Ing. Josef Moravec ředitel školy

SPSKS

1/72

SLOVO ÚVODEM Celoživotní vzdělávání je významným faktorem rozvoje nejenom české společnosti, ale v širším kontextu i Evropské unie. K tomuto historickému konceptu mohou existovat jakékoliv výhrady, ale je zcela evidentní, že je spojen s pronikavým rozvojem mobility pracovních sil a kapitálu. Rozvoj ekonomiky a kultury členských zemí je do značné míry determinován rozvojem lidských zdrojů. Tento pojem by neměl být svojí sémantikou redukován pouze na vzdělání a vzdělávání. Velmi často se pracuje s termínem „Vzdělanostní společnost“ nebo „Společnost vzdělání“. Nejedná se o žádný „národní“ centrálně řízený projekt, který je bezesporný a oproštěný od protikladů. Slovo úvodem nechť poslouží k filozofii „postavení této učebnice“. Evropská unie nemá a neměla ambice na žádnou formu unifikace vzdělávacích soustav členských států. Avšak pro mobilitu pracovních sil musí definovat úplné a částečné kompetence (dříve znalosti a dovednosti) s ohledem na trh práce. Existuje zde určitý rozpor mezi nepochybným principem subsidiarity ve vzdělávacích systémech a sofistikovanou definicí úplných a částečných kompetencí na konci vzdělávacího procesu. Lisabonský proces proto dává pouhá doporučení členským státům v jejich národních vzdělávacích soustavách. Ke zvládnutí podmínek evropského trhu práce patří v oblasti rozvoje lidských zdrojů schopnost vznikající kompetence naplňovat. Tato učebnice tedy není prioritně určena pouze žákům prezenční formy studia. Definice jejího záběru je mnohem širší, protože v sobě musí zahrnout vedle formálního i informální vzdělávání, a dokonce má být i pomůckou pro rychlou orientaci v problematice, např. v provozu. Takové zadání je vedle obtížnosti i určitou novinkou v oblasti rozvoje lidských zdrojů proto, že tiskem bude učebnice vydána dříve než nabude platnost legislativa, jmenovitě zákon č. 179/2006 Sb., o ověřování a uznávání výsledků dalšího vzdělávání a o změně některých zákonů (zákon o uznávání výsledků dalšího vzdělávání). Struktura a filozofie budoucích učebnic, především pro předměty determinující odborné kompetence, jistě zaznamenají s ohledem na dramatickou změnu „klientely vzdělávacích soustav“ změny. Naší školou vyučovaný obor 21-42-M/001 Těžba a zpracování kamene, pro který je učebnice zpracována, je obor unikátní. Je vyučován pouze na naší škole a řada kompetencí podléhá tzv. systému regulovaných povolání, který je implementován do legislativy ČR ze Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2005/36/ES. Statisticky nízká četnost zaměstnanosti s uvedenou kvalifikací (např. ve formě OKEČ) činí jisté potíže při vytváření jakéhokoliv učebního textu. Nejsou to pouze finanční potíže, ale existuje zde i problém v počtu odborníků zvládajících potřebné know how. Proto se ve slovu úvodem musím zmínit o nezastupitelné úloze Královéhradeckého kraje, který finančně pokryl většinu nákladů na vznik této učebnice svým programem SMV2006/02 „Realizace celoživotního vzdělávání institucemi sekundárního vzdělávání jako zdroj rozšíření nabídky ve vzdělávání dospělých“. Je dobré také konstatovat, že vedle této učebnice je paralelně ve stejném programu naší školou vydána ještě další učebnice s názvem „Regulované činnosti při hornické činnosti nebo činnosti prováděné hornickým způsobem, uznávání odborné způsobilosti orgány státní báňské správy“. Obě učebnice se ve vztahu ke kvalifikačním požadavkům EU mimořádně vhodně doplňují.

SPSKS Ing. Josef Moravec ředitel školy

2/72

Absence učebních textů zabývajících se úzkou specializací vztahující se ke zkoušení a hodnocení vlastností přírodního, umělého a recyklovaného kameniva pro stavební účely po našem vstupu do Evropské unie přiměla Střední průmyslovou školu kamenickou a sochařskou hledat vlastní způsob, jak tento stav změnit. Je potěšující, že se záměr školy podařil a navržený projekt byl nadřízeným orgánem schválen včetně potřebného grantu. Nám, jako partneru projektu, nezbývá než popřát nové učebnici, aby se stala vyhledávaným a uznávaným zdrojem informací jak pro studenty školy, tak pro všechny zájemce z oboru.

Bohumila Krutilová a Ing. Miroslav Hörbe Zkušebna kamene a kameniva s.r.o.

Učebnice „Úvod do zkoušení kameniva“ je vedle učebního textu „Regulované činnosti při hornické činnosti prováděné hornickým způsobem, uznávání odborné kvalifikace a odborné způsobilosti orgány státní báňské správy“ významným počinem v oblasti celoživotního učení v oboru, který je vyučován v ČR pouze na Střední průmyslové škole kamenické a sochařské, Hořice. Již při předkládání projektu na grant Královéhradeckého kraje bylo patrné, že škola vlastnící know how na obor Těžba a zpracování kamene pochopila dvě paralelní změny. Ta první souvisí s unifikací technických a jakostních norem na kámen a kamenivo s prostředím EU. Ta druhá souvisí s kvalifikačními požadavky kompatibilními s trhem práce EU. Projekt předpokládá realizaci učebnice v tištěné podobě, ale je zřejmé, že i v tomto případě je filozofie struktury textu přizpůsobena e-learningové formě. V oblasti sekundárního vzdělávání není příliš mnoho škol, které by publikovaly učební texty. Ukazuje se, že pro školu se statisticky málo četnými obory je nutné se tvorbou učebních textů zabývat. S ohledem na partnery projektu je zřejmé, že škola opírá své know how o instituce, které se zabývají v praxi a na nejvyšší možné úrovni danou problematikou. Protože takováto slova úvodem za donátora projektu, Královéhradecký kraj, budu psát v letošním roce třikrát, je na místě otázka, kolik nových a inovovaných učebnic bude třeba škole do budoucna. Přeji všem, kteří budou kompetence pro svoje pracovní zařazení čerpat právě z tohoto textu, aby získali všechno, co budou potřebovat a stali se tak úspěšnými zaměstnavateli a pracovníky nejenom na trhu práce České republiky, ale i v našem větším domě, Evropské unii.

SPSKS

Ing. Zdeněk Kraus radní pro školství Královéhradeckého kraje

3/72

Část 1 KAMENIVO – STAVEBNÍ MATERIÁL

Tvorba evropských norem (EN) Evropská norma (EN) je normalizační dokument vytvořený v rámci evropského normalizačního sdružení CEN. Postup tvorby normy je dán interními postupy a dokumenty, které vydal CEN a jsou k dispozici také v českém jazyce na ČNI (Český normalizační institut). Norma vzniká konsensem (dohodou) všech zainteresovaných stran (výrobci, obchodníci, spotřebitelé atd.) a závěrečným hlasováním neboli kvalifikovanou většinou. Tvorba norem probíhá podle programu prací v technických komisích (CEN/TC), které jsou zřízeny pro velkou řadu oborů. V případě složitějších a rozsáhlejších problematik jsou pod technickými komisemi zřizovány pracovní skupiny (WG), které řeší jednotlivé řady normových předpisů EN. Evropská norma musí být obvykle do 6 měsíců po schválení zavedena na národní úrovni se statutem národní normy a současně musí být zrušena jakákoliv národní norma, která je s tou evropskou v rozporu. Zavedení nové EN bývá provedeno vydáním oznámení o přímém používání EN jako národní normy. Evropské normy nejsou závazné a je možno je ihned po schválení a vydání používat v obchodních vztazích. Tvorba a schvalování evropských norem na kamenivo probíhaly v CEN/TC 154 „Kamenivo“ v řadě pracovních skupin. Nejprve byla odsouhlasena v roce 1995-2002 řada 35 zkušebních a obecných norem, které byly překladem zavedeny v ČR v období 1999-2003. Na zkušební normy pak navazuje skupina harmonizovaných předmětových norem, jejichž souhrnný přehled uvádí následující tabulka 1: Tabulka 1

SPSKS

Rozdělení norem na zkoušení a použití kameniva Schváleno Označení ČSN Název CEN Pórovité kamenivo – Část 1: ČSN EN 13055-1 Pórovité kamenivo do betonu, 2002-03-21 malty a injektáží malty ČSN EN 13139 Kamenivo pro malty 2002-03-25 Kámen pro vodní stavby – Část 2002-03-25 ČSN EN 13383-1 1: Specifikace Kamenivo pro asfaltové směsi a povrchové vrstvy pozemních 2002-05-05 ČSN EN 13043 komunikací, letištních a jiných dopravních ploch ČSN EN 12620 Kamenivo do betonu 2002-08-01 Kamenivo pro nestmelené směsi a směsi stmelené hydraulickými ČSN EN 13242 2002-09-23 pojivy pro inženýrské stavby a pozemní komunikace ČSN EN 13450 Kamenivo pro kolejové lože 2002-11-07 Pórovité kamenivo – Část 2: Pórovité kamenivo pro asfaltové 2004-04-23 ČSN EN 13055-2 směsi a povrchové vrstvy a pro stmelené a nestmelené aplikace Vysvětlení: CEN … Evropský výbor pro normalizaci,

OJ ….. Úřední věstník EU

4/72

Harmonizace v OJ

Převzato v ČR

2002-09-06

2003-03-01

2002-09-06

2003-03-01

2002-09-06

2003-03-01

2003-02-27

2003-06-01

2002-12-20

2003-09-01

2003-03-27

2003-09-01

2003-02-27

2003-09-01

2004-10-26

2004-11-01

V českém znění byly tyto normy vydány až v dubnu 2004 (mimo ČSN EN 13 055-2). Tyto normy nahradily původní skupinu norem pro oblast kameniva (ČSN 72 1511 a ČSN 72 1512), která byla zrušena k datu 2004-06-01. Současně byly zrušeny některé původní zkušební normy; nezrušeny zůstávají pouze zkušební normy, na které se doplňkově odvolávají národní přílohy harmonizovaných norem nebo jiné stávající normy. Nové normy se však většinou v praxi nepoužívaly, protože se nadále běžně používaly stávající předmětové normy (ČSN 72 1512), které ve svých ustanoveních odkazovaly na stávající zkušební postupy. Tak byl zpomalen vývoj přejímání a zavádění EN do praxe přes poměrně dlouhou dobu přístupnosti nových norem. Ani technické předpisy nereagovaly s patřičným předstihem v oblasti provádění staveb. Nové normy ne zcela dodržují jednotnou terminologii, označování a úroveň zpracování. Na příkladu ČSN EN 12620 je možné demonstrovat strukturu norem: 1. Úvod 2. Předmět normy 3. Normativní odkazy 4. Termíny a definice 5. Požadavky na geometrické vlastnosti 6. Požadavky na fyzikální vlastnosti 7. Požadavky na chemické vlastnosti 8. Hodnocení shody 9. Identifikace 10. Označování a značení štítkem Přílohy A až H normativní i informativní Bibliografie

SPSKS

Rozdíly oproti dosavadnímu obsahu národních dokumentů

1. Neexistuje jedna univerzální norma, ale několik norem pro kamenivo podle účelu použití. 2. Jednotlivé EN nejsou navzájem příliš sladěny, některá ustanovení jsou dokonce v rozporu, např. definice rozdílu mezi drobným a hrubým kamenivem. Definici drobného a hrubého kameniva je potřeba vztahovat vždy ke konkrétní normě. 3. Všechny normy pracují s pojmem kategorie, který je potřeba pochopit. Kategorie je úroveň vlastnosti kameniva, vyjádřená rozsahem hodnot nebo mezní hodnotou. Znamená to, že pro každou vlastnost jsou stanoveny určité rozsahy hodnot nebo mezní hodnoty. Mezi jednotlivými kategoriemi nejsou žádné vztahy. Všechny vlastnosti specifikované v normě se nemusí zkoušet a deklarovat, ale je možno podle konkrétního použití kameniva nebo jeho původu rozsah požadovaných vlastností omezit. Požadavky na určitou charakteristiku (vlastnost) neplatí pro ty členské státy, kde žádné požadavky předpisů pro takovou charakteristiku (vlastnost) neexistují. V tom případě je možné v informacích doplňujících označení CE využít možnost „žádný ukazatel není stanoven“ (NPD). 4. Vlastní požadavky normy z technického hlediska neznamenají podstatnější změny v dosavadní praxi. Podrobněji jsou stanoveny požadavky na zrnitost z hlediska nadsítného a podsítného, dále jsou pro frakce, kde D/d ≥ 2, předepisovány propady středním sítem a pro drobné kamenivo tzv. typická zrnitost včetně tolerancí. Je to z toho důvodu, aby nedocházelo k tzv. „vykrádání středních frakcí“. 5. EN jsou univerzální. Co je obvyklé v Norsku není možné aplikovat na Sicílii a naopak. Proto tyto normy uvádějí „jen“ seznamy požadavků, vyjádřené pomocí kategorií a nestanovují, pro jaký účel použití je která kategorie vhodná. Prolínají se zde různé alternativy, z nichž je možné volit ty nejvhodnější, které jsou v daných podmínkách země EU a daného regionu nejoptimálnější. Normy nikde neuvádí, jaké hodnoty zvolit, proto

5/72

samy o sobě nepostačují jako specifikace vlastností konkrétního výrobku. Řeší se to přidáním tzv. národní přílohy, která pro daný účel použití stanovuje vhodné kategorie. 6. EN nemá žádné ustanovení, které se týká dalšího nakládání a technologického zpracování kameniva. Není tedy řešena technologie konstrukčních vrstev vozovky, betonu nebo železničního kolejového lože. 7. Evropská norma nemá žádné třídy kameniva, jak tomu bylo v případě původní ČSN 72 1512. 8. Úkoly hodnocení shody kameniva v systému 2+ : • řízení výroby (FPC/SŘV); • počáteční zkoušky typu (ITT); • počáteční inspekce výrobny notifikovanou osobou; • průběžný dohled, posuzování a schvalování řízení výroby notifikovanou osobou.

Posuzování shody Postupy posouzení shody stavebních výrobků jsou souhrnně uvedeny v příloze III Směrnice 89/106/EHS a v ČR v NV č. 190/2002 Sb. (§ 5). Pro zjednodušení a jejich praktické označení se nejčastěji zkráceně hovoří o systémech posuzování shody 1, 1+, 2, 2+, 3, 4, jak je uvedeno v následující tabulce 2.

Tabulka 2

Systémy prokazování shody stavebních výrobků

SPSKS

Označení podle NV č.190/2002§5

Označení v EU

Zavedení SŘV

Počáteční zkoušky výrobku

Počáteční inspekce SŘV

Dohled – zkoušky výrobků

Dohled nad SŘV

c d e f b a

1+ 1 2+ 2 3 4

V V V V V V

NO NO V V NO V

NO NO NO NO -

NO -

NO NO NO -

Vysvětlivky: V NO FPC ITT

úkoly zajišťované výrobcem úkoly prováděné notifikovanou osobou (právnická osoba pověřená Úřadem pro normalizaci, měření a zkušebnictví k činnostem při posuzování shody výrobků, oznámená EK) systém řízení výroby (factory production control) počáteční zkoušky typu výrobku (initial type testing)

Jednotlivé postupy posouzení shody se odlišují zejména nutností účasti notifikované osoby na posuzování shody výrobku nebo systému řízení výroby, a to jak při počáteční inspekci, tak i při průběžných dohledech nad řízením výroby.

6/72

Druhy a využití kameniva pro stavební účely V soustavě Českých technických norem (ČSN) byly do 31.5.2004 požadavky na hutné kamenivo pro stavební účely dány souhrnně v ČSN 72 1512 „Hutné kamenivo pro stavební účely. Technické požadavky“ s účinností od 1.1.1992. Tato norma byla nahrazena sadou norem určujících vlastnosti kameniva podle jeho použití. Praxe totiž ukázala, že norma slučující technické požadavky na kamenivo pro různé účely použití neurčuje dostatečně potřebné parametry kameniva pro ten který účel. Rozdělení kameniva podle různých hledisek je přehledně uvedeno v tabulce 3. Tabulka 3 Rozdělení kameniva podle popisných znaků a velikosti Znak, Rozdělení Příklad vlastnost lehké (pórovité) do 2000 kg/m3 liapor (keramzit), experlit, aj. Objemová hutné (2000 – 3000 kg/m3) hmotnost mangarlit, apod. těžké nad 3000 kg/m3 těžené drobné těžené kamenivo drobné drcené kamenivo drcené Původ přírodní chlazená vysokopecní struska umělé jemné 0/0,25 mm moučka, filer, příměs drobné 0/4 mm frakce 0/4 Velikost zrn hrubé 4/63 mm 4/8, 8/16, 32/63 směs kameniva 0/16, 0/22, 0/32 úzká 2/4, 4/8, 8/16, 16/32 Frakce (d/D) široká (zrnění kameniva) 4/11, 4/32, 8/32

SPSKS

Definice pro hrubé a drobné kamenivo jsou nejvíce rozdílné u norem podle konečného použití do betonů nebo asfaltových směsí. Směs kameniva se skládá z drobného a hrubého kameniva. Pro výrobu směsi jsou rozhodující požadavky na zrnitost. V technické praxi lze použít i termíny: • směs drceného kameniva (pro přírodní a umělé drcené kamenivo, dříve štěrkodrť); • směs těženého kameniva (pro přírodní těžené kamenivo, dříve štěrkopísek). Drcené kamenivo získané drcením přírodního kameniva nebo jiných anorganických materiálů se v technické praxi rozlišuje na : • drť (hrubé drcené kamenivo do velikosti zrna max. 22 mm); • štěrk (hrubé drcené kamenivo s velikostí zrna větší než 22 mm; • směs drceného kameniva (směs drobného a hrubého drceného kameniva).

vhodných

Těžené kamenivo je získané těžením přirozeně rozpadlé horniny nebo říčních naplavenin. V technické praxi se u těženého přírodního kameniva rozlišuje : • drobné těžené kamenivo (s max. velikostí zrna dle příslušné normy); • hrubé těžené kamenivo (s minimální velikostí zrna dle příslušné normy); • směs těženého kameniva (směs drobného a hrubého těženého kameniva).

7/72

Pro kamenivo se v běžné technické praxi používá označení: PK DK TK DDK HDK DTK HTK

přírodní kamenivo; drcené kamenivo; těžené kamenivo; drobné drcené kamenivo; hrubé drcené kamenivo; drobné těžené kamenivo; hrubé těžené kamenivo.

V současné době je kamenivo označováno podle EN také příslušnou kategorií vztahující se k specifikované vlastnosti, např. podle zrnitostních propadů (GA 90 atd).

KAMENIVO DO BETONU V případě kameniva do betonu platí norma EN 12620, která určuje vlastnosti kameniva v souladu s betonářskou normou ČSN EN 206-1 Beton – Část 1: Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda. V této normě je kladen hlavní důraz na kvalitu betonu a jeho životnost, tedy ne pouze na pevnost, jak tomu bylo doposud. V důsledku to znamená, že rozhodujícím kritériem pro volbu min. třídy betonu bude ve většině případů prostředí, ve kterém bude beton umístěn. A když beton, tak i kamenivo, které je jeho nedílnou součástí. Proto bylo v národní příloze (NA) k nové normě EN 12620 využito rozdělení kameniva do tříd A, B, C podle nároků na vliv prostředí, jemuž bude beton (kamenivo) vystaven. K významnému využití přírodního kameniva v současné době dochází právě při výrobě betonu do pozemních stavebních konstrukcí. Nové požadavky EN na kamenivo do těchto směsí vedou k některým změnám při kontrole a zkoušení kameniva.

SPSKS

V základní části EN 12620 je definováno zejména názvosloví a požadavky na geometrické a fyzikální vlastnosti kameniva. Norma stanovuje způsob zkoušení a vymezuje kategorie, podle kterých je nutno deklarovat vlastnosti kameniva s ohledem na konkrétní použití a původ. Přílohy obsahují zejména pokyny k odběrům a hodnocení zkoušek a úpravy zkušebních postupů potřebné pro zkoušení kameniva do betonu. Vymezení použití kameniva pomocí kategorií přináší vyšší nároky na všechny, kteří s kamenivem pracují. Podle dříve platných tříd bylo téměř vždy jasné, na co se jaká třída používá. Podle nových norem bude třeba znát příslušné zkušební normy a hlavně kategorie jednotlivých zkušebních parametrů, protože kamenivo bude hodnoceno podle výsledků jednotlivých zkoušek kameniva. Vlastnosti vyráběného kameniva ovlivňuje podstatně hornina, ze které je vyrobeno. Důležité parametry nejvíce se vyskytujících hornin jsou uvedeny v tabulce 4.

8/72

Tabulka 4

Vlastnosti nejběžnějších hornin Objemová Tvrdost Pevnost hornina hmotnost podle Mohse v tlaku [MPa] 3 [kg/m ] Vyvřelé horniny Žula 2600 – 2800 6-7 120 - 240 Diorit 2700 - 3000 6-7 135 - 215 Gabro 2800 - 3100 6-7 150 - 225 Syenit 2500 - 2900 6-7 150 - 200 Čedič 2900 - 3050 6 250 - 400 Trachyt 2400 - 2900 6-7 60 - 70 Diabas 2800 - 2900 6 120 - 220 Porfyr, porfyrit 2550 - 2650 6-7 70 - 210 Usazené horniny Pískovec 2000 - 4000 proměnlivá 30 - 80 Vápenec 2600 - 2850 3 40 - 180 Dolomit 2650 - 2850 3,5 100 - 200 Břidlice 2600 - 2750 3 100 - 190 Přeměněné horniny Rula 2650 - 2750 6-7 120 - 250 Křemenec 2500 - 2700 7 300 Amfibolit 2700 - 3100 6 170 - 280 Mramor 2700 - 2800 3 75 - 145 Serpentinit 2500 - 2850 3-4 60 - 140

Pevnost v tahu [MPa]

Nasákavost [%]

10 - 35 20 - 40 25 - 60 10 - 20 15 - 25 5-7 20 - 45 15 - 30

0,2 – 1,2 0,2 – 0,7 0,2 – 0,5 0,2 – 0,5 0,1 – 0,3 1,0 – 2,0 0,1 – 0,8 0,2 – 1,5

3-8 10 - 25 12 - 25 30 - 100

4,0 – 8,5 0,2 – 0,6 0,2 – 0,6 0,3 – 1,5

24 - 50 12 - 26 10 - 23

0,1 – 1,2 0,5 0,1 – 0,4 0,2 – 1,0 0,1 – 2,0

SPSKS

Požadavky na geometrické vlastnosti podle EN 12620 Frakce kameniva – každé kamenivo musí být označeno frakcí s použitím výrazu d/D, kromě kameniva, které se přidává jako filer, které musí být označeno filer jako kamenivo a musí vyhovovat požadavkům na zrnitost uvedeným v příslušných článcích. Frakce kameniva nesmějí mít D/d menší než 1,4.

Zrnitost Je nejdůležitější a nejvíce frekventovaná zkouška používaná pro všechny účely použití kameniva. Je v případě použití kameniva do betonu definovaná pro hrubé, drobné, těžené přírodní kamenivo frakce 0/8 a směs kameniva. Všeobecné požadavky na zrnitost jsou uvedeny v tabulce 5. Hrubé kamenivo může být širšího zrnění i úzké frakce, např. 4/16, 4/22, 2/11 a 4/8, 2/4, 8/16. Výrobce kameniva musí v rámci řízení výroby také dokumentovat a deklarovat dosahovanou typickou zrnitost na mezilehlém sítě a norma připouští toleranci ±15 % (±17,5 %). Drobné kamenivo, např. frakce 0/1, 0/2, 1/4. Výrobce musí dokumentovat a na vyžádání deklarovat také typickou zrnitost pro každou vyráběnou frakci drobného kameniva. Typická zrnitost se vyjadřuje jako propad v % síty specifikovanými v tabulce 7.

9/72

Tabulka 5

Všeobecné požadavky na zrnitost kameniva do betonu Velikost Propad v % hmotnosti Kamenivo [mm] 2D 1,4 D 1,2 D 3 d 2 d/2 1,2 D/d ≤ 2 100 98-100 85-99 0-20 0-5 nebo 100 98-100 80-99 0-20 0-5 D ≤ 11,2 hrubé D/d > 2 a 100 98-100 90-99 0-15 0-5 D > 11,2 D≤4 100 95-100 85-99 drobné d=0 těžené D=8 100 98-100 90-99 přírodní d=0 směs D ≤ 45 100 98-100 90-99 kameniva d=0 100 98-100 85-99 1 2 3 4

Kategorie G4

Třídy NA

GC 85/20 GC 80/20

A, B

GC 90/15

A, B

GF 85

A, B, C

GNG90

A, B, C

GA 90 GA 85

A B

C

nemají-li vypočtená síta stejná čísla sít, uvedených v ISO 565:1990 řady R 20, pak se použije velikost nejbližšího síta pro beton s přerušenou zrnitostí kameniva nebo pro speciální použití, mohou být specifikovány další požadavky procenta propadu D mohou být větší než 99 % hm., avšak v těchto případech výrobce musí dokumentovat a deklarovat typickou zrnitost včetně sít D, d, d/2 a sít v základní řadě plus 1 nebo základní řadě plus 2, mezi síty d a D. Síta s poměrem menším než 1,4x nižší síto, se vyloučí. Jiné normy výrobků pro kamenivo mají různé požadavky pro kategorie.

Příklad : kamenivo 4/8 s propadem na 2D – 100 %, 1,4D – 98,7 %, D-91,5 (nadsítné 8,5 %), d11,5 (podsítné), d/2 – 0 % … je kamenivo kategorie GC 85/20 a dle národní přílohy frakce 4/8 třídy A, B.

SPSKS

Tabulka 6 Velikost sít pro specifikaci frakcí kameniva Základní řada sít Základní řada sít plus 1 mm mm 0 0 1 1 2 2 4 4 5,6 (5) 8 8 11,2 (11) 16 16 22,4 (22) 31,5 (32) 31,5 (32) 45 63 63

Základní řada sít plus 2 mm 0 1 2 4 6,3 (6) 8 10 12,5 (12) 14 16 20 31,5 (32) 40 63

Poznámka: Zaokrouhlené velikosti uvedené v závorkách se mohou použít jako zjednodušené označení frakce kameniva.

10/72

Tabulka 7 Tolerance pro výrobcem deklarovanou typickou zrnitost drobného kameniva pro běžné užití do betonu Velikost síta Tolerance propadu v % hmotnosti mm 0/4 0/2 0/1 4 ±5 1 2 ±5 1 1 ±20 ±20 ±5 1 0,250 ±20 ±25 ±25 0,063 2 ±3 ±5 ±5 1

2

tolerance ±5 je dále omezena požadavky na % propadu D podle tabulky 5. k tolerancím, uvádějícím maximální hodnoty pro obsah jemných částic, platí % propadu sítem 0,063 mm

Těžené přírodní kamenivo 0/8 mm musí vyhovovat všeobecným požadavkům na zrnitost. Doplňující požadavky, které se musí použít ke kontrole variability těženého přírodního kameniva 0/8 jsou: • výrobce musí dokumentovat a na požádání deklarovat typickou zrnitost každého vyráběného kameniva; • zrnitost musí vyhovovat tolerancím uvedeným v tabulce 8.

Tabulka 8

Tolerance pro výrobcem deklarovanou typickou zrnitost pro těžené přírodní kamenivo 0/8 do betonu Velikost síta Tolerance Mm Propad v % hmotnosti 8 ±5 2 ±10 1 ±10 0,250 ±10 0,125 ±3 0,063 ±2

SPSKS

Směs kameniva se musí dodávat jako směs hrubého a drobného kameniva s D ≤ 45 mm a d = 0 a musí vyhovovat všeobecným požadavkům na zrnitost. Směs musí také vyhovovat požadavkům pro % propadu dvěma mezilehlými síty specifikovanými v tabulce 9 pro příslušnou velikost frakce.

11/72

Tabulka 9

Požadavky na zrnitost pro směsi kameniva Frakce kameniva Celkové meze na sítech níže uvedených mm (propad v % hm.) 40±20 70±20 Základní řada sít Základní řada sít plus 1 plus 2 Síto mm 1 0/6,3 4 0/8 1 0/8 4 12 0/10 4 2 0/11,2 (11) 5,6 (5) 0/12,5 (12) 2 6,3 (6) 0/14 2 8 0/16 0/16 2 8 0/20 10 2 0/22,4 (22) 2 11,2 (11) 0/31,5 (32) 0/31,5 (32) 16 4 0/40 4 20 0/45 4 22,4 (22)

Poznámka: hodnoty uvedené v závorkách se mohou použít jako zjednodušené označení frakce kameniva.

Příklad: Směs kameniva 0/32 s propadem na 2D – 100 %, 1,4D – 99,5 %, D-95,5 (nadsítné 4,5 %) … je kamenivo kategorie GA 90 a podle národní přílohy frakce 0/32 třídy A. Dále pak musí splňovat požadavek na % propadu sítem 4 a 16 (síto 4 propad 20 až 60 % a 16 propad 50 až 90 %).

SPSKS

Tvar zrn hrubého kameniva podle EN 12620 Tvar zrn je definovaný dvěma parametry : • •

index plochosti (EN 933-3), tvarový index (EN 933-4).

V ČR se nejvíce používá ke stanovení vhodného tvaru zrn zkoušky tvarového indexu. V tabulce 10 jsou uvedeny požadavky podle jednotlivých kategorií. Tabulka 10

Kategorie pro maximální hodnoty tvarového indexu Kategorie Tvarový index Třídy dle národní přílohy SI ≤ 15 SI15 A ≤ 20 SI20 B ≤ 40 SI40 C ≤ 55 SI55 SIdeklarovaná > 55 bez požadavku SINR -

12/72

Obsah jemných částic Obsah jemných částic je důležitou charakteristikou popisující mimo jiné citlivost materiálu k namrzání a objemovým změnám. Hodnota obsahu jemných částic je definována jako hmotnostní propad sítem 0,063 mm. Kategorie pro maximální hodnoty obsahu jemných částic jsou uvedeny v tabulce 11. Tabulka 11

Kategorie pro maximální hodnoty obsahu jemných částic síto 0,063 mm Kategorie Třídy podle národní Kamenivo přílohy Propad v % hmotnosti f A, B f1,5 ≤ 1,5 C ≤4 f4 Hrubé kamenivo E - deklarovaná >4 fdeklarovaná bez požadavku fNR f3 ≤3 A - DDK, A-B - DTK ≤ 10 f10 B - DDK ≤ 16 C - deklarovaná f16 Drobné kamenivo ≤ 22 f22 C - deklarovaná > 22 fdeklarovaná C - deklarovaná bez požadavku fNR A, B ≤3 f3 f10 C - deklarovaná ≤ 10 Přírodní těžené C - deklarovaná f16 ≤ 16 kamenivo 0/8 mm C - deklarovaná > 16 fdeklarovaná bez požadavku fNR ≤3 f3 A f11 ≤ 11 B Směs kameniva > 11 fdeklarovaná C - deklarovaná bez požadavku fNR

SPSKS

Jakost jemných částic Negativní vlastnosti jemných částic v drobném kamenivu i ve fileru jako kamenivu musí být posouzena. Jemné částice se mohou považovat za neškodné, pokud je splněna kterákoliv z následujících podmínek: a) celkový obsah jemných částic musí být menší než 3 % nebo hodnota podle místních předpisů; b) hodnota ekvivalentu písku (SE) zjištěná zkouškou podle EN 933-8 je větší než specifikovaná spodní mez; c) hodnota methylenové modři (MB) zjištěná zkouškou podle EN 933-9 je menší než specifikovaná spodní mez.

13/72

Požadavky na fyzikální vlastnosti Mezi fyzikální vlastnosti, které se používají pro posouzení kameniva do betonů patří: • odolnost proti drcení hrubého kameniva, • ohladitelnost, • objemová hmotnost zrn a nasákavost, • sypná objemová hmotnost, • trvanlivost, • objemová stálost, • alkalicko-křemičitá reakce.

Odolnost proti drcení hrubého kameniva Vlastnost se stanovuje podle dvou zcela rozdílných postupů,a to jako: • •

součinitel Los Angeles (LA) – v ČR se používá jako referenční zkouška pro stanovení odolnosti proti drcení kameniva. odolnost proti rázu – používá se méně často, např. pro zkoušení štěrku pro kolejové lože železničního svršku.

Tabulka 12 Kategorie pro maximální hodnoty součinitelů Los Angeles (otlukovosti) Třídy podle národní přílohy Součinitel Los Angeles Kategorie LA pro drcené kamenivo D ≤ 11 mm D > 11 mm LA15 ≤ 15 ≤ 20 LA20 A ≤ 25 LA25 B ≤ 30 LA30 A C ≤ 35 B LA35 ≤ 40 C LA40 ≤ 50 LA50 > 50 LAdeklarovaný bez požadavku LANR -

SPSKS

Kvalitativní požadavky Kamenivo, které je v souladu s požadavky ČSN EN 12620, vyhovuje pro přípravu betonu podle ČSN EN 206-1.

Tabulka 13

Drobné kamenivo podle ČSN EN 12620 (národní příloha NA.1) Třídy kameniva (podle zvyklostí starých ČSN) Vlastnosti (název, ozn. Kategorie) A B C Zrnitost: GF drobné D ≤ 4 mm a d = 0 GF 85 GF 85 GF 85 GA směs kameniva D ≤ 45 mm a d = 0 GA 90 GA 85 GA 85 GN těžené přírodní D = 8 mm a d = 0 GN 90 GN 90 GN 90

14/72

Obsah jemných částic: Těžené Drcené Směs Odolnost proti alkalicko-křemičité reakci

f3 f3 fdeklarovaná* f3 f10* fdeklarovaná* f3 f11* fdeklarovaná* deklarovaná hodnota dle ČSN EN 206-1, změna Z2, čl. NA.3 max. 0,02 % AS0,2 AS0,2 AS0,8 max. 1 % světlejší etalon

Obsah chloridů Obsah síranové síry (SOx) Obsah celkové síry (S) Humusovitost *

v případě většího obsahu jemných částic než 3 % je nutno posoudit jakost jemných částic

Tabulka 14

Hrubé kamenivo podle ČSN EN 12620 (národní příloha NA.2) Třídy kameniva (podle zvyklostí starých ČSN) Vlastnosti (název, ozn. Kategorie) A B C Zrnitost: GC hrubé D/d ≤ 2 mm nebo d ≤ 11,2 mm GC 85/20 GC 85/20 GC 80/20 GC hrubé D/d > 2 mm nebo d > 11,2 mm GC 90/15 GC 90/15 GC 90/15 Meze a tolerance: GT D/d < 4 – mezilehlé síto D/1,4 mm GT 15 GT 15 GT 15 D/d ≤ 4 – mezilehlé síto D/2,0 mm GT 17,5 GT 17,5 GT 17,5 Obsah jemných částic (f) f1,5 f1,5 f4 Tvarový index (SI) SI20 SI40 SI55 Součinitel LA těžené D ≤ 11 LA40 LA50 LA50 D > 11 LA35 LA50 LA50 drcené D ≤ 11 LA30 LA35 LA40 D > 11 LA25 LA30 LA35 Odladitelnost (PSV) deklaruje se Nasákavost (WA24) ≤ 1,5 % ≤ 1,5 % ≤ 2,5 % Odolnost proti zmrazování a rozmrazování * F F1 F2 F4 Zkouška síranem hořečnatým * MS MS18 MS25 MS35 Odolnost proti alkalicko – křemičité reakci deklarovaná hodnota dle ČSN EN 206-1, změna Z2, čl. NA.3 Obsah chloridů max. 0,02 % Obsah síranové síry (AS) AS0,2 AS0,2 AS0,8 Obsah celkové síry (S) max. 1 % Obsah lehkých znečišťujících částic max. 0,05% hodnoty se deklarují

SPSKS

*

Pokud je požadována mrazuvzdornost, může být prokázána jedním z obou způsobů.

Stanovení maximálního zrna kameniva při návrhu betonu Pro stanovení zrnitosti kameniva slouží normové sady sít. ■ základní sada sít: 1 - 2 - 4 - 8 -16 - 31,5 (32) - 63 mm ■ rozšířená základní sada sít: 0,063 - 0,125 - 0,250 - 0,5 - 1 - 2 - 4 - 5,6(5) - 8 - 11,2(11) - 16 - 22,4(22) - 31,5 (32) - 45 - 63 mm

15/72

O maximálním zrnu rozhoduje podmínka nejmenšího rozměru: ■ nejvýše jedna třetina až polovina nejmenšího rozměru konstrukce (podle jejího tvaru), ■ nejmenší vzdálenost ocelových prutů výztuže zmenšená o 5 mm, ■ nejvýše 1,3 násobek krycí vrstvy výztuže, ■ 1/3 světlého průměru potrubí, jímž je dopravován beton - neplatí pro betony v suchém prostředí (stupeň agresivity X0, XC1). Snahou je použití co největšího zrna kameniva, pokud to uvedené podmínky dovolí. Mezerovitost kameniva M udává minimální objem cementového tmele, který musí zaplnit dutiny mezi zrny kameniva. Vypočte se ze vzorce:

M =1−

ρ ρ

S

(1.1)

K

ρS - sypná hmotnost kameniva v setřeseném stavu [kg/m3] ρK - objemová hmotnost zrn kameniva [kg/m3], pokud není stanovena v laboratoři, bere se pro přírodní kamenivo hodnota 2650 kg/m3. Praktické křivky pro návrh zrnitosti a sypné hmotnosti kameniva

SPSKS

Křivky zrnitosti svislá osa = propad sítem v % hmotnosti vodorovná osa = velikost otvoru síta v mm.

Oblasti: 1 a 5 - nevhodná zrnitost, 2 - křivka přerušené zrnitosti, 3 - dobrá zrnitost, 4 - ještě použitelná zrnitost pro maximální zrno kameniva Ideální křivky zrnitosti kameniva pro max. zrno: ■ I. - 4 mm ■ V. - 32 mm ■ II. - 8 mm ■ VI. - 63 mm ■ VII. - čerpaný beton 32 mm ■ III. - 16 mm ■ IV. - 22 mm (drcené kamenivo)

16/72

SPSKS

17/72

SPSKS Technologické požadavky na kamenivo do betonu Posouzení jemných částic Stanovení obsahu a charakteru jemných částic se stalo u odborné veřejnosti v České republice velmi sledovaným parametrem. Část odborníků kritizovala metodu stanovení hodnoty methylenové modře za neprůkaznou a ovlivnitelnou vnějšími vlivy. V kmenových normách na kamenivo se proto v návrhu národních příloh objevila zkouška ztrátou sušením, která vychází z ČSN 72 1187. Odborná veřejnost nepřijala tuto metodu do všech kmenových norem, proto je posouzení jemných částic kameniva v současné době možné provést několika způsoby. Jemné částice se mohou považovat za neškodné, pokud je splněna jedna z podmínek:

18/72

■ celkový obsah jemných částic (f) je menší než 3 %, nebo než je jiná hodnota podle předpisů platných v místě použití kameniva, ■ hodnota ekvivalentu písku (SE), zjištěná zkouškou podle EN 933-8, je větší než specifikovaná spodní mez, ■ hodnota methylenové modře (MB), zjištěná zkouškou podle EN 933-9, je menší než specifikovaná spodní mez, ■ pokud je potvrzeno vyhovující provedení se známým kamenivem, nebo kde je důkaz o vyhovujícím používání s dobrými zkušenostmi bez problémů. 1

Organické látky ■ humusovitost drobného kameniva se zjišťuje zkouškou hydroxidem sodným. Přípustné je pouze světle žluté až žlutohnědé zabarvení, ■ obsah lehkých znečišťujících částic v drobném kamenivu může být maximálně 0,25 %, ■ obsah uhlíku max. 0,5 % hm., ■ látky ovlivňující tvrdnutí betonu (cukry, rozpustné soli) musí být omezeny tak, aby srovnatelnými zkouškami betonů nesnížily pevnost o více než 15 %, ■ u kameniva, které obsahuje humusovité nebo jiné látky ovlivňující průběh tuhnutí a tvrdnutí betonu, se musí posoudit vliv na tuhnutí a pevnost v tlaku a prodloužení začátku tuhnutí nesmí být delší jak 120 minut a snížení pevnosti v tlaku nesmí být větší jak 20%.

Sloučeniny síry

SPSKS

■ max. 1 % hm., stanovené jako SO3, např. sádra, alkalické sulfáty, ■ max. 0,2 % hm. stanovené jako obsah síranů rozpustných v kyselině.

Sloučeniny korodující ocel

zejména chloridy, ale také dusičnany a ostatní halogenidy, kromě fluoru. ■ kamenivo pro železobeton max. 0,04 % Cl-, ■ kamenivo pro předpjatý beton max. 0,02 % Cl-, ■ pro nevyztužené betony se připouští 0,1 % Cl-.

Reaktivní křemen S alkáliemi vzniká nežádoucí alkalicko-křemičitá reakce, která je doprovázena dlouhodobými objemovými změnami. V ČR se vyskytuje ojediněle. Nežádoucí reaktivní minerály: opál, chalcedon, cristobalit, kryptokrystalinická skla obsažená někdy v rhyolitech, dacitech, andezitech, v křemičité břidlici a ve flintu. ■ limitní obsah aktivního opálu do 0,5 % hm. nebo reaktivního flintu do 3 % hm.

Kamenivo pro lehké a těžké betony V ČR se vyrábí Liapor (keramzit) a expandovaný perlit (drobné a jemné kamenivo). Dříve se také vyráběl agloporit (spékaný popílek), expandit (expandovaná břidlice) a zpěněná struska. Jako pórovitého kameniva do lehkých betonů a malt lze také použít: přírodní pemzu, cihelnou drť, expandovaný vermikulit nebo použít jiný výplňový materiál jako mineralizovaná dřevní hmota, expandovaný polystyren aj.

19/72

Tabulka 15 Označení 8-16/275 8-16/600 4-8/350 4-8/450 4-8/650 4-8/800 4-8/950 1-4/500 1-4/625 2-4/450 0-2/575

Lehké kamenivo LIAPOR (keramzit) Sypná Objemová Tepelná Frakce hmotnost hmotnost vodivost [mm] [kg/m3] [kg/m3] [W.m-1.K-1] 8/16 275 ± 40 550 ± 80 0,09 8/16 600 ± 50 1100 ± 50 0,14 4/8 350 ± 35 625 ± 90 0,10 4/8 450 ± 45 850 ± 125 0,11 4/8 650 ± 50 1200 ± 100 0,14 4/8 800 ± 50 1500 ± 50 0,19 4/8 950 ± 50 1825 ± 125 0,23 0/4 500 ± 75 875 ± 130 0,11 0/4 625 ± 90 1050 ± 155 0,14 2/4 450 ± 65 800 ± 120 0,11 0/2 575 ± 85 1050 ± 155 0,12

Tabulka 16 Lehké kamenivo EXPERLIT Parametr m.j. EP 100 EP 150 Sypná 100 150 kg/m3 hmotnost Tepelná W.m-1.K-1 0,06 0,07 vodivost Vlhkost % 2 2 Zrnitost < 0,315 70 - 95 max. 70 % < 1,000 85 - 100 70 - 100 1,0 – 4,0 max. 5 0 - 30 Chemické složení SiO2 min. 66 min. 66 Al2O3 max. 18 max. 18 % Fe2O3 max. 3 max. 3 CaO+MgO max. 5 max. 5 Na2O+K2O max. 8 max. 8

Mezerovitost [%] 47 45 44 44 45 47 48 43 40 44 43

EP 180

EP Agro

180

200

0,075

0,08

2

2

max. 40 30 - 80 20 - 70

max. 15 max. 25 min. 75

min. 66 max. 18 max. 3 max. 5 max. 8

min. 66 max. 18 max. 3 max. 5 max. 8

SPSKS

20/72

KAMENIVO PRO ASFALTOVÉ SMĚSI Pro použití kameniva do asfaltových vrstev, povrchových vrstev pozemních komunikací, letištních a jiných dopravních ploch platí norma ČSN EN 13043. Pro tyto účely platila v České republice do 31.5.2004 ČSN 72 1512 Hutné kamenivo pro stavební účely – Technické požadavky. Ministerstvo dopravy ČR doplnilo dodatečné podmínky na kamenivo do asfaltových směsí v technických kvalitativních podmínkách (TKP) a technických podmínkách (TP). Některé (zejména TP 109 – Asfaltové hutněné vrstvy se zvýšenou odolností proti tvorbě trvalých deformací) podstatně zpřísnily požadavky na kamenivo. Norma ČSN EN 13043 stanovuje vlastnosti přírodního i recyklovaného kameniva pro použití v asfaltových směsích. Kamenivo ve smyslu ČSN EN 13 043 se rozděluje na : • hrubé kamenivo d ≥ 2 mm a D ≤ 45 mm; • drobné kamenivo d ≥ 0,063 mm a D ≤ 2 mm; • filer D ≤ 0,063 mm Přílohy normy obsahují zejména pokyny k odběratelům, hodnocení zkoušek a úpravy zkušebních postupů potřebné ke zkoušení kameniva pro asfaltové směsi. Národní příloha (NA) doplňuje některé požadavky a parametry a stanovuje převod kategorií na kvalitativní třídy ve smyslu původní normy ČSN 72 1512. Zavedení systému s převodem kategorií podle EN na třídy mající návaznost na stávající národní předpisy by mělo umožnit snadný přechod při převodu norem ze soustavy ČSN na ČSN EN i výběr kameniva pro použití v pozemních komunikacích. Převod kategorií na třídy podle vlastností uplatňovaných v národní příloze je uveden v kapitole NA.I „Vysvětlení doplňujících ustanovení podle kapitol a článků normy“. Názor na porovnávání kategorií a starých tříd není jednotný. Někteří odborníci považují srovnávání za škodlivou, matoucí záležitost, která přinese do jakosti kameniva jen zmatek. Jedno je však jasné již nyní. Při návrhu vhodného kameniva do určité směsi bude třeba rozumět a znát jednotlivé parametry kameniva a nepostačí definovat kamenivo jako kamenivo, např. třídy A. Tato klasifikace se týká použití kameniva do směsi pro všechny inženýrské obory.

SPSKS

Požadavky na geometrické vlastnosti kameniva Požadavky jsou v souladu s požadavky běžné praxe jak u výrobců kameniva, tak pro laboratorní hodnocení.

Zrnitost Zrnitost je stanovována podle EN 933-1:1997. V případě použití do asfaltobetonové směsi je možné použít kombinaci dvou nebo více sousedních frakcí kameniva nebo směsi kameniva. Kamenivo dodávané jako směs různých frakcí nebo druhů kameniva se mísí jednotně. Mohou se mezi sebou mísit i směsi kameniva s různou objemovou hmotností. V tomto případě je důležité zabránit segregaci, např. vlivem dopravy nebo rozprostírání směsi kameniva. Tento případ může v praxi často nastat. Pokud chceme vylepšit některé vlastnosti kameniva, přimíchá se do směsi kamenivo s vhodným poměrem požadovaných parametrů. Např. kvůli zlepšení protismykových vlastností mohou na Ostravsku do směsi kameniva pro asfaltový beton obrusné vrstvy přidávat směs struskového kameniva.

21/72

Tabulka 17 Všeobecné požadavky na zrnitost kameniva pro asfaltové směsi Velikost Propad v % hmotnosti Kategorie Třídy NA Kamenivo 1,2 3 2 1,2 [mm] G4 2 D 1,4 D D d d/2 A 90-99 0-10 0-2 100 GC 90/10 100 B 90-99 0-15 0-5 GC 90/15 100 98-100 C1 90-99 0-20 0-5 100 98-100 GC 90/20 hrubé D>2 C 0-2 100 98-100 85-993 0-15 GC 85/15 C2 0-5 100 98-100 85-993 0-20 GC 85/20 D1 D GC 85/35 100 98-100 85-993 0-35 0-5 D2 drobné D≤2 100 85-99 GF 85 A, B, C, D A směs D ≤ 45 a 100 98-100 90-99 GA 90 kameniva d=0 100 98-100 85-99 GA 85 B, C, D 1

V případě, že síta kalkulovaná jako 1,4D a d/2 neodpovídají přesným velikostem sít v ISO 565:1990, série R20, musí se použít nejbližší velikost síta.

2

Pokud % zachycené na horním sítu D je < 1% hmotnosti, musí výrobce dokumentovat a deklarovat typickou zrnitost včetně sít D, d, d/2 a sít v základní řadě sít plus 1 nebo plus 2, nacházející se mezi d a D.

3

U hrubého kameniva jednotné frakce d/D, kde D/d < 2, kategorií Gc 85/15, Gc 85/20 a Gc 85/35 , může být % hm. propadu sítem D sníženo o 5% podle určeného použití nebo konečného použití.

Filer je definován jako směsný nebo přídavný. Jako fileru se v ČR nejvíce používá mletého vápence, který je požadován jako přídavný filer.

SPSKS

Obsah jemných částic

Pro mezní hodnoty jemných částic byly v národní příloze NA k normě ČSN EN 13043 u drobného kameniva rozděleny požadavky na kamenivo těžené a drcené. Důvodem k tomu jsou odlišné hodnoty,které jsou získávané podle národní zvyklosti. Pro hrubé kamenivo 2/4 mm u tříd A, B a C je zvýšeno % propadu sítem 0,063 mm na 3 % hmotnosti. Kvalita jemných částic se ověřuje vždy při jejich množství > 3 % hmotnosti. ČSN EN 13043 požaduje ověřování kvality hodnotou methylénové modři podle ČSN EN 933-9. Tato zkouška podle některých odborníků dává v některých případech rozporuplné výsledky, proto se v národní příloze připouští i ověřování podle ČSN 72 1187 „Zkoušení jemných částic pro asfaltové směsi – Zkouška ztrátou sušením“. Obě zkoušky ověřují kvalitu jemných částic ve frakci 0/0,125 mm.

Požadavky na fyzikální vlastnosti Při hodnocení odolnosti proti drcení je národní zvyklostí používat součinitel otlukovost Los Angeles (LA). Z kvalitativních důvodů je podobně jako v případě tvarového indexu omezeno rozdělení na síto 11,2 mm (11 mm). Objemová hmotnost zrn se stanovuje podle ČSN EN 1097-6, a to pro hodnocení kameniva o velikosti zrna 0,063-4 mm, 4-32 mm a 32-63 mm. Nasákavost je vzhledem k národní zvyklosti deklarována a maximální hodnoty jsou stanoveny podle ČSN EN 1097-6. Při nevyhovujícím výsledku u některých hornin s maximální hodnotou nasákavosti v % hmotnosti > 2 % je přípustné toto kamenivo vyhodnotit podle trvanlivosti nebo odolnosti proti zmrazování a rozmrazování. Odolnost proti zmrazování a rozmrazování lze hodnotit podle ČSN EN 1367-1 „Stanovení odolnosti proti zmrazování a rozmrazování“ a podle ČSN EN 1367-2 „Zkouška síranem

22/72

hořečnatým“. Zkouška síranem hořečnatým je samostatně hodnocena jako málo průkazná, proto se provádí ve dvojici se stanovením odolnosti proti zmrazování a rozmrazování. Zkouška rozpadavosti čediče (Sonnenbrand) nebyla dříve v české normě požadována. Termín „Sonnenbrand“ znamená ve volném překladu „úžeh“, ale v českém kontextu nevhodně vyvolává spojení s účinky slunce (Sonne). Proto je užitečné se tomuto převzatému významu vyhnout. Čedič, vlivem žárové metamorfózy (přeměny) při svém vzniku, má nepříjemnou vlastnost – rozpadavost. Čedič má ve své struktuře uzavřené vysoce bobtnavé minerály, které mohou způsobit rozpad zrn nebo se tyto minerály při zdrobňovacím procesu dostanou do podílu jemných částic. Pro hodnocení součinitele odolnosti proti rozpadavosti čediče následně po zkoušce varem je volena hodnota pro zkoušku součinitele Los Angeles.

Požadavky na chemické vlastnosti Postup dle ČSN EN nekoresponduje s vlastností uvedenou v ČSN 72 1512 „Cizorodé částice“, a proto byla zvolena v národní příloze maximální hodnota podle EN. Lze konstatovat, že navržené hodnoty ve smyslu zkušebního postupu pro kamenivo z výroby nebudou problematické a u sládkovaného materiálu bude pravděpodobně nutný zpřísněný dohled. Postup stanovení objemové stálosti podle EN nebyl porovnán s užívaným národním postupem podle TP 138. Proto národní příloha stanovuje, pokud se bude požadovat objemová stálost kameniva z ocelářské strusky, zkoušet tuto vlastnost podle ČSN EN 1744-1 a hodnoty deklarovat. Pro možnost posouzení obou zkušebních postupů se doporučuje provést i ověření podle TP 138 „Užití struskového kameniva do pozemních komunikací“.

SPSKS

Požadavky na filer jako kamenivo

Filer je kamenivo, jehož většina propadne sítem 0,063 mm a které se může přidat ke stavebnímu materiálu pro dosažení jeho určitých vlastností. Stávající norma ČSN 73 6121 Hutněné asfaltové vrstvy platná do vydání připravovaných norem ČSN EN uvádí filer jako část kameniva, která propadne sítem 0,09 mm. Podle definice ČSN 73 6121 se filer zkouší na frakci 0/0,09 mm, ČSN EN předepisuje zkoušení na frakci 0/0,125 mm u filtrového podílu kameniva. Souhrn požadovaných vlastností na filer respektuje možné vlivy ovlivňující kvalitu: • požadavky na geometrické vlastnosti, • požadavky na fyzikální vlastnosti, • požadavky na ztužující vlastnosti, • požadavky na chemické vlastnosti, • požadavky na jednotnost výroby fileru. Zrnitost, jako hlavní a důležitá vlastnost předepsaná pro přídavný filer, má největší odlišnost od požadavků podle normy ČSN 73 6121 Hutněné asfaltové vrstvy. Propad sítem 0,09 mm musí být min. 60 % hm. Požadavek ČSN EN 13043 – propad na sítě 0,063 mm v rozmezí 70-100 % hm. a na sítě 0,125 mm pak 85-100 % hm. Tato důležitá změna charakteristiky zrnitosti fileru vede k nutnosti provést nové návrhy složení asfaltových směsí pro silniční laboratoře ČR. Novou zkouškou pro filery, která u nás nebyla požadována je zkouška „Delta kroužek kulička“. Z výsledků ověřovacích zkoušek této ztužující vlastnosti nebylo možné odvodit opakující se závislost. Požadovaná hodnota zkoušky je proto pouze deklarovaná. Národní zvyklostí je používat do asfaltových směsí mletý vápenec jako přídavný filer. ČSN EN 13043 požaduje prokazování obsahu uhličitanu vápenatého podle ČSN EN 196-21 „Metody

23/72

zkoušení cementu – Část 21: Stanovení chloridů, oxidu uhličitého a alkálií v cementu“. Princip je takový, že se stanoví obsah oxidu uhličitého a výsledek se násobí součinitelem. V následujících tabulkách je uveden souhrn požadovaných vlastností pro drobné, hrubé kamenivo do asfaltových směsí a filer do asfaltových směsí s důrazem na srovnání starých tříd kameniva a nových kategorií (viz. tabulka 18, 19, 20). Tabulka 18 Drobné kamenivo a směs kameniva do asfaltové směsi Vlastnosti Třídy E Název A B C D dekl. Označení kategorie Zrnitost D≤2 G GF85 Zrnitost D≤45 a d=0 G GA90 GA85 Deklarovaná tolerance Deklarované Deklarovaná zrnitosti drobného kameniva hodnoty hodnota a směsi kameniva s D≤8 GTC10 GTC20 GTC20 mm GTC Obsah těžené f3 f3 f10 f16 fdekl jemných drcené f3 f10 f16 f22 fdekl částic f Kvalita jemných částic MBFde MBF10 methylenová modř MBF kl

F bez požadavků -

SPSKS

Tabulka 19 Hrubé kamenivo do asfaltových směsí Vlastnosti Třídy Název A B C D Označení kategorie GC90/20 GC85/20 Zrnitost D>2 G GC90/10 GC90/15 GC85/15 GC85/35 Deklarovaná <4 Deklarované hodnoty G25/15 G20/15 tolerance zrnitosti G ≥4 Deklarovaná hodnota G20/17,5 D/d Obsah jemných částic f Tvarový index ≤ 11 SI horní mez > 11 zrnění Součinitel Los ≤ 11 Angeles LA Horní mez > 11 zrnění Ohladitelnost PSV Nasákavost (ČSN EN 1097-6) WA24 Odolnost proti zmrazování a rozmrazování F

f1

f2

f2

f4

SI25

SI30

SI35

SI50

SI20

SI25

SI30

SI35

LA25

LA30

LA40

LA50

LA20

LA25

LA30

LA40

GTCNR fNR fNR MBFNR

E dekl.

F bez požadavků

-

-

-

GNR

fdekl

fNR

SIdekl

SINR

LAdekl

LANR

PSV53

PSV50 mezilehlé hodnoty se deklarují

PSVdekl

PSVNR

WA241

WA242

WA24dekl

-

Fdekl

FNR

F1

F2

F4

24/72

Síran hořečnatý MS Síran sodný Qn Součinitel odolnosti proti rozpadavosti čediče SB Obsah hrubých organických látek mLPC Rozpínavost kameniva z ocelářské strusky V

MS18 ≤2

≤4 SBLA

mLPC0,1

mLPC0,5 Hodnoty se deklarují

MSdekl -

MSNR -

SBLAdekl

SBNR

mLPCdekl

mLPCNR

-

-

Tabulka 20 Filer jako kamenivo pro asfaltové směsi Vlastnosti Třídy E F bez Název A B C D dekl. požadavků Označení kategorie Filer z drobného kameniva a směsi kameniva s D≤8 mm, frakce 0/0,125 mm Nevhodné jemné částice Methylenová modř MBF Zkouška ztrátou sušením MZNV Měrná hmotnost

MBF10

MBFdekl

MBFNR

MZNV≤0,35

-

-

Hodnoty se deklarují

-

-

SPSKS

Zkouška „delta kroužek a kulička“ fileru ∆R,B

Rozpustnost ve vodě WS Obsah vody w Obsah uhličitanů CC Zkouška ztrátou sušením NVk Měrná hmotnost ρ

Hodnoty se deklarují v intervalu 8 až 25

∆R,B25

∆R,BNR

WS10 Přídavný filer – vápencový, dolomitický w < 1,0 CC70

WSdekl

WSNR

-

CCNR

NVk ≤ 0,35

-

-

Hodnoty se deklarují, deklarovaný rozsah nesmí být > 0,2 Mg/m3

-

-

Uvedená nová norma ČSN EN 13043 má podstatně složitěji definovanou zrnitost, a to z hlediska % hmotnosti nadsítného, podsítného, ale i propadu středním sítem a tolerance této hodnoty. Výrobce je povinen stanovit typickou zrnitost. Kontrolní zkoušky musí splňovat toleranci (90 % hodnot za posledních 6 měsíců). Příklad: GC 85/25

povolené nadsítné 15 %, povolené podsítné 25 % dané frakce.

Pro snadný přechod bylo v národní příloze k této normě provedeno srovnání tříd a kategorií. Kvalitativní třídy jsou uspořádány podle kvalitativní úrovně vlastností od A do D, třída E se používá pro deklaraci hodnot, třída F pro parametry bez požadavků. Pro kamenivo třídy A – C je požadováno posuzování shody podle metodiky 2+ (účast notifikované osoby), pro kamenivo třídy D posuzování shody podle metodiky 4 (posuzování shody výrobcem bez účasti notifikované osoby). Národní příloha uvádí některé doplňující zkušební postupy, pokud se budou požadovat (zkoušení trvanlivosti síranem sodným, zkouška kvality jemných částic ztrátou sušením).

25/72

KAMENIVO PRO NESTMELENÉ SMĚSI A SMĚSI STMELENÉ HYDRAULICKÝMI POJIVY Vlastnosti kameniva do nestmelených a stmelených směsí podkladních vrstev vozovek pozemních komunikací jsou popsány v normě ČSN EN 13242. Je členěna do 9 kapitol a 4 příloh, dále obsahuje národní přílohu NA. Stanovuje požadavky na geometrické a fyzikální vlastnosti kameniva, způsoby zkoušení a vymezuje kategorie, podle kterých je nutno deklarovat vlastnosti kameniva s ohledem na konkrétní použití. Norma obsahuje kategorie pro: A. geometrické vlastnosti • všeobecné požadavky na zrnitost (nadsítné a podsítné); • propad středním sítem (hrubé kamenivo); • typická zrnitost (drobné kamenivo, směsi kameniva); • tvar zrn hrubého kameniva (index plochosti, tvarový index); • procentní podíl ostrohranných a oblých zrn v hrubém kamenivu; • obsah jemných částic B. požadavky na fyzikální vlastnosti • odolnost proti drcení hrubého kameniva (Los Angeles, drcení rázem); • odolnost hrubého kameniva proti otěru (mikro-Deval); C. požadavky na chemické vlastnosti • sírany rozpustné v kyselině; • obsah celkové síry; • objemová stálost ocelářské strusky; D. trvanlivost • rozpadavost čediče; • nasákavost vodou; • odolnost proti zmrazování a rozmrazování; • zkouška síranem hořečnatým.

SPSKS

Dále jsou popsány složky, které ovlivňují průběh tuhnutí a tvrdnutí směsi s hydraulickým pojivem a odkazují na některé další zkoušky rozpadu strusek. Přílohy se týkají následujících témat: • Příloha A Posouzení jemných částic; • Příloha B Poznámky k odolnosti kameniva proti zmrazování a rozmrazování; • Příloha C Řízení výroby (u výrobce); • Příloha ZA Ustanovení této normy, která se týkají základních požadavků nebo jiných ustanovení směrnic EU; • Příloha NA (národní příloha) obsahuje doplňující ustanovení pro výběr kategorií pro specifické použití s přihlédnutím k národním zvyklostem technické praxe. Norma ČSN EN 13242 se liší od původního souboru norem ČSN 72 1510 až 12 jednak v obecných principech, jednak ve způsobu stanovování a zkoušení jednotlivých vlastností kameniva. ČSN EN 13242 je jedna norma pro specifický účel použití, která je součástí celého balíku dalších norem pro kamenivo. Tato skutečnost pravděpodobně způsobí problémy u výrobců

26/72

kameniva, kteří se budou muset ve velkém souboru požadavků zorientovat a najít praktické řešení z hlediska druhovosti a fyzického ukládání nabízeného sortimentu. Výrobci kameniva a zkušební laboratoře budou muset akceptovat požadavky prokazování shody podle nařízení vlády č.190/2002 Sb. v platném znění, kde prokazování shody je prováděno v systému 2+, tj. včetně certifikace řízení výroby notifikovanou osobou na základě počáteční inspekce v místě výroby a průběžného dohledu. Pokud se týká technických požadavků, přechod na ČSN EN 13242 nepřináší zásadní změny ve vlastnostech kameniva. Rozšířené požadavky na zrnitost a požadavky na řízení výroby budou mít nepochybně pozitivní vliv na dodávky kameniva stabilních vlastností. Následující tabulka uvádí jednotlivé kategorie a třídy pro kamenivo do nestmelených směsí a směsí stmelených hydraulickým pojivem. Tabulka 21

Kamenivo pro nestmelené a stmelené směsi do podkladních vrstev vozovek – národní příloha ČSN EN 13242 Třída / kategorie VLASTNOST

C

D

Všeobecné požadavky na zrnitost 1) HK DK směs

GC 85/15 GF 85 GA 85

GC 80/20 GF 80 GA 80

HK – propad střed. sítem 1) D/d < 4 D/d ≥ 4

GTC 25/15 nebo GTC 20/15 GTC 20/17,5 GTF 20 GTF 10 GTA 10 GTA 20

Typická zrnitost 1) Index plochosti

E deklarovaná –

GTC Deklarovaná

SPSKS DK směs

–

FINR

Tvarový index Procentní podíl ostrohranných a oblých zrn v hrubém kamenivu

GTF Deklarovaná

nestmelené směsi

SI40

SI55

SIDeklarovaná

C90/3

C90/3 2)

CDeklarovaná

stmelené směsi

Obsah jemných částic

HK DK směs

Jakost jemných nestmelené směsi částic EP (SE) min. IP max. 3) ωL max.3) stmelené směsi 4) Los Angeles

–

CNR f4 f16 f9

f4 f22 f12

fDeklarovaná

SE30 IP = ≤ 4 ωL 25

SE25 IP = ≤ 4 ωL 25

–

IP = ≤ 4 ωL 25 LA40

Odolnost proti drcení rázem Odolnost proti otěru Objemová hmotnost

LA50

– LADeklarovaný

SZNR MDENR Deklarovaná hodnota

27/72

– –

Sírany rozpustné v kyselině nestmelené směsi Celková síra

stmelené směsi

ASNR SNR

– –

S1 S2 (struska)

SDeklarovaná

dle kap. 6.4 této ČSN EN

Jiné složky Rozpadavost čediče Nasákavost vodou Odolnost vůči zmraz. nestmelené směsi a rozmraz. stmelené směsi

SBLA WA24NR F4

SBLA Deklarovaná – FDeklarovaná

FNR

–

Trvanlivost síranem hořečnatým

nestmelené směsi

MS18

MSDeklarovaná

stmelené směsi

MSNR

–

Trvanlivost síranem sodným 5) 6)

nestmelené směsi

≤4

–

bez požadavku

–

stmelené směsi

1)

Požadavky na zrnitost mohou být nahrazeny požadavky na směs podle příslušné specifikace. Do směsí pro ochranné vrstvy je možno za stanovených podmínek použít CNR. IP (číslo plasticity) a ωL (mez tekutosti) podle ČSN CEN ISO/TS 17 892-12. Pokud vzhledem k charakteru materiálu zkoušky nelze provést, pak platí IP = 0. 4) Hodnoty jsou doporučené pro posouzení zpracovatelnosti. 5) Zkoušku síranem hořečnatým je možno nahradit zkouškou síranem sodným podle ČSN 72 1176. 6 ) Při vyhovujících výsledcích zkoušky trvanlivosti lze upustit od zkoušky mrazuvzdornosti, při nevyhovujících výsledcích zkoušky trvanlivosti je zkouška mrazuvzdornosti rozhodující. 2) 3)

SPSKS KAMENIVO PRO KOLEJOVÉ LOŽE

Praxe ukázala, že norma slučující technické požadavky na kamenivo pro různé účely použití, jako byla ČSN 72 1512 „Hutné kamenivo pro stavební účely“, neurčuje dostatečně potřebné parametry kameniva pro konkrétní účel. Proto se upřesnily a doplnily požadavky na jednotlivé druhy kameniva svými odvětvovými předpisy. V případě kameniva pro kolejové lože platí ČSN EN 13 450 „Kamenivo pro kolejové lože“. Norma je členěna na 11 kapitol, 10 příloh zpracovaných CEN a národní přílohu NA. V základní části normy je definováno zejména názvosloví a požadavky na geometrické a fyzikální vlastnosti kameniva s ohledem na konkrétní použití a původ. Norma obsahuje kategorie pro: • zrnitost; • obsah drobných zrn; • obsah jemných částic; • maximální hodnoty indexu plochosti; • maximální hodnoty tvarového indexu; • délku zrn; • maximální hodnoty součinitele Los Angeles; • maximální hodnoty odolnosti proti drcení v rázu; • maximální hodnoty odolnosti proti otěru.

28/72

A dále pojednává o objemové stálosti a rozpadavosti kameniva. Přílohy obsahují zejména pokyny k odběrům a hodnocení zkoušek a úpravy zkušebních postupů potřebné pro zkoušení kameniva pro kolejové lože. Vzhledem k tomu, že norma ČSN EN 13450 zásadním způsobem mění zkoušení a deklarování vlastností kameniva, přistoupily ČD, a.s. k vypracování komplexní novelizace OTP (obecné technické podmínky) kameniva pro kolejové lože. Při zachování dosavadního systému ověřování způsobilosti výrobců pro dodávky kameniva do kolejového lože železničních drah tyto OTP plně přejímají zásady definované normou ČSN EN 13450, včetně její národní přílohy. Parametry kameniva pro kolejové lože jsou dány specifickým způsobem a jeho použití je dnes v podmínkách ČR dlouhodobě stabilizováno s ohledem na provozní zatížení našich drah i tuzemskou surovinovou základnu. Kamenivo těchto parametrů vyhovuje jeho uživatelům, tj. provozovatelům dráhy a jednotliví výrobci investovali v posledních letech nemalé finanční prostředky do technologie výroby tak, aby byli schopni produkovat výrobky právě těchto vlastností a jakosti. Proto podle odborníků železničního stavitelství není účelné parametry kameniva pro kolejové lože stanovené OTP ČD (obecné technické podmínky Českých drah) zásadně měnit. ČSN EN 13450 byla tedy doplněna o národní přílohu NA obsahující přiřazení kategorií jednotlivých vlastností kameniva pro dané účely použití, v podstatě definování tříd kameniva podle jeho použití tak, jak je tomu ve stávající ČSN 72 1512. S ohledem na dosavadní praktické zkušenosti s výrobou a používáním kameniva z ložisek v ČR navíc doplňují OTP ČD požadavky ČSN EN 13450 o ověřování: • ostrohrannosti (u recyklovaného kameniva zaoblenosti) zrn kameniva; • podílu cizorodých částic v kamenivu; • podílu břidličnatých zrn (u recyklovaného kameniva vysokopecní strusky). To však neznamená, že norma ČSN EN 13450 není pro železniční stavitelství použitelná. Jen se zde znovu ukazuje určitý konzervatismus odborníků železničního hospodářství.

SPSKS

Řízení výroby a prokazování kvality Při uvedení kameniva na trh musí být provedeny určené počáteční zkoušky. Tyto zkoušky je nutno opakovat v případě použití kameniva z nového zdroje nebo v případě, že došlo k výrazné změně v povaze suroviny nebo výrobních podmínkách. Další případy, kdy uživatel kameniva požaduje opakování počátečních zkoušek, stanovují OTP. Pro zajištění trvalého dosahování požadované jakosti kameniva musí mít výrobce zaveden systém řízení výroby odpovídající podmínkám uvedeným v ČSN EN 13450, příloha I. Jednou ze základních součástí tohoto systému je pravidelné provádění kontrolních výrobních zkoušek. Přehled vlastností ověřovaných v průběhu výroby kameniva u výrobce a minimální četnost zkoušek kameniva je uvedena v tabulce I.1 normy. Žádná ze souboru norem, které nahrazují zrušenou ČSN 72 1512, nedefinuje požadavky na kamenivo pro konstrukční vrstvy tělesa železničního spodku. Proto kamenivo určené pro použití v konstrukci železničního spodku zůstává mezi stanovenými výrobky, u nichž je prokázání shody upraveno nařízením vlády č.163/2002 Sb. v platném znění. Aby nedocházelo k nejasnostem a komplikacím při prokazování požadovaných vlastností tohoto kameniva, připravily ČD rovněž novelizaci OTP „Štěrkopísky, štěrkodrtě a výzisk z kolejového lože pro konstrukční vrstvy tělesa železničního spodku“. Novelizované OTP se při zjišťování vlastností kameniva odkazují převážně na zkušební normy ČSN EN a na základě takto zjištěných vlastností definují požadavky uživatele, které jsou uvedeny v tabulce 22.

29/72

Tabulka 22

Základní a doplňující technické vlastnosti kameniva pro kolejové lože Třída kameniva 1) Měr. pro Vlastnost jedn. BI BII C v>160 km/hod. Petrografický rozbor mimo vápenec a dolomit Chemický rozbor bez rozlišení podmínek použití Zrnitost Podíl zrn frakce 32/63 %hm. ≥ 50 ≥ 50 ≥ 50 ≥ 50 Obsah drobných zrn (do 0,5 mm) %hm. ≤ 1,2 ≤ 1,2 ≤ 1,8 ≤ 2,3 Obsah jemných částic ( do 0,063 mm) B(≤ 1,0) B (≤ 1,0) C (≤ 1,5) ≤ 2,0 dek %hm. pro recyklované kamenivo ≤ 3,0 dek ≤ 3,5 dek ≤ 5,5 dek Částečný rozpad během dopravy %hm. A (≤ 5,0) A (≤ 5,0) B (≤ 7,0) (propad na 22,4 mm) Tvar zrn Index plochosti %hm. FI15(≤15) FI15(≤15) FI20(≤20) FI35(≤35) Tvarový index %hm. SI20(≤20) SI20(≤20) SI30(≤30) SI35(≤35) Délka zrna (podíl zrn ≥ 100 mm) %hm. D (≤12) D (≤12) D (≤12) ≤18 dek. Podíl ostrohranných zrn 5) %hm. ≥ 90 ≥ 80 ≥ 80 Zaoblenost zrn (32/63) %hm. ≤ 25 ≤ 30 Obsah cizorodých částic %hm. ≤ 0,05 ≤ 0,05 ≤ 0,25 ≤ 0,25 Obsah cizorodých částic pro recyklované %hm. ≤ 0,25 ≤ 0,5 ≤ 0,5 kamenivo Obsah břidličnatých zrn 6) %hm. ≤3 ≤3 ≤5 ≤ 10 Podíl vysokopecní strusky 3) %hm. ≤ 0,5 ≤ 54) Mechanické vlastnosti Otlukovost Los Angeles LARB16 LARB20 LARB24 LARB28 Drtitelnost v rázu %hm. SZRB14 SZRB18 SZRB22 SZRB24 Odolnost proti otěru mikroDeval %hm. MDERB NR Odolnost proti vodě a teplotě Nasákavost 2) %hm. 0,5 0,5 0,5 0,5 Zmrazování a rozmrazování 2) %hm. F1(≤1) F1(≤1) F2(≤2) F4(≤4) Rozpadavost („Sonnenbrand“) úbytek hmotnosti varem %hm. ≤1 ≤1 ≤1 ≤1 Zvýšení hodnoty SZ32/40 %hm. SBSZ(≤5) SBSZ(≤5) SBSZ(≤5) SBSZ(≤5) Zvýšení součinitele LA32/50 SBLA(≤8) SBLA(≤8) SBLA(≤8) SBLA(≤8) Fyzikální vlastnosti Objemová hmotnost kg/m3 ≥2000 ≥2000 ≥2000 ≥2000 Sypná hmotnost kg/m3 dekl. dekl. dekl. dekl. mezerovitost %hm. dekl. dekl. dekl. dekl.

SPSKS

1)

podmínky pro použití kameniva do kolejového lože podle druhu kameniva (nové, recyklované) a tříd stanovuje předpis ČD S3 „Železniční svršek“, Část 10; 2) zkoušení a hodnocení nasákavosti a zmrazování a rozmrazování upravuje ČSN EN 13450, příloha H; 3) platí pouze pro recyklované kamenivo; 4) platí pouze pro spodní vrstvu kolejového lože definovanou v předpise ČD S3, Část 10; 5) zjišťuje se u všech čedičových a příbuzných hornin a slepenců; 6) zjišťuje se u sedimentárních hornin s vrstevnatou strukturou; NR bez požadavku dek (dekl.) deklarovat hodnotu např. ve smlouvě o dílo, apod.

30/72

Norma ČSN EN 13450 stanovuje požadavky na vlastnosti kameniva pro kolejové lože určené pro všechny typy drah podle zákona č.266/1994 Sb. v platném znění. Určuje vlastnosti, které mají být ověřovány, způsob jejich zkoušení a deklarace, systém řízení výroby i způsob prokazování shody. Norma ve srovnání s normami ČSN 72 1510 až 12 obsahuje odlišné definice některých vlastností, odlišné zkušební postupy a ve své základní části nedefinuje konkrétní vlastnosti kameniva podle účelu jeho použití, pouze výčet kategorií přípustných hodnot. Informace o výběru kategorií jednotlivých vlastností podle účelu použití kameniva, tedy v podstatě definování tříd kameniva, je uvedeno v národní příloze NA této normy. Národní příloha tak umožňuje používání normy ČSN EN 13450 v podstatě beze změny navazujících národních předpisů, které definují použití kameniva. Vlastnosti stanovené pro jednotlivé účely použití kameniva („třídy“) v národní příloze NA odpovídají vlastnostem kameniva vyráběného a používaného v současné době v ČR. K výraznější úpravě došlo pouze u křivky zrnitosti, kde je pro třídy BI i BII stanovena shodně kategorie D. Uživatel mimo rámec ČSN EN i nadále požaduje prokazování doplňkových vlastností kameniva – ostrohrannost / zaoblenost hran, podíl cizorodých částic v kamenivu a podíl břidličnatých zrn (příp. vysokopecní strusky v kamenivu). V systému řízení výroby musí být prováděny počáteční zkoušky při zahajování těžby nebo při změně horniny nebo podmínek výroby. V průběhu výroby je nutno provádět kontrolní výrobní zkoušky v určeném rozsahu a četnosti. Prokázání shody se provádí v systému 2+ (viz. tab.2).

SPSKS

Technické požadavky

Velmi často se v železničním stavitelství používá kamenivo v podobě štěrkodrtě (ŠD), štěrkopísku (ŠP) nebo recyklovaného výzisku. V následujících tabulkách jsou uvedeny základní požadavky, které jsou pro tyto materiály stanoveny v OTP. Tabulka 23

Technické požadavky na kvalitu štěrkodrtě (ŠD) pro konstrukční vrstvy železničních staveb vlastnost Požadovaná hodnota Četnost zkoušek Křivka musí ležet 1x týdně Zrnitost (0/22; 0/32) v předepsaných mezích Číslo nestejnozrnnosti 2) min.15 1x týdně Nadsítné v % hm. max.15 1x týdně Obsah jemných částic v % hm. max.9 1x měsíčně Cizorodé částice v % hm. max.1,0 1x měsíčně Otlukovost LA (8/32; 8/22) v % max.50 1x měsíčně hm.3) Trvanlivost (8/16) – úbytek frakce v max.12 1 x za 3 měsíce % hm. po 5 zkušebních cyklech6) Mrazuvzdornost (8/16) – úbytek frakce v % hm. po 10 zkušebních max.4 1x za 3 měsíce cyklech7) Nasákavost v % hm.4) max.3 1x měsíčně

31/72

Tabulka 24

Technické požadavky na kvalitu štěrkopísku (ŠP) pro konstrukční vrstvy železničních staveb vlastnost Požadovaná hodnota Četnost zkoušek Křivka musí ležet Zrnitost (0/22; 0/32) 1x týdně v předepsaných mezích 2) Číslo nestejnozrnnosti min.15 1x týdně Obsah jemných částic v % hm. max.5 1x měsíčně Cizorodé částice v % hm. max.0,5 1x měsíčně Otlukovost LA (8/32; 8/22) v % max.50 1x měsíčně hm.3) 4) Nasákavost v % hm. max.1,5 1x měsíčně

Tabulka 25

Technické požadavky na kvalitu recyklovaného výzisku pro konstrukční vrstvy železničních staveb vlastnost Požadovaná hodnota Četnost zkoušek Křivka musí ležet Zrnitost frakce 0/32 1x týdně v předepsaných mezích Číslo nestejnozrnnosti 2) min.15 1x týdně Nadsítné v % hm. max.15 1x týdně Obsah jemných částic v % hm. max.9 1x měsíčně Cizorodé částice v % hm. max.1,0 1x měsíčně 2) 3) 4) 6) 7)

SPSKS

číslo nestejnozrnnosti se určí ze vztahu CU=d60/d10. Zkouška na otluk se provádí na navážce kameniva o hmotnosti 5 kg, frakce 8/32 (8/22) s použitím 11 koulí pro 500 otáček bubnu. Nasákavost štěrkopísku se zkouší na podílu zrn 8/32 mm. Nevyhovuje-li štěrkopísek kritériu nasákavosti, zkouší se nejprve na trvanlivost, a poté na odolnost proti účinkům mrazu při 10 zmrazovacích cyklech. nevyhovuje-li štěrkodrť tomuto kritériu, je rozhodující zkouška odolnosti proti mrazu. zkouší se tehdy, když štěrkodrť nevyhovuje zkoušce trvanlivosti.

32/72

Část 2 ZKOUŠENÍ KAMENIVA Tabulka 26

Seznam zkušebních norem

Označení ČSN 72 1176 ČSN 72 1179 ČSN 72 1180 ČSN 72 1182 ČSN 72 1187 ČSN 72 1191 ČSN EN 932-1 ČSN EN 932-2 ČSN EN 932-3 ČSN EN 932-5 ČSN EN 932-6 ČSN EN 933-1 ČSN EN 933-2 ČSN EN 933-3 ČSN EN 933-4 ČSN EN 933-5 ČSN EN 933-6 ČSN EN 933-7 ČSN EN 933-8 ČSN EN 933-9 ČSN EN 933-10 CSN EN 1097-1 CSN EN 1097-2 CSN EN 1097-3 CSN EN 1097-4

Název normy Zkouška trvanlivosti a odolnosti kameniva proti mrazu Stanovení reaktivnosti kameniva s alkáliemi Stanovení rozlišných částic kameniva Zkouška zrychlené ohladitelnosti kameniva Zkoušení jemných částic pro asfaltové směsi – Zkouška ztrátou sušením Zkoušení míry namrzavosti zemin Zkoušení všeobecných vlastností kameniva – Část 1: Metody odběru vzorků Zkoušení všeobecných vlastností kameniva – Část 2: Metody zmenšování laboratorních vzorků Zkoušení všeobecných vlastností kameniva – Část 3: Postup a názvosloví pro jednoduchý petrografický popis Zkoušení všeobecných vlastností kameniva – Část 5: Běžné zkušební zařízení a kalibrace Zkoušení všeobecných vlastností kameniva – Část 6: Definice opakovatelnosti a reprodukovatelnosti Zkoušení geometrických vlastností kameniva – Část 1: Stanovení zrnitosti – Sítový rozbor Zkoušení geometrických vlastností kameniva – Část 2: Stanovení zrnitosti – Zkušební síta, jmenovité velikosti otvorů Zkoušení geometrických vlastností kameniva – Část 3: Stanovení tvaru zrn – Index plochosti Zkoušení geometrických vlastností kameniva – Část 4: Stanovení tvaru zrn – Tvarový index Zkoušení geometrických vlastností kameniva – Část 5: Stanovení podílu drcených zrn v hrubém kamenivu Zkoušení geometrických vlastností kameniva – Část 6: Posouzení povrchových charakteristik – Tekutost kameniva Zkoušení geometrických vlastností kameniva – Část 7: Stanovení obsahu schránek živočichů – podíl schránek živočichů v hrubém kamenivu Zkoušení geometrických vlastností kameniva – Část 8: Posouzení jemných částic – Zkouška ekvivalentu písku Zkoušení geometrických vlastností kameniva – Část 9: Posouzení jemných částic – Zkouška methylenovou modří Zkoušení geometrických vlastností kameniva – Část 10: Posouzení jemných částic – Zrnitost filerů (prosévání proudem vzduchu) Zkoušení mechanických a fyzikálních vlastností kameniva – Část 1: Stanovení odolnosti proti otěru (mikro-Deval) Zkoušení mechanických a fyzikálních vlastností kameniva – Část 2: Metody pro stanovení odolnosti proti drcení Zkoušení mechanických a fyzikálních vlastností kameniva – Část 3: Stanovení sypné hmotnosti a mezerovitosti volně sypaného kameniva Zkoušení mechanických a fyzikálních vlastností kameniva – Část 4: Stanovení mezerovitosti suchého zhutněného fileru

SPSKS

33/72

účinnost 1968-08-01 1968-08-01 1968-08-01 1977-06-01 2002-01-01 1991-01-01 1999-12-01 2000-04-01 1999-12-01 2000-06-01 2000-04-01 1999-12-01 1999-12-01 1999-12-01 2000-08-01 1999-12-01 2002-07-01 1999-12-01 2000-04-01 1999-10-01 2001-11-01 1999-12-01 1999-12-01 1999-12-01 2000-08-01

CSN EN 1097-5 CSN EN 1097-6 CSN EN 1097-7 CSN EN 1097-8 CSN EN 1097-9 CSN EN 1097-10 ČSN EN 1367-1 ČSN EN 1367-2 ČSN EN 1367-3 ČSN EN 1367-4 ČSN EN 1367-5 ČSN EN 1744-1 ČSN EN 1744-3 ČSN EN 1744-4 ČSN EN 13179-1 ČSN EN 13179-2 ČSN EN 13043 ČSN EN 13620 ČSN EN 13139 ČSN EN 13242 ČSN EN 13055-1 ČSN EN 13055-2 ČSN EN 13450 ČSN EN 13383-1 ČSN EN 13383-2 ČSN 72 1519

Zkoušení mechanických a fyzikálních vlastností kameniva – Část 5: Stanovení vlhkosti sušením v sušárně Zkoušení mechanických a fyzikálních vlastností kameniva – Část 6: Stanovení objemové hmotnosti zrn a nasákavosti Zkoušení mechanických a fyzikálních vlastností kameniva – Část 7: Stanovení měrné hmotnosti fileru – Pyknometrická zkouška Zkoušení mechanických a fyzikálních vlastností kameniva – Část 8: Stanovení hodnoty ohladitelnosti Zkoušení mechanických a fyzikálních vlastností kameniva – Část 9: Stanovení odolnosti proti obrusu pneumatikami s hroty – Nordická zkouška Zkoušení mechanických a fyzikálních vlastností kameniva – Část 10: Stanovení výšky vzlínavosti vody Zkoušení odolnosti kameniva vůči teplotě a zvětrávání – Část 1: Stanovení odolnosti proti zmrazování a rozmrazování Zkoušení odolnosti kameniva vůči teplotě a zvětrávání – Část 2: Zkouška síranem hořečnatým Zkoušení odolnosti kameniva vůči teplotě a zvětrávání – Část 3: Zkouška varem pro rozpadavý čedič Zkoušení odolnosti kameniva vůči teplotě a zvětrávání – Část 4: Stanovení smršťování Zkoušení odolnosti kameniva vůči teplotě a zvětrávání – Část 5: Stanovení odolnosti vůči tepelným šokům Zkoušení chemických vlastností kameniva – Část 1: Chemický rozbor Zkoušení chemických vlastností kameniva – Část 3: Příprava výluhů loužením kameniva Zkoušení chemických vlastností kameniva – Část 4: Stanovení citlivosti na vodu filerů pro asfaltové směsi Zkoušení fileru pro asfaltové směsi – Část 1: Zkouška delta kroužek a kulička Zkoušení fileru pro asfaltové směsi – Část 2: Asfaltové číslo Kamenivo pro asfaltové směsi a povrchové vrstvy pozemních komunikací, letištních a jiných dopravních ploch Kamenivo do betonu Kamenivo pro malty Kamenivo pro nestmelené směsi a směsi stmelené hydraulickými pojivy pro inženýrské stavby a pozemní komunikace Pórovité kamenivo – Část 1: Pórovité kamenivo do betonu, malty a injektáží malty Pórovité kamenivo – Část 2: Pórovité kamenivo pro asfaltové směsi a povrchové úpravy a pro stmelené a nestmelené aplikace Kamenivo pro kolejové lože Kámen pro vodní stavby – Část 1: Specifikace Kámen pro vodní stavby – Část 2: Zkušební metody Ušlechtilé drtě pro teraca a povrchové úpravy

SPSKS

34/72

2000-06-01 2001-11-01 2000-06-01 2000-12-01 1999-12-01 2003-11-01 2000-06-01 1999-12-01 2001-11-01 1999-09-01 2003-06-01 2000-01-01 2003-06-01 2006-02-01 2001-10-01 2001-10-01 2004-05-01 2004-05-01 2004-05-01 2004-05-01 2004-05-01 2004-11-01 2004-05-01 2004-05-01 2003-07-01 1971-04-01

EN 932-1 Zkoušení všeobecných vlastností kameniva – Část 1: Metody odběru vzorků Tato evropská norma uvádí metody odběru vzorků kameniva z dodávek, z přípravného a výrobního zařízení i ze skládek. Účelem odběru je získat souhrnný vzorek, který reprezentuje průměrné vlastnosti dávky kameniva. Metody odběru a zmenšování jsou založeny na ručním odběru. Je důležité zmínit se o několika nových definicích, které s metodami odběru a zmenšování vzorků úzce souvisí: dávka (batch) je množství vyrobeného nebo dodaného materiálu, dílčí množství materiálu dodaného v jednom dopravním prostředku (železniční vagón, nákladní automobil, nákladní loď, kontejner apod.), který byl vyroben za stejných podmínek, dílčí vzorek (sampling increment) je množství materiálu odebraného z dávky při jedné operaci odběrového zařízení, souhrnný vzorek (bulk sample) je vzorek získaný z dílčích vzorků, reprezentativní vzorek (representative sample) je souhrnný vzorek získaný z dílčích vzorků podle plánu odběru vzorků, jehož jakost reprezentuje jakost dávky, redukovaný vzorek (subsample) je vzorek získaný z dílčích vzorků nebo souhrnný vzorek získaný při postupu zmenšování vzorku, laboratorní vzorek (laboratory sample) je zmenšený vzorek pro laboratorní zkoušení získaný ze souhrnného vzorku, vzorkař (sampler) je pracovník, skupina pracovníků nebo organizace, které mají zkušenosti s odběrem vzorků.

SPSKS

Zásady odběru vzorků

Vhodný a pečlivý odběr vzorků i jejich přeprava jsou nezbytným předpokladem k získání hodnověrných výsledků zkoušek. Variabilita při odběru vzorků v důsledku nestejnorodosti materiálu v dávce je zmírněna odebráním přiměřeného počtu dílčích vzorků. Důležité zásady pro odběr vzorků kameniva: • Odběr dílčích vzorků musí být náhodný ze všech částí dávky; • Pro různá místa skladování kameniva se používají vhodná odběrová zařízení; • Nutnost dodržet minimální hmotnost souhrnného vzorku; • Vzorkař musí být informován o účelu odběru vzorků a musí odběry řádně zaznamenat; • Odebraný vzorek (souhrnný, reprezentativní, laboratorní) musí být před dalším zpracováním (např. zmenšováním) homogenizován. Množství souhrnného vzorku závisí na druhu a počtu laboratorních zkoušek, které se budou z odebraného kameniva provádět, dále pak na maximálním zrnu kameniva a měrné hmotnosti. Počet dílčích vzorků se určuje na základě dřívějších zkušeností s odběrem vzorků kameniva z podobného výrobního procesu. V případě nejistoty platí pravidlo "Raději více než méně". Nejmenší hmotnost souhrnného vzorku je popsána následujícím vztahem:

kde

M = 6.√D.ρd ,

M je hmotnost vzorku v kg; D je maximální zrno kameniva v mm; ρd objemová hmotnost volně sypaného kameniva v Mg/m3, stanovená dle EN 1097-3.

35/72

Před odběrem vzorků se musí zpracovat plán odběru vzorků, který musí obsahovat: • druh kameniva, • účel odběru vzorků (i vlastnosti, které mají být zkoušeny), • identifikace míst odběru vzorků, • přibližná hmotnost dílčích vzorků, • počet dílčích vzorků, • zařízení pro odběr vzorků, které bude použito, • metody odběru vzorků i následného zmenšení vzorků, • značení, balení a odesílání vzorků. Za plán odběru odpovídá ve většině případů vzorkař, který má také povědomí o všech uskutečněných odběrech během určitého období.

Zařízení pro odběr vzorků Používají se různá odběrová zařízení, nejčastěji lopata. Ve všech případech šířka otvoru zařízení používaných pro odběr vzorků nesmí být menší než 3x D (trojnásobek horní meze frakce kameniva v dávce) a v žádném případě ne menší než 10 mm.

SPSKS Obrázek 1

nejčastější odběrové pomůcky – lopatka a lopata

Pro odběr z dopravníkových pásů doporučuje evropská norma EN 932-1 použít odběrový rám. Stěny odběrového rámu jsou rovnoběžné a vytvarovány jako pás dopravníku. Jeho délka je přibližně stejná jako šířka pásu. Stěny odběrného rámu jsou dostatečně vysoké, aby zabránily přepadu částic přes horní hrany. Šířka záběru w je minimálně trojnásobkem maximálního zrna kameniva.

Obrázek 2

příklad odběrného rámu pro odběr z dopravníkového pásu

Odběrná nádoba se využívá pro odběry na koncích dopravníkových pásů, kde kamenivo padá např. na další dopravníkový pás dopravující kamenivo v jiném směru. Stěny odběrné nádoby jsou svislé a protilehlé stěny jsou rovnoběžné. Horní hrany odběrné nádoby jsou

36/72

zaobleny. Objem nádoby má být takový, aby při odběru dílčího vzorku nebyla zaplněna víc jak z jedné poloviny. Délka nádoby má být dostatečná, aby umožnila odběr z celého toku materiálu a hloubka taková, aby žádné částice nevypadávaly odrazem z nádoby. V tomto případě se musí odběr ukončit a uskutečnit jiný.

Obrázek 3

příklad odběrné nádoby na odběr mezi dopravníkovými pásy

Pro odběr drobného kameniva a fileru je doporučeno používat odběrných sond nebo odběrných trubic. Odběrná sonda sestává ze dvou trubek, z nichž jedna je uvnitř druhé. Obě trubky mají dole otvory, aby při otáčení jedné z trubek vůči druhé bylo umožněno naplnění odměrné sondy kamenivem, a pak v ní zachyceno kamenivo. Délka odběrné sondy bývá 1 až 2 m. Průměr w vnitřní trubky musí být větší než 10 mm. Průměr nesmí být menší než trojnásobek horní meze frakce kameniva v dávce a minimálně 10 mm. Tloušťka trubek musí být taková, aby se při běžném užívání nedeformovaly. Odběrná trubice je dlouhá, hladká trubka se šikmo uříznutým koncem. Pro odběr vzorků drobného kameniva ze skládek se používá odběrná trubice délky 1 až 2 m. Vnitřní průměr trubice je stejný jako u odběrné sondy.

SPSKS

Obrázek 4

příklad odběrné sondy a odběrné trubice drobného materiálu na skládkách

37/72

Postupy odběru vzorků Při plánování a provádění odběru vzorků v souladu s řízením výroby je nutné zajistit bezpečnost pracovníků při odběru vzorků. Nejlépe je odebírat vzorky kameniva ze zastavených dopravních pásů nebo z proudu materiálu. Dílčí vzorky se mají odebírat v určitých, předem stanovených, časových intervalech. Pokud se provádí odběr ze skládek, což je v ČR nejčastější případ, je obtížné vyhovět zásadě o odběru dílčích vzorků náhodně ze všech částí dávky (skládky). Segregace v tomto případě může ovlivnit výsledky. Ruční odběr vzorků s použitím lopaty a lopatky nesmí být použit při materiálu, který je v pohybu. Typy odběrů vzorků kameniva: •

•

• • •

•

•

Odběr vzorků ze zastaveného dopravníkového pásu – odběr se provádí odběrovým rámem, lopatou, popř. plechem na jednom místě při zastaveném dopravníkovém pásu v určitých, předem stanovených, časových intervalech; Odběr vzorků z pásu a v místě přepadu z pásu – odběr se provádí pomocí odběrové nádoby (viz obrázek 3). Doba, při níž se provádí odběr vzorků, je rozdělena do stejných časových intervalů, kde uprostřed dané doby se odebere dílčí vzorek. Odběr se provádí z celého příčného toku dopravovaného materiálu; Odběr vzorků baleného kameniva – odběr se provádí náhodným výběrem z balení v náhodných časových intervalech; Odběr vzorků z korečkových dopravníků, nakladačů nebo drapáků – každý dílčí vzorek sestává z celého obsahu korečku nebo drapáku; Odběr vzorků ze sila – odběr vzorku se provádí pomocí odběrné nádoby jako v místě přepadu z dopravníkového pásu. Výpusť sila musí být dostatečně otevřena, aby byl zajištěn stejnoměrný tok odebíraného materiálu bez segregace. Otvor je min. trojnásobek rozměru největšího zrna, příp. min. 200 mm u kameniva do D = 32 mm; Odběr vzorků ze skládek – dílčí vzorky přibližně stejné velikosti se odebírají z různých míst při různých výškách nebo hloubkách vyhloubených odběrových jamek, které jsou rozloženy po celé skládce. Rozmístění a počet odběrů dílčích vzorků závisí na způsobu budování skládky, jejím tvaru a možnosti segregace uvnitř skládky. Odběr se provádí pomocí lopatky nebo lopaty z nejhlubšího místa odběrové jamky. Odběr vzorků z železničních vagónů, nákladních aut a lodí – odběr vzorků úzkých frakcí drobného kameniva lze provést také pomocí odběrné trubice. Pro každý dílčí vzorek se odběrná sonda vnoří svisle dolů na celou výšku kameniva.

SPSKS

Příklady metod odběru vzorků z kuželových skládek Odběr vzorků z vnitřku skládky použitím nakladače U kameniva sládkovaného na skládce dochází k segregaci. Proto je vhodné tam, kde je to možné, odebírat vzorky uvnitř skládky a ne jen z povrchu. Je to zvláště důležité u hrubého kameniva. K odkrytí odběrných míst napříč vnitřkem skládky se používá nakladač. Z odkrytých míst se odebere pomocí kbelíků určité množství kameniva, které se následně zpracovává, např. dělením lopatou na určitý počet dílčích vzorků. Ruční odběr drobného kameniva Při ručním odběru se kuželová skládka rozdělí vizuálně na třetiny po výšce. Z třetiny výšky od země se odebere ručním odběrem 19x více dílčích vzorků než ze střední třetiny výšky skládky a 7x více než z horní třetiny skládky.

38/72

U obdélníkového tvaru skládky se rozložení odběru dílčích vzorků provádí obdobně jako u kuželové skládky. Rozdíl je v počtu odběrů dílčích vzorků – ve spodní třetině je to 5x více dílčích vzorků a ze střední třetiny výšky skládky 3x více než z horní části. Zasunutím prkna nebo kovové desky do skládky ve vhodném místě, a potom ihned odebíráním dílčího vzorku pod prknem nebo pod kovovou deskou,se zabrání spadnutí materiálu z povrchu do vytvořené jamky. Před vlastním odběrem dílčího vzorku musí být povrch skládky odstraněn do hloubky nejméně 2x větší, než je maximální zrno kameniva (D). Tento postup nelze vždy použít u hrubého kameniva. Odběrné trubice mohou být vhodné také pro odběr vzorků písku, odběrná trubice se zasouvá vodorovně nebo mírně šikmo vzhůru do skládky v místě odběru vzorku. Ruční odběr vzorků hrubého kameniva ze skládek Pokud se má provést odběr vzorků hrubého kameniva ze skládek, přihlíží se při výběru míst na to, jak je skládka plněna a jak zde dochází k segregaci materiálu na kuželových skládkách.

Zmenšování vzorků Pro přípravu laboratorních vzorků ze souhrnného vzorku se přednostně používá zmenšování pomocí žlábkového děliče. Všechny metody zmenšování se mohou použít v kombinaci, např. použití kvartace pro několik prvních stupňů zmenšení, následně pak žlábkovým děličem.

SPSKS

Žlábkový dělič Souhrnný vzorek se nasype do jedné ze spodních nádob žlábkového děliče, zatímco další dvě spodní nádoby se osadí pod žlábky. Kamenivo se vysype podél delší strany nádoby uprostřed žlábkového děliče. Odstraní se kamenivo, které propadlo do jedné ze dvou nádob. Tento postup se opakuje tolikrát, až se získá požadovaná velikost vzorku.

Obr. 5 Žlábkový dělič

Obr. 6 Rotační dělič

Kvartace Souhrnný vzorek se vysype na pracovní plochu a důkladně se promísí pomocí vytváření kuželu lopatou. Materiál se lopatou přemístí celkem třikrát. Vždy do kuželovitého tvaru. Odebírání materiálu z kužele se provádí po celém obvodu kuželu. Materiál se vždy sype

39/72

navrchol kuželové hromady. Toto promísení se nazývá homogenizace vzorku. Může se uskutečnit v terénu nebo v laboratoři. Třetí kužel se zploští tak, že se lopata opakovaně svisle vkládá do vrcholu kužele a rozhrnuje materiál tak, aby se vytvořil zploštělý komolý kužel, který má stejnoměrnou tloušťku a průměr. Zploštělý komolý kužel se rozdělí na čtyři stejné části dvěma vzájemně kolmými diagonálními rovinami. Jeden pár protilehlých čtvrtin se odstraní a pomocí lopaty přemístí na skládku. Opakováním procesu míchání a kvartací se získá vzorek požadované velikosti.

Obr.7 Průběh kvartace Dělení lopatou Jedná se o metodu zmenšování vzorku, při které je souhrnný vzorek rozdělen na určitý počet redukovaných vzorků přibližně stejné hmotnosti, z nichž jeden (nebo i více) z nich se uchovává jako laboratorní vzorek. Nabere se plná lopata ze souhrnného vzorku a střídavě se přidává ke každému i-tému redukovanému vzorku, až se rozdělí celý souhrnný vzorek.

SPSKS

ČSN EN 933-1 Zkoušení geometrických vlastností kameniva – Část 1: Stanovení zrnitosti – sítový rozbor Podstatou zkoušky je roztřídění a oddělení materiálu pomocí sady sít do několika frakcí se sestupnou velikostí otvorů. Otvory sít a počet sít jsou vybrány podle druhu vzorku a požadované přesnosti. Použitá metoda je praní a prosévání za sucha. Prosévání za sucha je alternativní metoda, která se může použít pro kamenivo, které nemá částice ulpívající na zrnech. Zmenšením vzorku se docílí požadovaná hmotnost zkušební navážky. Zmenšená zkušební navážka se vysuší v sušárně při teplotě (110±5)°C do ustálené hmotnosti. Nechá se vychladnout a stanoví se hmotnost (m1). Pozor !!! U některých druhů kameniva vysoušení při (110±5)°C způsobuje dodatečné spojení částic, čímž se zabraňuje oddělení částic během následného praní nebo prosévání. Promývání Při promývání se zkušební navážka vloží do nádoby a přidá se dostatečné množství vody, aby bylo kamenivo zcela pod vodou. Vzorek se dostatečně promíchá, aby se dosáhlo dokonalého oddělení jemných částic. Síto 0,063 mm se navlhčí z obou stran, na něj se umístí ještě odlehčovací síto (nejčastěji 1 mm). Těmito dvěma síty se prolije dobře promíchaný vzorek kameniva. Proplachuje se vodou do té doby, než zespodu síta 0,063 mm protéká čirá voda.

40/72

Zůstatek na sítě 0,063 mm a 1 mm se vysuší při teplotě (110±5)°C do ustálené hmotnosti, spojí se a stanoví se hmotnost (m2). Prosévání Vypraný a vysušený materiál (nebo přímo vzorek) se nasype na síta. Síta jsou sestavena do sloupce. S tímto sloupcem se ručně nebo mechanicky otřásá. Otřásání by mělo probíhat po dobu, kdy se zůstatek na sítě po dobu 1 minuty nemění o více jak 1,0 %. Průměrná doba otřásání sloupcem sít je zhruba 5 až 10 minut. Aby se zabránilo častému problému při této zkoušce – přetěžování sít, se stanoví množství materiálu na každém sítě:

A. d , 200

kde A je plocha síta [mm2], d je velikost otvoru síta [mm].

Pokud je na některém sítě přesah této hodnoty, provede se: • rozdělení vzorku na menší díly a odděleně se prosévá, • část vzorku, který propadl nejblíže za vyšším sítem, se zmenší děličem vzorků nebo kvartací a v prosévání se pokračuje na zmenšeném vzorku. Při výpočtu a vyjádření výsledků se všechny hmotnosti na jednotlivých sítech zaznamenávají do zkušebního protokolu. Vypočtou se hmotnosti zůstatků na každém sítě jako procento hmotnosti původní vysušené navážky (m1). Vypočtou se součtová procenta hmotnosti původní navážky, které propadly každým sítem od shora dolů, kromě síta 0,063 mm.

SPSKS

Vypočte se % jemných částic (f), které propadly sítem 0,063 mm podle vztahu:

f =

(m − m ) + P .100 1

2

m

,

1

kde m1 je hmotnost vysušené zkušební navážky [kg]; m2 je hmotnost vysušeného zůstatku na sítě 0,063 mm a 1 mm [kg]; P je hmotnost propadu jemných částic na dně [kg]. Pokud součet hmotností na jednotlivých sítech a P se liší o více než 1% od hmotnosti m2, zkouška se musí opakovat. Protokol o zkoušce musí obsahovat: • identifikaci vzorku – lokalita, frakce apod.; • číslo normy, podle které byla zkouška provedena; • identifikace zkušební laboratoře – číslo akreditace atd; • datum příjmu vzorku; • metoda rozboru (promývání, prosévání); • součtová procenta hmotnosti zkušební navážky propadlá jednotlivými síty, zaokrouhlená na celé procento, pro 0,063 mm na desetinu procenta.

41/72

Obr.8 Nejobvyklejší sada kruhových sít průměru 200 mm a sada sít sestavená do sloupu Tab. 27 Velikost sít pro specifikaci frakcí kameniva

SPSKS Základní řada sít může být doplněna o sadu plus 1 nebo plus 2

ČSN EN 933-3 Zkoušení geometrických vlastností kameniva – Část 3: Stanovení tvaru zrn – Index plochosti Stanovení tvaru zrn kameniva je jednou z důležitých geometrických zkoušek kameniva. V ČR se tato zkouška používá zřídka, ale podle EN je referenční zkouškou na hodnocení procentuálního zastoupení nevhodného tvaru zrn z hlediska schopnosti kameniva se při hutnění vibrací dokonale zaklínit a utvořit tak homogenní zhutněnou vrstvu s velkým úhlem vnitřního tření. Vhodná jsou kubická zrna, nevhodná jsou zrna štípaná tak, že jeden nebo dva rozměry zrna v prostoru jsou řádově jiná než ostatní.

42/72

Zkouška se používá jak pro přírodní, tak umělé kamenivo, včetně pórovitého. Postup zkoušky je vhodný pro zrnění kameniva 4/80 mm. Vzorek se zmenší pomocí uvedených metod zmenšování. Navážka se vysuší při teplotě (110±5)°C do ustálené hmotnosti. Vzorek se ručně roztřídí na různé frakce (d/D) nejprve na sítech s čtvercovým otvorem podle tabulky 28. Tabulka 28 Rozdělení tyčových sít Frakce kameniva d/D (mm) Šířka mezery tyčového síta (mm) 40,0±0,5 63/80 31,5±0,5 50/63 25,0±0,4 40/50 31,5/40 20,0±0,4 25/31,5 16,0±0,4 20/25 12,5±0,4 16/20 10,0±0,2 12,5/16 8,0±0,2 10/12,5 6,3±0,2 8/10 5,0±0,2 4,0±0,15 6,3/8 5/6,3 3,15±0,15 2,5±0,15 4/5

SPSKS

Dále se pak každá frakce prosívá na odpovídajících tyčových sítech podle tabulky 27, které mají rovnoběžné mezery šířky D/2 zkušebního síta čtvercového otvoru. Celkový index plochosti se vypočte z celkové hmotnosti zrn propadlých na tyčových sítech a vyjádří se jako procento z celkové vysušené hmotnosti zkoušených zrn. Výsledky se zaznamenají ve zkušebním protokolu. Součet hmotností zrn v každé frakci d/D v gramech se zaznamená jako m1 a součet hmotností zrn v každé frakci propadlých odpovídajícím tyčovým sítem se šířkou mezer D/2 se zaznamená v gramech jako m2. Obr.9 Příklad tyčového síta na stanovení FI Souhrnný index plochosti FI se vypočítá z následujícího vztahu:

FI =

m .100 m 2

,

1

Pro hodnocení těch nejlepších použitelných kameniv pro zhutňované vrstvy drceného kameniva platí hodnota FI ≤35 %. V protokolu o zkoušce se musí uvést číslo normy, podle které byla zkouška provedena, identifikace vzorku, hmotnost zkušební navážky, souhrnný index plochosti FI zaokrouhlený na nejbližší celé číslo, datum přijetí a zkoušení vzorku a identifikace laboratoře.

43/72

Tabulka 29 Příklad protokolu o zkoušce Index plochosti: Laboratoř: ČSN EN 933-3 Pracovník: Identifikace vzorku: Datum: Hmotnost zkušební Hmotnost zůstatku na sítě 80 mm = g navážky m0 = g Hmotnost propadu sítem 4 mm = g Celková hmotnost odložených zrn = g Prosévání na zkušebních Prosévání na tyčových sítech sítech Frakce Hmotnost FI=(mi/Ri).100 Jmenovitá Hmotnost kameniva (R) frakce šířka mezer propadu di/Di [g] kameniva tyčového tyčovým sítem (mi) di/Di [g] síta [mm] [g] 63/80 40 50/63 31,5 25 40/50 31,5/40 20 16 25/31,5 20/25 12,5 10 16/20 12,5/16 8 6,3 10/12,5 8/10 5 4 6,3/8 5/6,3 3,15 2,5 4/5 m1=ΣRi m2=Σmi

SPSKS FI=(m2/m1).100

Obr.10 Sada speciálních sít na stanovení indexu FI

44/72

ČSN EN 933-4 Zkoušení geometrických vlastností kameniva – Část 4: Stanovení tvaru zrn – Tvarový index Tvarový index je druhou metodou, která se v ČR používá velmi často na stanovení vhodného tvaru zrn kameniva pro použití do směsí ve vozovkách pozemních komunikací. Používá se jak pro zkoušení kameniva přírodního, tak i umělého. Zkušební postup je vhodný pro zrnění hrubého kameniva 4/63 mm. Nejčastěji se tvarový index stanovuje na frakcích 8/11,2, 8/16, protože se jedná o skeletové frakce ve složení směsí kameniva do vozovek pozemních komunikací. Jednotlivá zrna ve vzorku hrubého kameniva jsou zatřiďována na základě poměru jejich délky L ku tloušťce E pomocí dvoučelisťového posuvného měřítka. Tvarový index se vypočte jako hmotnostní podíl zrn, jejichž poměr rozměrů L/E je větší než 3, a vyjádří se jako procento celkové hmotnosti zkoušených zrn. Zmenšený vzorek se vysuší při teplotě (110±5)°C do ustálené hmotnosti. Proseje se na příslušných sítech při dostatečném třepání. Musí se tím oddělit zrna větší než 4 mm, zároveň se vyřadí zrna větší než 63 mm. Velmi diskutovaná je velikost zkušební navážky.

SPSKS

Obr. 11 Speciální posuvné dvoučelisťové měřítko

Starým postupem podle ČSN bylo možné připravit zmenšením vzorku 100 zrn a na těchto provést stanovení tvarového indexu. Postup podle ČSN EN 933-4 preferuje přípravu minimální hmotnosti zkušebního vzorku, která je závislá na velikosti maximálního zrna D. Pro frakci 8/16 je to min. 1000 g vysušeného kameniva. Pro zrnění hrubého kameniva 4/63 se provede rozdělení na úzké frakce, např. 4/8; 8/16; 16/32; 32/63. Na každé z těchto frakcí se posoudí délka L a tloušťka E každého zrna pomocí dvoučelisťového posuvného měřítka a odloží se zrna, která mají rozměrový součinitel L/E > 3. Tato zrna jsou klasifikována jako nekubického tvaru. Zkoušku je možné urychlit předběžným vytříděním zrn, kde je poměr L/E jednoznačně vyšší než 3. Tvarový index (SI z anglického názvu shape index) se vypočítá podle následujícího tvaru:

SI =

m .100 m 2

1

kde

m1 je hmotnost zkušební navážky [g] m2 je hmotnost nekubických zrn [g].

Hodnota používaná pro běžně používané směsi kameniva na stavbu vozovky pozemní komunikace je SI ≤ 40 %.

45/72

Protokol o zkoušce musí obsahovat odkaz na normu, podle které byla zkouška provedena, údaje o zkušební laboratoři, identifikace vzorku, tvarový index (SI) zaokrouhlený na celé číslo, hodnoty di a Di zkoušených širokých a úzkých frakcí a datum příjmu vzorku.

ČSN EN 933-5 Zkoušení geometrických vlastností kameniva – Část 5: Stanovení podílu drcených zrn v hrubém kamenivu Stanovení podílu drcených zrn v hrubém kamenivu je důležité u směsí kameniva používaného pro návrh nestmelených směsí do podkladních vrstev vozovek a do asfaltových směsí pro krytové vrstvy vozovek pozemních komunikací. Procento těženého (kulatého) zrna je důležité kontrolovat hlavně z důvodů technologie zhutnění skeletu směsi do zhutněné vrstvy. Drcená kubická zrna do sebe lépe zakliňují, kulatá zrna se při hutnění po sobě odvalují, snižuje se únosnost zhutněné vrstvy. Zkušební postup se používá na zrnění kameniva 4/63 mm a sestává z ručního třídění zrn zkušební navážky hrubého kameniva na: • drcená zrna včetně ostrohranných zrn; • zaoblená zrna včetně oblých zrn. Zjistí se hmotnost každé z těchto skupin a vyjádří se jako procentní podíl zkušební navážky. Ostrohranná a oblá zrna se pak ručně roztřídí z drcených a zaoblených zrn, zjistí se hmotnost každé skupiny a vyjádří se jako procentuální podíl zkušební navážky.

SPSKS

Zmenšený vzorek se musí vysušit při teplotě (110±5)°C do ustálené hmotnosti, která se zaznamená jako M0. Důkladně se proseje na příslušných zkušebních sítech úzkých frakcí (4/8; 8/16; 16/32; 32/63 mm). Zrna se pro jednotlivé úzké frakce rozprostřou na rovný povrch a ručně se roztřídí a oddělí ostrohranná zrna od ostatních. Zjistí se hmotnost ostrohranných zrn a zaznamená se jako Mtc. Následně se oddělí oblá zrna a stanoví se hmotnost jejich podílu Mtr.

Obr.12 Schematické vyobrazení zrn kameniva od kulovitého (oblého), přes částečně zaoblené, kubické, až po destičkovité a jehlicovité tvary Výpočet probíhá na základě poměru mezi jednotlivými složkami kameniva a hmotností celkové vysušené navážky:

C

tc ,tr ,c,r

=

M M

tc ,tr ,c,r

.100

,

0

kde Ctc,tr,c,r je procentní podíl ostrohranných (tc), drcených (c), zaoblených (r) nebo oblých (tr) zrn ve vzorku kameniva [%]; Mtc,tr,c,r hmotnost ostrohranných(tc), drcených (c), zaoblených (r) nebo oblých (tr) zrn [g]; M0 hmotnost vysušeného vzorku [g].

46/72

Protokol o zkoušce musí obsahovat odkaz na normu, podle které byla zkouška provedena, údaje o zkušební laboratoři, identifikace vzorku, datum příjmu vzorku, procentní podíly (Ctc,tr,c,r) ostrohranných, zaoblených, drcených, oblých zrn zaokrouhlený na celé číslo, hodnoty di a Di zkoušených širokých a úzkých frakcí.

ČSN EN 933-8 Zkoušení geometrických vlastností kameniva – Část 8: Posouzení jemných částic – Zkouška ekvivalentu písku Posouzení obsahu a jakosti jemných částic se při zavádění evropských technických norem pro asfaltové, nestmelené a stmelené směsi do vozovek pozemních komunikací neobešlo bez velkých diskuzí o hodnověrnosti a kvalitě jednotlivých metod zkoušení. Stanovení ekvivalentu písku bylo v minulosti v ČR spjato s kontrolou zahlinění štěrkopískových materiálů při použití do podsypaných, ochranných vrstev vozovek nebo materiálů používaných pod betonové základy pozemních staveb, protože nebylo možné stanovit index plasticity jako u jemnozrnných podkladních materiálů. Mezi odbornou českou veřejnost se tak zafixovala představa, že se tato zkouška používá pro těžené kamenivo. V zahraničí je tato zkouška běžně používaná pro zkoušení méně kvalitních drcených směsí kameniva. Podstata zkoušky je v mechanickém protřepávání vzorku kameniva frakce 0/2 mm v odměrném válci pomocí speciálně připraveného promývacího koloidního roztoku za účelem oddělení jemné frakce kameniva od hrubé (písku).

SPSKS

Koloidní promývací roztok

Koncentrovaný roztok se připraví z: • krystalického chloridu vápenatého, CaCl2.6H2O nebo bezvodý chlorid vápenatý, CaCl2; • glycerin, (99% glycerol); • 40% roztok formaldehydu; • destilovaná voda. Rozpustí se (219±2) g chloridu vápenatého (nebo 111 g bezvodého chloridu vápenatého CaCl2) v (350±50) ml destilované vodě a ochladí se na laboratorní teplotu. Pokud je to nutné, přefiltruje se přes filtrační papír. Přidá se (480±5) g glycerinu, (12,5±0,5) g roztoku formaldehydu, doplní se na 1 litr roztoku destilovanou vodou a důkladně se promíchá. Z uvedeného koncentrovaného roztoku se připraví promývací roztok rozpuštěním (125±1) ml koncentrovaného roztoku v (5,00±0,01) l destilované vody. Tento proplachovací roztok se nesmí používat déle než 28 dní od přípravy a průběžně se kontroluje stav roztoku z hlediska zákalu, případně plísně. Z tohoto důvodu se tato laboratorní zkouška provádí pro více sebraných vzorků najednou s použitím namíchaného promývacího roztoku. Postup zkoušení Zmenšený vzorek frakce 0/2 mm se nevysušuje v sušárně. Zkouška se provádí při teplotě (23±2)°C a maximální vlhkosti 2 % hm. Hmotnost dílčí zkušební navážky musí být stanovena v závislosti na okamžité vlhkosti w:

m=

120(100 + w) [g] 100 47/72

Odměrný válec s vnitřním průměrem (32,0±0,5) mm, výšky (430,00±0,25) mm, na kterém jsou dvě rysky ve výšce (100,00±0,25 a 380,00±0,25) mm, se naplní proplachovacím roztokem k nižší rysce na válci. Za použití trychtýře se vloží dílčí zkušební navážka do odměrného válce. Válec ve svislé poloze se lehce poklepe rukou na dno, aby se uvolnily největší vzduchové bubliny a usnadnilo se provlhčení nasypaného vzorku. Důležité je, aby se takto připravená zkušební navážka v promývacím roztoku ponechala nasáknout po dobu (10±1) min. Po uplynutí této doby saturace se válec zazátkuje pryžovou zátkou a upevní se na setřásací zařízení, kde se válec setřásá ve vodorovné poloze po dobu (30±1) s, což odpovídá (90±3) kmitům válce. Poté se odstaví na zkušební stůl ve svislé poloze. Proplachování Odměrný válec se odzátkuje a pryžová zátka se opláchne proplachovacím roztokem nad válcem tak, aby se veškerý materiál vrátil do válce. Proplachovací trubka vnějšího průměru (6,0±0,5) mm, vnitřního (4,0±0,2) mm a délky cca 500 mm se vloží do válce, kdy se nejdříve opláchnou stěny válce proplachovacím roztokem, a pak se zatlačí trubice dolů skrz usazeninu až na dno. Při proplachování se musí umožnit jemným a jílovitým částicím vystoupit vzorkem nahoru, proto se proplachovací trubice, ze které tryská promývací roztok, pomalu krouživým pohybem po obvodu válce vytahuje ze zkušebního vzorku. Když se hladina promývacího roztoku blíží k horní rysce válce, pomalu se vytáhne trubka a průtok se zmenší tak, aby hladina roztoku dosáhla horní rysky, a zastaví se průtok promývacího roztoku z trubice. Doba usazování začíná ihned po vytažení proplachovací trubice. Proplachovací postup se opakuje ještě jednou pro druhý vzorek.

SPSKS

Měření Obsahy obou válců se nechají usadit, bez otřesů a vibrace, po dobu (20,00±0,25) min. Poté se ověřeným měřítkem změří výška h1 horní hladiny koloidního roztoku ode dna odměrného válce. Opatrně se ponoří souprava speciálního pístu, až se koncová část dotkne a usadí na hrubou písčitou usazeninu. Stanoví se výška usazeniny h2 změřením vzdálenosti mezi dolní plochou hlavy pístu a horní plochou příruby s použitím ověřeného měřítka. Ze zaznamenaných výšek h1, h2 s přesností na milimetr se vypočte poměr (h2/h1).100 [%]. Výsledek se zaznamená jako průměr výsledných poměrů ze dvou zkušebních navážek zaokrouhlený na celé číslo, označuje se jako SE z anglického názvu (sand equivalent). Požadovaná hodnota SE pro nestmelené a stmelené podkladní vrstvy je 30 %. Protokol o zkoušce musí obsahovat odkaz na normu, podle které byla zkouška provedena, údaje o zkušební laboratoři, identifikace vzorku, datum příjmu vzorku, hodnotu SE zaokrouhlenou na celé číslo, certifikát vzorku kameniva (pokud je k dispozici).

Shrnutí k řadě ČSN EN 933 1. Zmenšování vzorků kameniva se provádí třemi metodami: • přehozem lopatou, • kvartací, • žlábkovým nebo rotačním děličem.

48/72

2. V ČR se pro posouzení správného tvaru kameniva používá téměř výlučně stanovení tvarového indexu SI. 3. V současné době již není možné míchat do směsi drceného kameniva těžené s oblými nebo zaoblenými zrny. Maximální přítomnost ve směsi drceného kameniva je omezena hodnotou 3 %. 4. Zkouška ekvivalentu písku se ve světě používá jak na drcené, tak na těžené kamenivo. V ČR je zřejmě vlivem překladu zvykem tímto postupem hodnotit jen těžené kamenivo.

ČSN EN 1097-1 Zkoušení mechanických a fyzikálních vlastností kameniva – Část 1: Stanovení odolnosti proti otěru (mikro-Deval) Jedná se o zkoušku, která není v ČR tak obvyklá pro zkoušení mechanických vlastností kameniva. Je doporučená hlavně pro kamenivo, které se používá do obrusných vrstev pozemních komunikací a vrstev s přímým stykem manipulačního zatížení. Součinitel mikro-Deval je vyjádřen procentem úbytku původního vzorku o částice menší než 1,6 mm po zkoušce otěrem v bubnu. Zkouška sestává ze zjištění úbytku vzorku kameniva, které je způsobeno nárazy ocelových kuliček v otáčejícím se bubnu za určených podmínek.

SPSKS

Připraví se vzorek kameniva frakce 10/14 mm v minimálním množství 2000 g. Vzorek je připraven tak, že nemá žádné podsítné a nadsítné a dále musí zrnitost odpovídat jednomu z následujících požadavků: • propad sítem 11,2 mm musí být mezi 30 až 40 %, • propad sítem 12,5 mm musí být mezi 60 až 70 %. Připraví se frakce 10/11,2 (12,5) a 11,2 (12,5)/14. Každá frakce se samostatně promyje. Poté se vysuší v sušárně při teplotě (110±5)°C do ustálené hmotnosti. Kamenivo se ochladí na laboratorní teplotu, obě frakce se smíchají a připraví se zkušební navážka sestávající ze dvou dílčích navážek o hmotnost (500±2) g. Jednotlivé dílčí navážky se vloží každá do samostatného bubnu zkušebního přístroje. Dále se do každého bubnu umístí ocelové kuličky o celkové hmotnosti (5000±5) g. Do každého bubnu se přidá (2,5±0,5) l vody. Buben je poté uzavřen a položí se na dva hřídele, které bubnem otáčí rychlostí (100±5) min-1 na celkový počet otáček (12000±10) za zkoušku. Po ukončení otáčení se kamenivo s kuličkami opatrně vloží do nádoby tak, aby nedošlo k žádné ztrátě kameniva. Použitím střičky se opláchne vnitřek bubnu a výplach se uchová. Obsah nádoby s kamenivem a kuličkami i výplach se proseje na sítě 1,6 mm, které je chráněno sítem 8 mm proti protržení. Promývá se proudem čisté vody. Obr.13 Zkušební přístroj zkoušky mikro-Deval

49/72

Po promytí se opatrně oddělí zrna kameniva na ochranném sítě 8 mm od ocelových kuliček. Je možné to provést pomocí magnetu, který separuje ocelové kuličky bez zásahu lidské ruky. Zbytek vzorku se vloží do nádoby, tzn. vzorek ze síta 1,6 mm i z ochranného síta. Zaznamená se hmotnost vysušeného smíchaného zbytku m v gramech s přesností 1 g. Pro každou dílčí navážku se vypočte součinitel mikro-Deval (MDE) s přesností na jedno desetinné místo podle následujícího vztahu:

M

DE

=

500 − m 5

,

kde MDE je součinitel mikro-Deval (ve vlhkém stavu); m je hmotnost zůstatku frakce na sítu 1,6 mm v g. Průměrná hodnota se vyjadřuje s přesností na celé číslo. V některých případech může být vhodné do bubnu nepřidávat vodu. Tímto postupem se získá hodnota součinitele MDS. Suchý způsob zkoušení nemá být používán jako náhrada referenčního postupu za mokra. Zkouška na sucho se může provádět současně s mokrým způsobem za použití 4 zkušebních bubnů. Zkušební postup je vyjma použití vody shodný.

ČSN EN 1097-2 Zkoušení mechanických a fyzikálních vlastností kameniva – Část 2: Metody pro stanovení odolnosti proti drcení

SPSKS

Pro stanovení odolnosti hrubého kameniva proti drcení (někdy nazývané stanovení otlukovosti kameniva) jsou popsány dvě metody: • •

zkouška Los Angeles (LA) (referenční metoda); zkouška rázem (alternativní metoda).

Zkouška rázem může být provedena namísto zkoušky Los Angeles, ale nejdříve musí být stanovena korelace se zkouškou LA, aby se zabránilo dvojitému zkoušení a zajistilo vzájemné uznání výsledků. V případě sporu se musí použít zkouška Los Angeles. Zkoušení se používá pro přírodní nebo umělé kamenivo používané pro pozemní a inženýrské stavby. Stanovení odolnosti proti drcení – Los Angeles Princip zkoušky spočívá v omílání zkušebního vzorku ocelovými koulemi při otáčení bubnu. Po předepsaném počtu otáčení bubnu se zjistí množství materiálu, který zůstane na sítě 1,6 mm. Vzorek, který se používá na zkoušku otlukovosti, musí mít nejméně 15 kg zrn kameniva od 10 mm do 14 mm (případně jiné úzké frakce). Další požadavek na zrnitost je: • propad sítem 12,5 mm mezi 60 % a 70 %; nebo • propad sítem 11,2 mm mezi 30 % a 40 %.

50/72

Připraví se frakce 10/11,2 (12,5) a 11,2 (12,5)/14. Každá frakce se samostatně promyje, a poté se vysuší v sušárně při teplotě (110±5)°C do ustálené hmotnosti. Kamenivo se ochladí na laboratorní teplotu, obě frakce se smíchají a připraví se zkušební navážka o hmotnosti (5000±5) g.

Obr.14 Zkušební zařízení pro otlukovost LA bubnu LA

Obr.15 Sada zkušebních koulí do

Do čistého bubnu se opatrně vloží ocelové koule o průměru mezi 45 až 49 mm a hmotností 400 až 445 g s celkovou hmotností 4690 až 4860 g. Poté se vloží zkušební vzorek. Otvor bubnu se uzavře a ocelový buben se začne otáčet celkem 500 x při stejnoměrné rychlosti 31 až 33 ot/min. Po ukončení otáčení bubnu se vzorek s koulemi vyjme do plechového podnosu, který je umístěn pod přístrojem. Buben se vyčistí jemným štětcem od jemných zbytků vzorku. Zvláštní pozornost je nutné věnovat místům v okolí přepážek uvnitř bubnu. Pak se opatrně vyjmou z ocelového plechu koule. Následuje sítový rozbor „otlučeného“ zkušebního vzorku promýváním a proséváním s použitím síta 1,6 mm. Zůstatek na sítě 1,6 mm se vysuší při teplotě (110±5)°C do ustálené hmotnosti.

SPSKS

Vypočte se součinitel Los Angeles podle následujícího vztahu:

LA =

5000 − m 50

,

kde m je hmotnost zůstatku na sítě 1,6 mm [g]. Výsledek se zaznamená s přesností na celé číslo. Pro kamenivo do nosných kvalitních vrstev začíná hodnota LA na min. 40 %, např. pro mechanicky zpevněné kamenivo (MZK). Pro běžné štěrkodrti je požadavek na hodnotu LA min. 55 %. V protokolu o zkoušce musí být uvedeno, že zkouška LA byla provedena v souladu s touto normou. Musí obsahovat název a místo původu vzorku; velikost frakce, ze které byla získána zkušební navážka; součinitel Los Angeles (LA).

51/72

Stanovení odolnosti proti drcení rázem (SZ) Hodnota SZ udává odolnost kameniva při dynamickém účinku rázem. Frakce kameniva od 8 mm do 12,5 mm je drcena ve zkušebním stroji 10 údery z výšky 370 mm. Stupeň podrcení se zjistí sítovým rozborem, při kterém se používá 5 předepsaných zkušebních sít. Vzorek musí mít: • min. 5000 g frakce 8/10; • min. 2500 g frakce 10/11,2; • min. 2500 g frakce 11,2/12,5. Zkouška se provádí na min. 3 zkušebních vzorcích. Toto množství se propere a vysuší při teplotě (110±5)°C do ustálené hmotnosti a nechá se vychladnout při teplotě od 15 do 35°C. Dílčí navážka se vloží do formy zkušebního padostroje a ručně se zarovná povrch bez použití pravítka. Pěch se nastaví nad rozprostřený vzorek a zvedne se beran do výšky 370 mm. Poté 10x beran dopadá volným pádem na zkušební vzorek. Po ukončení rázů se vzorek opatrně vyjme z formy (i ten, který ulpěl na pěchu), uloží se do nádoby a stanoví se hmotnost vzorku po zkoušce. Následně se podrcená zkušební navážka proseje na pěti zkušebních sítech – 0,2; 0,63; 2; 5; 8 mm. Zůstatky na sítech se zváží a zaokrouhlí na 0,5 g. Pokud se celková hmotnost před zkouškou a po zkoušce liší o více než 0,5 %, musí se zkouška provést na dalších dílčích navážkách. Při výpočtu a vyjádření výsledků se sečtou procentní podíly hmotnosti propadů na všech 5 zkušebních sítech, a tak se získá hmotnost M. Vypočte se hodnota SZ drtitelnosti rázem z následujícího vztahu:

SPSKS SZ =

M [%] , 5

kde M je součet všech procentních hmotností propadů všemi 5 zkušebními síty. Zkouška se běžně používá v ČR pro kamenivo do železničního svršku, případně spodku. Požadovaná hodnota pro namáhané vrstvy je SZ ≤ 32 %, příp. 35 %. Protokol o zkoušce musí obsahovat název a místo původu vzorku, velikost frakce, ze které byla získána dílčí navážka, objemová hmotnost zrn frakce 8/12,5 mm zaokrouhlená na 0,01 Mg/m3. Výsledek zkoušky je zaokrouhlený na 0,01 % a průměrná hodnota na 0,1 %.

ČSN EN 1097-3 Zkoušení mechanických a fyzikálních vlastností kameniva – Část 3: Stanovení sypné hmotnosti a mezerovitosti volně sypaného kameniva Stanovení sypné hmotnosti suchého volně sypaného kameniva je důležité pro zjištění množství materiálu převoditelného na korbě nákladního automobilu. Metoda uvedená v této normě je vhodná ke zjištění sypné hmotnosti volně sypaného kameniva. Mezerovitost kameniva v procentech se vypočte ze sypné hmotnosti volně sypaného kameniva a objemové hmotnosti zrn kameniva.

52/72

Tři zkušební vzorky se zmenší na požadovanou hmotnost, která je přibližně o 20 – 50 % větší než předpokládaná hmotnost pro naplnění zkušební nádoby (plechový válec, porcelánová nádoba apod.). Stanoví se hmotnost prázdné, suché a čisté nádoby (m1), která se umístí na vodorovnou plochu. S použitím lopatky, jejíž sypný prostor není větší než průměr zkušební nádoby, se naplní kamenivem. Při sypání kameniva je nutno zabránit segregaci opřením lopatky na horní okraj nádoby. V žádném případě nesmí být konec lopatky výše jak 50 mm nad horním okrajem nádoby. Přebytečná zrna nad horním okrajem se opatrně odstraní, u jemnějších frakcí se povrch opatrně zarovná ocelovým tuhým pravítkem tak, aby nedošlo k „přihutnění“ vzorku. Stanoví se hmotnost naplněné nádoby a zaznamená se s přesností na 0,1 g (m2). Tímto způsobem se stanoví hmotnost naplněné nádoby pro všechny tři vzorky. Sypná hmotnost volně sypaného kameniva se vypočte pro každou zkušební navážku podle vztahu:

ρ

b

=

m −m V 2

1

,

kde ρb je sypná hmotnost volně sypaného kameniva [Mg/m3], m2 hmotnost nádoby se zkušební navážkou [kg], m1 hmotnost prázdné nádoby [kg], V objem nádoby v litrech.

SPSKS

Výsledkem je průměrná hodnota ze třech stanovení, která je zaokrouhlena na dvě desetinná místa u hutného kameniva a na tři desetinná místa u pórovitého kameniva; v Mg/m3 u hutného kameniva a na Mg/m3 u pórovitého kameniva. Mezerovitost v je podíl objemu mezer mezi zrny kameniva v nádobě k objemové hmotnosti zrn kameniva, vyjádřený v procentech:

ρ −ρ v ρ =

p

b

.100 ,

p

kde ρb je sypná hmotnost volně sypaného kameniva [kg/m3], ρb je objemová hmotnost zrn kameniva stanovená podle ČSN EN 1097-6 [kg/m3], Objem nádoby je nutné před zkouškou zjistit kalibrací nádoby. Stanovuje se hmotnost vody potřebné k naplnění zkušební nádoby. Nejdříve se stanoví hmotnost suché, čisté a prázdné nádoby s krycí skleněnou deskou. Pak se nádoba naplní vodou o teplotě (20±2)°C a přikryje se skleněnou deskou tak, aby se odstranily vzduchové bubliny přebytečnou vodou pod deskou. Opatrně se osuší vnější stěny zkušební nádoby a stanoví se hmotnost vody v nádobě se skleněnou deskou s přesností na 0,1 %. Z rozdílu hmotností po naplnění a před naplněním vodou se vypočte objem zkušební nádoby. Protokol o zkoušce musí obsahovat název a místo původu vzorku, velikost frakce, ze které byly získány dílčí navážky, sypná hmotnost volně sypaného kameniva a mezerovitost v procentech (pokud je požadována).

53/72

ČSN EN 1097-5 Zkoušení mechanických a fyzikálních vlastností kameniva – Část 5: Stanovení vlhkosti sušením v sušárně Metoda sušením vzorku kameniva v sušárně umožňuje zjistit celkovou volnou vodu přítomnou ve zkušební navážce kameniva. Voda může být z povrchu kameniva i z přístupných pórů zrn kameniva. Připravená zkušební navážka kameniva se po stanovení hmotnosti před vysušením umístí do sušárny s nuceným oběhem vzduchu o teplotě (110±5)°C. Důležité je sledování změny hmotnosti vzorku vlivem vysušování. Sleduje se tzv. ustálená hmotnost vysušené navážky, což je hmotnost, kdy se při následujících dvou váženích, které se provádí s minimálně hodinovým časovým prodlením, nemění hmotnost vysušené navážky o více než 0,1 % hmotnosti. Při všech manipulacích a přípravě před zahájením vysušení nesmí laboratorní vzorek ztrácet nebo zvyšovat vlhkost. Proto se ukládá do speciální skleněné nádoby, tzv. exsikátor. Příprava velikosti zkušební navážky je závislá na velikosti maximálního zrna D zkušebního vzorku. Pokud je D zkušební navážky větší než 1,0 mm, pak je minimální hmotnost 0,2.D. Pokud je D<1,0 mm, minimální hmotnost musí být 0,2 kg. Zkušební nádoby (plechové nebo porcelánové misky) musí být před zkouškou pečlivě očištěné a vysušené. Stanoví se hmotnost vysušených a čistých misek (m2). Zkušební navážka se rozprostře na misku z důvodu lepšího prosušení. Tloušťka vrstvy rozprostřeného vzorku nemá být větší než 2D.

SPSKS

Zváží se miska s vlhkou zkušební navážkou a stanoví se hmotnost zkušební navážky (m1) odečtením hmotnosti misek (m2) Miska se vloží do sušárny o teplotě (110±5)°C a zkušební navážka se vysuší do ustálené hmotnosti. K určení, zda byla docílena ustálená hmotnost (m3), se postupuje s každou miskou následně: • miska se po stanovení hmotnosti vrátí do sušárny na dobu minimálně 1 hodiny, • poté se opět ochladí na laboratorní teplotu a stanoví se hmotnost zkušební navážky md1 odečtením hmotnosti misky (m2), • opět se opakuje sušení a chladnutí. Pokud je opakované stanovení hmotnosti zkušební navážky (mdi) menší než 0,1 % hm. od předcházejícího stanovení (md1), je docílena ustálená hmotnost (m3). Při sušení je možné zejména u drobného kameniva urychlit odpařování vody občasným promícháním. Míchadlo se ponechává v misce, až je zkušební navážka vysušená, aby se zabránilo ztrátě pevných částic. Pozor – nesmí se používat plastové misky ani plastová míchadla. Hodnota vlhkosti (w) je hmotnost vody ve zkušební navážce vyjádřena jako % hm. vysušené zkušební navážky. Vlhkost w se vypočte podle následujícího vztahu:

54/72

w =

m −m m 1

3

.100

,

3

kde m1 je hmotnost vlhké navážky [g], m3 je hmotnost vysušeného vzorku [g]. Výsledek se zaokrouhlí na nejbližší 0,1%.

V případě stanovení vlhkosti pórovitého kameniva se teplota a doba vysušování volí tak, aby nezpůsobily jiné změny než ztrátu volné vody. Jestliže se používá jiná teplota než (110±5)°C, případně kratší doba vysoušení, musí být tyto podrobnosti uvedeny v protokolu o zkoušce. Příslušná teplota a doba vysoušení může být doporučena například výrobcem kameniva. Dále je u pórovitého kameniva určena velikost zkušební navážky objemem, namísto hmotnosti. Pro D > 8 mm je nejmenší objem zkušební navážky stanoven 2,0 litry. Pro D ≤ 8 mm je objem min. 1,0 litru. Namísto ochlazování vysušené zkušební navážky na laboratorní teplotu v exsikátoru se po vyjmutí zkušební navážky v misce ihned provede stanovení hmotnosti. V tomto případě je nutné chránit váhy proti vysoké teplotě, doporučuje se korková podložka apod. Součástí protokolu o zkoušce je odkaz na příslušnou EN, identifikace vzorku a zkušební laboratoře, druh a frakci zkoušeného kameniva, výsledek vlhkosti w zkušební navážky.

SPSKS Obr.16 Běžná sušárna s nucenou cirkulací

Tabulka 30 Příklad výpočtu vlhkosti sušením v sušárně Stanovení vlhkosti sušením v sušárně 1 Nádoba m2 2 Hmotnost misky a vlhké zkušební navážky m1 + m2 3 Hmotnost misky a suchá zkušební navážka md1+ m2 4 Druhé vážení misky se suchou navážkou mdi + m2 5 Rozdíl údajů vážení (řádek 3–řádek 4) řádek 3 − řádek 4 × 100 6 řádek 3 − řádek 1 7 Hmotnost vody (m1-m2) – (m3-m2) 8 Hmotnost vysušené zkušební navážky m3 řádek 7 Vlhkost ×100 9 hmotnost % řádek 8 Pozn. řádek 6 – zjištěná hodnota je menší než 0,1 % hm., tzn., že není zapotřebí další vysoušení

55/72

653,34 g 3574,4 g 3389,7 g 3388,6 g 1,1 g 0,04 % < 0,1 % 185,8 g 2735,2 g

6,8 %

ČSN EN 1097-6 Zkoušení mechanických a fyzikálních vlastností kameniva – Část 6: Stanovení objemové hmotnosti zrn a nasákavosti Stanovení objemové hmotnosti zrn kameniva a nasákavosti kameniva je popsáno 6 metodami. Prvních 5 metod se používá pro hutné kamenivo a šestá metoda pro stanovení objemové hmotnosti pórovitého kameniva. Základní metody: • metoda s drátěným košem pro kamenivo čisté frakce 31,5/63 mm, • pyknometrické metody pro kamenivo čisté frakce 0,063/31,5 mm. Na frakci kameniva 4/32 může být alternativně použita metoda drátěného koše. Důležité termíny a definice:

Objemová hmotnost zrn vysušených v sušárně je poměr hmotnosti vzorku kameniva vysušeného v sušárně k objemu, který zaujímá ve vodě - včetně vnitřních zaplněných dutin a dutin vodě přístupných. Objemová hmotnost zrn je poměr hmotnosti vzorku kameniva vysušeného v sušárně k objemu, který zaujímá ve vodě - včetně vnitřních zaplněných dutin mimo dutin vodě přístupných. Objemová hmotnost zrn nasycených vodou a povrchově osušených je poměr sloučené hmotnosti vzorku kameniva a hmotnosti vody v dutinách vodě přístupných k objemu, který zaujímá ve vodě - včetně vnitřních zaplněných dutin a bez dutin vodě přístupných, pokud jsou přítomny. Objemová hmotnost vysušených zrn je hmotnost vysušených zrn v jednotce objemu. Objem zrn je stanoven včetně vnitřních zaplněných dutin a dutin vodě přístupných. Nasákavost je zvýšení hmotnosti vzorku kameniva vysušeného v sušárně v důsledku proniknutí vody do dutin vodě přístupných.

SPSKS

Podstatou stanovení objemové hmotnosti je výpočet poměru hmotnosti k objemu. Hmotnost se stanoví vážením vodou nasycené a povrchově osušené zkušební navážky a opět zvážením po vysušení v sušárně. Objem se stanoví z hmotnosti vytlačené vody. Buď snížením hmotnosti metodou s drátěným košem, nebo vážením při pyknometrické metodě. Pokud kamenivo sestává z širokého zrnění 0/63 mm, rozdělí se na jednotlivé frakce 0,063/4 mm; 4/31,5 mm; 31,5/63 mm. V protokolu je nutné uvést procentní podíl těchto frakcí kameniva.

Metoda s drátěným košem pro zrna kameniva od 31,5 mm do 63 mm Používá se pro frakce 31,5/63 mm. V případě jednotlivých kusů horniny se zmenší velikost tak, aby zrna propadla sítem 63 mm a zůstala na sítě 31,5 mm.

56/72

Zkušební navážka se promyje na sítech 63 a 31,5 mm a zbaví se jemných zbytků. Vzorek se nechá oschnout a odstraní se zrna zachycená na sítě 63 mm. Takže je ke zkoušce připravena čistá frakce 31,5/63 mm. Vloží se do drátěného koše a ponoří do nádoby s vodou o teplotě (22±3)°C tak, aby voda přesahovala horní okraj koše minimálně o 50 mm. Prvotní odstranění vzduchových bublin se provádí zdviháváním drátěného koše ve vodě asi 25x přibližně do výšky 25 mm nad dno nádoby. Poté se drátěný koš se vzorkem nechá po dobu (24,0±0,5) hodin ponořený ve vodě při teplotě (22±3)°C. Obr.17 Vážení na hydrostatických vahách (hmotnost m2) Na konci doby ponoření se koš se vzorkem kameniva protřepe podobně jako na počátku a stanoví se hmotnost (m2) ve vodě při výše uvedené teplotě. Drátěný koš se vzorkem kameniva se poté vyjme z vodní lázně a nechá se okapat na nesavé podložce. Po cca 15 min. odkapání se kamenivo po jednotlivých zrnech vyjme a uloží na suchý hadřík. Prázdný koš se opět vloží do vody, protřepe se, aby se zbavil vzduchových bublin na některých okách drátěného koše, a stanoví se hmotnost prázdného koše pod vodou (m3). Zrna kameniva se opatrně osuší na povrchu a přenesou se na druhý suchý nasákavý hadřík, pokud první už žádnou vlhkost nebere. Kamenivo se rozprostírá v jedné vrstvě a ponechá se v okolním prostředí bez přímého slunečního svitu nebo jiného zdroje tepla tak dlouho, až na povrchu viditelně zmizí vodní film. Kamenivo má však ještě vlhký vzhled. Stanoví se hmotnost (m1), kamenivo se přenese na plochý tác a vloží se do sušárny při teplotě (110±5)°C na tak dlouho, až se dosáhne ustálené hmotnosti (m4). Výpočet objemové hmotnosti zrn (ρa, ρrd, ρssd) v kg/m3 se provede podle vztahu:

SPSKS

m m − (m − m ) ρ = ρ − (m − ) m m m

ρ =ρ

objemová hmotnost zrn

a

4

w

4

objemová hmotnost zrn po vysušení v sušárně

2

3

4

rd

w

1

ρ

objem. hmotnost zrn nasycených a povrchově osušených

ssd

=

ρ

2

3

m m − (m − m ) 1

w

1

2

3

Vypočítá se nasákavost (jako % suché hmotnosti) po ponoření do vody na 24 hodin (WA24) podle následujícího vztahu:

WA

24

=

(m − m ) .100 m 1

4

,

4

kde m1 je hmotnost vodou nasyceného a povrchově osušeného kameniva, [g]; m2 je hmotnost vzorku nasyceného kameniva ponořeného ve vodě v koši, [g]; m3 je hmotnost prázdného koše ve vodě, [g]; m4 je hmotnost zkušební navážky na vzduchu, v sušárně vysušené, [g]; ρw je hustota vody při teplotě, která byla zaznamenána při stanovení m2 , [Mg/m3].

57/72

Pokud se provádí stanovení nasákavosti WA24 a zjistí se hodnota menší než 0,5 %, nemusí se pro další zkoušení stanovovat vlastnosti odolnosti vůči teplotám. Pro tuto hodnotu se považuje kamenivo za odolné zejména vůči záporným teplotám. Vlivem nízké nasákavosti nedokáže malé množství vody v pórech kameniva kamenivo porušit střídáním zmrazování a rozmrazování.

Pyknometrická metoda pro zrna kameniva frakce 4/31,5 mm Zkušební navážka se promyje na sítech 31,5 a 4 mm a zbaví se jemných zbytků. Vzorek se nechá okapat a odstraní se zrna zachycená na sítě 31,5 mm. Takže je ke zkoušce připravena čistá frakce 4/31,5 mm. Vzorek kameniva se v pyknometru vloží do vody o teplotě (22±3)°C. Vzduchové bubliny se odstraní jemným poklepáním a protřesením pyknometru v nakloněné poloze. Někdy je možné použít vakuování. Při podtlaku (3,0±0,3) kPa se min. ½ hodiny nechají odstranit vzduchové bubliny. Pyknometr pak zůstává v lázni a zaplní se vodou na dobu (24,0±0,5)°C. Po vytemperování se opatrně vyjme, zachycený vzduch se odstraní jemným převalováním a třepáním, zakryje se víkem tak, aby pod ním nebyl vzduch, osuší se vnější povrch pyknometru a stanoví se hmotnost (m2). Kalibrace pyknometru se nemusí provádět při každé zkoušce, ale může být provedena předem na kalibrační teplotu ±0,5°C.

SPSKS

Většina vody se slije a pyknometr se vyprázdní na plochý tác. Poté se pyknometr znovu naplní vodou, přikryje se víčkem jako předtím, z vnější strany se osuší a zváží (m3). Rozdíl teplot vody v pyknometru během stanovení m2 a m3 nesmí překročit teplotu 2 °C. Zkušební navážka se po okapání přemístí na suchou utěrku a lehce se povrchově osuší. Rozprostře se do jedné vrstvy a nechá se v okolním vzduchu bez slunečního světla oschnout, dokud nezmizí vodní film. Kamenivo má však ještě mokrý vzhled. Nasáklé a povrchově oschlé kamenivo se přemístí na plochý tác a zváží se (m1). Pak se kamenivo vysuší v sušárně s nucenou cirkulací vzduchu při teplotě (110±5) °C do ustálené hmotnosti (m4) Protokol o zkoušce musí obsahovat odkaz na zkušební normu, identifikace vzorku, velikost frakce kameniva, u více frakcí procentní podíl, hmotnost zkušebního vysušeného vzorku, metodu použitou ke stanovení objemové hmotnosti zrn a nasákavosti, výsledky zkoušky (čtyři hodnoty pro každou zkoušku), datum zkoušky, název a místo zkušební laboratoře.

ČSN EN 1097-7 Zkoušení mechanických a fyzikálních vlastností kameniva – Část 7: Stanovení měrné hmotnosti fileru – Pyknometrická zkouška Tato zkušební metoda je velmi známá při stanovování tzv. zdánlivé „hustoty“ pevných částic při zkouškách zemin používaných pro stavbu pozemní komunikace. Principem zkoušky je stanovení objemu vzorků nepravidelného tvaru. Pokud je známá hmotnost vzorku, měrná hmotnost se může vypočítat.

58/72

Podstata zkoušky je založena na nahrazení určitého množství kapaliny známé měrné hmotnosti (hustoty) zkušební navážkou. Pyknometr známého objemu, obsahující zkušební navážku, je naplněn kapalinou. Objem této kapaliny se vypočte vydělením hmotnosti přidané kapaliny její měrnou hmotností. Vysušený vzorek jemného kameniva – fileru při teplotě (110±5)°C se nechá vychladnout v exsikátoru po dobu minimálně 90 minut. Zkušební navážka se zkontroluje na obsah hrudek a pokud se vytvoří, je nutné je opatrně rozmělnit stěrkou a znovu pečlivě promíchat. Proseje se sítem 0,125 mm a všechny částice, které propadnou sítem 0,125 mm, se uchovají.

Obr.18 Exsikátor s ventilem na odsátí vzduchu (vlevo), exsikátor na ustálení teploty vzorku (vpravo) Měrná hmotnost se provede odděleně na 3 dílčích navážkách pomocí kalibrovaného pyknometru a kapaliny o známé měrné hmotnosti. Veškeré vážení se provádí s přesností na 0,001 g na analytických laboratorních vahách. Kalibrace pyknometru • pyknometr se několikrát důkladně vyčistí acetonem a vysuší se, • stanoví se hmotnost m0 pyknometru se skleněnou zátkou s přesností na 0,0001 g, • pyknometr se naplní demineralizovanou vodou, • pyknometr bez zátky se umístí do vodní lázně o teplotě (25,0±0,1)°C tak, aby vyčníval 2 až 3 mm nad vodní hladinu, • po 60 minutách se pyknometr zazátkuje, aby se zabránilo úniku vody kapilárou, • osuší se horní část kapiláry a vyjme se pyknometr z vodní lázně, • pyknometr se rychle ochladí na laboratorní teplotu tekoucí studenou vodou, • vnější povrch pyknometru se osuší a stanoví se hmotnost naplněného pyknometru destilovanou vodou (m3), • vypočte se objem pyknometru v ml, podle vztahu :

SPSKS V=

m −m 3

ρ

0

,

w

kde V je objem pyknometru v [ml], zaokrouhluje se na 0,01 ml, m0 hmotnost prázdného pyknometru se zátkou, [g], m3 hmotnost pyknometru naplněného vodou, [g], ρw měrná hmotnost vody při teplotě 25°C, (=0,99707 Mg/m3) Stanoví se hmotnost čistého a suchého pyknometru se skleněnou zátkou (m0). Do pyknometru o objemu 50 nebo 100 ml se pomocí malého trychtýře nasype dílčí vzorek fileru a zváží se vzorek s pyknometrem jako hmotnost m1 (10±1) g. Do pyknometru naplněného filerem se přidá tolik destilované vody, aby v ní byl celý vzorek ponořen. Hladina vody však nesmí být až u hrdla pyknometru, protože při odsávání vzduchu ze vzorku by mohlo dojít k „vybublání“ fileru z pyknometru.

59/72

Pyknometr se zazátkuje, vloží se do vakuového exsikátoru a vakuovou pumpou po dobu 5 minut narůstá podtlak na (3,0±0,3) kPa. Pyknometr se pak nechá při tomto podtlaku po dobu 30 minut ve vakuovém exsikátoru. Po uvolnění podtlaku v exsikátoru se vyjme pyknometr a zaplní se kapalinou až po hrdlo. Vloží se do vodní lázně při teplotě (25,0±0,1)°C tak, aby hrdlo pyknometru vyčnívalo 2 až 3 mm nad hladinu temperační lázně. Po 1 hodině se pyknometr vyjme z lázně, zazátkuje se, aby se zabránilo úniku kapaliny kapilárou ve skleněné zátce. Na horní ploše kapiláry se objeví kapička destilované vody. Ta se osuší a pyknometr se prudce zchladí na laboratorní teplotu proudem vody, osuší se vnější povrch pyknometru a stanoví se hmotnost (m2). Měrná hmotnost fileru se vypočte v Mg/m3 podle vztahu:

ρ

f

=

m −m − V−m m 1

0

2

ρ

,

1

w

kde m0 je hmotnost prázdného pyknometru se zátkou, [g], m1 je hmotnost pyknometru se zkušební navážkou fileru, [g], m2 je hmotnost pyknometru se zkušební navážkou fileru, zalitá kapalinou, [g], V je objem pyknometru, [ml], ρw je hustota destilované vody při teplotě 25°C, Mg/m3, ρf je měrná hmotnost fileru při teplotě 25°C, Mg/m3. Vypočte se měrná hmotnost fileru jako průměr hodnot ze tří stanovení a zaokrouhlí se na nejbližších 0,01 Mg/m3.

SPSKS

Protokol o zkoušce musí obsahovat název a místo původu vzorku, měrnou hmotnost zkoušeného fileru, kapalinu použitou pro stanovení a její měrnou hmotnost, odkaz na zkušební normu, výrobnu nebo zdroj fileru, datum stanovení.

ČSN EN 1097-8 Zkoušení mechanických a fyzikálních vlastností kameniva – Část 8: Stanovení hodnoty ohladitelnosti Stanovení ohladitelnosti kameniva je jeden z velmi důležitých parametrů, kterým se hodnotí protismykové vlastnosti kameniva v krytových vrstvách pozemních komunikací. Stanovení hodnoty ohladitelnosti (PSV = Polish Stone Value) hrubého kameniva je zjišťování odolnosti vůči ohlazování koly aut za podmínek, které jsou podobné podmínkám na povrchu vozovky. Zkouška se provádí na kamenivu netypické zrnitosti pro české zvyklosti, propadem na sítu 10 mm a zůstane na sítě 7,2 mm. Skládá se ze dvou částí: • dílčí navážky jsou vystaveny působení ohlazování zkušebním přístrojem pro zrychlené ohlazování; • stav ohlazení na každé zkušební navážce je zjištěn zkouškou třením. PSV se pak vypočte ze zjištěné hodnoty tření.

60/72

Pro zkoušky shody by mělo být připraveno kamenivo z přímé výroby v kamenolomu. Kamenivo získané extrakcí z asfaltové směsi může dávat nesprávné výsledky a nesmí se proto používat. Laboratorní vzorek kameniva se zmenší. K dispozici musí být minimálně 2000 g. Vzorek se promyje, vysuší a odstraní se všechna podlouhlá a plochá zrna. Vybírají se jednotlivá vhodná zrna a ručně se pomocí kleští upraví do požadovaného tvaru tak, aby se dobře skládala do kovové formy. Každý vzorek, reprezentovaný jednou formou, musí obsahovat 36 až 46 zrn. Vnitřní povrchy a horní hrany kovových forem se pomocí jednoho jemnovlasého štětce lehce natřou separačním přípravkem. Každý vzorek se připraví tím způsobem, že se opatrně rozprostřou vybraná nebo upravená zrna nahodile v jedné vrstvě tak, aby byly nejrovnější plochou položeny na dno formy. Zrna se ukládají co nejtěsněji vedle sebe, aby zakryla co nejvíce dno formy. Pak se mezery mezi zrny vyplní asi do ¾ jejich výšky drobným kamenivem (pískem). V nádobě se smíchá tvrdidlo s pryskyřicí podle návodu výrobce. Smíchanou pryskyřicí se zcela vyplní forma a špachtlí se opatrně stáhne přebytek pryskyřice, aniž by se poškodil odlitek z pryskyřice. Po 5 až 10 minutách začne pryskyřice tvrdnout, pak se odříznou a začistí hrany formy. Po ztvrdnutí a ochladnutí pryskyřice se vzorek vyjme z formy. Většinou se vysune pomocí lisu a tuhým štětinovým kartáčem se odstraní volné drobné kamenivo (písek). Takto vytvořené zkušební vzorky se zkontrolují. Vytvrdlá pryskyřice nesmí vystupovat nad urovnaná zrna kameniva a jednotlivá zrna nesmí vystupovat ze zhotovené zkušební plochy vzorku.

SPSKS Obr.19 Zkušební přístroj pro ohlazení kameniva (1.fáze)

Zrychlené ohlazování se provádí při teplotě místnosti (20±5)°C. V průběhu každé zkoušky je ohlazováno 14 vzorků v tomto pořadí: • 2 vzorky z 1.vzorku kameniva, očíslovány jako 1 a 2; • 2 vzorky z 2.vzorku kameniva, očíslovány jako 3 a 4; • 2 vzorky ze 3.vzorku kameniva, očíslovány jako 5 a 6; • 2 vzorky ze 4.vzorku kameniva, očíslovány jako 7 a 8; • 2 vzorky z 5.vzorku kameniva, očíslovány jako 9 a 10; • 2 vzorky z 6.vzorku kameniva, očíslovány jako 11 a 12; • 2 vzorky z kontrolního kamene PSV, očíslovaný jako 13 a 14;

61/72

Vzorky se seřadí následovně: 13, 9, 3, 7, 5, 1, 11, 14, 10, 4, 8, 6, 2, 12. V tomto pořadí se umístí na zkušební kolo a označí se tak, aby během otáčení byla možná jejich identifikace. Zkoušený povrch vzorků musí vytvářet souvislý pás zrn umístěných na obvodu kruhu o průměru (406±3) mm, po kterém kolo s pneumatikou může volně odvalovat bez nadskakování nebo smýkání. Nosné kolo se roztočí rychlostí (320±5) min. a kolo s pneumatikou tmavé barvy (hrubé) se přitlačí na povrch vzorků. Pomocí příslušného dávkovacího zařízení na rovnoměrné dávkování zrnitého smirku rychlostí (27±7) g/min se dávkuje spolu s vodou na nosné kolo po dobu (180±1) minut. Množství vody má být jen takové, aby bylo možné dávkovat zrnitý materiál na kolo. Po této první fázi se vymění kolo s pneumatikou tmavé barvy za kolo světlé barvy. Dávkovací zařízení dávkuje s vodou smirkovou moučku. Pokračuje se ve zkoušce dalších (180±1) min. Smirková moučka se nepřetržitě dávkuje v množství (3,0±1,0) g/min. Obr.20 Detail uspořádání zkušebního přístroje pro ohlazování kameniva. Na spodním kole jsou umístěny zkušební vzorky kameniva Po dokončení zkoušky se vyjme nosné kolo a přístroj se vyčistí. Z kola se odeberou vzorky a důkladně se promyjí proudem vody, aby se odstranily všechny zbytky smirkové moučky.

SPSKS

Po umytí se vzorky vloží povrchem dolů po dobu 30 až 120 min. do vody o teplotě (20±2)°C. Po vyjmutí z vodní lázně se ihned provede zkouška třením. Vzorky se nesmí nechat vyschnout před zkoušením. Kompletní postup zkoušky se zopakuje se zbývajícími vzorky každého kameniva i kontrolního kamene.

Postup zkoušky třením Zkušební přístroj (kyvadlo TRRL) musí být minimálně 120 min. před zkouškou v místnosti při teplotě (20±2)°C. Umístí se na pevný povrch a vyrovnávacími šrouby se nastaví tak, aby sloup kyvadla byl svislý. První vzorek z připravené sady se přichytí tak, aby jeho delší strana ležela v dráze kyvadla, byla uprostřed gumové třecí patky a v ose závěsu kyvadla. Vzorek se umístí tak, aby se třecí patka kyvadla pohybovala v obráceném směru, než je směr pohybu kol auta. Povrch vzorku a třecí patky se hodně navlhčí čistou vodou. Nesmí se porušit nastavení třecí patky. Uvolní se rameno kyvadla z vodorovné polohy a zaznamená se hodnota na stupnici zaokrouhlena na celé číslo, kde ručička dosáhla bodu obratu. Tato operace se provede 5x při stálém navlhčení vzorku a patky. Zaznamená se průměrná hodnota z posledních tří čtení se zaokrouhlením na jedno desetinné místo. Takto se vyzkouší 7 vzorků v následujícím pořadí: 13, 1, 10, 3, 5, 12, 8. Třecí patka se otočí a použije se druhá pracovní hrana a vyzkouší se dalších sedm vzorků v pořadí: 7, 11, 6, 4, 9, 2, 14.

62/72

Vypočte se průměr zaznamenaných hodnot PSV dvou vzorků ze srovnávacího kameniva z každé dílčí zkoušky, celkem dva výsledky. Výsledek celé zkoušky musí být zamítnut, jestliže rozdíl mezi dvěma výsledky je větší než ½ jednotky, nebo když nejméně jeden ze dvou výsledků je mimo specifikované rozmezí použitého PSV srovnávacího kameniva. Pokud jsou výsledky zamítnuty, je nutné celou zkoušku opakovat. Specifikované rozmezí pro srovnávací kamenivo PSV je 49,5 až 55,5. Obr.21 Zkušební kyvadlo TRRL (2.fáze zkoušky) Hodnota PSV se vypočte podle následujícího tvaru:

PSV = S + (52,5) – C

,

kde S je průměrná hodnota 4 vzorků zkoušeného kameniva, C je průměrná hodnota 4 vzorků ze srovnávacího kameniva. Pro kameniva do asfaltových směsí je hodnota PSV v okolních evropských zemích (Rakousko, Německo) stanovena na hodnotu 53 pro silně zatížené úseky pozemních komunikací a 50 pro ostatní povrchy. V ČR se vedou velké diskuze jakou hodnotu nasadit na silně zatížené úseky a jakou na kameniva pro ostatní komunikace. Kompromisem by mohly být hodnoty 56 pro velká dopravní zatížení a 53 pro ostatní.

SPSKS

Protokol o zkoušce musí obsahovat záznam z odběru vzorku (pokud existuje), identifikaci vzorku a jeho popis, hodnotu PSV kameniva, celkovou zaznamenanou průměrnou PSV pro srovnávací kamenivo, jednotlivé hodnoty a průměrné hodnoty všech dílčích zkoušek 4 vzorků zkoušeného kameniva.

Shrnutí řady ČSN EN 1097 1. Zkouška otěru kameniva mikro-Deval se používá téměř výlučně na kameniva používaná do velmi dopravně zatížených krytových vrstev pozemních komunikací, případně na kameniva všeobecně náchylná k nadměrnému otěru. 2. V ČR se pro stanovení odolnosti proti drcení neboli otlukovosti používá velmi často zkouška v bubnu Los Angeles (LA). Své uplatnění má tato metoda i v hodnocení rozpadavosti čediče podle ČSN EN 1367-3. V tomto případě se jedná o druhou hodnotící fázi. Stanovení ohladitelnosti kameniva se v současné době dostává do velkého zájmu zejména investorů stavby pozemních komunikací. Jednoznačná snaha po zvýšení bezpečnosti krytů vozovek pozemních komunikací vede i k zodpovědnému nastavení požadavků na tento velice diskutovaný parametr.

63/72

ČSN EN 1367-1 Zkoušení odolnosti kameniva vůči teplotě a zvětrávání – Část 1: Stanovení odolnosti proti zmrazování a rozmrazování Důležitou vlastností kameniva pro použití zejména do krytových vrstev pozemních komunikací je odolnost proti záporné teplotě. Po saturaci vodou jsou zkušební navážky úzkých frakcí vystaveny 10 cyklům zmrazování a rozmrazování. Ochlazování probíhá až do teploty -17,5°C a rozmrazování ve vodní lázni o teplotě 20°C. Po ukončení daného počtu cyklů se vzorek kameniva pečlivě přezkoumá, zda na něm nejsou patrné viditelné změny, jako je výskyt trhlin, úbytek hmotnosti dané frakce, případně změny pevnosti. Ke zkoušce se připraví 3 zkušební navážky. U všech připravených vzorků úzkých frakcí se pečlivě odstraní nadsítné a podsítné. Velikost dílčích navážek závisí na velikosti maximálního zrna D úzké frakce. Při d/D 4/8 mm je to 1000 g, u frakce 8/16 jeto 2000 g, 16/32 pak 4000 g a 32/63 6000 g. Dílčí navážky se promyjí a odstraní se jemné částice. Vysuší se do ustálené hmotnosti při teplotě (110±5)°C, nechají se vychladnout a ihned se stanoví hmotnost (m1). Všechny 3 zkušební navážky se ponechají po dobu (24±1) hodin v kovových nádobách při teplotě (20±3)°C v destilované vodě, kdy hladina musí být min. 10 mm nad dílčí navážkou po celou dobu 24 hodin saturace.

SPSKS

•

Po překontrolování vzorků v nádobách se poté překryjí nádoby se vzorky poklicemi. Plechové nádoby se vloží do mrazícího boxu tak, aby vzdálenost mezi nimi a spodním dnem a bočními stěnami mrazícího zařízení byla minimálně 50 mm. Mrazící box je poté nastaven tak, aby teplota uvnitř zkušebního vzorku sledovala čáru podle obrázku 1. Zmrazovací diagram: • Z (20±3)°C na 0°C během (150±30) min.; • Na 0°C se udržuje po dobu (210±30) min.; • Z 0°C na (-17,5±2,5)°C během (180±30) min.; • Na (-17,5±2,5)°C se udržuje po dobu minimálně 240 min.; • Zkouška se může přerušit na 72 hodin při teplotě (17,5±2,5)°C; • Teplota nesmí klesnout pod -22°C; • Po dokončení zmrazovacího cyklu se kovové nádoby rozmrazí ponořením do vody o teplotě cca 20°C; Po ukončení každého rozmrazování mohou zůstat kovové nádoby ponořeny ve vodě maximálně 10 hodin.

Obr. 22 Příklad mrazícího boxu pro cyklování při zmrazování a rozmrazování Po dokončení 10. cyklu se obsah každé kovové nádoby vloží na síto mající velikost otvorů poloviny velikosti otvorů dolního síta, které bylo použito pro přípravu dílčí navážky. (Například v případě frakce 8/16 mm se použije síto s otvory 4 mm.) Dílčí navážka se na tomto

64/72

sítě promyje. Zůstatek na sítě se vysuší při teplotě (110±5)°C do ustálené hmotnosti, nechá se vychladnout na okolní teplotu a ihned se stanoví hmotnost (m2) Vypočte se výsledek zkoušky zmrazování a rozmrazování (F) podle následujícího tvaru:

F

=

m −m m 1

2

.100

1

kde m1 je počáteční vysušená celková hmotnost 3 dílčích navážek, [g]; m2 je konečná vysušená celková hmotnost 3 dílčích navážek, které zůstaly na specifikovaném sítě, [g]; F procentní úbytek hmotnosti 3 dílčích navážek po střídavém zmrazování a rozmrazování. Pro kamenivo do krytových vrstev vozovek pozemních komunikací, dopravou zatěžovaných betonových ploch apod. se požaduje hodnota F ≤ 2 %. Na kamenivo pro podkladní vrstvy a méně zatížené nebo dopravou nezatížené směsi kameniva je požadováno F ≤ 4 %. Protokol o zkoušce musí obsahovat způsob odběru vzorku, druh a původ laboratorních vzorků, tvar, velikosti, frakce a počet laboratorních vzorků, vizuální popis zůstatku kameniva na specifikovaném sítě, výsledek zkoušky zmrazování a rozmrazování F vyjádřený s přesností 0,1% hm.

SPSKS

ČSN EN 1367-2 Zkoušení odolnosti kameniva vůči teplotě a zvětrávání – Část 2: Zkouška síranem hořečnatým

Při využití kameniva do krytových vrstev musí kamenivo odolávat účinkům objemových změn v pórech vlivem zmrznutí vody a dále účinkům solí, které se změnou teploty v pórech kameniva zvětšují objem narůstáním krystalů soli. Podstata zkoušky je ve vystavení laboratorního vzorku kameniva 5 cyklům ponoření do nasyceného roztoku síranu hořečnatého s následným sušením vzorku při teplotě (110±5)°C. Laboratorní vzorek kameniva frakce 10/14 mm se vlivem tohoto působení rozrušuje opakovanou krystalizací a rehydratací síranu hořečnatého v pórech zrn kameniva. Postupné narušování vlivem tohoto působení je zjišťováno množstvím odpadlého materiálu ze zrn kameniva, který má velikost menší než 10 mm. Připraví se 2 dílčí navážky dostatečné hmotnosti (minimálně 500 g) frakce 10/14 mm. Každá dílčí navážka se vysuší v sušárně při teplotě (110±5)°C po dobu (24±1) hodin, pak se nechá vychladnout v exsikátoru na laboratorní teplotu. Každá dílčí navážka se proseje síty 10 a 14 mm, oddělí se nadsítné a podsítné a získá se tak čistá frakce 10/14 mm. Poté se dílčí vzorek promyje destilovanou vodou, aby se odstranil prach ze zrn kameniva a opět se vysuší v sušárně při uvedené teplotě. Opakuje se prosévání na sítech 10 a 14 mm, aby byla zaručena čistá frakce 10/14 mm. Následně se každá dílčí navážka rozdělí na (2x420,0±0,1) g, zaznamenají se hmotnosti (m1) a opatrně se vloží do dvou označených drátěných košů o průměru oka 4 mm. Obr.23 Zkušební koš

65/72

Koše se spustí do nádrže obsahující nasycený roztok síranu hořečnatého, který se připraví předem mícháním cca 3 litrů roztoku při teplotě 25 až 30°C. Horní povrch kameniva má být ponořen min. 20 mm pod hladinou roztoku po dobu (17,0±0,5) hodin. Nejmenší vzdálenost mezi každým košem a mezi košem a stěnami musí být udržována minimálně 20 mm. Po ukončení doby ponoření se vyjme každý koš z roztoku, nechá se odkapat po dobu (2,00±0,25) hodin a nádrž se přikryje víkem. Následuje vysušení vzorků po dobu 24 hodin při teplotě (110±5)°C, ochladnutí v exsikátoru na laboratorní teplotu po dobu (5,00±0,25) hodin. Ještě než se vrátí vzorky nazpět do nasyceného roztoku, rozmělní se vzniklé krystaly v roztoku, případně se vyčistí roztok, pokud je hodně znečištěný a nesplňuje interval hustoty 1,284 g/ml až 1,300 g/ml. Předepsaný postup se opakuje 5x, když každý cyklus trvá (48±2) hodin. Po ukončení všech 5 cyklů a ochlazení se každý vzorek kameniva oplachuje pod tekoucí vodou, až je vzorek zcela zbaven zbytků síranu hořečnatého. Tento okamžik se kontroluje zachycením promývací vody a přidáním několika kapek chloridu barnatého (BaCl2). Pokud se voda zbarví mléčným zákalem, ještě obsahuje MgSO4 a musí se dále proplachovat. Pokud je proplach čistý, každá dílčí navážka se vysuší uvedeným postupem, ručně se proseje na sítě 10 mm a zaznamená se hmotnost zůstatku kameniva na tomto sítě s přesností 0,1 g (m2). Výpočet hodnoty zkoušky síranem hořečnatým (MS) v procentech hmotnosti pro každou dílčí navážku podle následujícího vztahu:

SPSKS MS

=

m −m m 1

2

.100

1

kde m1 je počáteční hmotnost dílčí navážky (±0,1 g), m2 je konečná hmotnost kameniva, které zůstalo na sítě 10 mm (±0,1 g). Pro kamenivo do krytových vrstev vozovek pozemních komunikací, dopravou zatěžovaných betonových ploch i pro kamenivo pro podkladní vrstvy a méně zatížené nebo dopravou nezatížené směsi kameniva je požadováno MS ≤ 18 %. Protokol o zkoušce musí obsahovat odkaz na zkušební normu, hodnotu zkoušky síranem hořečnatým, identifikace vzorku (včetně původu, popisu jednoduchého petrografického popisu a velikosti dodané frakce), velikost zkoušené frakce, hmotnostní poměr laboratorního vzorku použitého pro zkušební navážku (zaokrouhlený na 5 %) a kopii certifikátu odběru vzorku, je-li k dispozici.

ČSN EN 1367-4 Zkoušení odolnosti kameniva vůči teplotě a zvětrávání – Část 4: Stanovení smršťování I když to zní dost neuvěřitelně, následující laboratorní zkouška určuje postup pro posouzení vlivu kameniva na smršťování betonu.

66/72

Zkoušené kamenivo s maximálním zrnem D = 20 mm se smíchá s cementem a vodou a zhotoví se zkušební hranoly předepsaných rozměrů, které jsou vystaveny vlhčení s následným vysoušením při teplotě (110±5)°C. Při sledování těchto změn se sleduje délka vlhkých a vysušených hranolů. Pokud nastává výraznější smrštění, je přisuzováno kamenivu a vyjadřuje se jako procentní podíl průměru změn délek hranolů ke konečné délce vysušených hranolů. Pro zkoušku se pečlivě připraví čisté frakce (bez nadsítného a podsítného): • 10/20 mm → 1600 g, • 4/10 mm → 800 g, • 0/4 mm → 1300 g. Vzorky se rozprostřou na mělké plechové nebo porcelánové misky a nechají se sušit v sušárně minimálně 16 hodin při teplotě (50±2)°C. Příprava hranolů Celkem se zhotoví 3 zkušební hranoly smícháním kameniva cementu a vody v daných poměrech podle tabulky 31.

Tabulka 31 Hmotnosti složek pro zkušební hranoly Složka

Hmotnost [g]

Cement (CEM I 42,5 podle ENV 197-1)

550±5

Hrubé kamenivo 4/20 mm, drobné kamenivo 0/4 mm

3300±5

Voda

300±5

SPSKS

Doporučená zrnitost hrubého a drobného kameniva je uvedena v tabulce 32:

Tabulka 32 Limity zrnitosti kameniva pro betonové zkušební hranoly Velikost Celkové intervaly zrnitosti síta [mm] Dolní mez (% propadu) Optimální (% propadu) Horní mez (% propadu) 100 100 100 20 82 92 76 16 69 83 65 14 64 78 60 12,5 60 76 56 11,2 55 70 50 10 46 61 41 8 38 52 5,6 32 30 43 4 26 22 33 2 20 17 25 1 14 12 18 0,5 10 8 12 5 0,25 2 6 0,125 0 Beton se zamíchá v malé laboratorní míchačce. Nejprve se za sucha smíchá cement a drobné kamenivo po dobu minimálně 2 minut. Přidá se hrubé kamenivo a míchá se tak dlouho, až je směs stejnorodá. Poté se přidá voda a míchá se 2 až 3 minuty.

67/72

Zamíchaný beton se vloží do forem a na vibračním betonářském stole se vibračně zhutní ve dvou přibližně stejně vysokých vrstvách. Po dokončení vibračního zhutnění se zarovná povrch hranolů hladítkem. Ihned po dokončení zhutnění se přikryjí hranoly rovnou nepropustnou pokrývkou (tenkou teflonovou fólií, polyethylenovou fólií, případně plechovou deskou. Hranoly se nechají (24±2) hodin při okolní teplotě (20±2)°C. Po této době zrání se trámečky popíší a označí číslem a na každém se vyznačí jeden konec vrcholu, aby bylo zajištěno, že se tento konec nezamění a používá se během dalších měření. Obr.24 Obvyklé formy na zhotovení zkušebních hranolů Hranoly se odformují, připevní se koncové vložky. Na ně se připevní kuličky z nerezové oceli (Ø 8 mm). Kuličky se připevní cementovou kaší. Poté se hranoly umístí do klimatizované komory s relativní vlhkostí vzduchu min. 95%, případně se můžou hranoly, zvláště pokud se jedná o malé množství vzorků, položit na vlhkou tkaninu a přikryje se polyethylenovou fólií na dalších (24±2) hodin při okolní teplotě (20±2)°C. V určitých časových intervalech při vysoušení se provádí měření délek hranolů a stanoví se nejmenší délka hranolku. Délka se poměřuje a porovnává s referenční tyčí dané délky. Pokud se délka hranolů liší o více jak 0,002 mm, přeměřuje se hranolek znovu.

SPSKS

Po (48±2) hodinách od ukončení zhutnění hranolů se ponoří do vody o teplotě (20±2)°C na dobu (120±2) hodin. Po vyjmutí hranolů z vody se otřou kuličky nalepené na kraji trámečku a provede se měření délky hranolků. Zaznamená se rozdíl v délce (w) mezi každým hranolem a referenční tyčí. Pak se hranoly vrátí do sušárny. Po (72±2) hodinách se ze sušárny vyjmou a nechají se vychladnout v exsikátoru po dobu (24±2) hodin. Hranoly se opět změří popsaným způsobem a zaznamená se rozdíl délky (d) mezi každým hranolem a referenční tyčí. Po dokončení měření se změří skutečná délka hranolů s připojenými kuličkami nebo výstupky a zaznamená se tzv. suchá délka (l). Smrštění (S) se vypočte v % podle následujícího vztahu:

S

=

(w − d ) .100 l

,

kde w je počáteční měření (vlhké), [mm], d je suché měření, [mm], l je suchá délka, [mm]. Smrštění se vyjádří jako průměr ze tří zjištění, zaokrouhlený na 0,001 %. Pokud je rozpětí hodnot smrštění větší než 0,006 mm a větší než 12 % od průměrné hodnoty suchého měření, je nutno zkoušku opakovat.

68/72

Protokol o zkoušce musí obsahovat následující: • původ, druh a frakce vzorku zkoušeného kameniva; • původ, druh a frakce kameniva, pokud se použilo jako druhá složka; • výsledná hodnota smrštění S; • datum zkoušky a název laboratoře.

Shrnutí k řadě ČSN EN 1367 1.

Zkoušky odolnosti vůči různým teplotám se používají pro zkoušky kameniva jak do krytových úprav (cementobetonové kryty, asfaltové krytové vrstvy), tak pro kamenivo používané do nestmelených a stmelených podkladních vrstev vozovek pozemních komunikací.

2.

Postupy ČSN EN 1367-1 a 2 se většinou zkouší současně. Platí však, že se zkouška síranem hořečnatým na kamenivu provádí jako první a pokud vyjde, nemusí se provádět zmrazování a rozmrazování podle ČSN EN 1367-1.

3.

ČSN EN 1367-3 Zkoušení odolnosti kameniva vůči teplotě a zvětrávání – Část 3: Zkouška varem pro „rozpadavý čedič“ a rozklad vysokopecní strusky. Zkoušení podle této normy je obdobné jako česká metoda zkoušení kameniva v autoklávu (horkou párou). Pro uvedené materiály je to velmi důležitá vlastnost. Do tohoto souboru nebyla zařazena, protože ještě nebyla k dispozici.

4.

Všechny uvedené zkoušky jsou náročné na dobu provádění. Většinou jsou prováděny ve větších množstvích v zimním období jako součást průkazních zkoušek kameniva připravených pro letní stavební sezónu.

SPSKS

69/72

Seznam tabulek: Tabulka 1 Tabulka 2 Tabulka 3 Tabulka 4 Tabulka 5 Tabulka 6 Tabulka 7 Tabulka 8 Tabulka 9 Tabulka 10 Tabulka 11 Tabulka 12 Tabulka 13 Tabulka 14 Tabulka 15 Tabulka 16 Tabulka 17 Tabulka 18 Tabulka 19 Tabulka 20 Tabulka 21 Tabulka 22 Tabulka 23 Tabulka 24 Tabulka 25 Tabulka 26 Tabulka 27 Tabulka 28 Tabulka 29 Tabulka 30 Tabulka 31 Tabulka 32

Rozdělení norem na zkoušení a použití kameniva Použití shody Rozdělení kameniva podle popisných znaků a velikosti Vlastnosti nejběžnějších hornin Všeobecné požadavky na zrnitost kameniva do betonu Velikost sít pro specifikaci frakcí kameniva Tolerance pro výrobcem deklarovanou typickou zrnitost drobného kameniva pro běžně užití do betonu Tolerance pro výrobcem deklarovanou typickou zrnitost pro těžené přírodní kamenivo 0/8 do betonu Požadavky na zrnitost pro směsi kameniva do betonu Kategorie pro maximální hodnoty tvarového indexu Kategorie pro maximální hodnoty obsahu jemných částic Kategorie pro maximální hodnoty otlukovosti (součinitelů Los Angeles) Drobné kamenivo podle ČSN EN 12620 Hrubé kamenivo podle ČSN EN 12620 Lehké kamenivo LIAPOR (keramzit) Lehké kamenivo EXPERLIT Všeobecné požadavky na zrnitost kameniva pro asfaltové směsi Drobné kamenivo a směs kameniva do asfaltových směsí Hrubé kamenivo do asfaltových směsí Filer jako kamenivo pro asfaltové směsi Kamenivo pro nestmelené a stmelené směsi do podkladních vrstev vozovek – národní příloha ČSN EN 13242 Základní a doplňující technické vlastnosti kameniva pro kolejové lože Technické požadavky na kvalitu štěrkodrti (ŠD) pro konstrukční vrstvy železničních staveb Technické požadavky na kvalitu štěrkopísku (ŠP) pro konstrukční vrstvy železničních staveb Technické požadavky na kvalitu recyklovaného výzisku pro konstrukční vrstvy železničních staveb Zkoušení kameniva Velikost sít pro specifikaci frakcí kameniva Rozdělení tyčových sít Příklad protokolu o zkoušce Příklad výpočtu vlhkosti sušením v sušárně Hmotnosti složek pro zkušební hranoly Limity zrnitosti kameniva pro betonové zkušební hranoly

SPSKS

Literatura: [1] [2]

Českomoravský cement, a.s. BETON , technologická příručka (2004) Evropské normy na kamenivo pro stavební účely 1, Silmos, s.r.o., ŘSD, Sdružení pro výstavbu silnic, příručka (2004) Učební text byl vypracován s podporou sady nových evropských norem na kamenivo přeložených a připomínkovaných v ČR: ČSN EN řady 932, 933, 1097 a 1367. Obrázkové přílohy byly převzaty z nejnovějších katalogů firem: MATEST, ELE, MERCK

70/72

OBSAH SLOVO ÚVODEM ……………………………………………………………………………………… 2 Část 1: KAMENIVO – STAVEBNÍ MATERIÁL …………………………………………………….. 4 Kamenivo – stavební materiál ………………………………………………………………………… 4 Tvorba evropských norem ……………………………………………………………………………. 5 Rozdíly oproti dosavadnímu obsahu národních dokumentů …………………………………….... 5 Posuzování shody ………………………………………………………………………………….….. 6 Druhy a využití kameniva pro stavební účely ……………………………………………………….. 7 Kamenivo do betonu …………………………………………………………………………………. 8 Požadavky na geometrické vlastnosti ………………………………………………………. 9 Požadavky na fyzikální vlastnosti ……………………………………………………………14 Technologické požadavky na kamenivo do betonu ………………………………………. 18 Kamenivo pro lehké a těžké betony …………………………………………………………19 Kamenivo do asfaltových směsí ………………………………………………………………..… 21 Požadavky na geometrické vlastnosti ……………………………………………………… 21 Požadavky na fyzikální vlastnosti …………………………………………………………... 22 Požadavky na chemické vlastnosti ……………………………………………………….… 23 Požadavky na filer jako kamenivo ………………………………………………………..… 23 Kamenivo pro nestmelené směsi a směsi stmelené hydraulickými pojivy ………………. 26 Kamenivo pro kolejové lože ………………………………………………………………………. 28 Řízení výroby a prokazování kvality …………………………………………………………………29 Technické požadavky ………………………………………………………………………………… 31

SPSKS

Část 2: ZKOUŠENÍ KAMENIVA …………………………………………………………………… 33 Zkoušení všeobecných vlastností kameniva …………………………………………………….… 35 Zařízení pro odběr vzorků …………………………………………………………………………… 36 Postup odběrů vzorků ……………………………………………………………………………….. 38 Zmenšování vzorků ………………………………………………………………………………….. 39 Zkoušení geometrických vlastností kameniva ………………………………………………... 40 Stanovení zrnitosti – sítový rozbor …………………………………………………………. 40 Stanovení tvaru zrn – index plochosti ……………………………………………………… 42 Stanovení tvaru zrn – tvarový index ……………………………………………………….. 45 Stanovení podílu drcených zrn v hrubém kamenivu ………………………………….…. 46 Posouzení jemných částic – zkouška ekvivalentu písku ………………………………… 47 Zkoušení mechanických a fyzikálních vlastností kameniva ……………………………….. 49 Stanovení odolnosti proti otěru …………………………………………………………….. 49 Metody pro stanovení odolnosti proti drcení ……………………………………………… 50 Stanovení sypné hmotnosti a mezerovitosti sypaného kameniva ……………………... 53 Stanovení vlhkosti sušením v sušárně ……………………………………………………. 54 Stanovení objemové hmotnosti zrn a nasákavosti ………………………………………. 56 Stanovení měrné hmotnosti fileru – pyknometrická zkouška …………………………... 59 Stanovení hodnoty odladitelnosti ………………………………………………………….. 61 Zkoušení odolnosti kameniva vůči teplotě a zvětrávání ……………………………………. 64 Stanovení odolnosti proti zmrazování a rozmrazování ……………………………….… 64 Zkouška síranem hořečnatým …………………………………………………………….. 65 Stanovení smršťování ……………………………………………………………………... 67 Seznam tabulek ………………………………………………………………………………….… 70 Literatura …………………………………………………………………………………………... . 70

71/72

SPSKS

72/72

SPSKS