RODZAJE I ZNACZENIE KRUSZYWA W BETONIE(1), budownictwo, STUDIA, semestr V, technologia robót budowlanych I

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
XVII OGÓLNOPOLSKA KONFERENCJA WARSZTAT PRACY PROJEKTANTA KONSTRUKCJI
Ustroń, 20
23 lutego 2002 r.
Jerzy Piasta
Wojciech Piasta
RODZAJE I ZNACZENIE KRUSZYWA W BETONIE
1. Wprowadzenie
Beton
jest kompozytem powstającym z cementu, wody, kruszywa, dodatków
mineralnych i domieszek chemicznych. Zadaniem cementu i wody czyli zaczynu
cementowego poprzez ich wzajemną reakcję chemiczną jest połączenie ziarn kruszywa aż
do utworzenia ciała stałego.
W celu lepszego zrozumienia wpływu kruszywa przytaczamy kilka przykładów
właściwości skały, kruszywa i betonu porównywalnych także bezpośrednio ze sobą.
Rozważamy ponadto warstwę kontaktową kruszywa i zaczynu cementowego w betonie, na
którą jak się okazuje duży wpływ ma rodzaj kruszywa, a także samej skały. Znaczenie
samej warstwy kontaktowej na właściwości betonu jest bardzo ważne, ponieważ często w
ten sposób można wyjaśnić nieprzewidywalny wpływ kruszywa na beton. Autorzy referatu
dążą do opisania roli i znaczenia kruszywa w mieszance betonowej i w stwardniałym
kompozycie. Należy bowiem zaznaczyć, że właściwości samego kruszywa lub zaczynu
cementowego nie są do końca odzwierciedlone w betonie. Wynika stąd wniosek, że
ostateczną ocenę przydatności kruszywa można dopiero osiągnąć na podstawie łącznych
badań składnika i kompozytu.
2. Charakterystyka i właściwości skał przeznaczonych na kruszywa do
betonów.
2.1. Ogólne omówienie.
We wszystkich krajach świata do betonów są powszechnie stosowane kruszywa
mineralne o zróżnicowanych wielkościach i kształtach ziarn rys 1:
– łamane ze skał litych (zwartych),
*
Prof.dr hab. inż.; Katedra Technologii Betonu i Prefabrykacji; Politechnika Świętokrzyska - Kielce
**
Dr. inż.; Katedra Technologii Betonu i Prefabrykacji; Politechnika Świętokrzyska - Kielce
 – żwirowo-piaskowe jako kruszywo naturalne ze skał luźnych stanowiących mieszaninę
okruchów z różnych minerałów (skał).
a) piasek 0,063-2,0mm b) żwir 8-16
c) bazalt 4-8mm d) granit 8-32mm
Rys. 1. Kształty ziarn kruszyw otoczakowych a),b); łamanych c), d).
Z tych to względów właściwości kruszywa są ściśle uzależnione od cech fizyko-
chemicznych i minerałów wchodzących w skład struktury skały. Właściwości surowców
skalnych są zróżnicowane w zależności od ich okresu i sposobu powstawania. Ogólnie
można przyjąć, że kruszywa mineralne pochodzą ze skał trzech grup geologicznych (tablica
1) jak:
–
magmowe: głębinowe i wylewne,
–
osadowe,
–
metamorficzne (przeobrażone).
Tablica 1
Klasyfikacja genetyczno-petrograficzna surowców skalnych [1]
Pochodzenie skały
Powstawanie
Rodzaj
1
2
3
Skały głębinowe
– granity,
–
leukogranity (surowce
skaleniowe),
–
granodioryty,
–
sjenity,
–
gabra,
–
noryty, anortozyty.
Skały magmowe
–
porfiry,
–
keratofiry,
–
trachity,
–
fonolity,
–
andezyty,
–
melafiry,
–
diabazy,
–
bazalty.
Skały wylewne
Skały węglanowe
(wybrane)
–
wapienie,
–
dolomity.
Skały krzemionkowe
(wybrane)
– chalcedonity
Skały osadowe
–
tufy porfirowe,
–
szarogłazy,
–
piaskowce zwykłe,
–
piaskowce kwarcytowe
(kwarcyty),
–
piaski,
–
kruszywa naturalne,
–
głazy narzutowe.
Skały okruchowe
(wybrane)
Skały metamorficzne
(wybrane)
–
gnejsy,
–
łupki krystaliczne,
–
kwarcyty (właściwe),
–
wapienie krystaliczne (marmury właściwe).
Skały hydrotermalno-
metasomatyczne
(ograniczone do
kruszywa)
–
kalcyty,
–
magnezyty,
–
kwarc żyłowy.
Ważnym elementem ekonomicznym wpływającym na przydatność, cenę kruszyw w
odniesieniu do budowanego obiektu (zakładu prefabrykacji elementów betonowych) jest ich
lokalizacja (rys.2 i 3) oraz wielkość zasobów w jednym górotworze i gospodarcze prawo
celowości przeznaczenia tych surowców skalnych na kruszywo do betonów.
Legenda:
Gr – Granit Mf – Melafiry
Dl – Dolomity
S – Sjenit Pf – Porfiry
G – Gnejsy
Gb – Gabra T – Tufy
K – Kwarcyty
A – Andezyty Ps – Piaskowce
Mm – Marmury
Bz – Bazalty Ch – Chalcedonity
Wt – Wapień trawetyn
Db – Diabazy W – Wapienie
Rys. 2. Strefowe zasoby surowców skalnych.
Zasoby surowców skalnych w Polsce posiadają tylko niektóre zbadane właściwości oraz
określone wielkości zasobów i przeznaczenie. Wymagania stawiane przez normy kruszyw
[3] i betonów [13] nakazują przeprowadzenie szczegółowych badań pod kątem ich
przydatności dla budownictwa i drogownictwa. Wynika taka potrzeba z tego, że prawie
każdy rodzaj skały posiada niektóre właściwości powodujące obniżanie trwałości kruszyw
betonu [14], [1].
Z badań autorów wynika, że w Polsce w pojedynczych przypadkach kruszywo mineralne
może powodować z alkaliami cementu destrukcje betonu [15],[16]. Występująca w naturze
skał znacząca niejednorodność niektórych właściwości obniża w czasie trwałość betonów z
kruszywami z takich skał. Ponadto wiele skał (kruszyw) jest wrażliwych (podatnych) na
środowisko chemiczne [15] czemu należy zapobiegać przez dobór skał o odpornych
właściwościach (p. pkt 5-1).
Br – Baryty
2.2. Występowanie i właściwości skał zwięzłych przeznaczonych na kruszywo
do betonów.
2.2.1. Występowanie skał zwięzłych.
Zwięzłe surowce skalne przydatne do produkcji kruszywa łamanego są głównie
zlokalizowane (rys. 2) w strefach: południowej, środkowej i północnej.
Przede wszystkim zalegają one tereny województw: śląskiego, opolskiego, dolnośląskiego,
świętokrzyskiego małopolskiego. W pozostałej części Polski występują zwięzłe surowce
skalne, ale właściwości ich nie spełniają wymogów normowych [3]. Niektóre z nich
stanowią małe zasoby bądź występują w Parkach Narodowych i z przytoczonych powodów
nie mogą być eksploatowane.
2.2.2. Właściwości skał zwięzłych
Znajomość właściwości fizycznych skał jest konieczna zarówno przy geologicznym
dokumentowaniu zasobów złóż jak i przeznaczeniu surowców na kruszywo łamane do
betonów (tabl. 2). Do najważniejszych należą: gęstość, gęstość pozorna, łupliwość
(zwięzłość), porowatość, nasiąkliwość, przepuszczalność, wytrzymałość na ściskanie,
mrozoodporność, stopień reaktywności z alkaliami cementu, ścieralność, przyczepność
lepiszcza bitumicznego.
Szczegółowe wyniki właściwości skał w ujęciu tekstowym i kartograficznym są w
monograficznych opracowaniach dla poszczególnych regionów jak: [4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11].
Na właściwości fizyczne skał (ziarn kruszyw) mają także prawie decydujące znaczenie
właściwości samych minerałów, które wchodzą w skład określonej skały. Stąd dla
dokładnego poznania właściwości ziarn kruszywa a tym samym betonów z tych kruszyw
celowe jest dobre poznanie minerałów i właściwości fizykochemicznych skał. Ponadto na
właściwości samych ziarn kruszywa wpływa tekstura i struktura skał oraz ich sposób
powstawania, przeobrażenia, wietrzenia, ruchów górotwórczych ich spękanie.
[ Pobierz całość w formacie PDF ]

  • zanotowane.pl
  • doc.pisz.pl
  • pdf.pisz.pl
  • frania1320.xlx.pl

    • Tematy