Badanie kruszyw

Kruszywa stanowią główny komponent betonu czy mieszanek mineralno-asfaltowych układanych na drogach. Z nich wykonuje się zaprawy budowlane, kleje wykorzystywane w budownictwie, materiały do produkcji prefabrykatów. Z kruszyw powstają pustaki czy dachówki betonowe.

Warto wymienić również takie zastosowania jak podłoża pod obiekty inżynieryjne, korpusy dróg, wykonywanie odwodnieni i prac melioracyjnych czy izolacje, a także materiał dekoracyjny do wypełniania przestrzeni ogrodowej, utwardzenia podjazdu czy ścieżki ogrodowej.

Rodzaje kruszyw

Dostępnych jest wiele rodzajów kruszyw.

Różnią się przede wszystkim pochodzeniem:

• kruszywa naturalne
• kruszywa sztuczne

stopniem rozdrobnienia:

• kruszywa łamane – poddawane mechanicznemu rozdrobnieniu skał
• kruszywa niekruszone

rozmiarem:

• kruszywa drobne
• kruszywa grube
• kruszywa o ciągłym uziarnieniu
• kruszywa „wypełniacze”
• kruszywa naturalne

gęstością:

• kruszywa lekkie
• kruszywa zwykłe
• kruszywa ciężkie

Wśród kruszyw znajdą się piasek, żwir, pospółkę (piasek łączony ze żwirem), grys, tłuczeń, kliniec, otoczaki.

Badania kruszyw - metody

Opracowane zostały normy, określające konkretne parametry, które musza spełniać kruszywa.

Badania przeprowadzane są w specjalistycznych laboratoriach, a metody badawcze dobierane są indywidualnie do każdego zlecenia, z uwzględnieniem norm technicznych.

W badaniu kruszyw uwzględnia się m.in.:

• skład ziarnowy kruszyw
• gęstość ziaren i nasiąkliwość kruszyw
• kształt kruszywa
• wskaźnik przepływu kruszywa
• wskaźnik piaskowy kruszywa
• odporność na rozdrabnianie
• mrozoodporność
• kalifornijski wskaźnik nośności

Badania kruszyw - normy i przebieg

Pokrótce omówimy powyższe metody badania kruszyw.

Oznaczanie składu ziarnowego kruszyw określa norma PN-EN 933-1. Dokonuje się je za pomocą zestawu sit badawczych i wskazuje rozkład wymiarów ziaren. Badanie pozwala także na ustalenie zawartości pyłów (ziaren o wielkości ˂0,063mm). Skład ziarnowy kruszyw budowlanych to podstawowy parametr, który musi być wskazany przez producentów w deklaracji właściwości przed wprowadzeniem kruszywa do obrotu.

Oznaczenie gęstości zgodnie z normą PN-EN 1097-6 można przeprowadzić metodą piknometryczną lub metodą drucianego kosza. Pozwala ona określić gęstość objętościową kruszywa, gęstość ziaren nasyconych i powierzchniowo osuszonych, gęstość ziaren wysuszonych w suszarce. Zależnie od uzyskanego wyniku ziarna można podzielić na lekkie, zwykłe i ciężkie. Zdolność do pochłaniania wody przez pory i puste przestrzenie przesądza o mrozoodporności ziaren.

Badanie kształtu kruszywa polega na określeniu jego wskaźnika płaskości przy użyciu sit prętowych lub wskaźnika kształtu z wykorzystaniem suwmiarki Shultza. Badania te przeprowadza się zgodnie z normami odpowiednio PN-EN 933-3 i PN-EN 933-4. Kształt kruszywa to ważny parametr, który wpływa na wyrób, do którego kruszywo zostanie użyte.

Wskaźnik przepływu kruszywa wyznacza się dla kruszyw wykorzystywanych do przygotowania mieszanek mineralno-asfaltowych. Badanie określa norma PN-EN 933-6. Polega ono na zamontowaniu lejka na specjalnym aparacie i pomiarze czasu, w jakim dana objętość kruszywa przepłynie przez otwór lejka o określonej średnicy.

Wskaźnik piaskowy wyznacza się dla kruszywa o frakcji 0,2-0,4 mm. Polega na pomiarze wysokości osadu, jaki oddziela się z próbki kruszywa i osadza w cylindrze miarowym. Parametr ten określa przydatność materiału do podbudowy pomocniczej. Pomiar opisuje norma PN-EN 933-8.

Badanie odporności na rozdrabnianie wyznacza właściwości mechaniczne kruszywa. Grube kruszywa poddaje się mechanicznemu rozdrobnieniu za pomocą stalowych kul umieszczonych w stalowym bębnie. Ubytek masy kruszywa w wyniku takiego działania jest miarą odporności na rozdrabnianie. Badanie reguluje norma PN-EN 1097-2.

Mrozoodporność kruszywa rzutuje automatycznie na mrozoodporność obiektów wykonanych z użyciem danego kruszywa. Badanie polega na poddaniu próbki dziesięciu cykom zamrażania i odmrażania. Ubytek masy określa mrozoodporność kruszywa. Zasady badania określa norma PN-EN 1367-1.

Kalifornijski wskaźnik nośności (CBR- California Bearing Ratio) wyznacza norma PN-EN 13286-47. Badanie CBR przeprowadza się dla mieszanek kruszyw przeznaczonych na podbudowy pomocnicze i zasadnicze. Próbkę poddaje się przez 96 godzin nasączaniu w wodzie o temperaturze ok. 20 stopni a następnie umieszcza w maszynie wytrzymałościowej. Tam następuje próba penetracji trzpienia w próbkę z określoną siłą i prędkością przesuwu równą 1,27 mm/min.

Przeprowadza się także wyznaczenie tego z pominięciem etapu nasączania wodą. Takie badanie dotyczy kontroli jakości mieszanek związanych hydraulicznie (zgodnie z PN-EN 14227).