Niemałym problemem na rynku kruszyw jest jakość. W przypadku piasku wymagania są bardzo istotne jeśli chodzi o wszelkie wtrącenia organiczne, nieorganiczne jak i odpowiednie uziarnienie, które pozwala zaoszczędzić inne składniki występujące w betonie na przykład, a może przede wszystkim – cement. Spełnienie wymagania odpowiedniego uziarnienia i czystości piasku nie jest zadaniem prostym, choćby ze względu na rozmiary ziaren piasku od 0mm do 2mm. Spośród frakcji zawartych w przedziale 0-2mm ciężko jest odseparować drobiny zanieczyszczeń, które swym ciężarem odpowiadają ciężarowi kruszywa. Natomiast nic nie jest niemożliwe. Stąd po rozmowach z inżynierami firm produkujących urządzenia do uszlachetniania piasku, udało się wybrać odpowiednią firmę, która dostarczyła urządzenia zgodne z naszymi oczekiwaniami. Urządzenia te mają za zadanie oczyścić piasek oraz umożliwić rozfrakcjonowanie piasku tak, by można było komponować z niego mieszanki piasku drobniejszego lub grubszego – odpowiedniego dla zastosowania u producentów betonu towarowego oraz drobnowymiarowych elementów betonowych. Oczekiwania odnośnie piasku są zwykle takie same lub bardzo zbieżne, a jako wzór do naśladowania podawany jest zwykle przykład piasku do betonów mostowych. Jest to kruszywo przede wszystkim czyste, wolne od wtrąceń obcych o ustalonych krzywych granicznych uziarnienia. Niestety naturalnie bardzo sporadycznie występuje piasek o takim uziarnieniu stąd pomysł, by piasek produkować poprzez łączenie wcześniej rozdzielonych frakcji w odpowiednich proporcjach.

Aby spełnić oczekiwania naszych klientów Kruszywa SKSM S.A. starają się inwestować w nowe technologie mające na celu:
– poprawę jakości piasku pod względem czystości, czy też wtrąceń zanieczyszczeń obcych, oraz
– poprawę jakości pod względem uziarnienia.

Poprawa jakości piasku pod względem udziału zanieczyszczeń obcych polega na zmniejszeniu udziału tych frakcji poprzez dostarczenie dodatkowej czystej wody do procesu uszlachetniania kruszyw, następnie zamontowanie odwadniaczy z większą linią przelewu wody dla lepszego odseparowania zanieczyszczeń, zamontowaniu osadzarek pulsacyjnych, które również są skutecznym narzędziem do walki z zanieczyszczeniami, oraz przesiewaczy odwadniających piasek, które to dodatkowo odseparowują brudną wodę od kruszywa. Poprawa jakości piasku pod względem uziarnienia polega na ograniczeniu strat drobnych frakcji piasku głównie w zakresie ziaren 0,0 – 0,25mm, które to frakcje mają znaczący wpływ na kompresję ziaren w mieszance betonowej. Frakcje te są pożądane w celu ograniczenia zużycia cementu, najbardziej cenotwórczego czynnika w przypadku produkcji wszelkiego rodzaju betonów. Zastosowanie wcześniej wspomnianych odwadniaczy, hydrocyklonów na odpływach wody, oraz zawracanie części wody popłucznej do zasilenia głowic zasypowych przesiewaczy, pozwoli zawrócić drobne wypłukiwane frakcje piasku z powrotem do kruszywa zwiększając ich procentowy udział, jak również oczyścić dodatkowo piasek z lekkich zanieczyszczeń takich jak: węgiel, korzenie, drewno itp.

Wszystkie te działania mają na celu zwiększyć udział frakcji drobnej 0,063-0,25mm w piasku wyjściowym oraz poprawić jakość pod względem udziału niechcianych zanieczyszczeń.

Jak dużym i znaczącym problemem jest samo uziarnienie mieszanki betonowej można wywnioskować z pracy zbiorowej Niderlandzkich naukowców, którzy jednoznacznie stwierdzają że przy odpowiednim doborze uziarnienia – kompresji ziaren mieszanki, można zaoszczędzić wodę, cement, a zyskać na wytrzymałości i innych właściwościach betonu skurcz czy też pełzanie.

„Eksperymenty przeprowadzane przez uczonych od początków XIX wieku na całym świecie na betonie wskazują na sposób, w jaki efektywna metoda kompresji ziaren może przyczynić się do zmniejszenia ilości cementu w betonie.
Poprzez zastosowanie technologii kompresji ziaren w mieszance możliwe jest zaprojektowanie składu, w którym udział cementu może zostać zredukowany nawet o ponad 50% a emisja CO2 o 25%.
Metoda optymalizacji kompresji cząsteczek polega na doborze właściwej gradacji i ilości różnych ziaren. Ziarna powinny być dobrane tak, aby wypełnić przestrzeń pomiędzy większymi cząstkami, a przez to zwiększyć gęstość kompresji cząsteczek. Definicja gęstości kompresji cząsteczek stanowi objętość cząstek stałych w jednostce objętości.
Krzywa opisana przez Fullera będącego autorem słynnej krzywej Fullera [Fuller and Thompson, 1907] powinna odzwierciedlać gradację przy najwyższej gęstości w oparciu o założenie autora, zgodnie z którym gradacja zapewniająca najwyższe zagęszczenie kruszywa niekoniecznie oznacza najwyższą gęstość w powiązaniu z wodą i cementem ze względu na sposób, w jaki mniejsze cząsteczki cementu wypełniają mniejsze pory.
Wyższe gęstości pakowania pozostawiają mniej miejsca do wypełnienia przestrzeni wodą, co ogranicza zapotrzebowanie na wodę i zwiększa wytrzymałość mieszanek betonowych. Z pomocą struktury pakowania ilość wody w rzeczywistej mieszance oraz współczynnika rozmieszczenia cementu możliwe jest przewidzenie wytrzymałości betonu.

W oparciu o eksperymenty na betonie ekologicznym przedstawiono sposób, w jaki technologia kompresji ziaren może pozwolić na obniżenie zawartości cementu bez negatywnego wpływu na właściwości użytkowe.
Trzy mieszanki ekologiczne zostały stworzone przy użyciu popiołów lotnych, proszku kwarcowego i popiołu osadowego ze spalarni odpadów, pozwalając na zmniejszenie zużycia cementu portlandzkiego o 57% i zmniejszenie emisji CO2 o 25% [Fennis, 2011]. Z pomocą cyklicznej metody projektowej wszelkie mieszanki ekologiczne osiągnęły co najmniej ich przewidywaną wytrzymałość projektową. Mieszanki zbadano pod względem wytrzymałości na ściskanie i napinanie, współczynnika elastyczności, kurczenia, pełzania i oporności elektrycznej. Wyniki potwierdziły, że relacje pomiędzy wytrzymałością kostki na ściskanie i rozerwanie, a także moduł elastyczności, odpowiadają parametrom normalnego betonu. Poza tym optymalizacja kompresji poskutkowała usztywnieniem i wzmocnieniem struktury ziaren, co miało pozytywny wpływ na właściwości betonu takie jak kurczenie i pełzanie. Niemniej jednak takie cechy jak kurczenie, pełzanie i opór elektryczny mogą ulec istotnej zmianie na skutek zmiany składu mineralogicznego wypełniacza i środków wiążących.
Testy oporności elektrycznej na tych mieszankach ekologicznych wykazały, że zwiększona gęstość kompresji i zmniejszone zużycie wody prowadzi ostatecznie do gęstszej mikrostruktury betonu. Program empiryczny wykazał, że istnieje możliwość wytwarzania betonu ekologicznego o 50% oszczędności zużycia cementu dzięki technologii kompresji ziaren w ramach optymalizacji mieszanki betonu”

Cały artykuł na stronie: sksm.com.pl