Post on 16-Apr-2015
description
Grigorean Vlad-Ionut
IC, M1, grupa 2
COSURI DE FUM DIN
BETON ARMAT
Anul universitar:
2012 – 2013
CUPRINS:
1. Consideratii generale
2. Criterii de clasificare a cosurilor de fum
3. Alcatuirea cosurilor de fum
4. Lucrari anexe cosurilor de fum
5. Caracteristici termice
6. Alcatuirea fundatiilor
7. Canalul de fum
8. Executia cosurilor de fum
1.CONSIDERATII GENERALE
Cosurile de fum sunt constructii speciale, realizate din zidarie de caramida, beton
armat sau metal care au rolul de a evacua in atmosfera la mare inaltime gazele si fumul ce
rezulta din ardere, asigurand totodata tirajul necesar arderii.
Primele cosuri din beton armat au fost realizate la inceputul secolului trecut. Aparitia
lor a fost precedata de aceea a cosurilor de beton simplu, carora le-au luat locul incetul cu
incetul, datorita avantajelor pe care le prezentau fata de acestea. Dezvoltarea lor nu a fost prea
rapida, fiind tinuta in loc de lipsa unui sistem unitar de calcul a modului nesigur de
comportare la temperaturi ridicate si mai ales datorita dificultatilor de executie.
Odata cu aparitia cofrajelor glisante s-a deschis un orizont mai larg pentru cosurile de
fum din beton armat, totusi forma lor in general tronconica a continuat sa constituie o piedica
pentru dezvoltare pe cale larga a executarii cosurilor de fum in acest sistem.
Printre constructorii care au adus elemente originale in realizarea unui schelet potrivt
pentru cosurile de fum monolite si prefabricate, trebuie mentionati inginerii Lupescu si Soru,
ale caror tipuri aparute au fost apreciate in literatura tehnica si se gasesc in primele carti
tiparite despre cosuri de beton armat si in revistele europene de specialitate.
In diferite tari, au fost alcatuite norme tehnologice pentru executarea pe scara
industriala a cosurilor de fum din beton armat, pana la inaltimi care depasesc 100 m.
Paralel cu cosurile monolite s-au dezvoltat si cosurile prefabricate din beton armat.
Acestea sunt rigidizate prin portiuni de beton turnat la fata locului, armate si ele, care
completeaza scheletul de rezistenta, pentru a rezista la eforturile care apar. Aceste cosuri
prezinta avantajul unei executii facile, care duce la o scadere a costului manoperei si o sporire
a vitezei de lucru, fara a fi necesar un utilaj costisitor.
In general, cosurile de beton armat sunt mai economice decat cele de zidarie de la
inaltimi de 50 – 60 m in sus, inaltimi de la care cosurile de zidarie cer grosimi mari de pereti,
devin prea grele si necesita fundatii costisitoare, care incarca foarte puternic terenul de
fundatie. Un dezavantaj suplimentar al cosurilor de caramida este ca dau fisuri si din aceasta
cauza trebuie prevazute legaturi suplimentare metalice orizontale si uneori verticale.
Cosurile de beton armat, dimpotriva, au avantajul unei bune rezistente la toate
solicitarile care au loc. Ele au dimensiuni mai reduse; in consecinta au greutati totale mai mici
decat cosurile de caramida, si cer fundatii mai usoare. In schimb ele sunt constructii delicate,
care cer o atentie sporita, atat in proiectare cat si in executie. Cosurile din beton armat se
racesc mai repede decat cele din caramida sau beton nearmat, care au grosimi mult mai mari.
Fata de zidaria de caramida, betonul are un coeficient de dilatatie mai mare, ceea ce
impune la executie anumite precautii suplimentare.
2.CRITERII DE CLASIFICARE A COSURILOR DE FUM
Din punct de vedere al executiei, cosurile de fum din beton armat pot fi alcatuite din:
beton armat monolit, caz in care se pot executa fie cu cofraje obisnuite, fie cu cofraje
glisante;
elemente prefabricate, care la randul lor pot fi de doua feluri:
o prefabricate care indeplinesc rolul de cofraj, masa principala de material fiind
alcatuita din beton turnat;
o elemente prefabricate, legate intre ele cu beton turnat (cantitatea turnata fiind
foarte redusa) care formeaza insasi scheletul de rezistenta al cosului.
Din punct de vedere al formei, se disting cosuri cilindrice si tronconice. Cosurile
cilindrice se construiesc foarte usor in cofraj glisant de lemn sau metalic si sunt ridicate pana
la inaltimi de 60 m. Cosurile tronconice sunt cele mai curente si se folosesc pentru inaltimi
mai mari, din motive de economie si stabilitate. Ele se sontruiesc fie turnate monolit, fie
prefabricate si capata un fruct de 1,5-2,5 %. Uneori, din motive estetice, se da un fruct mai
mare. In general se da o conicitate medie de 2%.
Din punctul de vedere al temperaturii gazelor la intrarea in cos se obtine urmatoarea
clasificare:
cosuri reci (t ≤ 100oC);
cosuri calde (t = 100oC - 300
oC);
cosuri fierbinti (t > 300oC).
3.ALCATUIREA COSURILOR DE FUM
a. Cosuri de fum turnate monolit
Fig.1 Cos de fum monolit de 90 m inaltime
Cosurile de fum turnate monolit, au pentru cazuri curente peretii cu grosimea de 15 –
25 cm, uneori chiar mai mult, in portiunile unde patrund canalele de fum. Ele se armeaza atat
orizontal, cat si vertical. Cosurile se armeaza in general dublu: o serie de armaturi exterioare
si o serie de armaturi interioare. Se utilizeaza armaturi de 8 – 16 mm diametru cu distante de
10 – 20 cm. Numai la cosurile foarte inalte, la partea inferioara sunt necesare armaturi mai
groase de 16 mm.
Armaturile cele mai solicitate sunt cele orizontale asezate in exterior; acestea au rolul
de a rezista tendintei de fisurare, ce apare din cauza dilatarii termice. (Fig. 1)
Armaturile verticale au o importanta redusa, jucand rolul unor armaturi de repartitie,
atat timp cat vantul si seismul nu dau momente incovoietoare care sa provoace intinderi in
beton.
La cosurile inalte, la partea inferioara apar eforturi de intindere importante din cauza
momentului incovoietor provocat de vant si cutremure. La aceste cosuri, armaturile joaca un
rol important; ele preiau toate eforturile verticale de intindere. Din aceasta cauza la cosurile
mai inalte de 60 m, armaturile verticale devin importante si se da o mare atentie
dimensionarii, asezarii lor si in special innadirilor de armaturi, care nu trebuie facute in
aceeasi sectiune, ci esalonat pe inaltimea cosului.
Betonul se executa de clase ridicate, peste C16/20 cu o granulometrie ingrijita, cu
granule de maxim 30 mm. Executarea betonului se face prin vibrarem utilizand un beton
vartos, vibrat, sau un beton plastic, cu o raspandire medie de 48 – 50, in cazul in care nu se
dispune de instalatie de vibratie.
b. Cosuri prefabricate
Exista in prezent mai multe metode de executie de asemenea cosuri. In cele ce
urmeaza se vor analiza cateva sisteme mai des folosite.
In figura 2 sunt reprezentate unele dintre cele mai vechi tipuri. Piesele prefabricate
sunt astfel create, incat sa prinda intre ele samburi de beton armat turnat la montarea
prefabricatelor si care asigura stabilitatea necesara la sarcinile verticale si orizontale. Acest
sistem este recomandabil pentru inaltimi mici de cosuri, cel mult pana la 50 m.
Diferitele sisteme intrebuintate in trecut sunt indicate in figura 2, a,b,c,d,e. Sistemul
din figura 2e are avantajul ca reduce cantitatea de beton turnat odata cu montarea
prefabricatelor.
Fig. 2 Elemente prefabricate pentru cosuri de fum
Toate aceste sisteme se folosesc la inaltimi mici de cosuri si pana la 60 m, deoarece
elementele de beton turnat, inglobandu-se in grosimea prefabricatului, nu poate capata
dimensiuni prea mari. Avantajul mare pe care il prezinta este ca dau in exterior o forma
perfect circulara sau poligonala, ceea ce da imbunatatiri in comportarea la actiunea vantului.
Fig. 3 Cosuri de fum din
prefabricate si stalpi turnati
monolit
Pentru cosuri de inaltimi mai mari, se folosesc tipurile indicate in Fig. 3 si Fig. 4.
Tipul din figura 3 reprezinta un sistem care a fost mult folosit in trecut. Elementul principal de
rezistenta este un cadru spatial alcatuit din stalpi vertical si grinzi inelare orizontale, intre care
se aseaza boltarii prefabricati ai cosului. Sistemul este parasit si inlocuit cu boltari care prin
alcatuirea lor formeaza insasi cofrajul portiunii care urmeaza a fi turnata, fara a o obliga in
acelasi timp sa aiba numai grosimea boltarilor. Se ajunge astfel la cosurile in clavouri. (Fig. 4)
Fig. 4 Cosuri de fum in clavouri
Asemenea tipuri sunt cele din figura 4 cu care s-au realizat cosuri de peste 100 m
inaltime, dand rezultate foarte bune si care realizeaza acelasi sistem de rezistenta ca cel din
figura 3. Pentru reducerea greutatii pieselor prefabricate de la partea de jos a cosului, care sunt
mai grele decat restul, poate fi folosit un sistem in care piesele prefabricate sa aiba lungimea
pe jumatate cat distanta intre doi stalpi. Un capat al fiecarei piese formeaza o nervura de
rezistenta, iar celalalt capat realizeaza legatura intre boltari.
Fig. 5 Cosuri de fum cu prefabricate servind drept cofraj
In figura 5, a si b, sunt prezentate doua tipuri de cosuri la care prefabricatele au
exclusiv rolul de cofraj pentru masa de beton care se toarna monolit intre ele.
Trebuie mentionat ca atunci cand in calcul static se conteaza pe rezistenta la
compresiune a prefabricatelor tinand seama de rezistenta mai slaba a mortarului de la rosturi,
nu se da in ansamblu betonului turnat si prefabricatelor decat o rezistenta de compresiune de
30 – 40 kg/cm2.
Cand insa se conteaza in rezistenta numai pe betonul turnat monolit intre prefabricate,
se tine seama ca existenta prefabricatelor reprezinta o rezerva importanta de rezistenta si se da
un spor de rezistenta betonului cu 20 – 30% fata de cea a constructiilor curente.
Orizontal, cosurile prefabricate sunt legate cu inele de armatura din otel-beton
asezateintre clavouri sau cu mustati de otel rotund, ce ies din ele. Armaturile orizontale se fac
astfel incat sa se acopere lungimea mai multor clavouri, iar intreruperea armaturilor se
alterneaza la diferite rosturi. (Fig.6)
Cornisele nu sunt necesare la aceste cosuri si se suprima. In schimb, la cosuri foarte
inalte se amenajeaza la partea superioara posibilitati de circulatie necesare intretinerii.
Fig. 6 Cos de fum in clavouri. Dispozitie generala. Detalii
4.LUCRARI ANEXE COSURILOR DE FUM
a. Instalatii anexe
Scari de acces, centuri de siguranta si balcoane de vizitare. Pentru inspectarea si
intretinerea cosurilor, in peretele lor se monteaza scari care permit accesul pana la varf, prin
interior la cosuri incadrate in ansambluri de constructii si prin exterior la cosuri mari.
Scara se poate realiza din trepte din otel-beton sau din panouri prinse din loc in loc cu
buloane trecute pirn peretii cosului. La cosurile turnate monolit asezarea si ancorarea treptelor
se va face la betonarea peretilor. Treptele au laturi de 60 – 70 cm si in mod obisnuit sunt
facute din otel rotund (ϕ = 20 – 25 mm).
Distanta obisnuita intre trepte este de 30 – 40 cm si este constanta pentru acelasi cos.
Distanta primei trepte de la sol va fi circa 5 m pentru a nu fi accesibila urcarea trecatorilor, in
special a copiilor. Distanta de la treapta la perete se face de 15 – 20 cm. La 4 – 5 trepte, se
prevad inele de siguranta distantate intre ele cu cel mult 1,60 m, pentru ca un muncitor care se
urca pe cos sa se poata rezema pe ele, daca oboseste. Aceste inele de siguranta se fac din
vergele de otel rotund ϕ18 – 20 mm, sau din platbande de sectiune echivalenta. Ele trebuie sa
poata inchide un contur de 500 – 600 mm si pot avea vergele de legatura longitudinale care
dau o mai mare siguranta celui care urca treptele. La cosurile mai inalte de 15 m inelele de
siguranta sunt obligatorii. (Fig. 7)
Fig. 7 Scari pentru cosuri de fum alcatuite din
trepte izolate si centuri de siguranta
La varful cosurilor foarte inalte, se prevad odihne si platforme de lucru; este de
recomandat chiar un balcon circular. Acesta poate fi executat din piese fine metalice sau chiar
din beton armat la cosurile foarte mari.
La cosurile importante este bine sa se monteze trepte si in interior pentru vizitare si
reparatii; lipsa vizitarii usoare face ca uneori , zidaria refractara sa se degradeze si sa sufere si
scheletul de rezistenta din beton armat fara ca sa se stie in exploatare.
La varful cosului este recomandabil de asemenea sa se monteze inele si ancore
metalice, pentru a se prinde su usurinta schele interioare si exterioare pentru eventuale
reparatii.
Treptele si centurile vor fi protejate contra ruginii prin vopsire.
Paratrasnete. Un alt accesoriu al cosurilor de beton este paratrasnetul. Numarul de
paratrasnete necesare se prescrie in functie de inaltimea cosului. Inaltimea barelor
paratrasnetului, peste varful cosului, trebuie sa fie 0,05h, unde h este inaltimea cosului de la
sol. Ele se plaseaza la maximum 0,5 m lateral scarilor. Varfurile de paratrasnet se vor lega
intre ele printr-un cerc metalic, legat la cablul de legatura al paratrasnetului.
La cosurile mai inalte de 50 m, sau cu diametrul interior al gurii cosului mai mare de
2,20 m se vor prevedea doa legaturi independente cu pamantul.
In pamant, sub nivelul terenului, cablele de paratrasnet se leaga impreuna,. Cablul care
leaga paratrasnetul de pamant va fi din otel, cu varful sudat dintr-o piesa de otel inoxidabil.
Contactul cablului cu pamantul se face in primul strat acvifer, daca acesta este la nivel
apropiat si la adancime coborata, de cel putin 1 m sub nivelul talpii de fundatie; in caz contrat,
se face printr-o placa de cupru asezata pe un strat de zgura si clorura de sodiu de cel putin 20
cm grosime.
Semnalizare. Cosurile vor fi prevazute cu semnalizare luminoasa, in special cele
foarte inalte si cele din vecinatatea aeroporturilor. Pentru aceste semnalizari se vor utiliza
semnale stabilite de aeroporturile invecinate.
Aparate de masura. In canalul de conducere a gazelor la cosuri, sau in partea
inferioara a cosului, se vor prevedea locasuri speciale pentru montarea aparatelor de control al
tirajului, temperaturii, vitezei si presiunii gazelor. Aceste locasuri vor fi prevazute cu usi de
acces si vor avea dimensiunile cerute de instalatiile ce se vor face.
b. Zidaria interioara a cosurilor de fum
Cosurile de beton armat se captusesc in interior cu o camasa izolatoare, pentru ca
temperatura mare din interior sa nu ajunga la peretii de beton armat. Aceasta izolare termica
se face din caramida refractara sau caramida obisnuita si din diferite straturi izolatoare
realizate din goluri de aer, zgura, dialit, etc. Un calcul termic trebuie sa justifice modul de
izolare admis.
Oricare ar fi modul de inzidire al cosurilor in vederea izolarii termice, este neaparat
necesar sa aceasta inzidire sa fie astfel facuta incat sa aiba posibilitatea de dilatare si miscare
la variatiile de temperatura.
Un perete de beton armat poate suporta intre cele doua fete, fara pericolul unei fisuri
exagerate, o diferenta de temperatura de circa 60oC. Ori prin introducerea izolatiei de
protectie se cauta a se obtine tocmai micsorarea de temperatura dorita, intre cele doua fete ale
peretelui de beton armat.
Captusirea se face in functie de temperatura gazelor introduse, in diferite feluri. In
cazurile cele mai obisnuite se zideste o camasa de zidarie refractara in grosime de 12,5 cm.
La cosuri foarte mari, peste 70 m inaltime, la primii 20 m precum si la temperaturi
foarte mari, se prevede o camasa de zidarie de
protectie cu grosimea de 25 cm. Apoi se lasa
un spatiu de 5 – 15 cm pana la peretele de
beton armat, care formeaza spatiul izolator
propriu-zis si care se umple cu dialit,
kiesselgur, zgura granulata de furnal, vata de
zgura, etc. Uneori, la cosurile cu temperaturi
reduse a gazelor acest spatiu ramane gol.
Trebuie mentionat ca zidaria refractara
nu izoleaza termic mai bine decat zidaria de
caramida obisnuita, este insa mai rezistenta
termic decat zidaria obisnuita, care la flacara
sau temperaturi inalte, se macina. Uneori se
foloseste caramida refractara numai pe treimea
inferioara a cosurilor, in special la cele mici,
cum sunt cele de calorifer, iar in rest se foloseste Fig. 8 Console pentru sustinerea
caramida obisnuita. zidariei
In general, o zidarie de caramida obisnuita nu sufera daca diferenta de temperatura
intre cele doua fete ale zidului nu depaseste 200oC.
Acoperirea de beton a armaturii din piesele de beton armat se lasa de 3 cm, pentru ca
eventualele fisuri, care se pot produce in timp in captuseala, sa nu permita gazelor sa atace
direct armatura din beton. La prefabricate, aceasta acoperire se poate lasa de 1,5 cm.
Ca sa nu apara eforturi suplimentare datorita dilatarii diferite a betonului, fata de
captuseala de zidarie din interior, captuseala de caramida se face pe tronsoane de 7 – 10 m
inaltime, care reazema fiecare pe console scoase din peretele de beton armat al cosului.(Fig.8)
Acest mod de rezemare, cu ingrosarea zidului de beton armat, da rezultate bune numai la
temperaturi reduse sub 300oC. La temperaturi mai inalte, betonul armat se incalzeste
neuniform si se produc zone cu fisuri puternice.
In cazul cand intre zidarie si beton se prevede zgura, pentru ca aceasta sa nu se taseze,
se scoate cam din 3 in 3 metri un sir de caramizi in consola (Fig.9a) spre spatiul izolant, ca sa
il compartimenteze.
Zidaria de protectie se poate rezema si prin bolti tot din zidarie, zidite pe consolele
lasate din perete, ca in fig. 9b. Acest sistem este indicat pentru temperaturi foarte inalte.
In fig. 10 se arata modul de rezemare al zidariei de izolatie in cazul unui cos
prefabricat. Aceasta reazema pe grinzi de beton armat prefabricate, care la randul lor reazema
pe niste console scoase din stalpii turnati.
Pentru ca si grinzile sa poata sa se deformeze liber, ele sunt prinse de console, la un
singur capat, cu un dorn metalic.
Fig. 9a Zidirea Fig. 9b Rezemarea zidariei Fig. 10 Sustinerea zidariei pe
captuselii de caramida de caramida pe bolti la grinzi prefabricate la cosurile
la cosurile izolate cu temperaturi > 300oC executate din clavouri
materiale granulate
La partea superioara a cosului, rostul dintre zidaria refractara si peretele de beton
armat se executa asa cum indica fig. 11. Se prevad de obicei deasupra gurii cosului, placi
protectoare de bazalt artificial, un inel dintr-un beton special, sau o camasa de fonta, care sa
reziste la acizii din fum (acid sulfuric). Aceasta camasa de protectie se face cu panta de circa
3% spre interiorul cosului.
Se poate utiliza si o caramida antiacida, care sa apere varful cosului; uneori, la partea
superioara a cosului pe ultimii 3 metri, se construiesc peretii din zidarie cu astfel de caramizi.
Pe fundul cosului se prevede de asemenea pardoseala din caramida antiacida. Fundul
cosului nu trebuie lasat drept, ci cu pante, astfel incat sa permita curatirea cenusii, care se
depune neincetatpe fund. Planseul care reazema gratarele de fund la cosuri cu temperaturi
foarte mari, se face cu reazeme mobile pentru a permite miscari si a anihila eforturile produse
prin dilatare neegala. (Fig. 12) Pentru curatirea cenusii, se prevede la cosurile cu temperaturi
foarte inalte, o gura de curatire sub nivelul canalului de fum.
Fig. 12 Planseu pentru gratar
Fig. 11 Varf de cos la fundul unui cos
5.CARACTERISTICILE TERMICE
Rolul cosurilor industriale este de a evacua in atmosfera la inaltime gazele rezultate
din arderea diversilor combustibili si de a asigura totodata tirajul in camera de combustiune a
cazanului sau cuptorului respectiv. In consecinta, diametrul la gura cosului se determina astfel
incat sa fie posibila evacuarea gazelor de ardere.
Viteza gazelor arse din cos este de 4 – 6 m/s in mod exceptional 8 m/s.
Inaltimea cosului de fum se determina astfel incat sa se poata produce miscarea
gazelor arse in cos, adica sa existeo diferenta de presiune suficienta intre punctul de intrare al
gazelor in cos si varful cosului. Aceasta presiune trebuie sa invinga pierderile suferite prin
frecare, racirea gazelor, etc.
Temperatura medie a aerului depinde de conditiile locale climatice si de inaltimea
cosului. Se admit in calculul tirajului urmatoarele temperaturi medii ale aerului la partea de
jos a cosului in exterior:
- clima calda 15 – 25oC;
- clima temperata 5 – 20oC;
- clima rece -10 – 15oC.
Temperatura gazelor scade pe inaltimea cosului la lucrari curente, cu circa 0,6 – 1oC
pe metru de cos.
In general, pentru cazane, temperatura de intrare in cos a gazelor variaza dupa natura
combustibilului folosit, si incepe de la 180oC pentru lemne pana la 300
oC pentru pacura.
Pentru cuptoare industriale se poate ajunge la temperaturi inalte ce depsasesc 1000oC.
Elementele de baza in calculul termic al cosurilor sunt: necesarul debitului de aburi pe
ora; felul combustibilului; consumul pe ora; temperatura gazelor de ardere la intrarea in cos;
tirajul necesar.
In calculul termic trebuie studiate mai multe probleme distincte:
- transmiterea caldurii prin peretii cosului si stabilirea temperaturii intr-un punct
oarecare a peretelui;
- calculul eforturilor orizontale din pereti provenite din incalzirea cosului;
- calculul eforturilor verticale din pereti provenite din incalzirea cosului.
6.ALCATUIREA FUNDATIILOR
Fundatiile cosurilor se fac in mod obisnuit mai adanci decat fundatiile celorlalte
constructii industriale. Ele sunt constructii grele, su suprafete mici de fundatie si adesea au
nevoie de a lasa spatiul necesar asezarii canalelor de fum sub nivelul terenului.
Cosurile de zidarie si de beton armat de dimensiuni mici pot fi construite pe fundatii
de beton simplu nearmat sau beton slab armat. Cosurile mai mari se fundeaza pe placi rotunde
de beton armat cu grosime constanta sau variabila, formand radiere rotunde sau poligonale,
dupa forma cosului. Aceste radiere ajung cateodata la grosimi foarte mari, 4 – 5 m, din cauza
eforturilor mari de alunecare si forfecare ce apar. Asemenea grosimi de fundatii pot fi
realizate si la cosurile foarte inalte, peste 70 – 80 m inaltime, deoarece la asemenea lucrari e
necesar un pamant bun de fundare, iar fundatia este foarte rar plasata la o adancime mai mica
de 5 m.
Armatura radierelor se face din vergele de otel cu diametre pana la 25 mm. Pentru
aceste armaturi otelul OL38 da rezultate foarte bune. Armaturile se pun circular si radial in
dreptul peretilor cosului si pe doua directii rectangulare in mijlocul placii de radier. Se prevad
vergele de armaturi ridicate si agrafe care sa lege straturile de armaturi ale radierului de la
partea inferioara si superioara. (Fig. 13)
Fig. 13 Armaturi in fundatii de cosuri
La cosurile cu inaltimi de 70 – 80 m nu se fac fundatii pe placi cu nervuri. Placile se
fac cu grosimi de 30 – 100 cm, iar nervurilor li se da inaltimea permisa de adancimea de
fundare si imprejmuirile cosului. Se pot face astfel nervuri cu inaltimi de 5 – 7 m si chiar mai
mult. (Fig. 14)
Fig. 14 Tipuri de fundatii de cosuri
Nervurile trebuie bine legate la partea lor superioara cu un inel armat, in grosimea
cosului si care e supus la compresiune. La partea inferioara, nervurile intra in radier si sunt
legate prin armaturile intinse, circulare ale radierului.
Radierul care reazema pe nervuri si pe peretii cosului, se face cu o grosime de cel
putin 30 cm. Calculul indica la cosurile mari ca acest radier sa fie mai gros pe portiunea
interioara, rotunda a cosului si mai subtire pe portiunile iesite in consola unde nervurile pot fi
asezate oricat de apropiat.
Un calcul absolut riguros al fundatiilor de cosuri este dificil de facut din cauza marelui
numar de ipoteze de incarcare posibil si din cauza neuniformitatii pamantului pe care se
fundeaza. Din aceasta cauza cat si din cauza rigiditatii mari ce se da talpilor de fundatii, apare
neindicat a se considera fundatia ca o placa elastica si sa se tina seama de deformarile ei.
In schimb, se va tine totdeauna seama de continuitatea placii de fundatie in dreptul
peretilor cosului si se vat ine seama si de momentele incovoietoare ce se pot naste in peretii
cosului din cauza deformarii placii care se fundeaza.
7.CANALUL DE FUM
Canalul de fum al unui cos se plaseaza in mod obisnuit sub nivelul terenului. Acest
fapt contribuie adesea a impune fundatiilor de cosuri o adancime mare.
Asezarea canalalelor de fum la nivelul terenului, total sau partial, are dezavantajul de a
impiedica circulatia in jurul cosului si nu se utilizeaza decat atunci cand cosul este foarte
aproape de instalatia de producere a gazelor de evacuat.
La cosuri foarte mari, canalele de fum se pun la inaltime, fiind sustinute pe o
constructie de beton armat, care are forma unei estacade si care se alcatuieste astfel incat
cosul sa aiba asigurate miscarile necesare dilatatiei.
Intre cos si canalul de
fum se lasa un rost de dilatatie
bine inchis prin sicane, care sa
nu dea loc la schimburi de aer
sau gaze cu exteriorul, dar
care sa nu impiedice dilatatia
constructiei.
Cosurile mari pot fi
deservite de doua canale de
fum, ceea ce reprezinta si o
posibilitate de intretinere si
reparatie in timpul exploatarii
cosului.
Canalele de fum sunt
constructii inzidite in interior
complet cu caramida
refractara sau obisnuita dupa
temperatura gazelor de
evacuat. La inzidirea canalelor
de fum, se vor lasa in zidarie
spatiile izolatoare necesare
pentru ca zidaria refractara sa
se poata dilata in voie si ca
betonul armat sa fie aparat de
temperaturi prea inalte. In
acest scop pereti si plafonul
canalului de fum vor fi izolati
similar peretelui cosului,
tinand seama ca atunci cand
canalul de fum e complet
ingropat, racirea betonului se
face cu mai mare greutate.
Fig. 15 Canale de fum
8.EXECUTIA COSURILOR DE FUM
Cosurile de fum sunt constructii inalte la care schela de executie este foarte
costisitoare. De aceea, pana ce nu s-a pus la punct ececutia cofrajelor alunecatoare,
dezvoltarea cosurilor de beton armat turnat monolit a fost tinuta in loc, fiind preferate cosurile
de zidarie, care folosesc schele interioare.
Cosurile prefabricate sunt mai usor de executat, executia lor apropiindu-se mult de cea
a cosurilor de caramida, caramida reprezentand ea singura, cel mai simplu prefabricat.
In umtimul timp insa, a luat o mare extindere, folosirea cofrajelor alunecatoare, care
nu reazema pe schela, ci pe partea de cos executata in prealabil, suprimandu-se astfel complet
schela exterioara si reducandu-se instalatia interioara la un bob pentru transportul betonului si
a diferitelor materiale.
Dezvoltarea cofrajelor glisante a fost mult impiedicata de fructul care se da cosurilor.
Desi folosirea lor a fost posibila la inceput, numai la cosuri cilindrice, astazi exista cofraje
refolosibile metalice, similare celor glisante si care pot realiza fructul dorit.
a. Cofraje alunecatoare pentru cosuri cilindrice
Sunt formate din 2 cilindri de lemn de aproximativ
1,00 – 1,20 m inaltime, intre care se toarna peretii de beton.
Cei 2 cilindri sunt suspendati de o serie de cadre de lemn
prin care trec niste vinciuri de o forma speciala. Aceste
vinciuri reazema pe betonul peretilor, prin intermediul unei
armaturi verticale, alcatuita din vergele groase de 25 – 30
mm, care iese din beton in sus. Platforma de lucru reazema
tot pe cilindri de cofraje. (Fig. 16)
Piesele principale sunt vinciurile amintite. Acestea
sunt tevi filetate la exterior prin care sunt trecute armaturile
verticale care se numesc djecuri si se lasa cam din metru in
metru. La partea lor de jos, se monteaza o piesa
independenta, care se fixeaza strans de djecuri, astfel incat
formeaza un opritor pentru teava filetata. Peste teava se
aseaza o piulita puternica de care este legatcadrul care
sustine tot cofrajul si platforma, iar la partea superioara, de
teava, se fixeaza o parghie care o poate roti. Prin rotire,
teava filetata capata o miscare de inaintare, care insa nu este
permisa de piesa de fixare. Asa fiind, ea ramane pe loc si Fig. 16 Cofraje alunecatoare
ceea ce avanseaza este piulita cu tot cadrul agatat de ea. pentru executarea cosurilor
In acest mod cofrajul se ridica. Lucratorii rotesc pe
rand fiecare vinci un sfert de tura, astfel incat platforma se ridica uniform. Pentru ca, prin
rotirea in acelasi sens a vinciurilor, cofrajul sa nu sufere o torsiune, jumatate din vinciuri au
rotirea la stanga si jumatate la dreapta. Dupa ce piulita a parcurs tot filetul tevii, teava se
roteste in sens invers pana ce piulita ajunge din nou la partea inferioara a filetului. Cum
aceasta operatie se face pe rand la fiecare vinci – in momentul respectiv – platforma si
cofrajul reazema pe celelalte vinciuri si nu se da jos. Apoi presa de fixare se muta mai sus, se
fixeaza pe djec, teava este invartita in continuare in piulita sa si astfel cofrajul iniainteaza,
intrucat teava nu poate avansa fiind oprita de presa de fixare. Viteza unui asemenea cofraj
poate atinge 2 – 3 m pe zi, in functie de viteza de intarire a betonului si modul de organizare
al lucrului.
b. Cofraje reutilizabile pentru cosuri de fum conice
In interiorul cosului se face o schel din panouri prefabricate. Cofrajul cosului este de
data aceasta metalic. Se foloseste o camasa exterioara si una interioara, intre care se toarna
peretii de beton. Cele doua camasi inalte cam de 2,5 m sunt formate din panouri
dreptunghiulare si panouri trapezoidale, care dau forma tronconica dorita cosului si sunt
atarnate de schela interioara prin palane care le pot trage in sus.
Panourile care formeaza camasa, au
joantele intarite prin corniere care permit
legarea lor intre ele prin buloane. Panourile
de capat nu asemenea corniere la joanta
comuna si prin aceasta permit un joc al
diametrului camasii, obtinut prin
suprapunerea celor doua capete de tabla ale
panourilor. Pe masura ce, odata cu inaltimea,
diametrul cosului scade, cele doua capete se
suprapun tot mai mult si apoi, incet, incet, se
elimina cate un panou dreptunghiular. Daca
trebuie modificata pe drum conicitatea
cosului, se elimina un panou trapezoidal sau
se introduce un panou de tip special.
Dupa ce se toarna un tronson de cos
intr-un astfel de cofraj, buloanele acestuia se
slabesc si camasa este trasa in sus tot cu
ajutorul palanelor, agatate de schela
interioara, care se inalta odata cu cosul si
inaintea lui. Apoi se strang din nou
buloanele si se fac petrecerile cerute de
fructul cosului. (Fig.17)
Pe timp de iarna tot cofrajul inclusiv
platforma respectiva se imbraca intr-o
baraca, astfel incat operatia de betonare
poate continua si iarna. Principala
preocupare in timpul executiei cosurilor
trebuie sa fie mentinerea verticalitatii
cosului. Aceasta verticalitate se controleaza
mereu atat cu firul cu plumb cat si cu
ajutorul aparatelor topografice de precizie. Fig. 17 Cofraje reutilizabile pentru
Trebuie remarcat ca o deviere foarte cosuri tronconice
mica de la axul teoretic al cosului se observa
imediat, iar aspectul cosului lasa de dorit. Axul cosului se materializeaza printr-un reper
metalic, care se aseaza in centrul fundatiei cosului de fum. Din acest punct se verifica
incontinuu verticalitatea cosului si circumferinta respectiva. Pentru ca schela interioara sa
poata rezema in conditii bune se recomanda ca eventualele plansee sau pereti despartitoride la
baza cosului sa se execute dupa terminarea cosului intreg. Cum s-a aratat, tronconicitatea
cosului se realizeaza punand alaturi de panouri dreptunghiulare, panouri trapezoidale, iar
micsorarea diametrului cosului se realizeaza scotand rand pe rand panourile dreptunghiulare.
Acest lucru trebuie prevazut in proiect, aratandu-se exact panoul ce se scoate si in ce punct
anume. Proiectul unui cos de fum de beton armat are ca piesa obligatorie si proiectul
procedeului de constructie cu detaliile necesare, fara de care construirea lui nu este posibila.
Consolele de beton pe care se
aseaza captuseala de izolare
termica, se executa facand camasa
interioara din doua tronsoane pe
verticala, in timp ce camasa
exterioara se face dintr-un singur
tronson de circa 2,5 m inaltime.
Printr-o inclinare favorabila a
tronsonului superior, se pot realiza
consolele dorite (Fig. 18) In figura
18 este aratat modul de turnare al
varfului cosului.
Pentru realizarea golurilor –
cerute de canalul de fum, vizitare,
etc. – se introduc cofrajele care
marcheaza golul intre cele doua
camasi ale peretilor.
In sfarsit pentru introducerea
scarii exterioare de vizitare, se lasa Fig. 18 Console si varfuri de cosuri
goluri sau se prevad piese metalice
adecvate in peretii de beton. Trebuie adaugat ca, atat in cazul cofrajelor glisante cilindrice, cat
si in cazul cofrajelor tronconice, de platforma de lucru atarna la exteriorul si interiorul cosului
niste schele, care permit sa se finiseze peretii atat in interior cat si in exterior.
Trebuie evitata tencuirea exterioara a cosului. Din cofraje metalice sau de lemn, date
cu rindea si bine incheiate la rosturi, betonul are un aspect mai placut decat o tencuiala
superficiala si este mult mai rezistent. Toata atentia trebuie data ca betonul sa fie realizat cat
mai uniform si omogen si sa nu apara vizibile rosturile de lucru.
c. Executarea cosurilor din elemente prefabricate
Din elemente prefabricate se executa cosuri care au faza vazuta gata finisata din
prefabricate si cer cel mult o rostuire in exteriorul cosului.
Prefabricatele se executa de preferinta in cofraje metalice, pe mese vibrante. Executia
in cofraje de lemn, fara vibrare, nu aduce economii insemnate si in schimb se realizeaza o
calitate de beton mult mai inferioara. Se va utiliza un beton B200 – B300.
Grosimea pieselor prefabricate se face de obicei in functie de calitatea ce poate fi
asigurata in executie; la cofraje metalice, cel putin 4 cm, iar la cele din lemn, cel putin 6 cm.
Piesele prefabricate se fac cu greutatea in functie de utilajul disponibil; este
recomandabil insa ca aceste piese sa fie mai usoare de 200 kg ceea ce permite executia cu un
utilaj putin costisitor.
Cand lucrarile se fac cu clavouri, inaltimea acestora se ia de 20 – 30 cm.
Mortarul de inzidire al prefabricatelor se va face puternic, va avea cel putin rezistenta
de 200 kg/cm2 si o granulometrie studiata, nisipul fiin gruntos si asortat cu granule pana la 7
mm dimensiune maxima. Cantitatea de ciment prevazuta este de 500 – 600 kg la metru cub de
nisip.
Pentru mortare se instaleaza in centrul cosului un bob de ridicare.
Montarea este rapida. La un cos de 3 – 4 m diametru o echipa alcatuita din sef montor,
un fierar si 5 muncitori, la o inaltime de 60 – 80 m de la teren, poate monta pe zi 1,20 – 2,00
m de cos, lucrand la montaj 6 ore pe zi.
Bibliografie:
Mihail D. Hangan – „Betonul armat. Constructii industriale”, Editura Tehnica,
Bucuresti 1958