Kruszywa lekkie

Kruszywa stanowią ważny składnik wielu materiałów budowlanych, również betonu. To sypkie elementy o ziarnistej budowie, do których zalicza się piasek, żwir, pospółkę (piasek łączony ze żwirem), grys, tłuczeń, kliniec, otoczaki.

Wyróżnia się wiele rodzajów kruszyw, zależnie od przyjętych kryteriów podziału, czyli przykładowo ich pochodzenia, stopnia rozdrobnienia, rozmiaru ziaren czy gęstości.

Właśnie gęstość przesądza o podziale kruszyw na ciężkie, zwykłe i lekkie.

Zgodnie z normą PN-86/B-23006 kruszywa lekkie to takie, których stosunek masy do objętości jest mniejszy niż 1800 kg/m3.

Rodzaje kruszyw lekkich

Biorąc pod uwagę rodzaj surowców użytych do produkcji kruszyw, wyróżnia się:

Kruszywa pochodzenia naturalnego ze skał porowatych:

• kruszywa pochodzenia wulkanicznego
• pumeks naturalny
• tufoporyt
• węglanoporyt
• krzemoporyt
• popiół lawowy
• skoria (pumeks bazaltowy)

Kruszywa pochodzenia naturalnego ze skał poddanych obróbce termicznej:

• perlitoporyt
• wermikulitoporyt

Kruszywa sztuczne z odpadów przemysłowych poddanych obróbce termicznej:

• pumeks hutniczy
• łupkoporyt
• popiołoporyt
• pregran
• pollytag

Kruszywa sztuczne z odpadów przemysłowych bez obróbki termicznej:

• żużel paleniskowy
• żużel wielkopiecowy granulowany
• elporyt
• łupkoporyt ze zwałów
• gruz ceglany

Kruszywa sztuczne z surowców mineralnych poddanych obróbce termicznej:

• keramzyt
• glinoporyt
• szkło piankowe granulowane

Kruszywa lekkie odpadowe:

• żużel elektrowniany
• żużel paleniskowy
• przekruszony samoistnie przepalony łupek przywęglowy

Kruszywa lekkie z recyklingu:

• przekruszony gruz betonowy
• przekruszony gruz ceramiczny
• przekruszony gruz mieszany

Właściwości kruszyw lekkich

O wykorzystaniu kruszyw lekkich do określonych zastosowań, ich przydatności decyduje wiele właściwości. Cechy kruszyw zależą od kształtu ziarna oraz jego powierzchni. Wyróżnia się ich następujące właściwości:

• gęstość nasypowa
• gęstość objętościowa
• nasiąkliwość
• odporność na zamrażanie
• zawartość szkodliwych składników
• uziarnienie
• porowatość
• wytrzymałość mechaniczna
• urabialność mieszanki betonowej.

Kruszywa lekkie a urabialność mieszanki betonowej

Ze względu na kształt i powierzchnię ziaren wyróżnia się trzy ich grupy. Właściwości ziaren z poszczególnych grup mają bezpośredni wpływ na urabialność mieszanki betonowej.

Grupy kruszyw lekkich:

• I grupa - ziarna okrągłe i zwarte o jednolicie rozłożonych porach wewnętrznych i średnicy od 0,5 do 2 mm. Pory najczęściej nie łączą się ze sobą. Na powierzchni ziaren występuje zwarta otoczka. Do tej grupy kruszyw zaliczamy: keramzyt, popiołoporyt (typu Pollytag) i perlitoporyt. Regularny kształt ziaren i porów, a także otoczka wpływają na lepszą urabialność masy betonu, a także zmniejszają zużycie cementu.
• II grupa obejmuje ziarna kanciaste z większymi porami o średnicy 2 - 4 mm. Pory są otwarte, rozłożone nierównomiernie na całym przekroju ziarna.
• III grupa to ziarna o kształcie nieregularnym i porach występujących w układzie przypadkowym o średnicy powyżej 10 mm. Do tej grupy zaliczamy żużel paleniskowy, pumeks hutniczy.

Zastosowanie kruszyw lekkich

Kruszywa lekkie wykorzystuje się do wytworzenia lekkiego betonu.

Sprawdzają się jako składnik izolacji termicznej, wypełnienie konstrukcji.

Używane są do budowy ścian, stropów, dachów budynku – wszędzie nam, gdzie istotna jest redukcja masy konstrukcji.

Lekkie betony wykorzystuje się do produkcji prefabrykatów drobno i wielkowymiarowych, ale też w budownictwie monolitycznym.

Przykładem zastosowania lekkich betonów są budynki wysokościowe Water Tower Plaza w Chicago, Yokohama Landmark Tower, Commerzbank Tower we Frankfurcie, Shard London Bridge (najwyższy budynek UE) czy monachijska siedziba BMW, stadiony Racecourse Grandstand w Doncaster czy Wellington Stadium w Nowej Zelandii, skocznia narciarska w Obersdorfie, norweskie mosty Stolma czy pontonowe Bergsoysundet i Nordhordlands.

Doskonale sprawdzają się w renowacji obiektów zabytkowych.

Beton z kruszywem lekkim stosowany był już w starożytności. Do czasów współczesnych przetrwały budowle wykonane przy użyciu tego materiału (Koloseum, Panteon), co potwierdza jego trwałość pomimo niskiej gęstości.

Zwiększenie wachlarza zastosowań kruszyw lekkim możliwe jest dzięki dostępności różnorodnych dodatków i domieszek do betonu, zmieniających parametry i właściwości mieszanki betonowej.

Kruszywa lekkie na rynku

Producenci kruszyw to m.in. firmy KRUSZGEO, Kruszywa Polskie SA, Kruszbet SA, Górażdże Kruszywa, Górnicze Zakłady Dolomitowe, Kruszywa SKSM, Kamieniołomy Świętokrzyskie i wiele innych.