Bęben Los Angeles

Badanie odporności na rozdrabnianie kruszyw – Bęben Los Angeles

Kruszywa kamienne to podstawowy materiał stosowany w budownictwie drogowym. W związku z tym ma bardzo istotny wpływ na właściwości mieszanki. Sposób obróbki kruszywa wpływa na właściwości reologiczne mieszanek betonowych i mineralno-asfaltowych, natomiast pochodzenie i rodzaj skały wpływa na wytrzymałość. Kruszywo stosowane w nawierzchniach powinno charakteryzować się wysoką jakością, stałością cech fizycznych i jednorodnością uziarnienia. Dlatego bardzo ważne jest jego dokładne badanie w celu uzyskania maksymalnie pełnej informacji o jego właściwościach. Odpowiednio wyselekcjonowane kruszywa o określonych cechach stosowane są w produkcji mieszanek przeznaczonych do nawierzchni drogowych. Głównym zadaniem poszczególnych warstw konstrukcyjnych nawierzchni drogowej jest przejmowanie i właściwe rozkładnie obciążeń, wywołanych ruchem pojazdów, na podłoże. Z tego powodu parametry kruszywa, a zwłaszcza jego parametry fizyczne, mają bezpośredni wpływ na trwałość wykonanej nawierzchni drogowej.

Jednym z podstawowych parametrów kruszywa określającym jego właściwości mechaniczne jest odporność na rozdrabnianie. Badanie opisane zostało w normie PN-EN 1097-2:2010 – Badania mechanicznych i fizycznych właściwości kruszyw – Część 2: Metody oznaczania odporności na rozdrabnianie.

Norma ta wymienia dwie metody oznaczania odporności na rozdrabnianie kruszywa: metoda oznaczania  Los Angeles i metoda badania odporności na uderzenia. Obie metody są stosowane w różnych krajach zrzeszonych w CEN. Badanie metodą Los Angeles jest powszechniejsze i stosowane także w Polsce. Metoda oznaczania odporności na uderzenie jest natomiast powszechniej stosowana w Niemczech.

Parametry kruszywa uzyskane w toku tych badań świadczą o podatności kruszywa na rozkruszenie, do którego może dochodzić podczas produkcji mieszanki w otaczarce, podczas wałowania oraz pod obciążeniami eksploatacyjnymi.

Badanie odporności na rozdrabnianie kruszywa metodą oznaczania Los Angeles polega na obtoczeniu próbki kruszywa ze stalowymi kulami w bębnie Los Angeles, obracającym się ustaloną ilość cykli. Po zakończeniu cykli, ustala się pozostałość próbki analitycznej na sicie 1,6 mm. W prawidłowym przeprowadzeniu badania kruszywa w bębnie Los Angeles niezwykle istotne jest właściwe przygotowanie próbki analitycznej przeznaczonej do zbadania. Dla kruszywa o uziarnieniu 10/14 mm masa próbki powinna wynosić ≥ 15kg. Dodatkowe wymagania stawiane próbce analitycznej kruszywa to – zawartość kruszywa do 12,5mm 60-70%, lub – zawartość kruszywa do 11,2mm 30-40%. Aby uzyskać próbkę analityczną o wymaganym uziarnieniu należy przesiać próbkę laboratoryjną przez zestaw sit 10, 11,2 lub 12,5 oraz 14 mm, w celu wydzielenia dwóch frakcji 10/11,2 mm lub 10/12,5 i 11,2/14 mm lub 12,5/14. Następnie należy wymyć oddzielnie każdą frakcję zgodnie z PN-EN 933-1 oraz wysuszyć w temp. 110±5°C, aż do uzyskania stałej masy. W kolejnym kroku należy ochłodzić kruszywo i wymieszać frakcje. Dla uzyskania próbki analitycznej, należy pomniejszyć zmodyfikowaną próbkę kruszywa zgodnie z PN-EN 932-2. Masa próbki analitycznej powinna wynosić 5000g±5g. Tak przygotowana próbka analityczna może zostać poddana badaniu metodą Los Angeles. W bębnie Los Angeles umieszczamy stalowe kule i próbkę analityczną. Następnie należy wykonać 500 obrotów bębna, ze stałą prędkością w zakresie 31÷33 obr/min. W wyniku tego procesu ziarna kruszywa częściowo się rozdrobnią.  Po zakończeniu pełnego cyklu obrotów próbkę analityczną przesiewamy na mokro na sicie o oczku 1,6 mm, zgodnie z PN-EN 933-1. Kruszywo pozostałe na sicie 1,6 mm suszymy w temp. 110 ±5°C aż do uzyskania stałej masy. Wynikiem badania jest współczynnik LA (Los Angeles), obliczony według wzoru: LA = (5000 – m)/50

W zależności od współczynnika LA określa się klasę wytrzymałości betonu, dla której dane kruszywo może być zastosowane. Im niższy współczynnik LA, tym wyższa odporność kruszywa na rozdrobnienie i wyższa wytrzymałość betonu, w którym to kruszywo zostanie wykorzystane.