Mechanicky Zhutněné Kamenivo: Složení, Vlastnosti a Použití

Mechanicky zpevněné kamenivo, známé také jako „MZK“ nebo „Mlat“, představuje klíčový materiál v oblasti pozemních komunikací a inženýrských staveb. Používá se především v podkladních vrstvách. Tento materiál se stává stále oblíbenějším díky svým specifickým vlastnostem a širokému spektru využití.

Co je 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 tedy směs drceného kameniva o zrnitosti od 0 mm do 32 mm (někdy až 45 mm).

MZK - mechanicky zpevněné kamenivo (minerální beton) je určeno jako spodní nebo horní podkladní vrstva vozovek v závislosti na třídě dopravního zatížení. Je tvořeno vrstvou vytvořenou ze směsi nejméně dvou frakcí přírodního nebo umělého kameniva, vyrobené v míchacím centru, rozprostřené a zhutněné za podmínek zajišťujících maximální dosažitelnou únosnost.

Větší zrna musí v nestmelené vrstvě vytvořit pevnou kostru. Kamenivo je určeno pro inženýrské stavby a stavby pozemních komunikací podle ČSN EN 13242 a do směsí kameniva pro stavby vozovek, použitelných i pro nejnáročnější komunikace.

Složení a vlastnosti MZK

Vlastnosti povrchu komunikací z MZK se odvíjejí od poměru smíchání jednotlivých zrn kameniva a jejich velikostí. Dále od chemických vlastností horniny, z které je kamenivo vyrobeno. A v neposlední řadě od míry zhutnění a technologie pokládky zejména povrchové vrstvy.

Čtěte také: Co jsou desky P3 a kde se používají?

Pro správnou charakteristiku kameniva použitého na tyto komunikace je třeba, aby mělo složení velikosti zrn v zelené zóně grafu. Doplňující složka kameniva pro povrchové vrstvy z písčitých a prachových zrn by měla být do 20 % hmotnostního podílu. Nosnou konstrukci tvoří větší drcená zrna, prachová a písčitá zrna tvoří pouze výplň mezi nimi. V grafu jsou v levé části uvedeny křivky zrnitosti zemin, které jsou pro náš účel nevhodné (platí to i pro konstrukční kamenivo). Jsou to zeminy s převažujícími prachovými a písčitými zrny.

Základním předpokladem pevnosti a trvanlivosti takové vrstvy je zaklínění jednotlivých zrn mezi sebou a maximální vyplnění všech mezer jemným kamenivem. Vrstva by měla být pokud možno bez vzduchových mezer. Jemných zrn musí být právě tolik, aby se pouze vyplnily mezery. Pokud jich bude více, budou se jemné částice rozplavovat a způsobí blátivost povrchu. Menší objem jemných zrn znamená hrubší, nekomfortní povrch s rizikem „vylamování“ jednotlivých zrn z povrchu, ale s dobrou propustností srážek. Naopak vyšší obsah jemných zrn znamená riziko blátivosti povrchu a horší propustnost vrstev.

Ke zpevnění dojde částečně i chemickou reakcí prachových částic drceného kameniva s vodou, které se chovají podobně jako hydraulická pojiva (minerálbeton).

Frakce mechanicky zpevněného kameniva

Tyto typy materiálů umíme nabídnout nejen ve frakcích 0-8, 0-16, 0-22, ale i ve frakci 0-32 dle požadavků ŘSD. Každá taková záměs je specifikovaná recepturami, které nám pomáhala vyvíjet nejen vysoká škola, ale i externí laboratoře.

Výroba MZK

Míchací zařízení pro výrobu mechanicky zpevněného kameniva (MZK) míchá v určitém poměru podle předem navolených receptur různé frakce přírodního nebo umělého kameniva a dodává směsi optimální vlhkost. Výrobní řada míchacích zařízení společnosti Strojírny Podzimek vychází z požadavků zákazníků a pokrývá výkonový rozsah od 100 t/hod do 350 t/hod vyrobeného MZK na výstupu. Vstupem jsou dvě až čtyři vstupní násypky pro navážení materiálu pomocí nakladače.

Čtěte také: WPC - podrobný rozbor

V případě umístění linky přímo ve výrobně kameniva (pískovna, kamenolom), je možné plnění vstupních násypek i pomocí pásových dopravníků. Každá z násypek má vlastní pásový podavač s pásovou váhou, který umožňuje přesnou automatickou regulaci množství vstupních materiálů konečné směsi. Sběrným pásovým dopravníkem jde materiál do průběžného míchacího jádra, kde dojde k optimální homogenizaci směsi a k jejímu optimálnímu vlhčení.

Výsledná směs je expedičním pásem sypána do expedičního zásobníku, který je umístěn buď přímo na pásu, nebo na separátní konstrukci. Ze zásobníku je směs sypána na expediční auta. Výsyp je prováděn dávkově, aby nedošlo ke gravitačnímu vytřídění konečné směsi na korbě auta.

Míchací zařízení pro výrobu MZK společnosti Strojírny Podzimek jsou navržena jako semimobilní. Umožňují přemístění a zprovoznění přímo v místě použití (na stavbě), nebo v místě surovinové základny (kamenolom, pískovna). Pro vlastní instalaci zařízení není potřeba budovat pevné základy, postačí rovná zpevněná plocha s únosností pro průjezd nákladního vozidla. V místě usazení jednotlivých zařízení je plocha osazena silničními panely. Vlastní zařízení je možno stavebnicově poskládat v několika konfiguračních variantách dle rozmístění obslužných a přístupových komunikací a míst pro dočasné deponie vstupních materiálů v konkrétní lokalitě.

Řídicí systém zařízení MZK je od základu vyvinut firmou Engas s.r.o, se kterou společnost Strojírny Podzimek v této oblasti dlouhodobě spolupracuje. Celý systém je postaven na ověřených a spolehlivých komponentech. Zařízení je monitorováno a ovládáno automatickým řídicím systémem s možností tvorby a výběru receptur. Volba a výběr receptur se provádí pomocí panelu operátora z prostoru velínu. Po nastavení receptury a spuštění zařízení, již vše funguje automaticky. V případě potřeby řídicí systém upozorní obsluhu na možný problém a zabrání tak výrobě nekvalitního produktu.

Pro automatický provoz linky jsou zde ještě další zařízení. Místnost velínu, odkud je možno ovládat chod linky je umístěna v prefabrikované buňce. Součástí buňky může být i vybavení laboratoře pro možnost vlastních rozborů vlastností vstupních materiálů i výstupních směsí. Pokud není v místě nasazení linky nezávislý zdroj vody, je součástí dodávky i samostatný zásobník technologické vody. Vodu je třeba doplňovat do zásobníku z externích zdrojů. Míchací zařízení mechanicky zpevněného kameniva společnosti Strojírny Podzimek splňují všechny kvalitativní požadavky, spokojenost stávajících zákazníků je toho přímým důkazem. Variabilita zařízení umožňuje splnit jak specifické požadavky zákazníka, tak i specifické požadavky vzhledem k místu nasazení. Semimobilita zařízení umožňuje nasazení přímo v místě spotřeby výsledného produktu nebo v místě surovinové základny a tím optimalizuje přepravní náklady.

Čtěte také: Jak dřevovláknité desky přispívají k udržitelnosti?

Použití mechanicky zpevněného kameniva

Mechanicky zpevněné kamenivo je určeno jako spodní nebo horní podkladní vrstva vozovek, odstavných letištních či parkovacích ploch, ramp, nájezdů.

Dobrá práce se srážkovou vodou a mělkou podzemní vodou je jedním z hlavních faktorů pro trvanlivost a řádnou funkci těchto konstrukcí. Tyto typy komunikací se nehodí pro větší zátěže a vyšší pojezdové rychlosti. Naopak jejich použití pro místní obslužné komunikace, zpevněné povrchy odstavných ploch a parkové komunikace, jsou velmi žádoucí. Základem je nosná konstrukce, která je stejně jako u ostatních komunikací tvořena drceným kamenivem složeným z vybraných frakcí a tlouštěk vrstev odpovídajících velikosti dopravního zatížení.

Nosné konstrukce (spodní vrstvy) komunikací a veřejných prostranství z mlatových a MZK povrchů by neměly být podceňovány. Především z hlediska výběru materiálu konstrukce jednotlivých vrstev a jejich zpracování. I tyto „přírodní“ komunikace a prostranství slouží svému účelu, kterým je hlavně pěší a automobilová doprava, a měly by snést předpokládané dopravní zatížení pokud možno bez poruch.

Kopané štěrkopísky nejsou pro účel nosných vrstev vozovek vhodné. Zejména prané štěrkopísky těžené z říčních usazenin mají kulatá zrna a nejdou řádně zhutnit. Kulatá zrna se mezi sebou nezaklíní, ale kloužou po sobě navzájem a nepomůže ani vibrační hutnění. Neprané kopané štěrkopísky díky jemným částicím zhutnit jdou, ale nedrénují vodu s dostatečnou rychlostí, zvodňují se. A navíc se jemné částice snadno vyplavují vodou. Pro nosné vrstvy komunikací a zpevněných ploch je při volbě materiálů a jejich struktury třeba mít na paměti dobrý odvod prosakující srážkové vody mimo nosnou konstrukci. Stejně tak je třeba ověřit, zda se v řešeném místě v určitých ročních obdobích nezvedá mělký horizont podzemní vody a nezavodňuje konstrukci. Povrch podkladu - zemní pláň rostlého nebo nasypaného zemního tělesa, musí být dobře odvodněná. Je pro ni normově předepsaný příčný sklon 3 %.

Hutnění MZK

Při hutnění je také důležitá i vlhkost zpracovávaného materiálu. Optimální vlhkost pro maximální zhutnění je cca 7 až 10 % hmotnostního podílu vlhkosti pokládaného materiálu. Příliš suchý nebo naopak příliš mokrý materiál nelze optimálně zhutnit, to jest vytlačit maximální objem vzduchu.

Nosná konstrukce by měla být zhutněna na úroveň modulu přetvárnosti 80 MPa, resp. Pro plochy využívané výhradně chodci platí stejné parametry zemní pláně na předepsané moduly přetvárnosti. Tloušťka nosné vrstvy je 150 mm drceného kameniva frakce 0/32 mm, v případě menší únosnosti zemní pláně zesílená opět o 50 mm. A opět v případě potřeby dobrého drénování vody použijeme frakci 32/63 mm. Na tento podklad pak položíme 50 mm tlustou vrstvu drceného kameniva frakce 0/32 mm. Nosná konstrukce se opět hutní na úroveň modulu přetvárnosti 70 MPa, resp. Jaké stroje lze použít pro hutnění výkopů: Nesené desky, pěchy, příkopové válce.

Často se lze při výskytu rozblácené zemní pláně setkat s doporučením pláň překrýt geotextilií. Je to nesprávný postup, vhodný pouze pro provizorní řešení. Geotextilie zachytává jemná zrna zemin a kameniva, které se na ní usazují. Dochází tak k postupnému ucpání mezer v geotextilii a ta se postupně stává vodě nepropustnou. Následné hromadění vody v konstrukci je nežádoucí! Zemní pláň pod nosnou konstrukcí by měla mít modul přetvárnosti Edef,2 > 45 MPa (výjimečně > 30 MPa). Těchto hodnot únosnosti u nesprávně odvodněné pláně nebo pláně z nevhodného materiálu nikdy nedocílíte. Materiál zemní pláně je v tomto případě třeba upravit stabilizací nebo výměnou materiálu.

Srovnání s mlatovými a kalenými povrchy

Všechny tři vyjmenované druhy povrchů komunikací a zpevněných ploch mají stejný nebo velmi podobný konstrukční základ, kterým je drcené lomové kamenivo, popřípadě kopané kamenivo. Liší se technologickým postupem a skladbou vrstev, do kterého bylo v minulosti zapojeno hlavně ruční zpracování, které dnes nahradilo strojní zpracování. Jak ve výrobě kameniva, tak při pokládce a hutnění. Podívejme se na tuto trojici podrobněji.

Mlatové povrchy

Mlatové povrchy byly v minulosti nejrozšířenější zpevněné povrchy pro cesty a prostranství a byly realizovány s velkým podílem ruční práce. Postupně byly s nástupem strojního (průmyslového) zpracování drceného kameniva nahrazovány mechanicky zpevněným kamenivem (MZK), což je zjednodušeně řečeno drcené kamenivo obsahující i velmi jemné prachové a písčité frakce. Použitím různých zpevňujících aditiv do svrchní vrstvy komunikace svým charakterem oscilují mezi mlatovými povrchy a MZK.

Traduje se, že svůj název získaly od mlatů, na kterých se cepy mlátilo obilí. Mlaty byly tvořeny kamenivem stmeleným hlínou s organickými příměsmi (např. řezankou ze slámy). Jelikož byly mlaty chráněny střechou stodoly před srážkovou vodou, byly poměrně trvanlivé. Každoroční údržba a doplňování povrchu mlatu byla běžná.

Velikou nevýhodou takto zpevněných povrchů je jejich prašnost a při déletrvajících deštích i blátivost. Při postupném ekonomickém růstu společnosti byly proto mlatové povrchy, vzhledem k negativním vlastnostem povrchu zejména v zimním období, v minulosti nahrazovány dražšími povrchy - kamennými dlažbami, litými asfalty, balenými asfaltovými směsmi a dalšími novodobými materiály. Pravdou zůstává, že mlatové a MZK povrchy jsou velmi přívětivé k životnímu prostředí a poslední dobou prožívají renesanci. Než nastalo období „pneumatik“, byla podstatná i jejich další nesporná výhoda, kterou je malý hluk od provozu.

V dnešní době je přijatelný způsob vytvoření mlatového povrchu použitím povrchové 40 mm tlusté vrstvy s příměsí zahliněných nebo zajílovaných písků (do 20 % hmotnostního podílu) do drceného nebo kopaného kameniva frakce 0/16 mm. Tloušťka jednotlivé vrstvy by se měla rovnat maximálně 1,5násobku velikosti největšího zrna. Hlína a jíly v písku obsažené vyplní mezery mezi zrny kameniva a vytvoří tak ucelený povrch. Vyšší podíl jemných zrn má rozhodující vliv na vytvoření kompaktního a dobře vypadajícího povrchu. Při překročení určité hranice podílu jemných zrn (cca 20 % hmotnostního podílu) však dojde k prudkému zhoršení soudržnosti a únosnosti vrstvy.

Jak již bylo napsáno, na komfortní kompatibilitu povrchu mlatové vrstvy mají vliv velmi jemné částice - jílové materiály. Ty se vyskytují ve dvou základních formách - dispergované a nedispergované. Dispergované jíly jsou za vlhka nestabilní a nedispegrované, díky elektrostatickým vazbám dvoumocných kationtů Ca2+ a Mg2+, stabilní jsou. Nejsou to vazby chemické, ale vazby ovlivňují iontové náboje v jemných částicích. Ty mohou být při větším zvodnění vyplavovány. V případě použití vápencových prosívek v povrchových vrstvách dochází k doplňování uvedených dvoumocných kationtů a udržení stability jemných částic. Pro prosívky z bazických hornin toto neplatí. Výběrem základního materiálu horniny, popřípadě příměsmi do této povrchové vrstvy můžeme docílit i různých barevností povrchů. Nejčastěji okrové, šedé, růžovošedé, bělavé až bílé, červené apod.

V současnosti jsou mlatové povrchy realizovány především od dvou specializujících se výrobců. Společnost TEGRA vyrábí materiály pod obchodními názvy Plazadur, Kreskalit, Bergolit, Hydralit, jejichž konkrétní vlastnosti jsou modifikovány pro konkrétní podmínky užití. Tato společnost vyrábí také zpevňující přísadu - aktivní Copolymer, který se s dávkováním 5 až 7 kg/tunu promísí se základním materiálem obrusné vrstvy. Polymer zajistí dobrou soudržnost a větší odolnost mlatového povrchu. Technologii hutnění po rozprostření vrstvy mlatu je třeba vyzkoušet. V některých případech je třeba omezit či vypnout vibrační hutnění, jelikož je pak vrstva příliš kompaktní a nepropouští vodu. Společnost PARKDECOR má také své, již namíchané materiály, které mají žádoucí vlastnosti mlatových povrchů.

Stejně jako u MZK je třeba nejprve položit nosnou vrstvu komunikace. Ta je tvořena drceným kamenivem. Pro občasné přejezdy vozidel by měla mít nosná konstrukce tloušťku 200 mm z kameniva frakce 16/63 mm. Použití jemnějších frakcí se vzhledem k požadavku dobré propustnosti pro vodu nedoporučuje. Pokud má zemní pláň modul přetvárnosti pouze 30 MPa, je třeba tloušťku této vrstvy zesílit o 50 mm. Pro plochy využívané výhradně chodci platí stejné parametry zemní pláně na předepsané moduly přetvárnosti. Nosná konstrukce se použije stejná jako u předchozích povrchů.

Nelze však zabránit každoročnímu vymývání jemných částic z povrchu, který je třeba doplňovat a hutnit. Také mrazy ve spojení se srážkami v zimním období povrchové vrstvy částečně nakypří.

Kalené povrchy

Poslední povrchová 50mm vrstva je provedena z drceného kameniva frakce 8/16 mm. Tato vrstva se po zhutnění proleje „kalem“ tvořeným pískem, jílem a hydraulickým pojivem tak, aby vyplnil mezery v kamenivu. Vyplň mezi jednotlivými zrny by neměla překrývat kamenivo větší vrstvou. Pouze tak, aby povrch dostal kompaktní vzhled. Dříve se kal zapravoval do povrchu březovými košťaty. Finální povrch tvořil tenký posyp pískem. Dnes se kalené povrchy pro svou velkou pracnost a velký podíl ruční práce staví výjimečně.

Odvodnění povrchů

I když jsou mnohdy uváděny větší přípustné spády, je dobré udržovat podélné spády do 5 %. Srážková voda se při těchto spádech odvádí příčnými šikmými rýhami (svodnicemi). Šikmými k ose komunikace pro komfortnější přejezd koly uživatelů. Svodnice se pokládají především z dvojice kulatin spojených malými skobami (kramlemi). Další často užívanou variantou jsou ocelové profily tvaru „U“ nebo svařená dvojice úhelníků. Další možností je použití železobetonových prefabrikátů s drážkou pro odvod vody. Voda se svodnicemi odvádí za krajnici komunikace, kde se nechá vsáknout do terénu, případně do štěrkového tamponu, nebo je odvedena do odvodňovacího systému. Příčné spády komunikací a ploch se volí nejčastěji střechovité o velikosti 1,5 až 2 %.

Pro občasné přejezdy vozidel by měla mít nosná konstrukce tloušťku 200 mm z kameniva frakce 0/63 mm, v případě potřeby dobrého drénování vody frakce 32/63 mm. Pokud má zemní pláň modul přetvárnosti pouze 30 MPa, je třeba tloušťku této vrstvy zesílit o 50 mm. Na podklad je třeba položit 50 mm tlustou vrstvu drceného kameniva frakce 0/32 mm.

Přehled povrchů a jejich vlastností

tags: #slozeni #mechanicky #zhutněné #kamenivo #vlastnosti #použití

Oblíbené příspěvky:

• stabilita a estetika zahrady
• Co dělat, když voda protéká pod dlažbu?
• Prodej truhlářských nástrojů v Blansku
• využití betonových panelů
• Elegance a odolnost v kuchyni