Rodzaje kruszyw budowlanych

Kruszywa budowlane wykorzystuje się powszechnie podczas wielu prac budowlanych – od robót ziemnych po zagospodarowywanie terenu wokół zakończonej inwestycji. Są nieodzowne zarówno w budownictwie kubaturowym, jak i liniowym, zwłaszcza w drogownictwie, gdzie ich zużycie jest największe. Kruszywa budowlane są pozyskiwane w różnych odmianach, przystosowanych do poszczególnych zadań od wzmacniania podłoża po wykonywanie nawierzchni ścieralnych dróg.

Główne zastosowania kruszyw budowlanych

Kruszywa budowlane są jednym z najważniejszych i najszerzej wykorzystywanych materiałów budowlanych, niezbędnych zarówno do bezpośredniego wykonywania niektórych robót budowlanych, jak i do produkcji materiałów budowlanych o bardziej złożonym charakterze. Wśród podstawowych zastosowań kruszyw budowlanych znajduje się przygotowywanie podłoża pod wzniesienie konkretnego obiektu inżynieryjnego lub budowli. Za pomocą różnych rodzajów kruszywa o odpowiednio dobranym uziarnieniu zwiększa się nośność gruntu i sprawia, że nacisk przekazywany na podłoże rozkłada się bardziej równomiernie. Dodatki kruszyw służą do zagęszczania i wzmacniania gruntów o niskiej nośności, ale także do ich całkowitej wymiany. Za pomocą kruszyw wzmacnia się podłoże w miejscu posadowienia obiektów kubaturowych oraz wznosi się rozmaite konstrukcje ziemne – wały przeciwpowodziowe oraz służące jako obwałowania zbiorników wodnych, przygotowuje nasypy w drogownictwie i kolejnictwie, a także usypuje skarpy i korpusy wiaduktów – podkreśla przedstawiciel firmy SINUS, będącej dystrybutorem materiałów budowlanych, kruszyw oraz kostki brukowej i kamienia ogrodowego.

Dziedziną, gdzie stosuje się kruszywa na szeroką skalę, jest drogownictwo. Materiał o różnym uziarnieniu wykorzystuje się do wykonania korpusu drogi i jej poszczególnych warstw od podbudowy po nawierzchnię. Rozmaite typy kruszywa są przydatne przy pracach melioracyjnych i wykonywaniu odwodnień. Z jego pomocą przygotowuje się dreny i studnie chłonne. Kruszywa budowlane to ponadto materiał pozwalający na obsypywanie fundamentów, a także przygotowanie podłoża pod układanie różnych elementów infrastruktury przesyłowej. Na specjalnych podsypkach wykonanych z dobranych do rodzaju, masy i średnicy konkretnej instalacji układa się kable energetyczne i telekomunikacyjne, rurociągi gazowe, wodno-kanalizacyjne oraz przemysłowe.

Kruszywa pozostają nieodzownym składnikiem betonów, pozwalając na przygotowanie mieszanek o różnej charakterystyce od zwykłych zapraw po betony specjalne o zwiększonej wytrzymałości, czy ozdobne betony architektoniczne. Kruszywo jest ponadto ważnym komponentem mieszanek mineralno-asfaltowych układanych na drogach. Podobnie jak w przypadku betonu stanowi ono główny składnik tworzący strukturę materiału – przy betonach połączonego cementem, a przy MMA spojonego lepiszczem. Kruszywa są powszechnie używane jako materiały izolacyjne – tak jak choćby wytwarzany sztucznie keramzyt – a także służą do tworzenia materiałów używanych do produkcji prefabrykatów np. polimerobetonu od odwodnień liniowych po różnego typu galanterię betonową. Warto też pamiętać, że kruszywa potrzebne są również do wytwarzania zapraw i klejów wykorzystywanych w budownictwie, a także produkowania pustaków i dachówek betonowych.

Piasek i żwir jako kruszywa budowlane

Znaczną część kruszyw używanych w budownictwie stanowią kruszywa naturalne, pozyskiwane w kopalniach lub kamieniołomach. Wśród nich szczególną rolę odgrywają naturalne kruszywa rozdrobnione, takie jak piaski, żwiry i pospółka, ze względu na najszerszy zakres zastosowań. Powstały one podczas przemieszczeń lodowców lub działalności wód powierzchniowych i stanowią mieszaninę różnych minerałów. Powszechnie wykorzystywane są także grubsze frakcje kruszyw budowlanych w postaci m.in. grysu, tłucznia i klińca, pozyskiwanych ze wszystkich rodzajów skał – magmowych, metamorficznych i osadowych. Te rodzaje kruszyw są poddawane dodatkowej obróbce polegającej na kruszeniu i odpowiednim sortowaniu według uziarnienia.

Najdrobniejszą frakcję kruszyw budowlanych stanowią piaski składające się głównie z ziaren krzemu wraz z domieszką innych krzemianów np. chlorytów glaukonitu albo miki. Im większa zawartość kwarcu, tym bardziej piasek nabiera białawej barwy. Znaczna ilość zanieczyszczeń oznacza barwę zbliżoną do żółtawej. W zastosowaniach budowlanych wykorzystuje się piaski o uziarnieniu od 0,063 do 4,0 mm. Najszersze spektrum zastosowań przypada na piaski 0,063–2,0 mm, choć w niektórych przypadkach potrzebny będzie węższy zakres rozmiarów ziaren między 0,063 a 1,0 mm.

Piasek jest też dostępny w różnych rodzajach, w zależności od sposobu pozyskania i zastosowanego sortowania oraz obróbki. Dostępne są zarówno piaski przesiewane, jak i płukane, a także łamane. Warto pamiętać, że rodzaj piasku powinien być ściśle dopasowany do sposobu jego wykorzystania. Gładkie ziarna piasku płukanego sprawdzą tam, gdzie wymagane będzie uzyskanie jednolitej masy np. przy produkcji niektórych tynków i betonów architektonicznych. Ziarna o ostrych krawędziach – siane lub kruszone – będą szczególnie pożądane tam, gdzie materiał ma być mocno zagęszczony lub posłużyć do wytwarzania betonu o większej wytrzymałości.

Kruszywem o większym uziarnieniu jest żwir. W tym przypadku wielkość poszczególnych ziaren waha się od 4,0 do 63,0 mm. W zależności od rodzaju zastosowania wykorzystuje się także żwiry o zawężonym uziarnieniu 4,0–8,0 mm; 8,0–16,0; 16,0–31,5 oraz 31,5–63,0. Piasek bardzo często jest też łączony ze żwirem tworząc tzw. pospółkę. W jej skład najczęściej wchodzi piasek we frakcji 0–2 lub 0–4 mm, a także żwir w stosunku od 1:1 po 9:1 w zależności od sposobu wykorzystania.

Kruszywa naturalne łamane

Odrębną kategorię kruszyw budowlanych stanowią naturalne kruszywa łamane. Powstają one z materiału skalnego wydobywanego w kamieniołomach, który następnie jest rozdrabniany w specjalnych młynach, po czym przesiewany, żeby zagwarantować odpowiednie uziarnienie. W większości przypadków kruszywa tego rodzaju pozyskuje się ze skał litych takich jak magmowy wylewny bazalt czy diabaz, magmowy głębinowy granit lub gabro, a także metamorficzny kwarcyt albo marmur, jak również osadowe wapienie, piaskowce czy dolomity. Podobnie jak żwir kruszywa łamane obejmują zakres uziarnienia od 4,0 do 63,0 mm. Wśród naturalnych kruszyw łamanych wyróżniamy kliniec, tłuczeń oraz grys.

Kliniec należy do kruszyw o uziarnieniu od 4 do 31,5 mm. Powstaje na ogół z diabazu, granitu, kwarcytu lub wapienia. Jego cechą charakterystyczną jest kształt, który przypomina nieco wydłużone ostrosłupy, które zwężają się na jednym z końców. Ułatwia to zagęszczanie materiału, a jednocześnie pozwala na stworzenie z niego dość spójnej struktury, dlatego z klińca najczęściej korzysta się przy budowie dróg i nasypów, kiedy tworzy on warstwy podbudowy. Nieco podobny charakter ma tłuczeń, który jest jednak większy – w tym przypadku uziarnienie obejmuje od 31,5 do 63 mm. Tłuczeń powstaje podczas pierwszego kruszenia materiału i pozyskuje się go zazwyczaj z bazaltu, gabro, marmuru lub dolomitu. Z tłucznia korzysta się głównie w drogownictwie i budownictwie kolejowym. Grys jest kruszywem o bardziej zróżnicowanym uziarnieniu, obejmując kilka grup o różnym przeznaczeniu. Najdrobniejszy grys ma od 4,0 do 8,0 mm. Większe frakcje to 8,0–16,0 mm oraz 16,0–31,5 mm. Otrzymuje się go w większości przypadków z bazaltu, granitu, a niekiedy także marmuru i dolomitu. Zwykle grys ma dość nieregularne kształty, które jednak najczęściej dają się wpisać w sześcian i powstaje podczas procesu granulacji, już po drugim kruszeniu. Wykorzystuje się do w drogownictwie i kolejnictwie na wszelkiego rodzaju podsypki, ale także do produkcji betonów oraz jako składnik mieszanek mineralno-asfaltowych, czyli warstw ścieralnych nawierzchni.

Kruszywa łamane są często używane do wykonywania warstw nośnych pod chodniki, podjazdy i drogi wewnętrzne wykonane zarówno z płyt betonowych, jak i kostki brukowej lub kamiennej. W wielu przypadkach są stosowane jako nawierzchnia ścieżek, chodników, a także materiał do utwardzania dróg dojazdowych i lokalnych oraz placów manewrowych. Kruszywa łamane są też wykorzystywane jako kamienie dekoracyjne – te pochodzące z jasnych wapieni często stosuje się jako materiał do wysypywania rabat i klombów pełniący podobną funkcję, jak o wiele mniej trwała kora, a zatem ograniczający przesuszanie gleby i odbijający od niej promienie słoneczne.