Poznanie informacji dotyczących użyteczności kruszyw wymaga przybliżenia sobie ich składu oraz pochodzenia. Zbadanie poszczególnych cech wymaga przeprowadzenia szczegółowych opisów opartych na metodach i klasyfikacjach przyjętych w petrografii zgodnie z obowiązującą normą. Więcej o tym, dlaczego wykonuje się opisy petrograficzne dla kruszyw, można przeczytać w poniższym wpisie.
Uproszczony opis petrograficzny
Obowiązującą normą do badania podstawowych właściwości kruszyw jest PN-EN 932-3, która dotyczy procedury i terminologii uproszczonego opisu petrograficznego. Norma uwzględnia jedynie kruszywa naturalne, piasek, żwir, kruszywa łamane i materiały wyjściowe. Zastosowanie opisanych w niej metod umożliwia poznanie podstawowych informacji o składnikach mineralnych i o tym, jaką funkcję pełnią w kruszywie. Nie są one jednak w stanie dokładnie ocenić kruszyw o specyficznych zastosowaniach. Jest to więc tylko pierwszy krok do przeprowadzania dalszych badań.
Rozpoznanie szkodliwych składników
Trwałość mieszanki w nawierzchniach i konstrukcjach inżynierskich zależy głównie od jakości kruszywa. Ocena składu mineralnego umożliwia zidentyfikowanie komponentów szkodliwych, które mają wpływ na przydatność danego kruszywa do zastosowania jako składnik betonu. Wymagane jest zminimalizowanie zagrożenia reakcji alkalia-kruszywo, która na świecie jest drugą po korozji stali zbrojeniowej przyczyną przedwczesnej destrukcji konstrukcji betonowych. Proces ten zachodzi przez reakcje wodorotlenków sodu i potasu w cieczy porowej betonu i reaktywną krzemionką w ziarnach kruszyw. Wstępne informacje z opisu petrograficznego mogą zadecydować o tym, czy kruszywo będzie skierowane do dalszych szczegółowych badań, czy zostanie odrzucone.
Wpływ opisu petrograficznego na kolejne badania
W 2000 r. metody badawcze oraz kryteria oceny występowania reakcji alkalicznych w betonie zostały ujednolicone do 5 procedur oceny reaktywności kruszyw rekomendowanych przez RILEM:
- AAR-1 – podstawowa metoda służąca do kwalifikacji oceny kruszywa pod względem reaktywności – badanie petrograficzne,
- AAR-2 – metoda badania próbek z zaprawy (metoda przyspieszona),
- AAR-3 – metoda badania mieszanek kruszywa na próbkach betonu w temperaturze 38oC,
- AAR-4 – przyspieszona metoda badania mieszanek kruszyw na próbkach betonu w temperaturze 60oC,
- AAR-5 – badanie kruszyw węglanowych.
Wstępną metodę podatności kruszyw na reakcję alkaliczną oraz sposoby jej zapobiegania można znaleźć w procedurze RILEM AAR-1, którą wykonuje się na cienkich szlifach. Obejmuje ona analizę petrograficzną jako wstępny etap oceny reaktywności kruszyw. Przeprowadzenie badania umożliwia stwierdzenie obecności składników potencjalnie reaktywnych, jak np. zdeformowanych form kwarcu, opalu, trydymitu, krystobalitu, szkliwa wulkanicznego oraz innych składników, które mogą być przyczyną podatności kruszywa na reakcję ASR lub ACR. Pod względem rodzaju i zawartości składników potencjalnie reaktywne kruszywo może być zaliczone do jednej z trzech kategorii:
- kategoria I – kruszywo niereaktywne,
- kategoria II – kruszywo potencjalnie reaktywne,
- kategoria III – kruszywo reaktywne.
Od tej kategoryzacji zależą dalsze działania dotyczące sprawdzenia przydatności kruszywa do betonu. Ze względu na zapobieganie szkodliwej reaktywności alkalicznej w betonie, kruszywa kwalifikuje się także pod względem właściwości na alkalia. Te kategorie to:
- E I – kruszywa niewymagające stosowania środków zapobiegawczych,
- E II – kruszywa mogące potrzebować środków zapobiegawczych,
- E III – kruszywa bezwzględnie wymagające środków zapobiegawczych.
Klasyfikacja odbywa się w drodze badania petrograficznego i przyporządkowania geograficznego złóż.
