Kruszywa

Artykuł na: 6-9 minut

Stan surowy zamknięty

Kruszywo jest to materiał sypki, który w budownictwie stosuje się do produkcji zapraw i betonów, wytwarzania elementów ściennych i stropowych oraz jako podsypki wyrównujące i izolacyjne.

Ze względu na pochodzenie kruszywa dzielimy na:

mineralne – otrzymywane z występujących w przyrodzie skał, które są poddane co najwyżej obróbce mechanicznej,

sztuczne – otrzymywane z surowców mineralnych lub organicznych, a także z odpadów przemysłowych poddanych obróbce termicznej i mechanicznej.

Jak składowanie i zanieczyszczenia wpływają na jakość kruszywa?

Nieodzownym warunkiem składowania kruszyw jest zabezpieczenie ich przed zanieczyszczeniem gliną, gruzem itp. Istotne jest również dokładne rozdzielenie frakcji na składowisku i uniknięcie możliwości zawilgocenia opadami atmosferycznymi. Wilgotność kruszywa ma bowiem znaczący wpływ na proces dozowania wody do mieszanki betonowej. O jakości kruszywa, używanego zwłaszcza do przygotowania betonu i zaprawy, decyduje również stopień jego zanieczyszczenia materiałem organicznym (korzenie, resztki roślinne, ziemia, torf) oraz drobnymi cząsteczkami mineralnymi w postaci pyłów, bryłek gliny. Dlatego do przygotowania takich mieszanek należy używać kruszyw płukanych w sposób naturalny (z rzek, strumieni) lub oczyszczonych w zakładach przeróbki kruszywa.

Kruszywa mineralne

Kruszywa mineralne dzielimy według następujących trzech kryteriów:

1. Ze względu na rodzaj surowca skalnego i sposób uzyskania:

kruszywa niekruszone, wydobywane jako gotowe do wykorzystania (np. piasek rzeczny, pospółka) lub poddawane płukaniu i frakcjonowaniu w celu usunięcia pyłów i cząstek organicznych oraz uzyskania kruszywa o określonej wielkości ziaren;
kruszywa łamane, uzyskane przez mechaniczne rozdrobnienie skał litych: granitów, sjenitów, dolomitów, wapieni, marmurów, piaskowców, w wyniku czego uzyskuje się kruszywa o różnej granulacji w formie mączki, tłucznia, kamienia łamanego, grysu, mieszanki kruszyw frakcjonowanych lub niefrakcjonowanych;

Piasek to kruszywo naturalne o wielkości ziaren do 2 mm.

Żwir to kruszywo naturalne o wielkości ziaren 2-63 mm.

Pospółka jest kruszywem naturalnym pozyskiwanym bezpośrednio z wyrobisk, stanowiącym naturalną mieszaninę piasku oraz żwiru o wielkości ziaren do 16 mm.
Otoczaki to kruszywo naturalne o wielkości ziaren 63-250 mm.

Uziarnienie kruszywa – zawartość poszczególnych frakcji określona w procentach.

2. Ze względu na uziarnienie:

kruszywo drobne – o średnicy ziaren do 2 mm,
kruszywo średnie – o średnicy ziaren 2-63 mm,
kruszywo grube – o średnicy ziaren powyżej 63 mm,

Frakcja kruszywa – zbiór ziaren o wymiarach ograniczonych dwoma kolejnymi sitami o określonej wielkości kwadratowych oczek; na przykład frakcja 4-8 oznacza ziarna, które przechodzą przez sito o wielkości oczek 8 mm i zatrzymują się na sicie o wielkości oczek 4 mm.

Jakie są zastosowania kruszyw drobnych, średnich i grubych?

kruszywa drobne (o wielkości ziaren do 2 mm – piasek, mączka) – wykorzystywane są głównie do sporządzania zapraw murarskich i tynkarskich, podsypek wyrównujących na twardych podłożach oraz jako składnik wypełniający przestrzenie między grubszym kruszywem w mieszankach betonowych;
kruszywa średnie (o wielkości ziaren 2-63 mm – żwir, tłuczeń) – są podstawowym składnikiem mieszanek betonowych oraz służą do wyrównywania i utwardzania podłoży na gruncie;
kruszywa grube (o wielkości ziaren powyżej 63 mm – otoczaki, kamień łamany) – wykorzystuje się do utwardzania gruntu, budowy murów, jako uzupełnienie mieszanki betonowej w tzw. betonach rodzynkowych.

3. Ze względu na gęstość objętościową:

kruszywo ciężkie – o gęstości większej od 3000 kg/m³,
kruszywo zwykłe – o gęstości 1800-3000 kg/m³,
kruszywo lekkie – o gęstości mniejszej od 1800 kg/m³.

Gęstość objętościowa – stosunek masy materiału do jego objętości.

Kruszywa sztuczne

Kruszywa sztuczne wykorzystywane są głównie do produkcji betonów lekkich, ciepłochronnych zapraw oraz podsypek do izolacji termicznej. Kruszywa te mogą być pochodzenia mineralnego, organicznego lub z odpadów przemysłowych.

Kruszywa sztuczne mineralne

Keramzyt jest najczęściej stosowanym lekkim kruszywem sztucznym. Podstawowym surowcem do jego produkcji jest glina, którą po okresie dojrzewania poddaje się mechanicznemu uplastycznieniu i rozdrobnieniu. Otrzymane w ten sposób granulki wypala się w piecach obrotowych w temperaturze 1200°C. Podczas procesu wypalania granulki kilkakrotnie zwiększają swoją objętość, tworząc lekkie kruszywo o strukturze porowatej. Ziarna są kuliste lub owalne. Tak powstały surowiec poddaje się segregacji na określone frakcje (10-20 mm, 4-10 mm, 2-4 mm oraz 0-2 mm) na sitach mechanicznych.

W zależności od frakcji 1 m³ keramzytu waży od 350 do 500 kg.

Jakie są możliwości i sposoby zastosowania keramzytu?

Najczęściej keramzyt stosowany jest jako izolacja cieplna. Można nim izolować stropy, stropodachy wentylowane i niewentylowane, „dachy zielone”, sklepienia, ściany fundamentowe i piwniczne, podłogi układane na gruncie, kanały instalacyjne.
Jest odpowiednim materiałem do ocieplania istniejących stropów i podłóg drewnianych, z jakimi często mamy do czynienia w obiektach zabytkowych. Tradycyjny drewniany strop belkowy z podłogą z desek był zazwyczaj izolowany polepą – mieszaniną gliny, sieczki i wapna, umieszczoną w przestrzeni pomiędzy belkami nośnymi. W trakcie renowacji stropu można dokonać wymiany polepy na warstwę keramzytu.
Keramzyt może być stosowany do wykonywania elementów konstrukcyjnych z lekkiego betonu (zwanego popularnie keramzytobetonem) – bloczki do wznoszenia ścian nośnych i działowych, pustaki stropowe i wentylacyjne, nadproża.

Glinoporyt otrzymuje się przez spiekanie surowców ilastych (lessy, gliny, iły) z dodatkiem materiałów ulegających spaleniu podczas procesu spiekania. Wypalony surowiec podlega następnie pokruszeniu i frakcjonowaniu.

Perlit – to kruszywo pozyskiwane w wyniku wyżarzania surowców pochodzenia wulkanicznego, w wyniku czego następuje ponad 20-krotne zwiększenie objętości. Materiał ten cechuje się bardzo dobrymi własnościami ciepłochronnymi.

Wermikulit – podobnie jak perlit – jest to minerał znacznie zwiększający swoją objętość podczas procesu wyżarzania.

Kruszywa sztuczne z odpadów przemysłowych

Jest wiele rodzajów takich kruszyw, do najczęściej stosowanych należą:

żużel paleniskowy – to materiał odpadowy z kotłowni opalanych węglem. Jako kruszywo wykorzystywany jest w postaci nieprzetworzonej po dłuższym składowaniu na hałdzie lub poddany rozdrobnieniu i przesiewaniu;
żużel granulowany otrzymuje się przez szybkie schłodzenie płynnego żużla wielkopiecowego. Jest materiałem ziarnistym, porowatym, o szklistej strukturze;
popiół lotny powstaje przez spalenie zmielonego węgla kamiennego w paleniskach elektrowni, a następnie wychwycenie produktów spalania z gazów spalinowych przy pomocy elektrofiltrów.

Kruszywa (wypełniacze) sztuczne organiczne

Ze względu na swoje własności i pochodzenie materiały te należy nazywać raczej wypełniaczami niż kruszywami choć pełnią podobną rolę jak surowce mineralne wykorzystywane przy produkcji zapraw i betonów. Do najczęściej wykorzystywanych wypełniaczy należą odpady drzewne w postaci mineralizowanych zrębków i wiórów, a także granulowany styropian lub impregnowana celuloza. Materiały te mają za zadanie przede wszystkim poprawienie izolacyjności cieplnej wyrobów betonowych, a niekiedy również nadanie im elastyczności np. w wyrobach gipsowo-włóknowych lub w dachowych płytach celulozowo-cementowych.

Zobacz inne tematy z Vademecum

Stan surowy zamknięty