve spodním pleistocénu řeka tekoucí od S směrem na Stéblovice a dále k jihu směrem k Labi. Řeka si vyhloubila koryto v měkkých vápnitých jílovcích březenského souvrství (jak je vidět ze sond v okolí lokality a u osady Děčín) až do jejich podloží - pískovců teplického souvrství. Oproti zarovnanému povrchu v miocénu, zachovanému v okolí vulkanických suků, bylo koryto pleistocenní řeky zahloubeno o 30 až 50 m níže. Štěrková poloha je sledovatelná ve stejné úrovni pod horní hranou rokle dále k osadě Děčín a k Drahoňovicím, kde byly štěrky a písky těženy v pískovně, dnes již zcela zašlé. Na pravé straně rokle směrem k Vyskeři štěrková poloha spočívá na vápnitých jílovcích březenského souvrství.

Příklady písků z různých lokalit

  • Sozopol, pobřeží Černého moře v Bulharsku: V tomto písku převažují více nebo méně zaoblené fragmenty vápnitých schránek mořských živočichů (bělavé, červenavé, fialové). V menší míře je zastoupen křemen a úlomky hornin (šedé, okrové). Velmi dobré zaoblení zrn je typické pro příbřežní zónu.
  • Mahambu, Madagaskar: Písek tvoří hlavně zrna křemene (čirá) a živců (bělavá). Přítomny jsou také fragmenty tmavých minerálů a hornin (černé a zelené) - jedná se pravděpodobně o vulkanické produkty.
  • Technický písek, Německo: Je velmi dobře vytříděný a naprosto v něm dominují křemenná zrna. Úlomky hornin (hnědavé) se vyskytují jen zřídka. Zajímavé je využití tohoto písku - používá se ke stanovení podílu sušiny v mléčných výrobcích.
  • Poloostrov Quiberon, Bretaň, Francie: Hrubozrnný písek se skládá převážně z málo opracovaných zrn křemene (bělavá). Hojné jsou úlomky hornin, pravděpodobně rul a křemenců (šedé, okrové).
  • Monument Valley, USA: Písek je poměrně jemnozrnný, velmi dobře vytříděný, složený v naprosté většině ze zrn křemene. Jeho červenavé zbarvení je způsobeno takzvaným pouštním lakem - jde o tenké obálky kolem křemenných zrn tvořené oxidy a hydroxidy železa. To vše ukazuje na transport větrem v suchém polopouštním prostředí.
  • Prerow, Německo: Velmi dobře vytříděný písek s výrazně zaoblenými zrny, převážně křemennými (čirá a bělavá). V menší míře jsou zastoupeny i barevné úlomky hornin a těžkých minerálů.
  • Říční písek: Převážně křemenný písek, málo vytříděný, s málo zaoblenými zrny. Patrná jsou i malá prachovitá a jílovitá zrnka. To je typické pro některé říční písky.
  • Třetihorní moře u Devína: Zdejší písek obsahuje schránky drobných korýšů lasturnatek a zejména početné mořské prvoky - dírkovce, které pomohly určit věk moře a nízký obsah kyslíku na dně. Drobné schránky planktonních dírkovců rodu Globigerina prozrazují dostatek živin.

Zemní práce a základy staveb

Zemní práce, jako jsou dopravní stavby, základy budov, tunely, inženýrské sítě, kanalizace apod., jsou nedílnou součástí stavebních procesů. Zvětšený obsah vody vyžaduje zajištění zmírnění sklonu, například 1:2,00. Potřeba návrh doložit výpočtem stability je vždy nezbytná. Sklon se může upravit tak, aby byl méně strmý, respektive přerušený 0,5m širokými lavičkami. Důležitá je také úprava, která jej chrání proti účinkům podzemní vody a klimatickým vlivům, pokud je výkop otevřen.

Typy zemin pro zemní práce

Horniny se dělí do 7. základních tříd, podle obtížnosti odebírání rozpojování a těžitelnosti:

  • Soudržné zeminy: Jemnozrnné zeminy s měkkou konzistencí. Patří sem také jemnozrnné zeminy s pevnou a tvrdou konzistencí, které bývají měkké, ale tuhé.
  • Nesoudržné zeminy: Zeminy, které mají zrna většinou do 20mm nebo nad 20mm v objemu do 10%. Písčité a štěrkovité zeminy se zrny do 20mm, se zrny 20-50mm nad 10% objemu nebo se zrny nad 50mm do 10% objemu. Dále písčité a štěrkovité zeminy se zrny 100-250 mm do 50% a se zrny nad 250 mm do 10% objemu. Písčité a štěrkovité zeminy mají zrna 100-250 mm nad 50% a nad 250 mm do 0,1 m3 v objemu 10-50%.

Tyto informace jsou klíčové pro správné plánování a provedení zemních prací, stejně jako pro zajištění stability a dlouhodobé funkčnosti stavebních děl.

tags: #pisky #sterky #horniny #informace

Oblíbené příspěvky: