Analiza mechaniczna kruszywa

Podstawowym kruszywem do wyrobu betonów są frakcje pyłowo-piaskowe, piaski i żwiry. Do analizy mechanicznej kruszywa używane są w Polsce następujące sita: o oczkach okrągłych o średnicy: 80, 40, 20, 10 mm, o oczkach kwadratowych o boku: 4, 2, 1, 0,5, 0,25, 0,125 mm (program uprawnienia budowlane na komputer).
Wszystkie frakcje kruszyw można podzielić na pięć kategorii: pyły, frakcje pyłowo-piaskowe, piaski, żwiry i otoczaki. Pyły dopuszczalne są w ilościach ograniczonych do 3°/o, natomiast otoczaki drobne i grube, tzn. ziarna o średnicy większej od 40 mm, używane są jedynie w warunkach specjalnych kiedy wymiary konstrukcji oraz ilość zbrojenia na to pozwalają. Otoczaki 40/80, 80/160, 160/320 mm mogą być dodawane niezależnie od składu zasadniczej mieszanki betonowej jako wypełniacze kamienne w ilości 15-30% zależnie od rodzaju i wymiarów elementów konstrukcji. W ten sposób dochodzi się do ilości trzynastu frakcji, z których pierwszych dziesięć stanowi podstawowe składniki kruszyw do betonów konstrukcyjnych. Frakcje zapisuje się symbolem gdzie indeks i oznacza kolejną numerację od 1 do 13. Zestawienie frakcji i sit znormalizowanych podaje Bukowski w pracy (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Różne kraje posługują się różnymi rodzajami sit. Komplety sit kruszywowych różnych państw podane są również w pracy.
Na podstawie badań Fereta odpowiednikiem otworu kwadratowego w sicie tkanym o boku d jest otwór kołowy sita perforowanego o średnicy 1,25 d. Zasadę tę przyjęto niemal we wszystkich krajach.

Istnieją dwa sposoby przedstawienia krzywej przesiewu:
a) Na osi odciętych odmierza się wymiary otworów sit w skali liniowej. Poszczególne frakcje kruszywa są wówczas proporcjonalne do wymiarów liniowych odciętych na wykresie.
b) Na osi odciętych wielkości otworów sit wyraża się w skali logarytmicznej (uprawnienia budowlane).

Pierwszy sposób przedstawienia krzywej przesiewu lepiej obrazuje dane uziarnienia, jednak jest niewygodny, ponieważ zajmuje znacznie więcej miejsca (wykres wypada bardzo długi), zwłaszcza gdy ma objąć wszystkie 10 trakcji. Obraz granicznych krzywych przesiewu wg PN-63/B-06250 wyrażony w obu postaciach. Krzywe dotyczą przypadków, kiedy do betonu używane są żwiry do frakcji, tj. o ziarnach do 40 mm, krzywe odnoszą się do kruszyw obejmujących frakcje do g, tj. o ziarnach do wielkości 20 mm. Zakreskowane pola wskazują obszar najlepszego uziarnienia (program egzamin ustny).

Krzywe przesiewu

Krzywe przesiewu kruszyw przeznaczonych do betonów powinny znajdować się zatem w obszarze zakreskowanym. Charakterystyka granulometryczna kruszywa jedynie za pomocą krzywej przesiewu ma dwie wady: po pierwsze nie daje porównywalnej oceny dwóch różnych kruszyw o krzywych wzajemnie przecinających się, po drugie nie precyzuje warunku szczelności, któremu powinno odpowiadać właściwie uziarnione kruszywo przeznaczone do wyrobu betonów (opinie o programie). To ostatnie kryterium w normie polskiej jest określone dodatkowo, a mianowicie ilość próżni w stosie okruchowym silnie ubitym nie powinna przekraczać 25% dla betonów o wytrzymałości do 400 kG/cm2.

Na ogół jednak kruszywa o uziarnieniu scharakteryzowanym krzywą przesiewu, mieszczącą się między krzywymi granicznymi, odpowiadają określonemu przez normę warunkowi szczelności. Badanie uziarnienia kruszyw i wykreślenie krzywej przesiewu odbywa się wg następujących kolejnych czynności:
- wysuszenie 5-10 kG kruszywa do stałej wagi w temperaturze do 105 ± 2°C,
- odważenie wysuszonego kruszywa w ilości 4-5 kG z dokładnością do 1 G (segregator aktów prawnych),
- przesianie wysuszonego i odważonego kruszywa przez komplet sit, począwszy od sita o największych otworach,
- zważenie pozostałości na każdym sicie z dokładnością do 1 G (pozostałości te nazywane są frakcjami),
- określenie procentów pozostałości na sitach w stosunku do wagi próbki pobranej do badania,
- obliczenie rzędnych do wykresu krzywej uziarnienia (promocja 3 w 1). Rzędne te są procentowym wyrażeniem wagowej ilości kruszywa, jakie przeszło przez poszczególne sita, w stosunku do całego ciężaru pobranej próbki,
- sporządzenie wykresu krzywej przesiewu.