Přírodní kamenivo do betonu: Typy, vlastnosti a použití

Když se řekne beton, jeho kostru tvoří vhodné kamenivo. Mezery, které vzniknou díky kameninovým zrnům, se vyplní cementovou hmotou a jako celek vznikne velmi pevná a tuhá směs. Tato pevnost a tuhost betonu vzniká vzájemným opřením a zaklíněním jednotlivých zrn kameniva. Kameniva se dělí do dvou hlavních kategorií: jemné a hrubé. Jemné kamenivo obsahuje částice menší než 4,75 mm, jako je písek, zatímco hrubé kamenivo obsahuje částice větší než 4,75 mm, jako je štěrk a drcený kámen.

Typy kameniva do betonu

Kameniva jsou anorganické materiály přírodního nebo umělého původu, které se používají ve stavebnictví k výrobě betonu, malt, zdicích prvků nebo jako podsypné vrstvy. Tvoří kostru betonu a až 80 % jeho objemu.

Přírodní kamenivo

Přírodní kamenivo je materiál získaný těžením nebo drcením přírodních hornin. V České republice se těží velké množství ložisek přírodního kameniva. Jedná se především o kamenolomy, kde se získává drcené kamenivo, a štěrkovny a pískovny pro těžené kamenivo.

• Drcené kamenivo: Vyrábí se drcením pevné horniny z masivu a následným tříděním. Využívá se hlavně pro své hranaté zrna, které zajišťují lepší propojení a pevnost v betonu.
• Těžené kamenivo (štěrkopísky): Většinou sedimentárního původu, glacifluviálního (ledovcové), fluviálního (říční) nebo eolického (naváté větrem) původu. Tato surovina je vesměs bez úpravy vhodná do betonů.

Recyklované kamenivo

Kameniva přispívají k udržitelné stavbě začleněním recyklovaných materiálů, jako je drcený beton a recyklovaný asfalt. Tyto recyklovaná kameniva snižují poptávku po přírodních zdrojích, redukují množství odpadu a minimalizují dopad stavebních projektů na životní prostředí. Využití upraveného stavebního a demoličního odpadu jako částečné náhrady za přírodní kamenivo šetří nejen přírodní zdroje, ale zároveň přispívá ke snížení množství stavebního odpadu na skládkách. Motivací pro použití recyklovaného kameniva však nejsou jen tyto uváděné výhody korespondující s cíli udržitelné výstavby, ale i jeho cena a dostupnost, která je v mnoha státech příznivější, než je tomu u kameniva přírodního. Nejproblematičtější vlastností se jeví nasákavost, která pro jemné kamenivo dosahuje až desetinásobných hodnot oproti přírodnímu kamenivu, proto se jeví jako výhodnější používat hrubší frakce recyklovaného kameniva. Použití drobného recyklovaného kameniva (fRA) (< 4 mm) v betonu s sebou nese ještě více komplikací v porovnání s hrubým recyklovaným kamenivem, a to především proto, že zatím nebyla jednoznačně vyvinuta metodika pro měření nasákavosti drobného recyklovaného kameniva a zároveň není známa jeho absorpční kapacita během míchání. To způsobuje nejistotu při stanovení skutečného efektivního vodního součinitele.

Umělé kamenivo

Umělé kamenivo je průmyslově vyráběné kamenivo. Mezi umělá kameniva patří například vysokopecní struska nebo Liapor.

Čtěte také: Lamino Dub Přírodní od EGGER

• Vysokopecní struska: Vzniká jako vedlejší produkt při výrobě surového železa. Lze ji buď pomalu chladit na vzduchu a následně drtit a třídit na struskové kamenivo, nebo rychle ochladit vodou, čímž vzniká granulovaná vysokopecní struska, která se využívá jako příměs do cementů nebo betonů.
• Liapor (dříve Keramzit): Jedná se o lehké keramické kamenivo s hmotností do 1200 kg·m^-3, které se vyrábí tepelnou expandací tzv. cyprisových jílů. Vznikají lehké keramické kuličky - perly, které se následně třídí na jednotlivé frakce. Liapor má výrazně nižší objemovou hmotnost (400-800 kg/m³) a nasákavost (15-20 %) než běžné kamenivo.

Vlastnosti kameniva a jejich vliv na beton

Kvalita a vlastnosti kameniva mají zásadní vliv na vlastnosti čerstvého i ztvrdlého betonu. Tyto vlastnosti jsou dány především původem kameniva, tj. typem horniny, a následným zpracováním. Minerální složení určuje klíčové vlastnosti, jako je pevnost, trvanlivost a odolnost proti povětrnostním vlivům. Například vápencové kamenivo bohaté na uhličitan vápenatý je odolné a všestranné, ale může reagovat s kyselými prostředími.

Geometrické vlastnosti

• Tvar zrna: Tvar kameniva (hranatý, zaoblený nebo nepravidelný) ovlivňuje zpracovatelnost a pevnost betonu nebo asfaltu. Hranatá kameniva zajišťují lepší propojení a pevnost v betonu, díky čemuž jsou ideální pro aplikace s vysokým zatížením. Zaoblená zrna se lépe zpracovávají.
• Zrnitost: Kamenivo se těží a následně třídí do frakcí pomocí sít s různou velikostí ok. Zrnitostní křivka je rozhodující pro dosažení požadované konzistence a pevnosti betonu. Optimální složení štěrku pro beton se obvykle počítá jako kamenná směs obsahující 35 až 40 % písku a 65 až 60 % štěrku, který má co největší zrno.

Fyzikální vlastnosti

• Objemová hmotnost: Je jednou ze základních fyzikálních vlastností kameniva. Objemová hmotnost betonů s drobným recyklovaným kamenivem vykazovala mírný pokles v porovnání s referenční variantou.
• Nasákavost: Nasákavost je míra absorpce vody kamenivem. Běžné přírodní kamenivo má nasákavost menší než 1 %, u některých typů vápenců může však nasákavost dosáhnout až 4 %. Recyklované kamenivo dosahuje vyšších hodnot nasákavosti, a to z důvodu vyšší pórovitosti, která je způsobena hlavně cementovým tmelem na povrchu kameniva, dalšími druhy hmot obsaženými v recyklátu a také nasákavostí původního kameniva, jehož zdroj není znám.
• Odolnost proti drcení a otěru: Tyto vlastnosti jsou důležité pro trvanlivost betonu, zejména u konstrukcí vystavených mechanickému namáhání.
• Mrazuvzdornost: Schopnost kameniva odolávat cyklům zmrazování a rozmrazování bez poškození. Pro dosažení mrazuvzdornosti betonu se používá drcené kamenivo.

Chemické vlastnosti

• Obsah škodlivých příměsí: Kamenivo nesmí obsahovat příliš mnoho jílových částic, organických látek nebo reaktivních složek, které by mohly negativně ovlivnit hydrataci cementu nebo trvanlivost betonu. Například těžební písek, zejména ten z malých lomů, může být kontaminován jílem. V této souvislosti se hovoří o ostrosti kameniva, která je daná podílem jílu. Čím méně je kamenivo obaleno jílem, tím je ostřejší a beton lépe drží.

Použití kameniva v betonu

Kamenivo je klíčovou složkou betonu, která ovlivňuje jeho pevnost, trvanlivost a zpracovatelnost. Pro různé aplikace se používají různé typy a frakce kameniva.

Složení betonu

Hlavními složkami betonu jsou cement, voda a písek nebo štěrk. Správný poměr jednotlivých přísad je rozhodující. Pro většinu zahradních projektů, jako jsou základy pro terasu, stačí třída pevnosti C12/15. Jedna jednotka cementu se rovná čtyřem jednotkám písku. Voda se následně přidá podle potřeby. Množství vody určuje pozdější konzistenci betonu. S větším množstvím vody bude směs kašovitější a základy se tak budou snáze zalévat. Méně vody vytváří vlhký beton, který se lépe nanáší třeba na svislou podpěru obrubníku.

Typy betonových směsí

• Beton pro vysoké pevnosti: Vhodný pro vyztužené konstrukce i potěry, jako jsou pilíře, podpěry, balkonové desky, podlahy a další.
• Potěry či „potěrový“ beton: Jemný, méně pevnostní a nekonstrukční, vhodný pro hrubé betony, vytváření betonových mazanin podlah pod dlažbu, koberce a jiné povrchy.
• Rychleschnoucí betony: Využijete tam, kde potřebujete pokračovat ve stavebních pracích bez delších technologických přestávek, ale nemůžete nechat materiál pořádně vyzrát.

Minerální beton

Minerální beton (také mechanicky zpevněné kamenivo nebo MZK) je speciální směs kameniva různých frakcí s přesně definovanou zrnitostní křivkou. Na rozdíl od klasického betonu neobsahuje cement ani jiná hydraulická pojiva - stabilita je dosažena mechanickým zhutněním a přirozenou vazbou mezi částicemi. Využívá se především pro mlatové a parkové cesty, náměstí a pěší zóny, cyklostezky a lesní cesty, parkovací plochy s nižší zátěží a plochy kolem památkově chráněných objektů.

Těžba a zpracování kameniva

Získávání a úprava kameniva je složitý proces, který zahrnuje několik fází.

Čtěte také: Použití dřevěných fošen

Těžba drceného kameniva

Drcené kamenivo se těží povrchovým způsobem v kamenolomech. Hornina je od lomové stěny oddělována pomocí odstřelů. K tomu se používají brizantní trhaviny. Vrtání se provádí jak při patě etáže (tzv. patní vrty), tak v záhlavní části etáže (tzv. záhlavní vrty). Vrty jsou následně nabity trhavinou. Odstřelená hornina, tzv. rozval, je nakládána nakládací soupravou (např. čelními lopatovými nakladači nebo rypadly) na nákladní automobily, tzv. dampry, o nosnosti až 40-60 tun a odvážena na technologické linky.

Těžba těženého kameniva

Štěrkopísky a písky se těží jak pod vodní hladinou (tzv. mokrá těžba), tak na zemském povrchu (tzv. suchá těžba). Mokrá těžba probíhá za pomoci speciálních strojů - drapákových, korečkových nebo sacích bagrů. Surovina je poté dopravována lodí nebo potrubím na břeh vodní plochy. Zde je např. dále upravována (praní, třídění). Při suché těžbě, kdy je hladina vody níže než dno ložiska, může se těžit přímo ze stěny bagrem nebo nakladačem.

Úprava kameniva

Těžené a drcené kamenivo se na úpravárenských linkách drtí a třídí. Drcení probíhá v několika stupních pomocí různých typů drtičů. Mezi nejčastější patří čelisťové drtiče, které drtí horninu tlakem čelisti proti čelisti pevné. Dalšími typy jsou kuželové drtiče, vhodné pro tvrdé a houževnaté suroviny, a odrazové drtiče, které drtí materiál nárazem.

Po drcení následuje třídění na třídičkách, kde se kamenivo rozděluje na jednotlivé frakce podle velikosti zrn. Třídírny jsou často doplněny odhliňovacími třídiči, které z kameniva odstraňují jílové a jiné nežádoucí příměsi. Praní je klíčové pro získání čistého kameniva, zejména u těžených písků a štěrků, které mohou být kontaminovány jílem. Pro přípravu betonové směsi doporučujeme používat pitnou vodu z vodovodu.

Legislativní požadavky a udržitelnost

Platná legislativa upravuje použití tzv. recyklovaného kameniva do betonu a předepisuje jeho vlastnosti. Evropská legislativa definuje vlastnosti recyklovaného kameniva a možnosti jeho použití do betonu v členských státech Evropské unie. V České republice se problematice využití recyklovaného kameniva do betonu věnují normy vycházející z Evropských norem, především ČSN EN 12620+A1, která uvádí seznam zkoušek kameniva do betonu a seznam norem, dle kterých se zkoušky provádějí (jde o stejné zkoušky jako pro kamenivo přírodní). Česká norma [2] povoluje použití jako kameniva do betonu pouze recyklované kamenivo typu 1, a to pro konstrukce, které nemusí odolávat vlivu prostředí (například mráz, chloridy apod.).

Čtěte také: Terasová prkna z modřínu: Využití

Zkoušky kameniva

Zkoušky kameniva jsou rozděleny do tří skupin na zkoušky geometrických, fyzikálních a chemických vlastností.

• Geometrické vlastnosti: Zjišťují se prosévací zkouškou, ze které je možné zjistit nejen čára zrnitosti, ale i podíl jemných částic a modul jemnosti.
• Fyzikální vlastnosti: Mezi fyzikální vlastnosti patří odolnost proti drcení, odolnost proti otěru, mrazuvzdornost, objemová hmotnost a nasákavost.
• Chemické vlastnosti: Složení recyklovaného kameniva se uvažuje jako jedna z chemických vlastností kameniva. Na vzorku se provádí identifikační test, kdy se rozdělí do jednotlivých skupin dle druhů hmoty.

Používání betonových recyklátů pro výrobu betonu, nebo výrobků z něj, je možné hodnotit i z pohledu možných přínosů solidifikačního účinku cementové matrice, to je snížení vyluhovatelnosti škodlivin z betonu s recyklovatelným kamenivem do životního prostředí.

tags: #prirodni #kamenivo #do #betonu #typy #vlastnosti

Oblíbené příspěvky:

• Betonové jímky a septiky Roudnice nad Labem
• kuchyňská deska o šířce 120 cm
• Proč zvolit moderní broušené cihly pro vaši stavbu
• Ochrana podlahy s Force Mat PVC
• vliv kameniva na tepelně izolační vlastnosti staveb