Zúzott betonadalékanyagok kőzetfizikai tulajdonságai a szabályozásban

Átírás

1 Zúzott betonadalékanyagok kőzetfizikai tulajdonságai a szabályozásban Dr. Kausay Tibor Mérnökgeológia-Kőzetmechanika 2008 Konferencia Budapest, november 26. BME Építőanyagok és Mérnökgeológia Tanszék 1

2 Zúzott kőanyagok tulajdonságai Alapanyag tulajdonságok Termék tulajdonságok Kőzetek földtani alakja Ásványi összetétel Kémiai tulajdonságok Sűrűségi jellemzők Hidrotechnikai tulajdonságok Mechanikai tulajdonságok Időállóság Szemmegoszás Szemalak Érdesség 2

3 Mechanikai tulajdonságok Tulajdonképpeni szilárdság Los Angeles aprózódás Mikro-Deval aprózódás Deval aprózódás Keménység Ütőszilárdság Csiszolódási ellenállás Felületi kopás 3

4 Mállottság Fagyállóság Időállóság (tartósság) Magnézium-szulfátos kristályosítás Nátrium-szulfátos kristályosítás Hő- és hőlökésállóság Térfogatállandóság Bazalt napszúrása 4

5 Zúzott kőanyagok tulajdonságai Alapanyag tulajdonságok Kőzetek földtani alakja Ásványi összetétel Kémiai tulajdonságok Sűrűségi jellemzők Hidrotechnikai tulajdonságok Mechanikai tulajdonságok Időállóság Termék tulajdonságok Szemmegoszás Szemalak Érdesség KŐZETFIZIKAI TULAJDONSÁGOK Los Angeles aprózódás Mikro-Deval aprózódás Magnézium-szulfátos kristályosítás 5

6 A kőzetfizikai tulajdonság és a kőzetfizikai csoport a zúzottkő és zúzottkavics alaptulajdonságait jellemző fogalom, amely elsősorban a kőanyag termékminősítő erejű anyagtani tulajdonságainak kifejezője, és amelyet a termék is magán hordoz. 6

7 A kőzetfizikai csoport fogalmát 1970-ben szabványosították 7

8 MSZ 1992:1970 Zúzott kőtermékek 8

9 1970-ben jelent meg a KZ termék fogalma 9

10 1970 évi zúzottkő szabvány létrehozása, a kőzetfizikai csoport és a KZ termékek fogalmának megalkotása elsősorban dr. Kertész Pál (BME) és az őt támogató dr. Reznák László (KÖTUKI) érdeme, akik a kő szabványbizottság munkájában hosszú időn át meghatározó szerepet töltöttek be. 10

11 MSZ 1992: 1970 MSZ 18291: 1978 ÚT : 1998 MSZ : 2004 ÚT : 2006 Los Angeles X X X X X Deval, száraz X X Deval, vizes X X X Mikro-Deval, száraz Mikro-Deval, vizes X X X Kristályosítás, Na 2 SO 4 -oldat X X Kristályosítás, MgSO 4 -oldat X X X X X 11

12 Az MSZ EN 13043:2003, MSZ EN 12620:2006, MSZ EN 13242: európai kőanyaghalmaz szabványok a kőzetfizika, a kőzetfizikai csoportok a kőzetfizikai tulajdonságok fogalmát nem ismerik. Ettől a kőzetfizika természetes még diszciplína marad. Ezek az európai szabványok a Los Angeles aprózódást, a mikro-deval aprózódást és a magnézium-szulfátos kristályosítást a fizikai követelmények fejezetében tárgyalják. 12

13 Az MSZ EN (mikro-deval), MSZ EN (Los Angeles) és MSZ EN (szulfátos kristályosítás) európai vizsgálati szabvány mm szemnagysághatárú vizsgálati minták referencia vizsgálatát írja elő. 13

14 Az elfogadható, hogy a kőanyag előfordulás zúzottkő gyártási műre valóságának kutatása során a fúrási mag, illetve a darabos (tömbös, nyers-) kőzetminta anyagának kőzetfizikai csoportját mm-es minták referencia-vizsgálatával kell meghatározni. 14

15 A kőanyag minősége egy kőbányán, vagy annak egy részén belül sem azonos. Ezért évi egy-két bánya beli referencia vizsgálattal a leszállított termék kőzetfizikai tulajdonsága nem jellemezhető. 15

16 Az tehát nem fogadható el, hogy ha a vizsgálandó termék szemnagysága kívül esik az európai vizsgálati szabványokban szereplő mm-es vizsgálati referencia minta szemnagyság-határokon, akkor az építéshelyre leszállított termék kőzetfizikai tulajdonságait nem lehet megvizsgálni. 16

17 Márpedig a kőzetfizikai tulajdonságok meghatározásához az európai szabványok szerinti referencia vizsgálatok során szükséges mm szemnagysághatárú vizsgálati mintát a zúzottkő termékből a Z 0/22, Z 0/32, Z 0/45, Z 0/80 és Z 4/22 termékosztályú frakciók kivételével és s a zúzottkavics zzottkavics termékb kből a ZK 8/16 frakció kivételével törés vagy idegen szemekkel való keverés nélkül nem lehet előállítani. 17

18 Élni kell a lehetőséggel, hogy az MSZ EN (mikro-deval), MSZ EN (Los Angeles) és MSZ EN (magnézium-szulfátos kristályosítás) európai vizsgálati szabványok alternatív vizsgálat végzését is megengedik. 18

19 A kőzetfizikai tulajdonságok referencia és alternatív és vizsgálati módszere között az a különbség, hogy a referencia vizsgálat esetén a vizsgálati minta szemnagysága az európai vizsgálati szabványok szerint mm, az alternatív vizsgálat esetén pedig a zúzottkő vagy zúzottkavics termék (frakció) szemnagysága. Az alternatív vizsgálat alkalmazására azért van szükség, hogy a vevőnek módja legyen a kőzetfizikai tulajdonságot a leszállított termékből vett mintán ellenőrizni, és a zúzott kőanyag termék beépíthetősége felől dönteni. 19

20 Az MSZ :2004 betonszabvány, az azzal összhangban lévő ÚT : útügyi műszaki előírás és reményeink szerint az ÚT :20092:2009 betonadalékanyag útügyi műszaki előírás felfogásában, ha magát a tényleges zúzottkő vagy zúzottkavics terméket kívánjuk vizsgálni, akkor a kőzetfizikai vizsgálatokat megegyezés szerint alternatív vizsgálatként szabad, sőt kell elvégezni. Reményeinkben kissé csalatkozni kellett, mert az ÚT :2009 zúzott betonadalékanyag útügyi műszaki előírás csak lehetővé, és nem kötelezővé 20 teszi az alternatív vizsgálatot.

21 Az MSZ :2004 betonszabvány, az ÚT : és az ÚT : zúzott betonadalékanyag útügyi műszaki előírás felfogásában: a referencia vizsgálat a gyártó kezdeti típusvizsgálatának és üzemi ellenőrző vizsgálatának eszköze, a piacra kerülés feltétele (felőle MSZ EN 12620:2006, MSZ EN 13242:2003 stb. rendelkezik), az alternatív vizsgálat az átadás-átvételi átvételi eljárás eszköze, a beépíthetőség feltétele (felőle az MSZ :2004 és az ÚT :2009 stb. rendelkezik). 21

22 Az MSZ :2004 betonszabványban és az ÚT : zúzott kőanyagok útügyi műszaki előírásban kőzetfizikai alcsoportokat kellett létrehozni, hogy összhangban legyünk az új európai kőanyaghalmaz (adalékanyag) termékszabványokkal (MSZ EN 13043:2003 aszfaltadalékanyag, MSZ EN 12620:2006 betonadalékanyag, MSZ EN 13242:2003 kötőanyag nélküli és hidraulikus kötőanyagú kőanyaghalmazok). 22

23 Kőzetfizikai csoportok a Los Angeles aprózódás alapján a különböző szabványokban és előírásokban ÚT :1998 Útépítési zúzott kőanyagok AA BB CC DD Szabvány, illetve előírá MSZ :2004 Beton; ÚT :2005 Útépítési zúzottkő Kf-0 d/d-a ala15 Kf-A Kf-B Kf-C1 Kf-C2 Kf-D1 Kf-D MSZ EN 12620:2006 Betonadalékanyagok LA15 LA20 LA25 LA30 LA35 LA40 LA Los Angeles aprózódás, tömeg% 23

24 Kőzetfizikai csoportok a mikro-deval aprózódás alapján a különböző szabványokban és előírásokban ÚT :1998 Útépítési zúzott kőanyagok Szabvány illetve előírás AA BB CC DD MSZ :2004 Beton és ÚT :2006 Útépítési zúzottkövek Kf-0 d/d-a a MD10 Kf-A Kf-B Kf-C Kf-D MSZ EN és MSZ EN Beton és aszfalt adalékanyagok M DE 10 M DE 15 M DE 20 M DE 25 M DE Mikro-Deval aprózódás, tömeg% 24

25 Kőzetfizikai csoportok a magnézium-szulfátos kristályosítási aprózódás alapján a különböző szabványokban és előírásokban ÚT :1998 Útépítési zúzott kőanyagok Szabvány illetve előírás AA BB CC DD MSZ :2004 Beton és ÚT :2006 Útépítési zúzottkövek Kf-0 Kf-A Kf-B Kf-C1 Kf-C2 Kf-D1 Kf-D MSZ EN és MSZ EN Beton és aszfalt adalékanyagok MS 18 MS 25 MS Magnézium-szulfátos kristályosítási aprózódás, tömeg% 25

26 Az előző táblázatban látni lehet, hogy a magnézium-szulfátos kristályosítás legszigorúbb osztálya az európai szabványokban és az ezeket követő ÚT :2008 aszfaltadalékanyag előírásban a legfeljebb 18 tömegszázalék aprózódási veszteséget megengedő rendkívül laza MS 18 osztály, amelynek követelménye a magyar Kf-C1 kőzetfizikai csoport követelményének felel meg. Az MSZ :2004 betonszabvány hazai körülményeink között ennél indokoltan szigorúbb (korábban is alkalmazott) kőzetfizikai csoport követelményt is tartalmaz (Kf-0, Kf-A, Kf-B). Az új ÚT :2008 aszfaltadalékanyag útügyi műszaki előírás úgy rendelkezik, hogy a magnézium-szulfátos aprózódás vizsgálat mellett el kell végezni az európai fagyállóság vizsgálatot, de erre követelmény értéket az ÚME nem ad. 26

27 A kőanyaghalmazok fagyállóságát az európai szabványrendszerben az MSZ EN :2007 Kőanyaghalmazok termikus tulajdonságainak és időállóságának vizsgálata. 1. rész: A fagyállóság meghatározása című szabvány szerint kell vizsgálni. A módszer elve, hogy az adott szemnagyságú kőanyaghalmaz légköri nyomáson vízzel telített vizsgálati adagjait lezárt fedelű dobozban, desztillált vízzel borítva, 10 fagyás-olvadás-ciklusnak kell kitenni. Olvasztósó hatásának kitett zúzottkövek esetén a fagyasztó-közeg 1%-os nátrium-klorid oldat vagy telített karbamid oldat. Megjegyezzük, hogy a legnagyobb fagykárosodást nem az 1 %-os, hanem a 3 %-os nátriumklorid oldat okozza. Magyarországon az ország mérsékeltövi kontinentális 27 éghajlata mellett kevés a 10 fagyasztási ciklus.

28 Zúzottkövek alkalmazhatósága beton adalékanyagként Kf-0 d/d Kőzetfizikai csoportok alternatív-vizsgálatok esetén Kf-A d/d Kf-B d/d Kf- C1 d/d Kf-C d/d Kf- C2 d/d Kf- D1 d/d Kf-D d/d A zúzottkőbeton legnagyobb nyomószilárdsági osztálya, amelynek készítéséhez a zúzottkövet fel szabad használni ha a 4 mm feletti adalékanyag 100 tömeg%-a zúzottkő Kf- D2 d/d C80/95 C60/75 C40/50 C20/25 C16/20 C12/15 C8/10 ha a 4 mm feletti adalékanyag 30 tömeg%-a zúzottkő és 70 tömeg%-a kavics C100/115 C80/95 C50/60 C30/37 C25/30 C20/25 C16/20 28

29 Az MSZ :2004 betonszabvány és az új ÚT :2009 betonadalékanyag (ill. kőanyaghalmaz) útügyi műszaki előírás a termékek (frakciók) szemnagyság-határát illetően alkalmazkodik az MSZ EN 12620:2006, MSZ EN 13043:2003, MSZ EN 13242:2003, MSZ EN 13285:2003 stb. európai szabványokhoz, és az új ÚT :2008 útügyi műszaki előírásban is szereplő ún. alap + 1 kiegészítő szitasorozat -ot (benne a 5,6; 11,2; 22,4; 45 mm nyílású szitákkal) fogja használni. Ezt a frakciók alternatív kőzetfizikai vizsgálata mintájának szemnagyság-határaival is követni kell. 29

30 Los Angeles vizsgálat jellemzői alternatív vizsgálat esetén, ha a zúzott anyag frakció szemnagysághatára az alap + 1 kiegészítő szitasorozat szerinti Zúzottkő és zúzottkavics frakciók jele Vizsgálati szemnagyság mm Vizsgálati minta tömege g Golyók száma Összes golyó tömege g Összes fordulat száma KZ 2/ ± ± KZ és ZK 4/ ± ± KZ és ZK 8/ ± ± KZ 11/ ± ± KZ 16/ ± ± KZ 22/ ± ± NZ és ZK 0/ ± ± NZ és ZK 4/ ± ± NZ és ZK 11/ ± ± NZ 22/ ± ± NZ 32/ ± ±

31 Los Angeles vizsgálat jellemzői alternatív vizsgálat esetén, ha a zúzott anyag frakció szemnagysághatára az alap + 1 kiegészítő szitasorozat szerinti (A táblázat folytatása) Zúzottkő és zúzottkavics frakciók jele Vizsgálati szemnagyság mm Vizsgálati minta tömege g Golyók száma Összes golyó tömege g Összes fordulat száma ZK 8/16 8/11 11/16 ± ± Z 0/ ± ± Z 0/ ± ± Z 0/ ± ± Z 0/ ± ± Z 0/ ± ± Z 0/ ± ± Z 4/ ± ± Z 22/ ± ±

32 Mikro-Deval vizsgálat jellemzői alternatív vizsgálat esetén, ha a zúzottkő és zúzottkavics frakció szemnagysághatára az alap + 1 kiegészítő szitasorozat szerinti Zúzottkő és zúzottkavics frakciók jele Vizsgálati szemnagyság mm Golyók tömege dobonként g KZ 2/ ± 5 KZ és ZK 4/ ± 5 KZ és ZK 8/ ± 10 ZK 8/ % 5000 ± 10 KZ 11/ ± 10 NZ és Z és ZK 0/ ± 5 NZ és ZK 4/ ± 10 NZ és ZK 11/ ± 10 Z 0/ ± 5 Z 0/ ± 10 Z 0/ ± 10 Z 0/ ± 10 Z 0/ ± 10 Z 4/ ± 10 32

33 A közeljövőben az ÚT :2006 Útépítési zúzottkövek és zúzottkavicsok útügyi műszaki előírást az európai szabványokat követve három új előírás fogja felváltani. Az ÚT :2008 jelű útügyi műszaki előírás az aszfaltkeverékekhez és felületi bevonatokhoz használható zúzottkövekkel és zúzottkavicsokkal foglalkozik, az ÚT :2009 jelű útügyi műszaki előírás az útépítési és hídépítési betonok zúzott adalékanyagait szabályozza, az ÚT :2009 jelű útügyi műszaki előírás a kötőanyag nélküli és hidraulikus kötőanyagú útpályaszerkezeti alaprétegek készítéséhez szükséges zúzottkövekre és zúzottkavicsokra vonatkozó 33 követelményeit tárgyalja.

34 Utóirat Az ÚT :2008 Útépítési zúzottkövek és zúzottkavicsok. 1. rész: Kőanyaghalmazok utak, repülőterek és más közforgalmi területek aszfaltkeverékeihez és felületi bevonataihoz című útügyi műszaki előírást március 25-i keltezéssel kiadták. Ezzel az útépítési zúzottkövek egységes szemlélete és szabályozása az útügyi műszaki előírásokban megszűnt. Az ÚT :2008 aszfalt-adalékanyag útügyi műszaki előírásban megszüntették a kőzetfizikai csoportokat; kötelezővé tették a kőzetfizikai (fizikainak nevezik) tulajdonságok referencia-vizsgálatát; ezzel elvették a vevőtől (kivitelező, építtető, beruházó) a lehetőséget, hogy a leszállított termék kőzetfizikai tulajdonságait megvizsgálja és ellenőrizze; a magnézium-szulfátos kristályosítás követelményét 34 Magyarországon meg nem engedett mértékben lazították.

35 Az új ÚT :20092:2009 zúzott betonadalékanyag (ill. kőanyaghalmaz) útügyi műszaki előírás lényegében összhangban lesz az MSZ :2004 betonszabvány felfogásával, és feltételesen (előzetes megállapodás esetére) megtartja a kőzetfizikai csoportoknak, valamint a referencia és alternatív vizsgálati módszereknek a rendszerét, lehetővé teszi a termék kőzetfizikai tulajdonságainak meghatározását, amelyet a felelős beruházó meg is követel, és csak a felelőtlen kivitelező mulaszt el, alkalmazza a hazai gyakorlatban bevált és 35 szükséges követelményeket (pl. időállóság esetére).

36 !1+/1*1) " +/0-#+ $&%.#()2 #,3 36