Kameniva se dělí do dvou hlavních kategorií: jemné a hrubé. Jemné kamenivo obsahuje částice menší než 4,75 mm, zatímco hrubé kamenivo zahrnuje částice větší než 4,75 mm. Tvar kameniva (hranatý, zaoblený nebo nepravidelný) ovlivňuje zpracovatelnost a pevnost betonu nebo asfaltu, přičemž hranatá kameniva zajišťují lepší propojení a pevnost v betonu, a jsou ideální pro aplikace s vysokým zatížením. Minerální složení určuje klíčové vlastnosti, jako je pevnost, trvanlivost a odolnost proti povětrnostním vlivům; například vápencové kamenivo bohaté na uhličitan vápenatý je odolné a všestranné, ale může reagovat s kyselými prostředími.
Kameniva přispívají k udržitelné stavbě začleněním recyklovaných materiálů, jako je drcený beton a recyklovaný asfalt. Tato recyklovaná kameniva snižují poptávku po přírodních zdrojích, redukují množství odpadu a minimalizují dopad stavebních projektů na životní prostředí. Všestrannost: vhodné pro širokou škálu použití, jako jsou základní vrstvy silnic, výroba betonu a krajinářství. Kamenivo se používá ve stavebnictví jako plnivo, které slouží v kombinaci s dalšími pojivy pro přípravu malt a betonů. Vlastnosti kameniva jsou ovlivněny jeho původem a především jeho původem, tj. dalších složek.
Třídění kameniva podle frakcí
Na základě velikosti zrna je kamenivo tříděno do frakcí, tím se rozumí označení kameniva podle velikosti ok dolního a horního síta. Frakce je tudíž množina zrn kameniva, které propadnou horním sítem (horní mez frakce) a zachytí se na spodním sítu (dolní mez frakce). Toto velikostní rozmezí frakce se zapisuje ve formě d (dolní)/D (horní). Příkladem mohou být široké frakce (např. 8/22, 0/32, 0/63) nebo úzké frakce (např. 0/2, 2/4, 4/8, 8/11, 8/16, 11/22, 16/22, 32/63).
Křivka zrnitosti (grading curve) graficky vyjadřuje zastoupení jednotlivých frakcí ve vzorku kameniva. V ideálním vzorku kameniva jsou mezery mezi většími zrny zaplněny zrnami menšími a tak dále, až po nejjemnější částice. U běžných betonů jsou nejjemnějšími částicemi zrna cementu, u speciálních betonů mikroplnivo. Obr. 3: Ukázka některých problematických křivek zrnitosti. Všechny příklady vedou k vyššímu obsahu cementu v betonu. Poslední se nazývá přerušená nebo přetržitá a je nevhodná pro čerpané betony.
Typy kameniva podle původu a objemu
Podle původu: Přírodní, anorganické kamenivo získává se těžbou nebo drcením přírodních hornin. Umělé, anorganického původu vzniká lidskou činností a nejčastěji tepelným procesem, jako je tavení kovů či spalování. Podle objemu: Pórovité (lehké) kamenivo s objemovou hmotností do 2000 kg/m3, např. Liapor (dříve Keramzit), vysokopecní struska nebo expandovaná břidlice. Hutné (normální) kamenivo s objemovou hmotností okolo 2500-2800 kg/m3 (např. čediče, amfibolity). Těžké kamenivo s objemovou hmotností až 3100 kg/m3 a někdy až 5300 kg/m3 (magnetit, hematit), používá se například v jaderné energetice či ve výzkumu.
Získávání kameniva
Drcené kamenivo se těží povrchovým způsobem v kamenolomech. Hornina je od lomové stěny oddělována odstřely s použitím brizantních trhavin; rozvaly jsou nakládány na technické linky k drcení a třídění. Drcení probíhá v několika stupních různými typy drtičů (čelisťové, kuželové, odrazové). Třídění probíhá v třídírnách pomocí vibračních sít, kde se materiál rozděluje na jednotlivé frakce. Frakce 32/63 mm bývá označována jako čtverka, 4/8 mm jako čtyři-osmička, 8/16 mm jako jednička a 11/22 mm jako dvojka; frakce 0/4 mm je nula-čtverka a 0/2 mm nula-dvojka.
Těžené kamenivo se získává z ložisek pod hladinou i na povrchu. Mokrá těžba probíhá drapákovými bagry či sacími bagry, suchá těžba ze stěny pomocí bagru či nakladače. Těžené kamenivo je následně prané a tříděné. Obrázky ukazují široké spektrum technických detailů kurzívněji uvedených postupů.
Použití frakcí kameniva ve stavebnictví
Správná volba frakce kameniva je klíčová pro různé stavební účely. Pokud zvolíte špatnou velikost frakce, cesta se může propadat, a proto vrstvy kameniva vybírejte podle toho, zda dlažba bude pouze pochozí či po ní budou jezdit auta. Příklady použití: Pochozí dlažba, dlažba pro auta do 3,5 t, drenážní potrubí a dekorativní kamenivo. Konstrukční vrstvy vozovky zahrnují Mechanicky zpevněné kamenivo (MZK) a ložní vrstvy; penetrační makadam a podsyp slouží k rozložení tlaků a odvodnění.
Slovník pojmů souvisejících s kamenivem
Makadam, mlat, kačírek, frakce, kaša, kačírek, kádéčko, kačírek, ploché dlažby a další termíny tvoří speciální terminologii, která se často objevuje v kamenickém oboru. Mnohé termíny se používají i v laické mluvě, avšak jejich význam je v kontextu kameniva důležitý pro správné porozumění technické dokumentaci a provádění stavebních prací.
Recyklované betonové kamenivo (RCA) a C&DW
Kvůli rostoucímu množství stavebního a demoličního odpadu (C&DW) je nutné hledat nová řešení pro uplatnění druhotných surovin, zejména RCA, ve výstavbě. C&DW vzniká z betonů a materiálů na bázi cementu; jeho recyklace snižuje těžbu přírodního kameniva a množství odpadu. RCA splňuje požadavky normy ČSN EN 12620 a ČSN EN 206, pokud obsahuje minimálně 90 % betonu a má deklarované parametry jako objemovou hmotnost a nasákavost. Nasákavost a obsah jemných částic ovlivňují kvalitu betonu s RCA. Příklad: frakce 0-4 mm má vyšší obsah jemných částic, což může být výhodné pro samozhutnitelný beton.
Ovlivňující faktory kvality RCA jsou rozděleny do dvou skupin. První skupina se zabývá vlastnostmi matečního betonu (MC): pevnostní třída MC, maximální zrno kameniva a obsah přísad či příměsí. Druhá skupina zahrnuje nečistoty, počet zdrojů původu a typ bourané konstrukce. Materiál z matečního betonu má vliv na tvarový index a odolnost hrubého kameniva proti drcení; u vyšších pevností dochází k vyšší hutnosti a snížení pórovitosti cementového tmele, což může vést k ostrohranným zrnkům RCA. Naopak nižší pevnost vede k drolení cementové matrice a vyššímu podílu drobné frakce RCA. Příměsi a přísady mohou zlepšit zpracovatelnost a odolnost proti mrazu; mohou také ovlivnit vizuální vzhled RCA.
Nečistoty zahrnují materiály mimo beton a cementové materiály; RCA určené pro beton musí mít méně než 10 % nečistot. Nejčastější nečistoty jsou keramické střepy z cihel, stropních prvků a keramických tašek; dřevo, plast a sklo mohou kvalitu výrazněji snížit. Při demolicích je výhodné selektivní bourání; na staveništích lze RCA vyrábět přímo mobilní recyklační linkou. Kvalita RCA je také ovlivněna původem kameniva a zda bylo těženo či lomově získáno.
Při výrobě RCA je rozumné oddělovat jednotlivé frakce a provádět precizní třídění; RCA s vysokým podílem betonu bývá vhodná pro betonové aplikace, zatímco méně kvalitní RCA může sloužit spíše pro podkladní vrstvy a výplně. V projektech bývá uvedeno více vlastností betonu s RCA; správná volba materiálu a typu bourané konstrukce významně ovlivňuje budoucí vlastnosti RCA.