Kruszywa mineralne w budownictwie

Kruszywa stosowane w budownictwie mogą być pochodzenia mineralnego bądź otrzymywane sztucznie. Do kruszyw mineralnych zalicza się piasek żwir otoczaki ich mieszaniny oraz miał grys i tłuczeń. Zaś do kruszyw sztucznych żużel i keramzyt.

Najbardziej rozpowszechnione w przyrodzie są piaski kwarcowe o średnicy od 0 1 do 2 mm. Mają powszechne zastosowanie w budownictwie do wyrobu zapraw budowlanych betonu i cegieł silikatowych. Przeciętnie na metr sześcienny zaprawy cementowej lub cementowo-wapiennej potrzeba około metra sześciennego piasku o ziarnach do 2 mm. Zależnie od zawartości pyłów i zanieczyszczeń rozróżnia się dwa gatunki - I i II. Mniej pyłów i zanieczyszczeń ma piasek gatunku I. Piaski dzielą się również na dwie klasy: piaski naturalne - zwykłe i kruszone pochodzenia polodowcowego lub rzecznego oraz piaski łamane ze skał na przykład granitowych lub bazaltowych. Do zaprawy gipsowej lub gipsowo-wapiennej powinno się użyć piasku średniego o ziarnach średnicy do 1 mm. Zazwyczaj potrzeba 0 7-0 8 m3 piasku na metr sześcienny takiej zaprawy. Do zapraw murarskich najlepiej nadaje się naturalny piasek kwarcowy lub piasek łamany ze skał twardych. Powinien być czysty bez iłów gliny i ziemi roślinnej. Do gładzi wyrównawczej na podłogę najlepszy jest piasek drobny o ziarnach średnicy 0 25-0 5 mm. Do tynków stosuje się piaski o ziarnach różnej wielkości - im gładsza ma być powierzchnia tynku tym drobniejszy powinien być piasek. Na przykład tynk o chropowatej powierzchni uzyskuje się jeśli do zaprawy doda się kruszywa o większych ziarnach - średnica do 4 mm czyli faktycznie piasku i drobnego żwirku. Do tynków nakrapianych stosuje się piasek średni 1-1 5 mm. Dostępny jest również kolorowy piasek - uzyskiwany przez barwienie naturalnego piasku polimerami. Taki barwny piasek znakomicie nadaje się do wykonywania tynków zewnętrznych w różnych kolorach. Ma dużą odporność na warunki atmosferyczne a zwłaszcza na promienie słoneczne.

Żwir jest luźną osadową skałą okruchową o średnicy powyżej 2 mm a najczęściej powyżej kilkunastu milimetrów. Stosowany jest do wyrobu betonu oraz jako materiał drogowy natomiast grys znajduje zastosowanie przy wykonywaniu lastriko. Kruszywo stosowane do betonu powinno być mrozoodporne a także mieć odpowiednią wilgotność i nasiąkliwość. Piaski żwiry grysy i mieszanki piaskowo-żwirowe stosuje się w mieszankach betonowych do wykonywania zarówno elementów konstrukcyjnych na placu budowy jak i prefabrykatów. Na przykład do betonów klas B-20 zalecane jest stosowanie mieszanek żwirowo-piaskowych zaś do wykonywania zapraw i betonów drobnokruszywowych można przeznaczyć odsiewki czyli piaski powstałe w czasie produkcji żwirów i grysów. Właściwości kruszywa mają decydujący wpływ na parametry otrzymanej mieszanki betonowej. Projektując skład mieszanki betonowej powinno się zachować odpowiednie proporcje między kruszywem drobnym (piaskiem) a kruszywem grubym (żwirem lub grysem). Wielkość ziaren kruszywa powinno się dobierać zależnie od wymiarów i stopnia zbrojenia elementu który będzie wykonany z betonu z takim kruszywem. Im większy element i większe odległości między prętami zbrojeniowymi tym większe mogą być ziarna zastosowanego kruszywa. Od kształtu ziaren kruszywa zależy urabialność mieszanki betonowej a także zużycie cementu i późniejsza wytrzymałość betonu. Do wykonania betonu o wysokiej wytrzymałości lepiej jest stosować kruszywa łamane których chropowata powierzchnia poprawia przyczepność zaczynu cementowego. Im więcej jest w kruszywie ziaren słabych zwietrzałych i porowatych tym większa jest jego nasiąkliwość. Cecha ta jest ważna podczas wykonywania mieszanki betonowej ma bowiem niekorzystny wpływ na jej urabialność a potem - na cechy gotowego betonu. Kruszywa nie powinny być zanieczyszczone na przykład węglem drewnem lub ziemią roślinną. Zanieczyszczenia z kruszywa łącząc się z zaczynem cementowym tworzą nowe związki pogarszające wytrzymałość betonu.

Do wykonywania posadzek betonowych zazwyczaj stosuje się piaski niebarwione lub kolorowe oraz żwiry i grysy. Kruszywo na posadzki powinno być wytrzymałe i odporne na ścieranie. Również podłogę na gruncie układa się na podkładzie z kruszywa. Podkład grubości minimum 30 cm wykonuje się z piasku żwiru lub pospółki układanych warstwami i odpowiednio zagęszczonych. Na przykład pod podłogę na gruncie domu o powierzchni zabudowy około 100 m2 potrzeba około 25 ton piasku.

Do wykonania drenaży i obsypek nie powinno się używać tłucznia ani grysu łamanego gdyż ostre krawędzie tych kruszyw mogłyby uszkodzić papę. Na warstwy filtracyjne najlepiej nadają się kruszywa naturalne o ziarnach okrągłych czyli piaski i żwiry rzeczne oraz otoczaki - między takimi ziarnami woda może swobodnie przepływać. Z grubych żwirów lub piasków wykonuje się obsypki filtracyjne rur drenarskich lub opaski wokół domu. Czasami warstwę żwiru wysypuje się na pokrytym papą stropodachu lub tarasie - z takiej żwirowej posadzki łatwo odprowadzić wodę deszczową. Żwir powinien mieć ziarna średnicy 16-32 mm

Wszystko co stwierdzono powyżej dotyczy budownictwa tradycyjnego. W ciągu ostatnich kilkunastu lat na budowy wkroczyły nowe materiały których właściwości udoskonalone zostały preparatami chemicznymi. Niemniej jednak kruszywa odgrywają w nich nadal bardzo ważną rolę ich dobór i jakość decydują o właściwościach wyrobu. Do klejów zapraw i jastrychów stosuje się zazwyczaj drobnoziarniste kruszywo kwarcowe. Od wypraw tynkarskich wymaga się rozmaitej faktury w zależności od zastosowanego kruszywa można uzyskać różny rysunek i grubość tynku - najczęściej stosuje się mieszaninę kruszyw kwarcowych i wapiennych. Bardzo ciekawy efekt daje mieszanina żywic akrylowych i barwionego piasku kwarcowego - w ten sposób uzyskuje się tynki mozaikowe.

mgr inż. Jacek Nowicki mgr inż. Ryszard Kokot Lubelskie CDB Atlas