Kergkruusa materjaliomadused

Leca® kergkruus on kerge, vastupidav ja soojustav kergtäitematerjal, mis oma struktuurilt ja mehaanilistelt omadustelt on purdmaterjali tüüpi. Väikese massi tõttu on kergkruusa ehitusobjektil lihtne käsitseda ja seda saab transportida ka raskesti ligipääsetavatesse kohtadesse. Pinnase ja geotehnilisteks töödeks tarvitatava Leca kergkruusa kuivpuistetihedus on 15–20% tavaliste täitematerjalide puistetihedusest.

Leca kergkruusa mehaanilised omadused tulenevad selle fraktsioonist ja paisumisastmest - mahumassist. Väiksemad graanulid on üldiselt pisut raskemad ja tugevamad kui suured. Leca kergkruusa geotehnilised ja muud omadused on esitatud tabelites allpool. Kergkruusa materjaliomadused teevad sellest praktiliselt ideaalse toote erinevatesse geotehnilistesse lahendustesse.

Kõikidel Leca kergkruusatoodetel on CE-märgis ja toodete standardikohased toimivusdeklaratsioonid on esitatud sellel lehel.

Leca 10–20 mm kergkruusa geotehnilised omadused

Fraktsioon		10–20 mm (EN 933-1)
Ala-/ülesuurus		< 15 / < 10 massi% (EN 933-1)
Tihedus (puistekuivalt)		300 (±15%) kg/m³ (EN 1097-3)
Mahukaal		puistekuiv: 3,0 kN/m³ kuiv (w max = 30 massi%)(1): 4,0 kN/m³ ajutiselt vee all: 6,0 kN/m³ püsivalt vee all: 10,0 kN/m³ üleslükkejõu arvutustes: 3,0 kN/m³ (EN 1097-3)
Sisehõõrdenurk		33–40° tihendamata: 34° tihendatult: 37° (kolmeteljekatse, EN 15732, lisa A)
Soojusjuhtivustegur		vahemik: 0,10–0,17 erisoojusjuhtivus: 0,15 W/mK (EN 15732:2012)
Elastsusmoodul (kandevõime arvutus)		50 MPa ⁽²⁾ (erielastsusmoodul, kandevõime katsetest tagasi arvutatud)
Isolatsiooniomaduste vastavus, ai ⁽³⁾		4
Filtratsioonimoodul		10^-3–10^-1 m/s

(1) Alati veepinnast kõrgemal.
(2) Olenevalt koormusolukorrast.
(3) Kergkruusa isolatsiooniomaduste vastavus (ai) 0,7 m sügavusel,
kuivtihedus ≤ 400 kg/m³, (0,15 m kuivatuskihi peal). Võrdlusmaterjaliks on liiv (ai = 1). Rasketes oludes võib soojusjuhtivus olla suurem.

Leca 10–20 mm kergkruusa tehnilised omadused

Veeimavus		24 tundi: < 20 massi% 28 päeva: < 30 massi% 300 päeva: < 60 massi% (EN 1097-6)
Purunevus		> 0,7 MPa (EN 13055)
Survetugevus ja koormus		2% vajumi korral CS (2) 400 kPa 10 % vajumi korral CS (10) 750 kPa (EN 15732, lisa C)
pH		9–11

Kergkruusa tihedus

Leca 10–20 mm kergkruusa kuivpuistetihedus ehitusplatsile tarnimisel on umbes 300 kg/m³. Koheva kergkruusa maht väheneb tihendamisel umbes 10%, mistõttu on tihendatud materjali kuivpuistetihedus ka pisut suurem: umbes 310 kg/m³. Kergkruusa tegeliku tiheduse kindlaksmääramiseks tarindis tuleb arvesse võtta ka järgmist:

graanulite kuivpuistetihedus
adsorbeerunud vee hulk
graanulite pinnapoorsus
graanulite keskmine fraktsioon
dreenimistingimused
põhja- või pinnasevee tase kergkruusakihis

Neid omadusi arvestades on kergkruusatarindi mahukaaluks põhjaveest kõrgemal määratud 4,0 kN/m³, mida kasutatakse tavatingimustes kergtäitekihtide dimensioneerimisel.

Kokkusurutavus ja kandevõime

Staatiline survekatse

Tihendatud Leca 10–20 mm kergkruusale on lubatud suurel pindalal ühtlane koormus 200 kPa (nn konsolideerimiskoormus), mille korral kokkusurutavus on umbes 1,0%.

Kergkruusa 2% ja 10% võrra kokkusurumiseks vajalik koormus määratakse kindlaks standardi EN 15732 lisa B kohaselt. Katsetamisel koormatakse kergkruusa katsekehi, suurendades pidevalt koormust. Leca kergkruusa erinevate fraktsioonide kokkusurutus (= purustatavus) ühtlasel staatilisel koormusel on esitatud järgmisel joonisel. 10–20 mm kergkruusa 2% ja 10% võrra kokkusurumiseks vajalik koormus on vastavalt umbes 400 kPa ja 750 kPa.

Tsükliline koormus

Leca kergkruus talub tsüklilist koormust hästi. 10–20 mm kergkruusa suhteline (järel)tihenduvus kahe miljoni koormustsükli järel on alla 0,4% (vertikaalne koormus 120 kPa).

Tugevus- ja deformeeruvusomadused

Sisehõõrdenurk

Leca 10–20 mm kergkruusa sisehõõrdenurk φ tihendatud tarindis on 37°.

Elastsusmoodul

Leca kergkruusa kandevõime (elastsusmoodul korduvkoormamisel, E2) liikluskoormusega tarindis oleneb koormustingimustest ja on vahemikus 30–80 MPa. Pindmiste kihtide arvutamisel kasutatakse kergkruusa erielastsusmooduli väärtust 50 MPa.

Soojustehnilised omadused

Soojusjuhtivus

Leca kergkruusa soojusjuhtivust mõjutavad muuhulgas kergkruusa puistetihedus, graanulite erikaal, fraktsioon, veesisaldus ja temperatuur. Veesisalduse suurenemisel suureneb soojusjuhtivus. Leca 10–20 mm kergkruusa soojusjuhtivuse muutumine on esitatud järgmises tabelis. Arvutustes kasutatakse soojusjuhtivustegurit 0,15 W/mK (veesisaldus umbes 30 massi%).

Kergkruusa soojusjuhtivus erineva veesisalduse korral (EN 15732:2012)

Veesisaldus, massi%		kuiv		1	5	16	22	32	44
Soojusjuhtivustegur, W/mK		0,10		0,12	0,12	0,13	0,15	0,15	0,17

Keemilised omadused ja vastupidavus

Lahustuvus ja pH

Leca kergkruus on anorgaaniline keraamiline materjal ja muude materjalide suhtes inertne. Keraamilise materjalina on see vastupidav ehituplatsil leiduda võivate kemikaalide, näiteks hapete, soolade, leeliste ja orgaaniliste ainete mõjule.

Keemiliselt on Leca kergkruus veidi leeliseline (pH 9–11). Erinevatel aastatel toodetud kergkruusa pH võib olla pisut erinev, olenedes muuhulgas toorainena kasutatud savist.

Kergkruusa koostises on samad metallid jm keemilised elemendid kui selle tootmiseks kasutatud savis. Tootmisprotsessis on need seotud oksiidideks. Kergkruusast ei leostu keskkonda kahjulikke aineid. Leostuvusomadustelt on kergkruus võrreldav tavaliste pinnasematerjalidega. Kergruusale määratud leostuvus ja ainete sisaldus ei põhjusta tervise- ega keskkonnaohtu.

Korrosioon

Leca kergkruus on metallide või plastide korrosioonikeskkonnana võrreldav vett hästi läbilaskva jämedateralise pinnasega, milles ei ole orgaanilisi aineid ega muud ebapuhtust. Põhjaveetasemest kõrgemal paiknevas jämeda fraktsiooniga materjalis on korrodeerumisoht tavaliselt väike.

Leca kergkruusa elektrijuhtivus on sarnane mölliga. Kergkruusast ei lahustu kahjulikke ega korrosiooni soodustavaid aineid. Tavaliselt on kergkruusa kloorisisaldus alla 0,01% ja väävlisisaldus alla 0,02%. Katsetega tuvastatud ainete lahustuvus ja sisaldus ei soodusta korrosiooni.

Kuivades tingimustes on korrodeerumine kergkruusakihis väga aeglane. Niiskumisel tekivad kergkruusa graanulite kujust tulenevalt metallipinnal punktikujulised alad, mille hapniku- ja veesisaldus erineb ümbritsevast keskkonnast ja mis võivad põhjustada korrosioonipaari moodustumist. Niiskuse sattumise tõkestamisega kergkruusakihi sisse saab ennetada korrosiooni käivitumist.

Nii kergkruusa kui ka tavalisse pinnasesse paigaldatavate metalltorude jms kasutuskestuse pikendamiseks on soovitatav vältida graanulite ja metallipinna kokkupuudet. Selleks tuleb näiteks metallkonstruktsioonid katta kilega või töödelda korrosioonitõrjevahendiga konkreetse materjali juhiste kohaselt (värv, pinnakate, bituumenikiht vms).

Vastupidavus

Leca kergkruus talub hästi mitmesuguste kütuste, teesoola ja muude liiklusest pärit kemikaalide mõju. Peale selle on kergkruusal hea vastupidavus külmumis- ja sulamistsüklitele ning tavatingimustes seda jäätumine ei kahjusta. Kergkruus peab hästi vastu kõrgele temperatuurile ja kuulub tuleohutusklassi mittepõlev (A1).

Niiskustehnilised omadused

Kapillaartõus

Vee kapillaartõusu kõrgust kergkruusas mõjutavad tegurid on fraktsioon, tihedus graanulite poorsus ja tolmusisaldus. Mida suuremad poorid ja tühiklikkus, seda väiksem on kapillaarjõud, tavaliselt on selline materjal ka jämedama fraktsiooniga ja väiksema tihedusega.

Kapillaartõusu katkestab tõhusalt Leca kergkruus KAP 10–20 mm. Seda kergkruusa töödeldakse tehases ainega, mis tagab kapillaartõusu alla 100 mm, seega tunduvalt väiksema kui tavalisel kergkruusal või killustikul. Töötlemisel kasutatav aine ei sisalda kahjulikke koostisosi ja on ajas püsiv. Leca kergkruusa KAP 10–20 mm fraktsioon on 10–20 mm ja minimaalne tarnekogus 20 m³.

Veesisaldus ja tasakaaluniiskus

Tootmisprotsessi lõpus on kergkruus täiesti kuiv ja tolmu vältimiseks tuleb materjali kasta. Kergkruusas võib vesi olla vaba veena või graanulite välispinnale kondenseerununa. Peale selle võib vesi imenduda graanulite pooridesse.

Kergkruusa niiskusseisundit mõjutab oluliselt pooride hulk ja eripindala. Peenema fraktsiooniga kergkruusa eripindala on graanulite põletamisel paakunud pinna tõttu tavaliselt väiksem. Purustamisega peenestatud materjali eripindala on seevastu suurem.

Pooride maht on kergkruusas siiski suur, mistõttu graanulid võivad adsorbeerida olulise koguse vett. Veega kokkupuutumisel võib kergkruus siduda vett kuni 80% oma kuivmassist. Seotud veehulk ei mõjuta kergkruusa mehaanilisi omadusi, kuid sellel on selge mõju soojusjuhtivusele.

Kergkruusa tasakaaluniiskus temperatuuril +20 C on alla 0,2%. Tasakaaluniiskus on niiskusseisund, millesse materjal valitsevates tingimustes stabiliseerub. Kergkruusa hügroskoopne tasakaaluniiskus (suhtelisel õhuniiskusel 100%) on alla 0,5–0,6 massi% ja sellele vastav veehulk on umbes 1,5 kg/m³. See tähendab, et kergkruusas ei saa olla rohkem kui 0,5 massi% ehk 1,5 kg/m³ vett, kui graanuleid ümbritseva keskkonna suhteline niiskus (RH) on alla 100%.

Vastava fraktsiooniga pinnase hügroskoopne tasakaaluniiskus RH 100% korral on 0,5–1 massi% ehk 10–20 kg/m³. Hügroskoopne niiskus näitab vee hulka, mida poorne aine seob endaga teatava suhtelise niiskuse tingimustes.