Lucrarea 2AGREGATE NATURALE GRELEDETERMINAREA GRANULOZITII AGREGATELORDETERMINAREA COMPOZIIEI GRANULOMETRICE

1. GENERALITIPiatra natural are o larg utilizare n construcii, folosindu-se sub form de agregate pentru obinerea mortarelor i betoanelor, ca matrial de zidrie, la lucrri de drumuri, ci ferate, pentru umpluturi, pentru paturi de fundare, pentru filtre, etc.Piatra natural de balastier se extrage din depozite naturale de roci sedimentare necimentate. Se prezint sub form de granule de diferite mrimi i se folosete ca atare sau dup o prealabil sortare pe fraciuni (dup mrimea granulelor) i splare.

n mod curent produsele de balastier sunt denumite agregate naturale grele, avnd densitatea aparent n grmad n stare afnat i uscat . Agregatele uoare au densitatea aparent n grmad n stare afnat i uscat .Agregatele sunt materiale granulare provenite din sfrmarea natural sau artificial a rocilor sau obinute prin alte procedee. n funcie de mrimea granulelor, agregatele provenite din sfrmarea rocilor poart diferite denumiri convenionale i se clasific conform Tabel nr. 2.1.

Tabel nr. 2.1 Clasificarea agregatelor n funcie de mrimea granulelor i de provenienAgregate provenite din sfrmarea natural a rocilorAgregate provenite din sfrmarea artificial a rocilor

Denumirea agregatuluiInterval de granulozitatedmin - dmax [mm]Denumirea agregatuluiInterval de granulozitatedmin - dmax [mm]

Nisip natural (uzual denumit nisip)0 - 8Nisip de concasare0 - 4

Pietri8 - 63Piatr spart4 - 63

Piatr mare63 - 125Piatr spart mare63 - 125

Balast pentru betoane (amestec natural de nisip i pietri)0 - 31,50 - 63--

Din categoria agregate provenite din sfrmarea natural a rocilor (agregate de balastier) nisipul i pietriul pot fi sortate astfel: nisip compus din granule 0 8 mm: nisip fin: 0-1 mm, nisip mijlociu: 1-2 mm, nisip grunos: 2-4 mm i 4-8 mm; pietri compus din granule 8 - 63 mm, care poate fi mprit n sorturile: 8 - 16 mm; 16 -31,5mm; 31,5 - 63 mm;Condiiile tehnice precum i metodele de ncercare pentru agregatele naturale grele folosite la prepararea betoanelor i a mortarelor cu liani naturali sunt prevzute n standardele n vigoare. Principalul act normativ referitor la agregate este SR EN 13242 - 2003 - Agregate din materiale nelegate sau legate hidraulic pentru utilizare n ingineria civil i n construcii de drumuri.n general, agregatele trebuie s provin din roci nealterate, inerte, cu o bun rezisten la nghe-dezghe repetat, s nu conin impuriti i s nu conduc la efecte duntoare asupra liantului folosit la prepararea mortarelor i betoanelor.De asemenea, agregatele trebuie s ndeplineasc anumite condiii ale formei granulelor (caracteristici geometrice) i ale coninutului procentual n granule cu diferite dimensiuni (condiii de granulozitate).

2. CARACTERISTICI GEOMETRICE ALE AGREGATELORSe numete sortare, trecerea agregatelor printr-un set de site (ciururi) standardizate (conform SR EN 933-2 - 1998 ncercri pentru determinarea caracteristicilor geometrice ale agregatelor. Partea 2: Analiza granulometric site de control, dimensiuni nominale ale ochiurilor). Exiat trei posibile combinaii de site (cu ochiuri ptrate): seria de baz (Tabel nr. 2.2), seria de baz + seria 1 (5,6 (5); 11,2 (11); 22,4; 45; 56; 90 mm), seria de baz + seria 2 (6,3 (6); 10; 12,5 (12); 14; 20; 40; 80 mm).

Tabel nr. 2.2 Seria de ciururi de baz cu ochiuri ptrate (fig. 2.1)Notaia convenional a sitei sau ciuruluiLatura interioar a ochiului,[mm]

11

22

44

88

1616

3231,5

6363

Fig. 2.1 Seria de ciururi de baz cu ochiuri ptrate

Clasa de granulozitate este definit prin coninutul, exprimat n procente, n sorturi de granule de diferite mrimi, denumite sorturi de agregate.Prin sort de agregate se neleg agregatele care la cernere rmn ntre dou site sau ciururi din seriile prevzute de standarde.Prin sort elementar de agragate se neleg agregatele care rmn ntre dou site sau ciururi consecutive din seria de baz sau alte serii de ciururi din standard.Pentru definirea sortului se folosete notaia convenional corespunztoare sitei sau ciurului pe care agregatul rmne integral (dmin) separat prin liniu de cea a sitei sau ciurului prin care trece integral (dmax). Exemple de notare: 0 - 1; 1 - 2; 2 - 4; 4 - 8; 8 - 16; 16 - 32; 32 - 63.Agregatul obinut prin combinarea a dou sau mai multe sorturi, astfel nct s satisfac cerinele impuse de scopul utilizrii, poart denumirea de agregat total. Compoziia granulometric corect a agregatului este o condiie tehnic de mare importan, n cazul betoanelor grele, fiind necesar un agregat avnd o compoziie granulometric care s aib un volum minim de goluri.Pentru realizarea betoanelor de densitate redus, este necesar prezena golurilor sau se utilizeaz agregate uoare. Astfel, n funcie de utilizare, agregatele trebuie s satisfac anumite condiii de granulozitate.

3. DETERMINAREA COMPOZIIEI GRANULOMETRICEAparatur balana tehnic cu sarcima maxim de 10 kilograme, setul corespunztor de ciururi i site.

Principiul lucrriiMetoda const n cernerea unei anumite cantiti de agregat uscat, n funcie de dimensiunea maxim a granulei (Tabel nr. 2.3) cu sitele corespunztoare (Tabel nr. 2.2), cntrindu-se cantitile rmase pe fiecare sit, i calculndu-se apoi trecerile n procente.

Tabel nr. 2.3 Cantitatea de agregat care se cerne, n funcie de maxim al granuleiDimensiunea maxim a granulei [mm]Masa probei[kg]

1 sau 20,5

4 sau 81

165

31,515

6325

Granulozitatea agregatelor se exprim sub forma curbei granulometrice, prezentndu-se trecerile procentuale, n funcie de diametrele ochiurilor sitelor / ciururilor, astfel: pe axa absciselor diametrul ochiurilor, ciururilor ntrebuinate se trec la scar obinuit, scar logaritmic sau combinat (scara logaritmic pn la 8 mm, iar peste acest diametru, la scar obinuit), pe axa ordonatelor, se reprezint trecerile procentuale corespunztoare.Pe acelai grafic, se traseaz i curbele limit impuse de standard pentru felul ntrebuinrii (Fig. 2.2 conform Anexa L SR 13510 2006, curbe granulometrice pentru agregate, n funcie de diametrul maxim al agregatelor folosite). Iese astfel n eviden, dac agregatul studiat ndeplinete condiiile de granulozitate impuse.Sorturile de agregate pot s fie caracterizate printr-o granulozitate continu, n aa fel nct s nu lipseasc granule de dimensiuni cuprinse n limitele ce definesc sortul sau pot avea granulozitate discontinu.

Fig. 2.2 Granulometriile agregatelor conform SR 13510 - 2006 i CP 012-1/20071 zon defavorabil, 2 zon utilizabil, 3 zon favorabil,4 zon favorabil pentru compoziie granulometric discontinu, 5 zon defavorabil

Mod de lucruSitele sau ciururile se aeaz n poziie orizontal, pe o cutie de baz, n ordinea cresctoare a dimensiunilor ochiurilor.Se cntrete cantitatea corespunztoare de agregat, (M, grame), i se pune n primul ciur al seriei (cu ochiurile cele mai mari) ncepndu-se cernerea (care se face manual sau mecanic), pe direcia orizontal sau vertical, cu ocuri.Odat operaia de cernere nceput, se urmrete vizual dac cernerea pe ciurul cu ochiurile cele mai mari este terminat; n acel moment ciurul poate fi scos, ceea ce uureaz cernerea mai departe. Granulele prinse n ochiuri, se scot fie prin apsare uoas de jos n sus, fie prin lovirea uoar a ramei, fie prin tergerea cu o pensul, n cazul agregatelor fine, i se adaug la restul rmas pe ciurul sau sita respectiv.Se continu astfel, pn cnd operaia de ciuruire este terminat, adic atunci cnd prin toate ciururile i sitele nu mai trec cantiti semnificative de material. Controlul se face scuturnd fiecare ciur deasupra unei hrtii albe. Se va considera condiia ndeplinit dac toate agregatele care ar mai trece prin ciur sau sit, n timp de un minut, nu reprezint mai mult de 0,1% din cantitatea de agregate luat pentru ciuruire. Cantitatea care, eventual mai trece prin ciururi la acest control, se adaug la ciurul urmtor.Se cntresc exact fraciunile care au rmas pe ciururi i site. Suma tuturor fraciunilor nu trebuie s fie sub 99,5% din masa iniial a probei uscate.Pentru a determina cantitatea procentual de agregat care trece prin fiecare sit sau ciur se face referire la masa iniial a probei (M). Se ia media aritmetic a trei determinri.

Exemplu de calcul Se cntrete 5000 de grame de agregate uscate de diverse sorturi, care se trec prin seria de ciururi de baz cu ochiuri ptrate, aezate n ordine cresctoare a dimensiunii ochiurilor.Se cntresc fraciunile care au rmas pe site iar cantitile obinute sunt nregistrate tabelar (Tabel nr. 2.4).

Tabel nr. 2.4 Fraciunile de agregate pe sorturi. Cantiti determinate practic.[mm]RestTreceriLimite standard pentru treceri [%]

grame%grame%MinimeMaxime

31,51102,2489097,8100100

16115023374074,86280

8190538,1183536,73862

462012,4121524,32347

1551,1116023,2828

0116023,20000

Se determin resturile de agregate rmase pe site procentual i se calculeaz trecerile prin ciururi (n grame i procente). Valerile procentuale ale trecerilor se compar cu limitele standard pentru treceri corespunztoare granulozitii alese (0 31,5 mm).Se observ c curba granulometric determinat nu se ncadreaz n limitele standard, deoarece: prin sita de 31,5mm au trecut 97,80% agregate, n loc de 100%, prin sita de 8mm au trecut 36,70%, cantitate inferiar limitei standard minime, 38%.Se impune astfel a se realiza o corecie a valorilor determinate, evideniat n Tabel nr. 2.5.

Tabel nr. 2.5 Fraciunile de agregate pe sorturi. Cantiti corectate analitic.[mm]RestTreceriLimite standard pentru treceri [%]

grame%grame%MinimeMaxime

31,5005000100100100

16126025,2374074,86280

8179035,81950393862

473514,7121524,32347

1551,1116023,2828

0116023,20000

Pe baza datelor obinute (treceri determinate i treceri corectate) precum i a limitelor standard pentru treceri (minime i maxime), se traseaz curba granulometric la scar obinuit, avnd granulozitatea 0 31,5 mm (Fig. 2.4).

LEGEND - Limite standard maxime (%) - Limite standard minime (%) - Trecerile corectate (%) - Trecerile determinate (%)

Fig. 2.4 Curba granulometric la scar obinuit, avnd granulozitatea 0 31,5 mmPrelucrarea datelor determinate n laborator

Tabel nr. 2.6 Fraciunile de agregate pe sorturi. Cantiti determinate practic.[mm]RestTreceriLimite standard pentru treceri [%]

grame%grame%MinimeMaxime

31,5100100

166280

83862

42347

1828

000

Tabel nr. 2.7 Fraciunile de agregate pe sorturi. Cantiti corectate analitic.[mm]RestTreceriLimite standard pentru treceri [%]

grame%grame%MinimeMaxime

31,5100100

166280

83862

42347

1828

000

Fig. 2.5 Curba granulometric la scar obinuit, avnd granulozitatea 0 31,5 mm19