Kamenivo je základním materiálem používaným v různých stavebních aplikacích, jako jsou betony, asfaltiny a zásypy. Zkoušky kameniva slouží k hodnocení jeho vlastností. Výsledky zkoušek kameniva poskytují klíčové údaje pro návrh stavebních směsí, které splňují technické a bezpečnostní normy. Kamenivo může být přírodní, umělé nebo recyklované.
Certifikace a průkazní zkoušky kameniva
Provádění akreditovaného odběru, počátečních zkoušek typu výrobků a certifikace systému řízení výroby je nezbytné pro zajištění kvality kameniva. Tyto procesy probíhají dle řady evropských norem: EN 12620:2002+A1:2008 Kamenivo do betonu; EN 13043:2002/AC:2004 Kamenivo pro asfaltové směsi a povrchové vrstvy pozemních komunikací, letištních a jiných dopravních ploch; EN 13242:2002+A1:2007 Kamenivo pro nestmelené směsi a směsi stmelené hydraulickými pojivy pro inženýrské stavby a pozemní komunikace; EN 13450:2002/AC:2004 Kamenivo pro kolejové lože; EN 13139:2002/AC:2004 Kamenivo pro malty; EN 13055-1:2002/AC:2004 Pórovité kamenivo - Část 1: Pórovité kamenivo do betonu, malty a injektážní malty.
Kromě toho se provádějí kompletní průkazní zkoušky kameniva dle požadavků hEN a resortních předpisů, jako jsou MDS (ŘSD), OTP ČD (SŽDC), ŘVC atd.
Základní zkoušky kameniva
Základní zkoušky kameniva jsou klíčové pro posouzení jeho mechanických a fyzikálních vlastností. Mezi tyto zkoušky patří: Zkušební postup Název zkoušky ČSN EN 1097-1 Odolnost proti otěru (mikro-Deval) - suchý způsob - mokrý způsob; ČSN EN 1097-2 Odolnost proti drcení (součinitel LA) - 500 otáček; ČSN EN 1097-2, OTP ČD Odolnost proti drcení (součinitel LA) - 1000 otáček; ČSN EN 1097-2 Odolnost proti drcení (drtitelnost rázem SZ); ČSN EN 1097-3 Sypná hmotnost volně sypaného kameniva; ČSN EN 1097-3 Mezerovitost; ČSN EN 1097-3, příloha A Objemová hmotnost fileru v petroleji; ČSN EN 1097-4 Mezerovitost zhutněného fileru; ČSN EN 1097-5 Vlhkost; ČSN EN 1097-6, kap. 7 Objemová hmotnost zrn 31,5 - 63 mm drátěným košem; ČSN EN 1097-6, kap. 8 Objemová hmotnost zrn 4 - 31,5 mm pyknometricky; ČSN EN 1097-6, kap. 9 Objemová hmotnost kameniva 0,063 - 4 mm pyknometricky; ČSN EN 1097-6 Nasákavost vodou; ČSN EN 1097-7 Měrná hmotnost filtru pyknometricky; ČSN EN 1097-8 Hodnota ohladitelnosti PSV; ČSN EN 1367-1 Odolnost proti zmrazování a rozmrazování „F“ (10 cyklů).
Další důležité zkoušky zahrnují stanovení zrnitosti, nasákavost a stanovení obsahu jemných částic a jejich kvality. Tyto zkoušky ovlivňují použitelnost kameniva v betonu a asfaltových směsích.
Recyklované betonové kamenivo (RCA)
Slovo recyklace je v posledních letech velice často skloňováno v souvislosti se stavebnictvím a znovuvyužitím stavebního a demoličního odpadu. Stavebnictví v EU je odvětví s nejvyšší spotřebou přírodních zdrojů a také s největší produkcí odpadu, zhruba 900 milionů tun odpadu ročně. Stavební a demoliční odpad (C&DW) vyprodukovaný v Evropské unii zastupuje přibližně dvě třetiny produkce všech odpadů. Kvůli rostoucímu množství C&DW je nezbytné hledat nová řešení pro uplatnění druhotných surovin, a zejména recyklovaného betonového kameniva (RCA) ve výstavbě.
Náhrada přírodního kameniva (NA) pomocí RCA při výrobě betonu sníží nejen těžbu přírodních zdrojů, ale také množství ukládaného materiálu na skládky stavebního odpadu. Částečná či úplná náhrada NA pomocí RCA sebou přináší dvě velice významné výhody: úsporu prostoru na skládkách stavebního odpadu a snížení těžby přírodního kameniva. RCA má však specifické vlastnosti a vyžaduje cílené zpracování a třídění frakcí, aby splnilo požadavky norem, například ČSN EN 12620 + A1. Recyklované kamenivo musí mít minimálně 90 % betonu, objemovou hmotnost vyšší než 2100 kg/m3 a deklarované vlastnosti jako nasákavost a obsah jemných částic; na národní úrovni mohou být tato kritéria upravena.
Faktory ovlivňující kvalitu RCA
Vlastnosti RCA jsou závislé na kvalitě, čistotě a původu stavebního a demoličního odpadu jako vstupní suroviny pro jeho výrobu. Řešení, jak získat RCA s dobrými vlastnostmi, je recyklace in-situ nebo precizní třídění C&DW v areálu recyklačního centra. Testovanými vlastnostmi byla zrnitost, obsah jemných částic, tvarový index, objemová hmotnost a nasákavost, a dále odolnost hrubého kameniva proti drcení. Výsledky prokázaly, že na vlastnosti samotného RCA má velký vliv složení drceného betonu, tzv. mateční beton (MC).
Vliv matečního betonu (MC)
Pevnostní třída MC může mít vliv na více vlastností, ale ovlivní hlavně tvarový index a odolnost hrubého kameniva proti drcení. Předpoklad pro betony s vyšší pevností je vyšší hutnost struktury, a tím pádem nižší pórovitost cementového tmele. MC obsahující vyšší frakce kameniva mohou zlepšit nejen pevnost betonu s RCA, ale také snížit nasákavost a tendenci k drolení samotného RCA. Obsah příměsí a přísad v MC může ovlivnit vzhled budoucího betonu a některé vlastnosti, například zpracovatelnost a estetiku.
Obsah nečistot a původ
Obsah nečistot: RCA musí obsahovat více než 90 % betonu, nejčastější nečistoty jsou keramický střep (cihly, stropní vložky, keramické tašky); jiné materiály jako dřevo, plast, sklo, asfalt či sádra mohou kvalitu betonu významněji zhoršit. Četnost zdrojů původu ovlivňuje variability RCA; více zdrojů často znamená vyšší obsah nečistot a heterogenitu. U bouraných konstrukcí je potřeba zvláštní péče při třídění na staveništi, protože dotřiďování v recyklačním centru bývá komplikované.
Specifické vlastnosti RCA
Nasákavost: RCA vykazuje vyšší nasákavost a nižší objemovou hmotnost oproti NA; hrubé RCA lze použít až do 100% nahrazení. Mrazuvzdornost byla testována ČSN EN 1367-1 a výsledky naznačují, že RCA je nutné pečlivě posoudit pro náročné konstrukce. ACV hodnoty (odolnost proti drcení) se liší podle frakce a zdroje; u frakce 8/16 byla ACV 32,1 %, což je lehce nad technickým doporučením pro přírodní kamenivo (30 %).
Rozšířené poznámky a ekonomicko-enviromentální hlediska
Recyklované kamenivo vyprodukované z C&DW znamená významný environmentální přínos, i když finanční zisk nemusí být vysoký. V EU se recykluje podíl stavebního a demoličního odpadu okolo 50 %, cíle pro rok 2020 byly 70% recyklace, a betonový recyklát představuje podíl zhruba 10 % odpadu. Přírodní kamenivo má v současnosti dominantní postavení, ale RCA nabízí perspektivu pro úsporu materiálů a snížení vytížení skládek a těžby surovin. V praxi se RCA často získává tříděním a drcením C&DW v areálech recyklačních center a v místě vzniku pro liniové stavby.
Praktické závěry a použití RCA
RCA může být vhodné pro méně náročné konstrukce, kde zátěže nejsou vysoké; pro náročné konstrukce se volí RCAs se specifickým tříděním a doprovodnými přísadami pro zajištění požadované odolnosti. Při demolici je vhodné upřednostnit selektivní demolici, aby se minimalizoval obsah nečistot a zjednodušilo třídění na staveništi. RCA frakce 0-4 mm vyžaduje zvláštní pozornost kvůli vyššímu obsahu jemných částic, která může zhoršit zpracovatelnost a soudržnost směsi. U dvou třetin odpadů je nutné vyhledávat druhotné suroviny, a právě recyklované kamenivo představuje jednu z hlavních cest jak snížit spotřebu přírodních zdrojů.
ODPADY
STAVEBNICTVÍ v EU má největší spotřebu přírodních zdrojů a největší produkci odpadu; RCA umožňuje částečnou náhradu přírodního kameniva a snižuje tlak na skládky a těžbu.
| Ukazatel | Poznámka | RCA vs. NA |
|---|---|---|
| Nasákavost | Vyšší u RCA | RCA vyšší |
| Objemová hmotnost | Nižší u RCA | RCA nižší |
| ACV | Hodnota závisí na frakci | 8/16 frakce 32,1 % |
Technické doporučení pro přírodní kamenivo pro použití v betonových krytech je 30 %, což ukazuje, že RCA může být použito pro méně namáhané konstrukce. Vliv matečního betonu a jeho složení na RCA je klíčový; MC s vyšší hutností zvyšuje odolnost proti drcení a menší pórovitost, ale může vést ke vzniku ostrohranných zrn RCA, která se hůře integrují do nového betonu.