Maltoviny a kamenivo

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ
FAKULTA STAVEBNÍ
Prof. Ing. Jiří Adámek, CSc.
a kolektiv
STAVEBNÍ LÁTKY
MODUL BI01-M02
MALTOVINY A KAMENIVO



STUDIJNÍ OPORY
PRO STUDIJNÍ PROGRAMY S KOMBINOVANOU FORMOU STUDIA

































Jazyková korektura nebyla provedena, za jazykovou stránku zodpovídá autor.

© Ing. Petr Cikrle, Ph.D.
Ing. Lubomír Vítek
Stavební látky

- 3 (42) -
OBSAH
1 ÚVOD .........................................................................................................6
1.1 Cíle ......................................................................................................6
1.2 Požadované znalosti ............................................................................6
1.3 Doba potřebná ke studiu......................................................................6
1.4 Klíčová slova.......................................................................................6
2 STAVEBNÍ KÁMEN A KAMENIVO.......................................................7
2.1 Úvod....................................................................................................7
2.2 Stavební kámen ...................................................................................7
2.2.1 Základní vlastnosti stavebního kamene.......................................7
2.2.2 Rozdělení stavebního kamene.....................................................8
2.3 Kamenivo ............................................................................................9
2.3.1 Rozdělení kameniva do betonu podle ČSN EN 12620 ...............9
2.3.2 Vlastnosti hutných kameniv......................................................11
2.3.3 Vlastnosti pórovitých kameniv..................................................12
2.3.4 Vlastnosti těžkých kameniv ......................................................13
2.4 Autotest .............................................................................................14
2.5 Závěr..................................................................................................14
2.6 Klíč....................................................................................................15
2.6.1 Ke kontrolním otázkám.............................................................15
2.6.2 Ke korespondenčnímu úkolu.....................................................15
3 MALTOVINY A MALTY........................................................................16
3.1 ÚVOD ...............................................................................................16
3.2 Cíl......................................................................................................16
3.3 POJIVA VZDUŠNÁ.........................................................................17
3.3.1 Sádra a sádrová pojiva...............................................................17
3.3.2 Vzdušné vápno ..........................................................................21
3.4 POJIVA HYDRAULICKÁ...............................................................23
3.4.1 Hydraulické vápno (ČSN 72 2250)...........................................24
3.4.2 Portlandský cement (ČSN EN 197-1) ....................................25
3.4.3 Cementy speciální .....................................................................32
3.5 MALTY.............................................................................................34
3.5.1 Malty pro stavební účely...........................................................34
3.5.2 Druhy a použití malt..................................................................36


- 4 (42) -

3.6 Kontrolní otázky ............................................................................... 39
3.7 Korespondenční úkol........................................................................ 39
3.8 Autotest............................................................................................. 39
3.9 Klíč ................................................................................................... 40
3.10 Závěr................................................................................................. 41
3.10.1 Shrnutí ...................................................................................... 41
3.11 Studijní prameny............................................................................... 42
3.11.1 Seznam použité literatury ......................................................... 42
3.11.2 Seznam doplňkové studijní literatury ....................................... 42



- 6 (42) -

1 ÚVOD
1.1 Cíle
Předkládaná učební pomůcka je určena studentům prezenčního a kombinova-
ného studia v prvních ročnících pobytu na stavební fakultě. Získané znalosti se
stanou nezbytnými vstupy při studiu odborných předmětů všech směrů ve vyš-
ších ročnících.
Nezbytným doplňkem těchto textů jsou kontrolní otázky, korespondenční úkol,
autotest s klíčem ke kontrolním otázkám a korespondenčnímu úkolu, doporu-
čená studijní literatura a seznam norem.
V této části studijního textu se seznámíte se základními informacemi o malto-
vinách a kamenivu.
1.2 Požadované znalosti
Pro porozumění studijního textu jsou nezbytné znalosti středoškolské fyziky a
základní laický přehled o problematice. Základní údaje jsou v úvodu studijního
textu zopakovány a vysvětleny.
1.3 Doba potřebná ke studiu
Doba studia závisí na znalostech čtenáře, obecně se dá říci, že na studium to-
hoto studijního textu 12 až 18 hod. studia.
1.4 Klíčová slova
Stavební kámen, kamenivo, maltoviny, malty, pojiva, vápno, sádra, cement.






Stavební látky

- 7 (42) -

2 STAVEBNÍ KÁMEN A KAMENIVO
2.1 Úvod
Přírodní kámen se již v dávných dobách stal jedním z hlavních stavebních ma-
teriálů pro své nenahraditelné vlastnosti, které umožnily kamenným stavbám
překonat věky. Zdrojem kamene je zemská kůra, která obsahuje horninové ne-
rosty. Z oceňovaných vlastností jde především o jeho pevnost, hutnost, odol-
nost proti vlivům povětrnosti a ohni. Dá se velmi dobře opracovávat do poža-
dovaného tvaru. Z nevýhod je třeba upozornit na jeho vysokou hmotnost a
omezenou možnost jej strojově opracovávat. Přechází se proto na využívání
rozdrceného kamene na menší zrna - kameniva. Některé nerosty jsou základní
surovinou pro výrobu dalších staviv (vápenec, dolomit a pod.). V tabulce 2.1 je
uveden přehled hornin využívaných pro výrobu kamenických výrobků a kame-
niva s uvedením jejich základních vlastností.
2.2 Stavební kámen
2.2.1 Základní vlastnosti stavebního kamene
Stavební kámen pro zdivo a stavební účely se vyrábí a dodává ve třech třídách
jakosti:
I. třída: pevnost v tlaku R
c, min
= 110 MPa
hmotnostní nasákavost n
max
= 1,5 
II. třída: pevnost v tlaku R
c, min
= 80 MPa
hmotnostní nasákavost n
max
= 3,0 
III. třída: pevnost v tlaku R
c, min
= 40 MPa
hmotnostní nasákavost n
max
= 5,0 

Tabulka 2.1 Přehled běžných hornin a jejich vlastností, používaných ve staveb-
nictví
Horniny obj. hmotnost nasákavost pevnost za sucha
Skupina znak druh ρ
v
kg.m
-3

min. max.
n
m
%
max. min.
tlak F
c
min. max.
ohyb F
r

min. max.
Vyvřelé
hlubinné
světlé granit
granodiorit
syenit
2800
2500 2900
2900
0,2
0,7 0,2
0,2
230
90 200
200
18
6 15
tmavé diorit
gabro
2800 3000
3000
0,7 0,1
0,1
90 200
200
6 14
Výlevné hutné andezit 2500 2800 5,5 0,2 80 200 6 15
pórovité trachyt
ryolit
2000 2600
1600 2300
3,0 0,5
9,0 2,0
80 180
60 120
7 12
5 9
Sedimenty hutné pískovec 2500 2700 5,0 0,7 40 200 5 10

- 8 (42) -

Plastické pórovité pískovec
opuka
1800 2600
2500
15,0 3,0 15 100 2 4
4
břidličnaté jílovitá 2500 2800 2,0 0,3 - - 25 35
Karbonáty pórovité vápenec
travertin
2300 2500
2400
4,0 1,5
1,6
30 100
100
5 8
8
hutné vápenec 2600 2800 0,8 0,3 40 200 4 12
Přeměnné karbonáty mramor 2600 2800 0,8 0,2 40 200 4 15
silikátové serpentinit
ruly
granulit
2600
2500 3000
3000
0,3
1,0 0,2
0,3
250
60 150
150
15
6 12
12
břidlice fylit 2600 2900 1,5 0,2 - - - 150

2.2.2 Rozdělení stavebního kamene
Kámen pro zdivo a stavební účely se dělí na tyto druhy:
• lomový kámen - výrobky z přírodního kamene dané velikosti neupra-
veného tvaru,
• kopáky - výrobky z přírodního kamene dané velikosti a tvaru přibliž-
ného rovnoběžnostěnu, pro klenby přiměřeně klínovitého, vyrobené
lámáním a hrubým kamenickým opracováním,
• haklíky - z přírodního kamene dané velikosti do tvaru hranolu s čtver-
covou nebo obdélníkovou lícní plochou, určené jen pro obkladové zdi-
vo,
• kvádry - výrobky z přírodního kamene různých tvarů a rozměrů s růz-
nou povrchovou úpravou.
Dlažební kámen a silniční prvky se dělí na:
• dlažební kostky - velké, drobné, mozaikové,
• dlažební a obkladové desky - řezané,
• chodníkové obrubníky a krajníky.
Další využití kamene je v kamenných obkladech fasád, schodišť, parapetu oken
a v řemínkových obkladech sloužících k obkládání zvlášť význačných archi-
tektonických prvků. Pro reprezentační budovy se používají schodišťové stupně,
používá se i štípaná kamenná krytina.

Kontrolní otázky
1) Jaké jsou minimální pevnosti v tlaku pro různé jakostní třídy kame-
ne?
2) V jakých mezích se pohybuje hmotnostní nasákavost žuly a hutného
pískovce?
3) Jaké jsou základní druhy kamene pro zdivo?



Stavební látky

- 9 (42) -


2.3 Kamenivo
Kamenivo je zrnitý materiál používaný ve stavebnictví.
2.3.1 Rozdělení kameniva do betonu podle ČSN EN 12620
V současné době dochází ke změně přístupu ke kamenivu z hlediska evrop-
ských norem. Už se nehovoří o kamenivu obecně, ale zvlášť podle způsobu
užití kameniva ve stavebnictví. V dalším textu bude podrobně rozebráno ka-
menivo do betonu. Na kamenivo do malt, pro štěrková lože či do obalovaných
směsí jsou přirozeně kladeny poněkud odlišné požadavky.
Kamenivo se třídí podle původu:
• Přírodní
• Umělé
• Recyklované (již dříve použité v konstrukci).
Přírodní kamenivo se třídí podle vzniku a zrnitosti na:
• drcené - kamenivo získané drcením přírodního kamene
o drobné - zrno do 4 mm včetně,
o hrubé - zrno nad 2 mm, omezené velikostí horního síta (frakce
0/4 mm spadá do drobného kameniva, ale frakce 2/4 mm již do
hrubého kameniva),
o štěrkodrť - směs drceného drobného a hrubého kameniva;
o filler (kamenná moučka) - jemná zrna získaná postupným
zdrobňováním kameniva po předchozím odloučení škodlivých
složek, propadající horním kontrolním sítem;
• těžené - kamenivo se zaoblenými zrny získané těžením přírodní roz-
padlé horniny
o drobné - zaoblená zrna jež propadnou kontrolním sítem 4 mm,
o hrubé - zaoblená zrna 4 - 125 mm,
o štěrkopísek - přírodní směs běžného drobného a hrubého ka-
meniva omezená horním kontrolním sítem; směs může být i
záměrně smíchána;
• těžené předdrcené - kamenivo získané drcením zrn těženého kameniva
nad 2 mm s podílem drcených zrn nad 40% hmotnosti
o drobné - zrno do 4 mm včetně,
o hrubé - zrno nad 2 mm,

- 10 (42) -

o předdrcený štěrkopísek - směs přírodního předdrceného těže-
ného drobného a hrubého kameniva s podílem předrcených zrn
nad 2 mm nad 40% hmotnosti.

Kamenivo se třídí podle velikosti největších zrn na:
• jemné - do 0,063 mm, kamenná moučka
• drobné - do 4 mm včetně,
• hrubé - od 2 (dolní síto) do 63 mm,

Zrnitost je poměrná procentuální skladba zrn kameniva podle propadu
specifikovanou sadou sít

Frakcí se rozumí označení kameniva podle velikosti dolního (d) a horní-
ho (D) síta.

Jinými slovy, frakce je souhrn různě velkých zrn kameniva v rozmezí dvou
kontrolních sít s čtvercovými otvory, zadržených dolním kontrolním sítem (s
menšími otvory), propadajících však horním kontrolním sítem (s většími otvo-
ry). Kamenivo musí být označeno frakcí s použitím výrazu d/D (kromě filleru).
Základní řada sít má velikost čtvercových otvorů 63, 31,5 (32), 16, 8, 4, 2, 1,
0,5, 0,25, 0,125 a 0,063 mm, může být doplněna ještě síty z doplňkové řady.
Tato síta mají velikost otvorů 45, 22,4 (22), 11,2 (11) a 5,6 (5) mm. Číslo uve-
dená v závorkách se mohou použít jako zjednodušené označení frakce kameni-
va.
Mezi příklady frakcí patří 0/2, 0/4, 4/8, 4/16, 8/16, 8/22, 11/22, apod.

Umělá kameniva používaná převážně jako plniva do betonů lze rozdělit:
• průmyslové odpady - škvára, popílky, struska, cihelná drť a pod.,
• upravené odpady - sbalkované popílky, strusková pemza, agloporit,
• průmyslově vyráběná - keramzit, kavitit, perlit, vermikulit, expandit,
experlit a další expandované horniny.
Z uvedeného rozdělení je zřejmé, že se vesměs jedná o druhotné zpracování
průmyslových odpadů.
Poměrně nevýznamnou složkou používaných kameniv jsou přírodní lehká
kameniva. Patří sem vulkanické tufy a tufity, lehká láva, přírodní pemza, vá-
penné tufy, spongility a křemelina. Betony z nich vyráběné se převážně použí-
vají jako izolační nebo výplňové.

Stavební látky

- 11 (42) -

Kamenivo se třídí podle objemové hmotnosti na:
• hutné - kamenivo o objemové hmotnosti větší než 2000 kgm
-3

• pórovité - kamenivo o objemové hmotnosti 2000 kgm
-3
a menší,
• těžké - kamenivo o objemové hmotnosti větší než 3000 kgm
-3
.
2.3.2 Vlastnosti hutných kameniv
Vlastnosti hutných kameniv jsou dány jednak jejich původem (chemické a mi-
neralogické složení, obsah škodlivin), jednak ovlivněné způsobem výroby (ci-
zorodé částice, nadsítné, podsítné, tvarový index a pod.).
• Objemová hmotnost je poměrně stálá v rozmezí 2400-2600 kgm-3.
• Sypné hmotnosti závisí již na tvaru zrn, jejich velikosti i intenzity se-
třesení. Pohybují se u volně sypaných od 1300 do 1600 kgm-3, u setře-
sených od 1400 do 1800 kgm-3.
• Zrnitost kameniva ovlivňuje následnou spotřebu cementového pojiva
při výrobě betonu. Nejvhodnější jsou úzké frakce kameniva, z nichž lze
vyskládat nejvhodnější křivku zrnitosti nebo v případě široké frakce se
požaduje rovnoměrné rozdělení všech zrn ve frakci. Křivka zrnitosti vy-
jadřuje skladbu zrn zkoušeného kameniva vyjádřenou v procentech zů-
statků nebo propadů na jednotlivých normových sítech.
• Tvarový index zrn je poměr největšího k nejmenšímu rozměru zrna
kameniva. Nevhodná jsou ta zrna, jejichž tvarový index je větší než 3:1.
• Pórovitost hutného kameniva je velmi malá a pohybuje se obvykle do
0,5%. Tím je dána i velmi malá nasákavost hutného kameniva. Vzhle-
dem k minimální pórovitosti hutného kameniva je i hustota kameniva
velmi blízká jeho objemové hmotnosti.
• Odplavitelné částice jsou zrna kameniva menší než 0,05 mm. Tato zr-
na mají vzhledem ke své jemnosti vysoký měrný povrch, který při pou-
žití těchto částic např. při výrobě betonu vyžaduje více pojivového tme-
le k obalení jemných zrn a jejich spojení.
• Mrazuvzdornost je důležitou vlastností kameniv, které může být po
zabudování vystaveno ve vlhkém nebo mokrém stavu zmrazovacím
cyklům. Posuzuje se změnou zrnitosti a úbytkem hmotnosti po 25
zmrazovacích cyklech v nasáklém stavu.
• Trvanlivost se posuzuje podle zkoušky obdobné zmrazování. Zmrazo-
vací cykly jsou nahrazeny krystalizací roztoku síranu sodného, kterým
bylo kamenivo nasyceno. Obě zkoušky, jak mrazuvzdornosti tak trvan-
livosti vypovídají o odolnosti kameniva povětrnostním vlivům na expo-
novaných stavbách.
• Cizorodé částice u kamene jsou téměř nepřípustné, připouští se nejvíce
0,3%. Jedná se především o znečištění kameniva např. úlomky dřeva, a
pod.
• Humusovitost - vyjadřuje znečištění kameniva látkami organického
původu. Na kamenivo se působí roztokem hydroxidu sodného nebo

- 12 (42) -

draselného. Přítomnost huminosních látek, které mají kyselou reakci
způsobí zabarvení roztoku těchto hydroxidů do žluta až do hněda. Pro
posouzení se připraví etalon s čistým kamenivem.
• Objemová stálost se vyžaduje pro používaná kameniva především při
jeho použití do betonu.
2.3.3 Vlastnosti pórovitých kameniv
Vlastnosti přírodních i umělých pórovitých kameniv se podstatně liší od kame-
niv hutných. Z praktických důvodů budou dále popsány vlastnosti nejdůležitěj-
ších a v praxi nejpoužívanějších pórovitých kameniv. Jedná se o popílek, škvá-
ru, expandovaný perlit a keramzit, struskovou pemzu a agloporit. Vznik pórové
struktury, která je pro uvedené druhy lehkých kameniv typická je způsoben
různými postupy.
• Škvára je popelovina, vzniklá spalováním kusového tuhého paliva. Ob-
sahuje určité množství nespáleného paliva, která jsou objemově nestálá
a snižují odolnost vůči mrazu a vlhkosti. Pórová struktura vznikla vypá-
lením spalitelných částí hnědého nebo černého uhlí v jednotce objemu.
V současné době se její používání omezuje, protože většina škvár obsa-
huje sloučeniny síry a v některých případech byla zjištěna i poměrně
silná radioaktivita.
• Popílek vzniká spalováním práškového paliva v elektrárnách a teplár-
nách. Popílky, vzhledem k jejich velikosti od 0,001 do 0,1 mm, lze jen
těžko zařadit mezi kamenivo. Ale především hrubé popílky od 0,01 do
0,1 mm i jemné (0,01 mm a méně) tzv. létavé popílky z elektrostatic-
kých filtrů se používají v řadě odvětví ve stavebnictví. Přidávají se do
cementu, jako plnivo do pórobetonů (část V.3 ), do zásypů a násypů, do
stabilizačních vrstev vozovek, přidávají se do betonů pro zlepšení zpra-
covatelnosti a dalších vlastností, dál se používají při výrobě cihel a dů-
ležité je i jejich využití k výrobě pórovitých kameniv, především aglo-
poritů.
• Expandovaný perlit se vyrábí z přírodních hornin perlitů jejich expan-
dací (8 až 16 x větší objem). Vznikají velmi jemná (do 2 mm) a lehká,
nadýmaná zrna vhodná především pro výrobu lehkých malt. Objemová
hmotnost se pohybuje v rozmezí 250 až 350 kgm
-3
, λ = 0,05 Wm
-1
K
-1
.
• Keramzit se vyrábí z cypřišových jílů a jílovců ve Vintířově u Karlo-
vých Var. Tyto jílovce tvoří skrývku povrchového uhelného dolu. Po
homogenizaci základní suroviny se ve šnekovém lisu tvarují válečky,
které se řežou a zakulacují. Tento materiál se dávkuje do rotační pece,
kde se při teplotě kolem 1100 až 1200 °C vypaluje. V průběhu postup-
ného nárůstu teploty se uvolňuje voda a vyhoří zbytky uhlí za součas-
ného uvolňování plynů vznikajících rozkladem vápenců v surovině.
Povrch zrna se vlivem oxidů železa, hořčíku a vápníku za postupného
slinutí uzavře a brání úniku vzniklých plynů ze zrn keramzitu. Vlivem
uzavřených plynů se zrno zvětšuje, expanduje. Při dalším pohybu šik-
mou pecí zrna keramzitu chladnou, třídí se na frakce a uskladňují v si-
lech. Zrno keramzitu je světle hnědé, povrch má téměř slinutý a řez zr-
nem je šedý, značně pórovitý. Tento keramzit vyráběný firmou LIA-
Stavební látky

- 13 (42) -

POR CS ve Vintířově se dodává ve frakcích 0 - 4 mm, 4 - 8 mm, 8 - 16
mm a