STAVEBNÍ LÁTKY. Stavební kámen, kamenivo a výrobky z kamene. Mezi ostatní přírodní suroviny se řadí:

Transkript

1 Stavební kámen, kamenivo a výrobky z kamene Doc. Ing. Tomáš Vymazal PhD. Ústav stavebního zkušebnictví Mezi plastické silikátové suroviny se řadí hlíny, jíly a spraše, které se pouţívají na výrobu cementu, hydraulického vápna a keramiky. Mezi nesilikátové nerostné suroviny patří: Uhličitanové horniny (vápenec, dolomit, magnezit), Hořečnaté horniny (mastek, serpentin), Síranové horniny (sádrovec, anhydrit). Pouţívají se na výrobu maltovin, skla, ţáruvzdorných výrobků. Vápenec se často pouţívá i jako plnivo. 1. HORNINY A VÝROBKY Z KAMENE Horniny jsou jedním z nejstarších anorganických stavebních materiálů a z důvodu snadné dostupnosti a výhodných vlastností se pouţívají dodnes. V porovnání s minulými desetiletími však klesá přímé použití přírodního kamene jako zdícího materiálu, ale své důleţité postavení si horniny zachovávají jako suroviny (složky) pro výrobu jiných stavebních materiálů. Mezi ostatní přírodní suroviny se řadí: Ţelezné rudy, bauxit, galenit, chalkopyrit, Uhlí, ropa, zemní plyn, přírodní asfalt. Pouţívají se jednak na výrobu kovů a jednak na výrobu organických látek, asfaltových a plastických hmot. Suroviny na výrobu stavebních materiálů je moţno rozdělit na: nerostné suroviny (silikátové a nesilikátové) ostatní suroviny Nerostné silikátové suroviny jsou charakteristické obsahem křemíku (silicium), dělí se na neplastické a plastické. Mezi neplastické silikátové suroviny patří různé horniny a minerály s obsahem křemíku (např. křemičitý písek) slouţí jako plnivo do malt a betonů, surovina pro keramické výrobky a při výrobě vápenopískových hmot. Rozdělení hornin Horniny se v přírodě vyskytují v různých formách od sypkých aţ po pevné horniny. Na vlastnosti hornin a jejich klasifikaci má největší vliv jejich: mineralogické sloţení, původ, způsob vzniku, stavba (textura a struktura), geologické stáří, výskyt. 1

2 Výhodné a nevýhodné vlastnosti přírodního kamene (vyvřelých hornin) VÝHODNÉ VLASTNOSTI Vysoká pevnost v tlaku Nízká pórovitost Nízká nasákavost Dobrá mrazuvzdornost Dlouhá životnost (trvanlivost) NEVÝHODNÉ VLASTNOSTI Technologicky náročná rozpojitelnost (těžitelnost, opracovatelnost) Vysoká objemová hmotnost Špatné tepelně-fyzikální vlastnosti Rozdílné vlastnosti v závislosti na místě těžby Vytěžitelnost zdrojů Vlastnosti přírod. stav. kamene pro kamenické účely (dle ČSN ) Skupina Sedimentární horniny Metamorfní horniny Označení Klasické břidličnaté Karbonátové pórovité Karbonátové hutné Karbonátové Silikátové Břidlice Hornina (příklad) jílovitá břidlice pórovitý vápenec travertin Hutný vápenec krystalický vápenec serpentinit ruly granulit fylit Minimál ní objemov á hmotnos t (g.cm -3 ) ČSN Maximální nasákavost (v % hmotnosti) ČSN Pevnost v tlaku (vysušený kámen) (MPa) ČSN Pevnost v tahu (vysušený kámen (Mpa) ČSN ,5 2,0-25 2,3 4, ,6 0, ,6 0, ,5 1, ,6 1,5-30 Základní vlastnosti hornin VLASTNOSTI FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI MECHANICKÉ Hustota (specifická hmotnost) Objemová hmotnost Pórovitost Propustnost Vlhkost (nasákavost) Mrazuvzdornost Měrná tepelná vodivost Pevnost v tlaku, v tahu, ve smyku Pevnost vtlačná Modul pružnosti (v tlaku, tahu, smyku) Deformace Poissonovo číslo Tvrdost Rozpojitelnost Vybrané druhy vyvřelých hornin, jejich hlavní minerály a použití ve stavebnictví Vlastnosti přírod. stav. kamene pro kamenické účely (dle ČSN ) Skupina Magmatické horniny Označení Hlubinné světlé Hlubinné tmavé Výlevné hutné Výlevné pórovité Klastické hutné Klastické pórovité Hornina (příklad) granit granodiorit syenit diorit gabro Minimální objemová hmotnost (g.cm -3 ) ČSN Maximální nasákavost (v % hmotnosti) ČSN Pevnost v tlaku (vysušený kámen) (MPa) ČSN Pevnost v tahu (vysušený kámen (Mpa) ČSN ,5 0, ,8 0, andezit 2,5 5, trachyt ryolit hutný pískovec pórovitý pískovec opuka 2,0 1,6 3,0 9, ,5 5, ,8 15, Hlubinné vyvřelé horniny Název horniny Hlavní minerály Žula (granit), granodiorit, křemenný diorit Syenit Diorit (gabrodiorit) Gabro Křemen, živec draselný, plagioklas Živec draselný Plagioklas Plagioklas Použití Stavební kámen, kamenické výrobky (leštěné obkladní desky), drcené kamenivo (plnivo do betonu, kamenivo násypů a zásypů) Stavební kámen, kamenické výrobky, drcené kamenivo (plnivo do betonu, kamenivo násypů a zásypů) Stavební kámen, kamenické výrobky (dekorační desky), drcené kamenivo Kamenické výrobky (dekorační leštěné desky), drcené kamenivo 2

3 Žilné vyvřeliny neodštěpené Název horniny Hlavní minerály Použití Žulový porfyr (granodioritový porfyrit) Syenitový porfyr Dioritový porfyrit Gabrový porfyrit Křemen, živec draselný, plagioklas, složení obdobné jako původní hornina (žula) Živec draselný složení obdobné jako původní hornina (syenit) Plagioklas, amfibol, biorit, pyroxen složení obdobné jako původní hornina (diorit) Plagioklas složení obdobné jako původní hornina (gabro) Drcené kamenivo Drcené kamenivo Drcené kamenivo Drcené kamenivo Název horniny trachyt znělec Výlevné vyvřeliny od syenitu Hlavní minerály Živec draselný Živec draselný, foidy Použití Stavební kámen, na kamenické výrobky (schody, chodníkové desky), na sochařské práce; z trachytových tufů (trasů) se v zahraničí vyráběla náhrada cementu (pojivo do sanačních omítkových směsí) Drcené kamenivo, lomový a stavební kámen, na kamenické práce (překlady, desky, dlažba), surovina pro výrobu tabulového skla; v zahraničí se ze znělce vyráběl cemolit (mletý znělec) používaný jako náhrada cementu Žilné vyvřeliny odštěpné Výlevné vyvřeliny od dioritu Název horniny Hlavní minerály Použití Název horniny Hlavní minerály Použití Pegmatit Aplit Křemen, živec Křemen, draselné živce V keramickém průmyslu se živec používá jako tavivo při výrobě keramických směsí, grazur a smaltů; křemen na výrobu skla Drcené kamenivo, při výrobě technického skla, když aplit neobsahuje turmalín a biorit porfyrit plagioklas Stavební a lomový kámen, drcené kamenivo, na keramické práce, z andezitových tufů se vyrábělo lehké kamenivo Výlevné vyvřeliny od žuly Výlevné vyvřeliny od gabra Název horniny Hlavní minerály Použití Název horniny Hlavní minerály Použití Křemenný porfyr Pemza Perlit Křemen, draselný živec a liparit (ryolit) Křemenný porfyr (lomový kámen, stavební kámen, drcené kamenivo), liparit (stavební kámen, kamenické výrobky obkladové desky) Lehké kamenivo (plnivo do lehkých betonů a k broušení a leštění dřeva a vápenců) Pro výrobu umělého lehkého kameniva (plnivo do lehkých betonů a tepelněizolačních malt) diabas čedič Plagioklas, pyroxen Plagioklas, pyroxen, olivín Stavební a lomový kámen, drcené kamenivo drcené Drcené kamenivo, na kamenické práce (dlažební kostky), minerální rohože (vláknité tepelné izolace); v zahraničí se používá na ochranu břehu vůči účinkům mořské vody; tavený čedič je surovinou pro výrobu čedičových vláken (tepelné izolace) a chemicky odolných dlaždic 3

4 ŠTĚRKY (nezpevněné psefily) Horniny usazené Obyčejně bývají štěrky sloţené z úlomků křemene, křemenců, krystalických břidlic, vápence, dolomitu a křemičitých hornin. Jejich kvalita proto můţe značně kolísat. Objemová hmotnost štěrků se pohybuje v rozsahu kg.m -3. Horniny usazené KLASTICKÉ SEDIMENTY Velikost zrn (mm) Název Označení zrnitosti Menší než 0,002 Jíl Jílová (pelitická) 0,002 0,063 Prach Prachová (aleuritická) 0,063 0,25 Písek jemný Jemně psamitická 0,25 1,0 Písek střední Středně psamitická 1,0 2,0 Písek hrubý Hrubě psamitická 2,0 8,9 Štěrk drobný Drobně psefitická 8,9 32,0 Štěrk střední Středně psefitická 32,0 128,0 Štěrk hrubý Hrubě psefitická 128,0 256,0 Kameny Kamenitá Větší než 256,0 balvany balvanitá ŠTĚRKOPÍSKY Směs štěrku a písku. Nesmějí obsahovat jílovité, hlinité, organické a chemické příměsi, neboť mohou podstatně sníţit kvalitu betonu, především jeho pevnost. Štěrkopísky musí vyhovovat z hlediska zrnitosti, mezerovitosti, tvaru zrn, pevnosti, nasákavosti a mrazuvzdornosti. Zrnitost přírodních štěrkopísků často nevyhovuje proto se upravují tříděním a drcením. ŠTĚRKY (nezpevněné psefily) tvoří úlomky hornin velikosti 2 aţ 60 mm (v technologii betonu se pod pojmem štěrk označuje hrubé kamenivo s velikostí zrn mm), zrna štěrku jsou většinou zaoblené v důsledku dlouhého unášení vodou, podle původu štěrk říční, jezerní, mořský, kvalita štěrků závisí na sloţení vlastností hornin, ze které vznikly. PÍSKY (nezpevněné psamity) Úlomky hornin s velikostí od 0,06 2,0 mm (v technologii betonu se pod názvem písek rozumí drobné kamenivo s velikostí zrn 0,05 4 mm). Sloţení písku je závislé na tom, ze kterých hornin písek vznikl (obvykle převládají minerály křemen, muskovit, ţivce), a jak daleko byl transportován. Dle velikosti se dělí na jemnozrnné (0,05 0,25 mm) střednězrnné (0,25 0,5 mm) a hrubozrnné (nad 0,5 mm). 4

5 PÍSKY (nezpevněné psamity) Technické vlastnosti písků jsou závislé na velikosti zrn, na jejich petrografické povaze a na příměsích (jílovitá příměs není vhodná pro vyuţití písků ve stavebnictví, stejně jako větší mnoţství slídy). Objemová hmotnost písku se pohybuje v závislosti na jeho původu mezi kg.m -3 a sypká hmotnost mezi kg.m -3. ARKÓZY (zpevněné psamity) Jsou vlastně polyminerální pískovce. Obsahují vedle zrn křemene podstatné mnoţství ţivců (ţivec draselný). S křemito-kaolinitickým tmelem jsou pevné a poměrně dobře vzdorují povětrnostním vlivům. OPUKY (patří mezi písčité slínovce) Jsou pevné, obvykle bělošedé nebo ţlutavě šedé horniny (př. bazilika sv. Jiří na Praţském Hradě a zčásti také Týnský chrám na Starém Městě). PÍSKOVCE (zpevněné psamity) Skládají se nejčastěji z křemenných zrn spojených různým tmelem křemitý, vápnitý, kaolinitický, ţelezitý, jílovitý atd. Na stavební účely jsou vhodné pískovce s tmelem křemitým, vápenatým, případně kaolinitickým tmelem, které mají pevnost v tlaku MPa. Barva pískovců se řídí většinou podle povahy tmelu, CaCO 3 bělavé zabarvení, Fe 2 O 3 červenavé, hydroxid ţeleza hnědé. DROBY (zpevněné psamity) Skládají se z křemene, ţivce (plagioklasů) a úlomků dalších hornin. Velikost zrn u drob způsobuje, ţe přecházejí při hrubší frakci do drobových slepenců a při jemnější frakci do drobových břidlic. Tmel mají křemitý, jílovitý, vápnitý (hodí se na dlaţební kostky). SPRAŠE (nezpevněné aleurity) Jsou surovinou pro cihlářský průmysl. KŘEMENCE (zpevněné psamity) Jsou velice kvalitní monominerální křemenné pískovce stmelené křemitým tmelem. Jsou odolné vůči zvětrání. Tvrdé, ale křehké, málo obrusné. Objemová hmotnost křemenců se pohybuje mezi kg.m -3, pevnost v tlaku činí MPa, nasákavost 0,3 1,3% (hmotnostních). JÍLY (nezpevněné pelity) Obsahují více neţ 50% částic menších neţ 0,002 mm. Nositelem charakteristických vlastností jílů a hlavní funkční sloţkou jsou jílové materiály (hydratované křemičitany hlinité). Specifickou vlastností jílů je schopnost přijímat značné mnoţství vody (schopnost sorpce) a s tím spojená plasticita a tvárnost, bobtnavost (při vysychání se jíly opět smršťují). 5

6 JÍLOVÉ MINERÁLY Skupina kaolinitová (hlavní minerál kaolinit) vyznačuje se ţáruvzdorností Skupina montmorillonitová (převládajícím minerálem je montmorillonit) bentonit s obsahem montmorillonitu aţ 90% jsou vysoce plastické vyznačuje se nízkou ţáruvzdorností Skupina illitová blíţí se svým sloţením světlé slídě (muskovitu) SEDIMENTY ORGANOGENNÍ NEHOŘLAVÉ Sedimenty vzniklé v souvislosti s činností ţivých organismů jsou především vápence. Vápenec (typický) obsahuje více neţ 50% CaCO 3 a můţe obsahovat různé příměsi (písčité, jílovité, křemičité a dolomitické) pevnost v tlaku MPa Dolomit (uhličitan vápenatohořečnatý) má vyšší pevnost a odolnost proti zvětrání neţ vápenec JÍLOVEC A JÍLOVITÉ BŘIDLICE (zpevněné jílovité sedimenty) Jílovce v technické praxi označované jako lupky, mají stejné mineralogické sloţení jako jíly a hlíny, liší se od nich kompaktností a někdy i větší odolností proti vodě (nerozplavují se). V jílovitých břidlicích je část jílových minerálů překrystalizovaná, proto jsou pevné a ve vodě se nerozplavují. SEDIMENTY ORGANOGENNÍ NEHOŘLAVÉ Křemelina (diatomit) práškovitá hmota (amorfní kyselina křemičitá) pórovitost aţ 80% (objem pórů je 5x 6x větší neţ objem vlastní hmoty), ţáruvzdorná a odolná proti povětrnostním vlivům, objemová hmotnost křemeliny se pohybuje od kg.m -3. SEDIMENTY CHEMICKÉ K významným chemickým sedimentům z hlediska výroby stavebních materiálů patří především sádrovec (vodnatý síran vápenatý CaSO 4.2H 2 O) a anhydrit anhydrit (bezvodý síran vápenatý CaSO 4 ) - solné sedimenty, které jsou surovinami pro výrobu pojiv. Vyskytují se vţdy společně. K chemickým (karbonátovým) sedimentům se řadí travertin (CaCO 3 ), ze kterého se vyrábějí exteriérové i interiérové obklady. Při exteriérovém pouţití je náchylný k zašpinění. SEDIMENTY ORGANOGENNÍ HOŘLAVÉ (KAUSTOBIOLITY) Kaustobiolity mají ve stavebnictví význam především jako chemické a energetické suroviny (přímé stavební pouţití přírodního asfaltu je dnes jiţ omezené). Hlavní skupinu tvoří živice (horniny organogenního původu, vzniklé rozkladem tuků a bílkovin mořských organismů za nedokonalého přístupu vzduchu). Mezi kapalné ţivice patří ropa (směs kapalných, plynných a tuhých uhlovodíků), mezi tuhé ţivice patří přírodní asfalt. 6

7 Vybrané druhy usazených hornin a jejich použití ve stavebnictví NÁZEV HORNINY Jíly (skupina illitová) Jílovec a jílovité břidlice Opuka Pokrývačské břidlice POUŽITÍ Vermiculit je surovinou pro výrobu tepelněizolačních materiálů vylehčených stavebních hmot a používá se jako tepelná i zvuková izolace. Jílovce jsou surovinou při výrobě keramických výrobků, šamotu a expanditu a v kombinaci s vápenci jsou jednou ze základních surovin na výrobu cementu. Jílovité břidlice slouží i jako surovina na výrobu cihlářského zboží a jako přísada do vápenců při výrobě cementu. Kamenické výrobky (hlazené dlaždice určené k rekonstrukcím historických budov) a stavební kámen. Surovina pro výrobu střešní krytiny (Karlštejn) a pro výrobu lehkého kameniva (expanditu). NÁZEV HORNINY Písky Pískovce Křemence Arkózy Klastické usazené horniny POUŽITÍ Plnivo do malt a betonů a surovina při výrobě pórobetonů. Monominerální křemenný písek je základní sklářská surovina, ostřivo do keramických výrobků a surovina pro výrobu vápenopískových cihel. Dolomitový písek je sklářskou surovinou. Stavební, sochařský, dekorační kámen. Dlažební kostky (kočičí hlavy), obrubníky, drcené kamenivo (silniční a železniční štěrk). Některé druhy křemenců jsou důležitou surovinou pro výrobu žáruvzdorného dinasu. Stavební a lomový kámen (Karlův most, Národní divadlo, chrám sv. Víta) a surovina pro kamenické práce (obklady). NÁZEV HORNINY Travertin Sádrovec a anhydrit Vápenec Bauxit Chemické usazené horniny POUŽITÍ Dekorační kámen na vnitřní obklady (trvslý lesk a vzhled). Při použití na venkovní části budov ztrácí rychle barvu i lesk a špiní se. Sádrovec je surovina pro výrobu sádry, při výrobě skla, keramických výrobků a barev a jako přísada do cementů. Čistý bílý sádrovec se používá jako dekorační kámen. Anhydrit se používá na výrobu anhydritové sádry. Na výrobu cementu a vápna, stavební, štěrkový a lomový kámen a k výrobě dlažební chodníkové mozaiky, v hutnictví a při výrobě kysličníku uhličitého a ve sklářství. Na výrobu hliníku, hlinitanového cementu, žáruv NÁZEV HORNINY Droby Štěrky POUŽITÍ Výroba silničního a železničního štěrku, výroba dlažebních kostek, obrubníků. Kamenivo do násypů (silničních a železničních), spolu s pískem je plnivem do betonů. Štěrkopísky Kamenivo do betonů. Jíly (skupina kaolinitová) Jíly (skupina montmorillonitová) Surovina pro keramický průmysl, při výrobě šamotu, kameniny, při výrobě barev, výrobě bílého cementu. Jíly vhodné k expandaci (výroba liaporu). Těsnící materiál podzemních staveb, který se používá k injektování pórovitého materiálu (vysoká bobtnavosti schopnosti sorpce) a vodostěnosti. Dříve jako hydroizolace historických staveb, přísada do keramických hmot, jako náhrada pažení při betonáži milánských stěn. NÁZEV HORNINY Dolomity Magnezit Křemelina (diatomity) NÁZEV HORNINY Živice POUŽITÍ Surovina pro výrobu dolomitického vápna, skla, žáruvzdorných výrobků a teracové drti. Štěrkový a lomový kámen. Surovina pro výrobu žáruvzdorných výrobků a při výrobě porcelánu, kameniny a Sorelovy hořečnaté maltoviny. K výrobě tepelně a zvukověizolačních materiálů, přísada při výrobě porcelánových cementů. Organogenní usazené horniny POUŽITÍ K výrobě plastů, umělých asfaltů, jako surovina pro chemický průmysl. 7

8 HORNINA POUŽITÍ (SPECIFICKÉ VLASTNOSTI) Horniny přeměněné (metamorfované) Fylity Ortoruly PŘEMĚNA REGIONÁLNÍ (OBLASTNÍ) Surovina pro výrobu pokrývačské břidlice (tence štípatelné a rovnoploché fylity) a kamenické práce (obkladové a dlažební desky). Drcené fylity se přidávají do umělých omítek a používají se jako posyp na střešní lepenky. Jsou dokonale břidličnaté (některé se štípají na pokrývačské břidlice), mají typicky stříbřitý nebo hedvábný lesk. Surovina pro výrobu stavebního kamene a štěrku. Kaolinizací rul vzniklý kaolin je surovinou pro výrobu hrubé keramiky. Horniny přeměněné (metamorfované) Na stavební účely se pouţívají méně neţ ostatní druhy hornin (pouze jako suroviny na výrobu některých stavebních materiálů. Značné mnoţství těchto hornin se při drcení rozpadá na tenké ploché kusy. Jde o charakteristickou vlastnost přeměněných hornin (břidličnatost). Mají velmi proměnlivé vlastnosti. HORNINA Granulity Serpentinity (hadce) POUŽITÍ (SPECIFICKÉ VLASTNOSTI) surovina pro výrobu stavebního kamene, štěrku a pro kamenické práce (dlažební kostky, desky, patníky) Surovina pro kamenické práce (dekorační kámen), pro výrobu suchých maltových směsí, terazza a štěrku a azbestu. Dříve byl azbest surovinou pro výrobu azbestocementových krtin, tepelněizolačních vložek, nátěrových látek, ohnivzdorných tkanin. Je dobře řezatelný a leštitelný. Dnes je používání azbestu jako suroviny pro výrobu stavebních materiálů zakázáno pro jeho zdravotní škodlivost. HORNINA Specifické vlastnosti a použití přeměněných hornin Porcelanity Kontaktní rohovce a erlány POUŽITÍ (SPECIFICKÉ VLASTNOSTI) PŘEMĚNA ŠOKOVÁ Surovina pro keramický průmysl a pro výrobu omítkových směsí. (Vyznačují se rozpukaností a velkým množstvím mikropórů.) PŘEMĚNA DOTYKOVÁ (KONTAKTNÍ) Surovina pro výrobu štěrku. (Jsou pevné a houževnaté.) HORNINA Amfibolity Mramor POUŽITÍ (SPECIFICKÉ VLASTNOSTI) Surovina pro výrobu štěrku a kamenivo do těžkých betonů, lokálně se používá na kamenické práce (dlažební mozaika). Jsou velmi pevné a houževnaté horniny, jejich břidličnatost kolísá mezi nevýraznou a výraznou. Surovina pro výrobu suchých omítkových směsí a pro výrobu terazza (směs mramorové drti s drtí z hadců). Surovina pro kamenické, sochařské a dekorační práce. Jsou hutné, mají vysokou pevnost v tlaku (až 300 MPa) a jsou dobře opracovatelné, brousitelnéa leštitelné a jejich nevýhodou je, že ztrácejí na vzduchu lesk (slepnou). 8

9 2. STAVEBNÍ KÁMEN Stavebním kamenem rozumíme horninu vhodných fyzikálních, chemických a technologických vlastností, s přihlédnutím k vlastnostem estetickým, která byla cílevědomě člověkem vytěžena z přirozeného prostředí a v původní či opracované podobě použita jako konstrukční prvek různých druhů staveb. Kritéria pro pojmenování přírodního kamene od surových bloků aţ po hotové výrobky jsou předmětem normy ČSN EN Přírodní kámen je specifikován: svým názvem, pod nímţ je dodáván a který odpovídá danému typu horniny a místu původu, petrografickým zařazením (podle ČSN EN a ČSN EN ), popisem typické barvy, místem původu případně dalšími typickými znaky (ţíly, inkluze, pecky, xenolity, texturu, strukturu, trhliny atd.) Stavební kámen pro zdivo a stavební účely se vyrábí a dodává ve třech třídách jakosti: Trhání Lomařské a kamenické výrobky Výlom ze skály Hrubá úprava Bosování Schéma opracování tvrdých kamenů Řezání na listových a kotoučových pilách Tvarování Řezání na kotoučových pilách I. třída II. třída III. třída pevnost v tlaku 110 N.mm N.mm N.mm -2 Špicování Broušení hmotnostní nasákavost 1,5 % 3,0 % 5,0 % Pemrlování Tryskání Leštění Podle ČSN jsou horniny v kamenické výrobě z hlediska moţností povrchových úprav rozděleny do 3 skupin: Skupina I horniny magmatické (vyvřelé) Skupina II horniny sedimentární (usazené) Skupina III horniny metamorfované Přehled povrchových úprav výrobků z přírodních a konglomerovaných kamenů včetně nástrojů a technologických zařízení k provádění těchto úprav uvádí technická norma Svazu kameníků a kamenosochařů z roku Výlom ze skály Hrubá úprava Bosování Špicování Zubákování Rýhování Rázování Lomařské a kamenické výrobky Výřez lanovou pilou Řezání na listových a kotoučových pilách Tvarování Řezání na kotoučových pilách Broušení Leštění Schéma opracování měkkých kamenů 9

10 1. Kamenné bloky ČSN EN definuje hrubý neopracovaný blok jako základ vyuţitelného kamene tvořený horninou z lomu nebo volně leţících balvanů. Rozeznává: hrubý blok určité velikosti (formátovaný blok kamene o určitých rozměrech), beztvarý neopracovaný blok (nemající pravidelný tvar a velikost), opracovaný hrubý blok (přibliţně odpovídá rovnoběţnostěnu). Haklíky neupravené, hrubé, čisté. Kvádry hrubé, čisté, s bosáţí (rustikové), jemné, broušené, leštěné. 2. Kámen pro zdivo a stavební účely V EU přírodní kámen nemá svoji vlastní řadu norem, tzn. Norma komplexně řešící problematiku kamene vůbec neexistuje. Příznivější situace je v oblasti zkušebnictví kamene. Kámen pro zdivo a stavební účely se pouţívá jako nosný konstrukční nebo obkladový stavební materiál pro stavby vodní, ţelezniční, báňské, pozemní, pro práce meliorační apod. Lomový kámen Je kusový stavební materiál, jedná se o kus přírodního kamene jakéhokoliv tvaru, různé velikosti, s hrubou nebo opracovanou lícovou stranou pro pouţití do zdiva (ČSN EN ). Dodává se v jakostních třídách podle pevnosti v tlaku a nasákavosti. Běţně se vyrábí: Neupravený lomový kámen (netříděný, tříděný, pro těţký zához a materiál pro opěrné zdi), Upravený lomový kámen (pro dlaţbu svahů, rigolů a břehů). Dělí se podle dosud platné normy ČSN EN na tyto druhy: Lomový kámen netříděný, tříděný (základový, štětový apod.) záhozový, pro dlaţbu svahů, rigolů a břehů, pro zdivo soklové, pro zdivo kyklopské. Kopáky neupravené, hrubé, čisté. Soklový kámen - pouţívá se na budování opěrných zdí a soklů budov. Regulační kámen pouţívá se na zpevňování terénu a regulování břehů vodních toků. Kopáky výrobky určité velikosti a tvaru přibliţně rovnoběţnostěnu, pro klenby přiměřeně klínovitého tvaru, vyrobené lámáním, štípáním a hrubým kamenickým opracováním. 10

11 Kopáky se třídí podle tvaru na: běhoun výška mm, délka 1,5násobek výšky (max. 800 mm) a hloubku 300 mm aţ rovnou výšce, vazák výška mm, délka je rovná minimální výšce (max. 1,5 x výška), hloubka má být rovna výšce zvětšené o 150 mm. Hrubé kopáky jsou na lícní ploše zpravidla špicované s pravidelnými stopami po nástrojích bez ohledu na jejich směr a délku, případně čistě lámané. U čistých kopáků je lícní plocha pravoúhlá, čistě špicovaná, po obvodě zaprýsknutá nebo lemovaná. Loţné plochy mají hrubě špicované, zadní plocha je lámaná. Kvádry Jsou výrobky z přírodního kamene různých tvarů a rozměrů a s různou povrchovou úpravou podle potřeby a pouţití. Třídí se podle jakosti výroby, tvaru (pravoúhlé, pravoúhlé se skloněnými líci, klenákové a šablonové) a počtu lícních stran (jednolícní, dvoulícní, třílícní, čtyřlícní a pětilícní). Haklíky Mohou mít čtvercovou nebo obdélníkovou lícní plochu a jsou určeny jen pro obkladové zdivo. Vyrábějí se lámáním, štípáním a hrubým kamenickým opracováním. Loţné a styčné plochy mají zhruba kolmé k lícní ploše. Rozměry se řídí přáním zákazníka. Pouţívají se jako obkladový materiál pro podezdívky správních budov a rodinných domů, plotů, opěrných zdí, krbů, kde zdivo není určeno pro stavební účely jako nosné. Obrubníky ČSN EN 1343 definovány jako dílce delší neţ 300 mm, všeobecně uţívané k lemování pozemní komunikace, dopravní plochy, chodníku. Zpevňují okraje chodníků a nástupišť, vyrovnávají výškový rozdíl mezi vozovnou a chodníkem. Pouţívají se rovné nebo obloukové vyduté či vypuklé. Mají obyčejně kamenicky opracovaný povrch a zpravidla jsou opatřeny zářezy, jimiţ do sebe navzájem zapadají. Haklíky Rozměry se řídí přáním zákazníka a moţnostmi výroby. Mohou mít lícovou plochu opravenou lámáním, špicováním, bosáţí, řezáním. Loţné plochy jsou u hrubých haklíků běţně špicované, třístranně lemované. U čistých haklíků bývají loţné a styčné plochy špicované se stejnoměrně rozloţenými stopami po nářadí, plocha je třístranně lemovaná. Haklíky je třeba při dopravě a skladování chránit před znečištěním a poškozením. Krajníky Prvky podobného charakteru jako obrubníky. Silniční krajníky jsou určeny pro podélné zpevnění okrajů vozovky a oddělení od nevyvýšené krajnice nebo jiné přilehlé plochy ve stejné výškové úrovni. Má viditelnou pouze stupnici, obě podélné svislé plochy jsou rubové. Peronní krajníky tvoří oporu ke zpevnění okrajů zvýšených nástupišť nákladních ramp apod. od níţe poloţené přilehlé komunikace. Viditelná je stupnice, podstupnice a část loţné plochy (ČSN ). 11

12 HUSOVA ulice Brno Obrubníky a krajníky se dodávají s viditelnými plochami čistě lemovanými, řezanými, velmi jemně špicovanými, bosovanými nebo rovně lámanými. Loţná plocha má být rovnoběţná se stupnicí, většinou rovně lámaná. Dlažební kostky Malé dlaţební kvádry z přírodního kamene se jmenovitými rozměry mezi mm a půdorysnými rozměry nepřesahujícími obecně dvojnásobek tloušťky (ČSN EN 3442). Nejmenší jmenovitá tloušťka je 50 mm. Vyrábějí se ručně nebo strojně ve tvaru hranolu či krychle. U těchto výrobků se dle zamýšleného účelu pouţití hodnotí zejména rozměry, rovinnost povrchu, odolnost proti zmrazování a rozmrazování, pevnost v tlaku, odolnost proti obrusu, odolnost proti skluzu, nasákavost, chemická úprava povrchu a další hlediska, např. vizuální vzhled apod. Obkladové a dlažební desky Norma ČSN Vznikají rozřezáním bloků přírodního kamene v tloušťce 8 80 mm. Rozměry desek mohou být libovolné podle přání investora a technologických moţností suroviny. Povolené odchylky jmenovitých půdorysných rozměrů a tloušťky musí vyhovovat hodnotám uvedeným v ČSN EN Přípustná maximální odchylka závisí na úpravě povrchu. Pro půdorysné rozměry se pohybuje v rozmezí od 0,5 mm pro opracované povrchy do 15 mm pro povrchy štípané. Odchylka jmenovité tloušťky pro třídu 1 činí max. 30 mm, pro třídu 2 (podle úpravy povrchu) leţí v rozmezí 5 mm aţ 15 mm. Řemínkové obklady Vznikají štípáním větší základní desky na hranolky o rozměrech mm, tloušťky mm. Většinou se tímto způsobem zpracovává odpad z výroby desek větších rozměrů. 12

13 Schodišťové stupně Vyrábějí se buď masivní nebo obkládané deskami. Schodiště z kompaktních masivních stupňů se pouţívá pro svoji odolnost především u venkovních schodišť. Třídí se podle různých hledisek na samonosné nebo nesené, rovné, kosé a zvláštní, nástupní, běţné, výstupní, jalové. 3. Krytiny z přírodního kamene K výrobě krytinových desek jsou vhodné sedimentární metamorfované břidličnaté horniny, které jsou snadno a víceméně rovnoplošně štípatelné. Podmínkou je, aby se tyto materiály nechaly štípat na tenké desky v rozmezí 4 15 mm a měly vlastnosti poţadované pro daný účel pouţití dostatečnou odolnost proti vlivům povětrnosti, pevnost v tahu a ohybu a většinou i náleţitý vzhled. Vlastnosti břidlice s různým obsahem křemene a slídy Drobná zahradní architektura Zahrnuje fontány, kašny, pítka, stolky, šlapáky, květináče a koryta, mlýnské kameny, zahradní sezení, krby, japonské lampy a různé jiné doplňky. Výrobky se pouţívají jak pro interiéry, tak pro exteriéry. VLASTNOST PEVNOST ŠTÍPATELNOST ŽIVOTNOST V ČR HODNĚ SLÍDY, MÉNĚ KŘEMENE Velká počáteční pevnost (slída působí jako výztuž) Dobrá štípatelnost s hladkým povrchem Nízká životnost cca 15 let, zvětrávání se většinou projeví již po první zimě HODNĚ KŘEMENE, MÉNĚ SLÍDY Menší počáteční pevnost Horší štípatelnost, větší pravděpodobnost výskytu nerovného povrchu (křemen zpevňuje propojení minerálů) Vysoká životnost až 110 let (krytina se pak mění většinou v důsledku vyčerpání životnosti hřebíků nebo bednění) PODSTATA ZMĚN Slída rychle zvětrává Křemen je velmi odolný proti zvětrání Gabiony jsou drátokamenné, příp. drátoštěrkové prvky, které se pouţívají k přenosu zemních tlaků. Vyuţívají se ve stavebnictví v mnoha oblastech - od běţných zdí po architektonické stavby, jako opevnění při stabilizaci břehů vodních toků. Výrobky z konglomerovaného kamene Je vyráběn spojením barevně a tvarově vybraných kamenných zrn pomocí vhodného pojiva (po kamenické úpravě vzhledově podobný přírodnímu kameni). Nejčastěji se připravuje s pouţitím: polymerních pojiv (polymerbetonová technologie) označovaný jako syntetický kámen, anorganických pojiv cementového typu (cementová a polymercementová technologie) méně časté. 13

14 Konglomerovaný kámen se vyuţívá především při výrobě kusových staviv deskového charakteru. Výrobní cyklus je moţné rozdělit do fáze formování, kdy se vytvoří sukový blok (hrubá deska), a fáze dokončování, jejímţ výsledkem je dokončený výrobek ve formě desek, dlaţdic a obkladových prvků. Při dokončování a konečném formátování se pouţívají podobné techniky jako při zpracování přírodního kamene. Základní vlastnosti taveného čediče Parametr Jednotka Hodnota DIN Tvrdost dle Mohse - 8 Objemová hmotnost kg.m Pevnost v tlaku MPa Obrusnost cm 3 /50 cm 2 max Odolnost proti opotřebení mm Nasákavost % hmotnosti 0 0 Tepelná vodivost W.m -1.K -1 1,9 2,2 1 1,2 Odolnost proti tepelným šokům Rozpustnost v kyselině sírové C 100 % hmotnosti 9 Izolační odpor Ohm 1010 Výtečná je odolnost konglomerovaného kamene v obrusu (je výrazně lepší neţ beton a překoná i mnohé přírodní kameny, př. mramor). Pokud je proveden s nekluzným povrchem, je nekluzký i po dlouhé době exploatace. Vyrábí se z něj: Chodníková mozaika a silniční dlaţba Silniční a mostové obrubníky Vyrovnávací kanálové prstence Signální pruhy a bezbariérové přechody Výrobky z korundo-baddeleyitové taveniny Al 2 O 3 ZrO 2 Pod názvem Eucor přichází na trh ţáruvzdorný a otěruvzdorný materiál vhodný pro pouţití v podmínkách extrémního zatíţení s vysokou abrazí v kombinaci s teplotním namáháním, kde jiţ výrobky z taveného čediče nevyhoví. Vlastnosti Al 2 O 3 ZrO 2 kompozitů jsou programovatelné v závislosti na účelu uţití, a to změnou poměrného zastoupení jednotlivých fází. Kusové výrobky z taveného čediče Čedič je hornina, která se řadí k materiálům, jejich ţivotnost překonala staletí, ale i tisíciletí. Jeho tvrdost a obtíţná obrobitelnost však omezovala jeho větší rozšíření ve stavebnictví. Výrobkový sortiment: otěruvzdorná potrubí kanalizační prvky čedičová dlaţba Z taveniny Al 2 O 3 ZrO 2 je dostupný prakticky stejný výrobkový sortiment jako v případě taveného čediče. Pro svou tvrdost odpovídající korundu jsou tyto výrobky vhodné do míst extrémně namáhaných erozí, např. pro ohyby potrubí pro pneumatickou dopravu křemičitého písku, k vyloţení odlučovačů, spirálových skluzů apod. 14

15 Kamenivo Kamenivem rozumíme zrnitý anorganický materiál, přírodního nebo umělého původu, určený pro stavební účely. Ve stavební praxi se kamenivo pouţívá především jako plnivo, které v kombinaci s vhodnými pojivy slouţí pro přípravu malt a betonů. V silničním a ţelezničním stavitelství se kamenivo pouţívá k tvorbě uměle zhutnělých vrstev. Přírodní kamenivo Kamenivo anorganického původu, které bylo vystaveno jen mechanickému procesu. Je to jeden z nejrozšířenějších stavebních materiálů tvořený přírodními horninami. Podle způsobu těţby a další úpravy se přírodní kamenivo dělí na těţené a drcené. Těţené kamenivo je původu ledovcového nebo pochází z říčních naplavenin. Hlavní funkcí kameniva je vytvoření relativně pevné a tlakově odolné kostry, která vzniká vzájemným opřením a zaklíněním zrn. Poţadavky na kamenivo jsou specifikovány v následujících evropských normách (Jednotlivé normy specifikují vlastnosti kameniva získaného úpravou přírodního, umělého nebo recyklovaného materiálu a směsí těchto kameniv určených pro konkrétní vyuţití.): Vzniká přirozeným rozpadem horniny, těţí se z vodních toků a náplavů. Vyznačuje se převáţně zaoblenými tvary zrn s povrchem ohlazeným přirozenou cestou při transportu zvětralé horniny. Vytěţená surovina se třídí, případně ještě zdrobňuje. Podíl předrcených zrn s nejméně jednou lomovou plochou by neměl přesáhnout 40%. EN Kamenivo do betonu EN Kamenivo pro asfaltové směsi a povrchové úpravy silnic, letišť a jiných dopravních ploch EN Pórovité kamenivo Část 1: Pórovité kamenivo pro betony, malty a injektáţní malty EN Pórovité kamenivo Část 1: Pórovité kamenivo pro stmelené a nestmelené aplikace (připravuje se) EN Kamenivo pro malty EN Kamenivo nestmelené a stmelené hydraulickým pojivem pro inţenýrské stavby a silnice EN Kámen pro vodní stavby Část 1: Specifikace EN Kamenivo pro kolejové loţe Těţené kamenivo: Přírodní kamenivo menivo/tezene_kamenivo.htm 15

16 Drcené kamenivo Je charakteristické nepravidelným tvarem zrn, ostrými hranami a drsným lomovým povrchem. Získává se umělým drcením velkých kusů přírodních hornin a následným tříděním. Požadavky na vlastnosti kameniva Vlastnosti se stanovují podle: ČSN EN ISO 933 Zkoušení geometrických vlastností kameniva ČSN EN ISO 1097 Zkoušení mechanických a fyzikálních vlastností kameniva Umělé kamenivo Je definováno jako kamenivo anorganického původu, které bylo vystaveno tepelnému nebo jinému procesu. Vyrábí se z průmyslových odpadů (popílek, struska) nebo z upravených hornin (keramzit, expandovaný perlit, popílkové sbalky). K umělým kamenivům patří v poslední době stále častěji vyuţívané recyklované kamenivo (drcené cihly a beton). Zrnitost Kaţdé kamenivo (kromě fileru) musí být označeno frakcí s pouţitím výrazu d/d. Frakce je určena dvojicí kontrolních sít (např. 4/16), mezi kterými se pohybují rozměry všech zrn příslušného kameniva. Dolní kontrolní síto (dolní mez frakce), které vymezuje minimální rozměry zrn ve frakci obsaţených, se označuje d. Umělé, drcené a lehké kamenivo Zrnitost Horní kontrolní síto (horní mez frakce) vymezuje maximální rozměry zrn, přítomných ve frakci a značí se D. Pokud je poměr otvorů sít d/d větší neţ 2, potom je těmito síty definována tzv. široká frakce (např. 0/4, 4/16, 8/22, 0/32). Úzká frakce je vymezena síty s poměrem velikosti otvorů D/d menším nebo rovným 2 (např. 2/4, 4/8, 16/22). 16

17 Zrnitost Podíl zrn, která propadnou dolním kontrolním sítem frakce (jsou menší neţ d), označujeme jako podsítné. Podíl zrn, která zůstanou na horním kontrolním sítu frakce (jsou větší neţ D), povaţujeme za nadsítné. Velikost zrn kameniva se stanovuje podle velikosti nejmenšího kontrolního síta, jímţ zrno ještě projde. Část 1: Sítový rozbor Čára zrnitosti je spojnicový diagram, kde je na vodorovné ose vynesena velikost ok pouţité sítové řady a na svislé ose jsou znázorněny příslušné propady na jednotlivých sítech. Pokud jsou v mnoţině zrn kameniva zastoupeny všechny velikosti, označujeme zrnitost jako plynulou. Pokud zrna určité velikosti chybí, je zrnitost označována jako přetržitá. Zrnitost Podle velikosti zrn rozdělujeme kamenivo na: hrubé kamenivo, jehoţ zrna (D) jsou větší nebo rovna 4 mm, drobné kamenivo, jehoţ zrna (D) jsou menší nebo rovna 4 mm, jemné částice frakce kameniva, která propadne sítem 0,063 mm, směs kameniva (štěrkopísek, štěrkodrť) kamenivo, které je směsí hrubého a drobného kameniva. Velikost sít pro specifikaci frakcí kameniva (ČSN EN 933-2) Základní řada sít má velikost čtvercových otvorů 63, 31,5 (32), 16, 8, 4, 2, 1, 0,5, 0,25, 0,125 a 0,063 mm, můţe být doplněna ještě síty z doplňkově řady. Tato síta mají velikost otvorů 45, 22,4 (22), 11,2 (11) a 5,6 (5) mm. Čísla uvedená v závorkách se mohou pouţít jako zjednodušené označeni frakce kameniva. Vlastnosti dle ČSN EN 933 Část 1: Sítový rozbor - jemné částice Nejjemnější částice v kamenivu byly podle normy ČSN označovány jako odplavitelné částice a definovány jako částice vymezené horním sítem 0,05 mm zjištěné plavením. Nové evropské normy pro kamenivo jiţ pojem odplavitelné částice nepouţívají. Namísto toho jsou zavedeny jemné částice, definované jako frakce kameniva, které propadne sítem 0,063 mm. 17

18 Část 1: Sítový rozbor - jemné částice Pro kamenivo do betonu je přípustný obsah jemných částic limitován v závislosti na kategorii kameniva. Maximální hmotnostní procento propadu sítem 0,063 mm se pohybuje v rozmezí 1,5% u hrubého kameniva aţ po 22% pro kamenivo drobné. Pro kategorii fnr u těţené přírodní frakce 0/8 a drobného kameniva (písku) maximální propad sítem 0,063 mm není limitován. Část 5: Stanovení podílu drcených zrn v hrubém kamenivu zkouška sestává z ručního třídění zrn zkušební naváţky hrubého kameniva na: drcená zrna včetně ostrohranných zrn, zaoblená zrna včetně oblých zrn, zjistí se hmotnost kaţdé z těchto skupin a vyjádří se jako procentní podíl zkušební naváţky, ostrohranná a oblá zrna se pak ručně roztřídí z drcených a zaoblených zrn, zjistí se hmotnost kaţdé skupiny a vyjádří se jako procentní podíl zkušební naváţky, procentní podíly C, zaokrouhlené na celá čísla Část 3: Stanovení tvaru zrn Index plochosti zkouška je sestavena ze dvou prosévacích operací: vzorek se roztřídí na různé frakce d i /D i kaţdá frakce d i /D i se pak prosévá na tyčových sítech a vyjádří se jako procento z celkové vysušené hmotnosti zkoušených zrn, index plochosti FI zaokrouhlený na nejbliţší celé číslo Část 6: Posouzení povrchových charakteristik Tekutost kameniva tekutost kameniva je čas, vyjádřený v sekundách, pro určitý objem kameniva, který propadne stanoveným otvorem za stanovených podmínek při pouţití normového zkušebního zařízení. tekutost Ec zaokrouhlena na nejbliţší sekundu Část 4: Stanovení tvaru zrn Tvarový index U hrubého kameniva se kromě zrnitosti hodnotí i tvar a povrch jednotlivých zrn. Tvar zrn má zásadní vliv na zpracovatelnost čerstvých betonů a v případě hutněných vrstev nebo asfaltobetonu má vliv na pevnost výsledného kompozitu. Zrna mohou být oblá a hladká nebo ostrohranná s hrubým lomovým povrchem. tvarový index SI, zaokrouhlený na celé číslo Část 7: Stanovení obsahu schránek živočichů podíl schránek živočichů v hrubém kamenivu zkouška sestává z ručního vytřídění schránek ţivočichů a jejich zlomků ze zkušební naváţky hrubého kameniva, obsah schránek ţivočichů se stanoví jako podíl hmotnosti schránek ţivočichů a jejich úlomků z celkové hmotnosti zkušební naváţky, obsah schránek ţivočichů SC se vyjádří jako procentní podíl (max. 10 %) 18

19 Část 8: Posouzení jemných částic Zkouška ekvivalentu písku zkušební naváţka písku a malé mnoţství koloidního roztoku se vloţí do odměrného válce a protřepe se, aby se z povrchu zrn písku zkušební naváţky uvolnil jílovitý povlak, písek je pak pouţitím dalšího koloidního roztoku rozplaven, aby se jemné částice dostaly do suspenze nad písek, po 20ti minutách se vypočte hodnota ekvivalentu písku (SE) vyjádřením výšky usazeniny jako procento celkové výšky koloidního materiálu ve válci. Část 11: Klasifikace složek hrubého recyklovaného kameniva zkouška spočívá v ručním přebrání částic zkušební naváţky hrubého recyklovaného kameniva a zaznamenání do seznamu sloţek, podíl kaţdé sloţky ve zkušební naváţce se stanoví a vyjádří jako procento hmotnosti, včetně podílu plovoucích částic, které jsou vyjádřeny jako objem hmotnosti. Část 9: Posouzení jemných částic Zkouška methylenovou modří do suspenze zkušební naváţky s vodou se postupně přidává roztok methylenové modře, adsorpce barevného roztoku zkušební naváţkou je kontrolována po kaţdém přidání roztoku provedením zkoušky zbarvení filtračního papíru ke zjištění přítomnosti nevázaného barviva, pokud je přítomnost nevázaného barviva potvrzena, vypočte se hodnota methylenové modře (MB nebo MB F ) a vyjádří se v g barviva adsorbovaného jedním kg zkoušeného podílu. Vlastnosti dle ČSN EN 1097 Část 10: Posouzení jemných částic Zrnitost fileru (prosévání proudem vzduchu) rozčlenění a oddělení zrn fileru, pomocí řady sít do několika zrnitostních skupin se sestupnou velikostí. Část 1: Stanovení odolnosti proti otěru zkouškou se stanoví součinitel mikro-deval, který je procentním podílem původního vzorku zmenšeného při otáčení v bubnu na velikost menší neţ 1,6 mm. zkouška sestává z měření otěru způsobeného třením mezi kamenivem a abrazivní náplní v otáčejícím se bubnu za stanovených podmínek, procentní podíl zbytku na sítě 1,6 mm se po ukončení otáčení pouţije k výpočtu součinitele mikro-deval. 19

20 Část 2: Metody pro stanovení odolnosti proti drcení Stanovení odolnosti proti drcení zkušební metodou Los Angeles (LA) Vzorek kameniva se válí s ocelovými koulemi v otáčecím bubnu. Po dokončení otáčení se stanoví mnoţství materiálu zachyceného na sítě 1,6 mm. Stanovení odolnosti proti drcení zkušební metodou drtitelnosti v rázu (SZ) Dílčí naváţka se umístí do ocelového válce a je vystavena deseti nárazům beranu o hmotnosti 50kg. Rozsah podrcení způsobeného deseti rázy se měří proséváním dílčí naváţky s pouţitím pěti určených zkušebních sít. Část 5: Stanovení vlhkosti sušením v sušárně Metoda sušením v sušárně umoţňuje zjistit celkovou volnou vodu přítomno ve zkušební naváţce kameniva. Voda můţe být z povrchu kameniva i z přístupných pórů zrn kameniva. W [%] Část 3: Stanovení sypné hmotnosti a mezerovitosti Zjistí se hmotnost vysušeného kameniva v odměrné nádobě a vypočte se sypná hmotnost volně sypaného kameniva (ρ b ). Mezerovitost v procentech se vypočte ze sypné hmotnosti volně sypaného kameniva a objemové hmotnosti zrn kameniva (V). Část 6: Stanovení objemové hmotnosti zrn a nasákavosti Objemová hmotnost zrn se vypočte z poměru hmotnosti k objemu. Hmotnost se stanoví zváţením vodou nasycené a povrchově osušené zkušební naváţky a opět zváţením po vysušení v sušárně. Objem se stanoví z hmotnosti vytlačené vody, buď sníţením hmotnosti metodou s drátěným košem nebo váţením při pyknometrické metodě. ρ xx Část 4: Stanovení mezerovitosti suchého zhutněného fileru Filer se zhutní standardním způsobem zhutňovacím zařízením. Objem zhutněného fileru se stanoví z výšky zhutněného loţe fileru. Pomocí známé hmotnosti zhutněného fileru se vypočte mezerovitost zhutněného fileru (V) Objemová hmotnost zrn Podle objemové hmotnosti zrn dělíme kamenivo do následujících skupin: těžké kamenivo o objemové hmotnosti větší neţ 3000 kg.m -3, hutné kamenivo obj.hm kg.m -3, pórovité kamenivo obj. hm kg.m -3, nebo sypké hmotnosti 1200 kg.m

21 Těžké kamenivo Kamenivo o objemové hmotnosti větší než 3000 kg.m -3 označujeme jako kamenivo těţké. Pouţití těţkého kameniva se uplatňuje zejména ve speciálních konstrukcích z těţkých betonů, které slouţí jako ochrana před radioaktivním a rentgenovým zářením. Vzhledem ke způsobu určení jsou na kamenivo do těţkých betonů kladeny specifické poţadavky. Pórovité kamenivo kamenivo s objemovou hmotností do 2000 kg.m -3. Pórovité kamenivo nachází hlavní uplatnění při výrobě lehkých malt a betonů s tepelněizolačními účinky. Pouţívají se pórovitá kameniva jednak přírodní, jednak uměle vyrobená. Hutné kamenivo Hutné kamenivo je hmotnostně nejvýznamnější sloţkou běţných malt a betonů. V betonu tvoří 75 80% jeho objemu a jeho hlavní funkcí je vytvoření pevné kostry při minimální mezerovitosti. Pouţívá se i na zásypy a vozovkové vrstvy (asfaltobetony). Nejčastěji se získává těţením, popř. drcením přírodních hornin. Kvalitní hutné kamenivo poskytuje celá řada hornin běţně se vyskytujících na našem území. Část 7: Stanovení měrné hmotnosti fileru Pyknometrická zkouška Nahrazení určitého mnoţství kapaliny známé měrné hmotnosti zkušební naváţkou. Pyknometr známého objemu, obsahující zkušební naváţku, je naplněn kapalinou. Objem této kapaliny se vypočte vydělením hmotnosti přidané kapaliny její měrnou hmotností. Objem zkušební naváţky se vypočte odečtením tohoto objemu od pyknometru. ρ f Hutné kamenivo Z umělých hutných kameniv se uplatňuje zejména hutná vysokopecní struska jako kamenivo do betonů. Objemová hmotnost strusky se pohybuje v rozmezí kg.m -3, nasákavost je do 10%. Struska musí být nerozpadavá, ověřuje se i její chemické sloţení. Dalším pouţitelným materiálem z této kategorie je drcený betonový recyklát. Část 8: Stanovení hodnoty ohladitelnosti Hodnota ohladitelnosti (PSV) je míra odolnosti hrubého povrchu kameniva proti ohlazování kol aut za podmínek podobných, které se vyskytují na povrchu vozovky. Zkoušky se provádí na kamenivu, které propadne sítem 10 mm a zůstane na sítě 7,2 mm a skládá se ze dvou částí: a) dílčí naváţky jsou vystaveny působení ohlazování přístrojem pro zrychlené ohlazování, b) stav ohlazení kaţdého zkušebního tělesa je měřen pomocí zkoušky třením. PSV se pak vypočte ze zjištěných hodnot tření. 21

22 Část 9: Stanovení odolnosti proti obrusu pneumatikami s hroty Vzorek úzké frakce kameniva 11,2 aţ 16,0 mm se otáčí společně s ocelovými kuličkami a vodou v ocelovém válci. Tři zaráţky, které jsou upevněny na vnitřní straně válce, umoţňují důkladnější promíchání zrn kameniva a ocelových kuliček. Při otáčení bubnu se obsah obrušuje. Po předepsaném počtu otáček vyjme se obsah bubnu a kamenivo se proseje na sítě 2 mm, aby se zjistila procentní ztráta vlivem obrusu (A N ) Škodlivé látky v kamenivu Škodlivé podíly v kamenivu určeném do betonu lze rozdělit do následujících skupin: jemné částice menší než 0,063 mm (jak je uvedeno výše, jsou škodlivé jen tehdy, překročí-li jejich podíl v jednotlivých frakcích kameniva přípustné mnoţství), humusovité látky (jemně rozptýlené organické látky prokazatelné pomocí roztoku hydroxidu sodného), Část 10: Stanovení výšky vzlínavosti vody Vysušené kamenivo ve svislém válci se umístí přímo na hladinu vody a ponechá se účinku vzlínavosti vody. Po dosaţení rovnováţného stavu se stanoví výška vzlínavosti zjištěním změn vlhkosti zkušební naváţky W hyg [%] Škodlivé látky v kamenivu bobtnající organické látky (zbytky dřeva), látky ovlivňující tvrdnutí, látky obsahující síru, látky způsobující korozi výztuže (halogenidy) látky podléhající alkalicko-křemičité reakci, kamenivo ze zbytků čerstvého betonu a malt. Škodlivé látky v kamenivu Z hlediska vlastností betonové směsi, vlastností a trvanlivosti betonu je důleţité, aby kamenivo neobsahovalo škodlivé látky, které při styku s cementovým tmelem vedou k nepříznivému ovlivnění tuhnutí a tvrdnutí cementového tmele, způsobují vnitřní pnutí, a tím porušování struktury zatvrdlého betonu a snižují soudržnost u betonu s ocelí. Škodlivé látky v kamenivu Sírany obsaţené v kamenivu mohou způsobit porušení betonu rozpínáním. Větší podíl síranů se připouští pouze v krystalické vysokopecní strusce, kde je uzavřen v zrnech, a proto se neúčastní hydratačního procesu cementu. 22

23 Škodlivé látky v kamenivu Určitá kameniva mohou reagovat za nepříznivých podmínek a vysoké vlhkosti s alkáliemi v betonu. To můţe způsobit rozpínání a vznik trhlinek, popř. i rozpad betonu. K nejběţnějším formám patří reakce mezi alkáliemi a určitými formami křemíku (alkalicko-křemičitá reakce). Přírodní pórovitá kameniva Vzhledem k tomu, ţe se většinou vyrábí drcením hornin mohou obsahovat značné procento prachových podílů a jejich pórovitost je do značné míry otevřená. Většina pórovitých hornin je silně nasákavá a náchylná k objemovým změnám působeným změnami vlhkosti. Tato kameniva mají místní význam. Škodlivé látky v kamenivu Rovněţ při pouţití vzduchem chlazené vysokopecní strusky jako kameniva do betonu můţe v některých případech docházet k negativnímu ovlivnění její objemové stálosti. Méně běţná je reakce alkalicko-uhličitanová. Omezení těchto rizik lze dosáhnout omezením celkového obsahu alkálií v betonu, pouţitím směsi nereaktivního kameniva a snížením stupně nasycení vodou. Pórovitá kameniva z průmyslových odpadů Z průmyslových odpadů se jako pórovité kamenivo vyuţívá škvára, zpěněná struska, popílek a recyklované cihelné zdivo. Škvára vzniká jako odpad spalování pevných paliv v roštových topeništích. Její upotřebitelnost závisí na druhu paliva, ze kterého vznikla. U čerstvé škváry jsou nebezpečné nespálené zbytky, které se dosud nerozloţily (mnoţství je limitováno na max. 10%) Přírodní pórovitá kameniva Získává se z lehkých hornin vhodných vlastností. Mohou to být horniny vulkanického původu nebo pórovité sedimenty. Z lehkých hornin, které lze pouţít pro výrobu pórovitého kameniva se u nás vyskytují tufy a tufity, křemelina, spongility, trasy a čedičové lávy. Přírodní pórovitá kameniva vykazují kolísání objemové hmotnosti a nestejnoměrnost vlastností. Pórovitá kameniva z průmyslových odpadů Sloučeniny síry, zejména sirníky, mohou ovlivňovat tuhnutí cementu. Objemovou nestálost škváry mohou způsobovat volné oxidy CaO a MgO, které se však delším odleţením samovolně vyhasí. Škvára pro stavební vyuţití se posuzuje i z hlediska obsahu radioaktivních izotopů. 23

24 Pórovitá kameniva z průmyslových odpadů Zpěněná struska vzniká při hutnickém zpracování kovových rud prudkým zchlazením ţhavé tekuté strusky vodou. Jakost zpěněné strusky často kolísá, proto se od jejího pouţití upouští a struska se pouţívá nezpěněná (chlazená vzduchem) jako hutné kamenivo. Pro tento účel se třídí do frakcí a magnetickou separací se zbavuje kovových podílů. Oba typy struskového kameniva jsou u nás běţně dostupné. Pórovitá kameniva z přírodních zdrojů Keramzit je kamenivo vyráběné ţíháním granulí jílových nebo písčito-hlinitých hornin (jílů, písčitých jílů, břidlic, argilitu, siltu), hornin obsahujících šungit, tripolity, popelostruskové směsi nebo popílky a úlety tepelných elektráren, které při ţíhání současně expandují (ČSN EN ). Pórovitá kameniva z průmyslových odpadů Cihelná drť vzniká v malém mnoţství jako odpad z cihlářské výroby, ale převáţně drcením cihelné suti. Nevýhodou je nákladné třídění sutin, při kterém se oddělují ostatní hmoty (dřevo a další), a nerovnoměrná jakost. Agloporit je druh objemově stálého pórovitého kameniva vyráběného z elektrárenského popílku. Je vhodný jak pro výrobu izolačních betonů, tak i pro betony konstrukční (nepouţívá se). Pórovitá kameniva z přírodních zdrojů Hlavními parametry jakosti lehkého kameniva jsou hmotnost a pevnost zrna. Objemová hmotnost zrna můţe být kg.m -3, coţ při mezerovitosti 40 45% představuje sypnou hmotnost kg.m -3. Hustota keramzitového materiálu je kg.m -3. Pórovitá kameniva z průmyslových odpadů Cihelná drť + škvára video-tuny-skvary-a-antuky-tak-se-stavi-kurtpro-uspech-cechu-v-davis-cupu.html Základní parametry keramzitového kameniva VIZ CVIČENÍ FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI KAMENIV