CAPITOLUL 1. PROIECTAREA COMPOZIȚIEI BETOANELOR CU DENSITATE NORMALĂ

1.1. Stabilirea factorilor ce stau la baza proiectării compoziției betoanelor cu densitate normală:

Pentru proiectarea compoziției betoanelor este necesar să se cunoască un minim de date stabilite de proiectant și de beneficiar și menționate în proiectul de rezistență, respectiv de către executant și menționate în proiectul tehnologic.

CLASA BETONULUI : se notează C25/30 și este definită pe baza rezistenței caracteristice ( fck ) și reprezintă rezistența minimă la compresiune a betonului ( exprimata în N/mm2 ) determinată pe cilindrii cu diametrul de 150 mm și înălțimea de 300 mm și pe cuburi cu latura de 150 mm, la vârsta de 28 zile ( epruvetele fiind ținute în condiții reglementate de STAS 1275/88 ) sub a cărei valoare se pot situa cel mult 5% din rezultate. Clasa betonului este stabilită de către proiectant și specificată în proiectul de rezistență.

CARACTERISTICILE ELEMENTULUI:- Tipul elementului de construcție: placa monolit;- Modul de armare și distanța între armături: D = 190 mm;- Dimensiunea minima a elementului de construcție și grosimea stratului de acoperire cu

beton a armăturilor: h = 130 mm; c = 20 mm;CONDIȚIILE DE EXPUNERE ALE ELEMENTULUI:

- Constă în condițiile de serviciu (de mediu) și clasa de expunere a elementului de construcție. În tabelul 3.6, sunt prezentate clasele de expunere a construcțiilor în condițiile de mediu. Clasa de expunere: 2a – MEDIU UMED (2), moderat (a): construcții sau elemente de construcții expuse la înghet în stare nesaturată sau expuse umidității respectiv: construcții neîncălzite în perioada de iarnă, cu sau fără închideri perimetrale, elemente de construcții în contact permanent cu apa, elemente de construcții situate în zonele de variație a nivelului apelor, dar fără posibilitatea de îngheț, fără condiții de impermeabilitate pentru beton.

CONDIȚII DE EXECUTARE:- Executarea pe timp friguros, executarea elementelor masive, a elementelor realizate cu

cofraje glisante: NORMALE.TRANSPORTUL, MANIPULAREA ȘI PUNEREA ÎN LUCRARE A BETONULUI:

- Transportul stabilit: cu bena, prin pompare, pneumatic. Se urmărește corelarea lucrabilității betonului cu mijlocul de transport folosit: BENA.

UMIDITATEA SORTURILOR DE AGREGATE:- Se stabilește de către laboratorul autorizat al stației de preparare a betonului pentru fiecare

sort în parte. Minim o probă la 200 m3 de beton și ori de câte ori se observă o schimbare cauzată de condițiile meteo, dar cel puțin o dată pe zi.

UN = 2% - umiditate sort de nisip: 0...7 mm; UP = 1% - umiditate sort pietriș: 7...31 mm;

GRADUL DE OMOGENITATE AL BETONULUI:- Se apreciaza astfel: pentru stațiile de betoane în funcțiune se consideră gradul de

omogenitate din luna precedentă pentru tipuri sau clase de beton similare, determinate în funcție de valorile exprimate în N/mm2 ale abaterii standard S și a rezistenței medii xn;

- Pentru stațiile noi se apreciază în funcție de nivelul de dotare și calitatea sorturilor de agregate, urmând a fi analizate de rezultatele obținute în prima perioadă de producere a betonului.

Omogenitatea betonului reprezintă dispersia uniformă a tuturor componenților în masa amestecului de beton. II

1.2. Stabilirea calitativă a materialelor componente:

1. Consistenta betonului.

Consistenta se poate defini prin mobilitatea betonului proaspat sub actiunea masei proprii sau a unor forte exterioare care actioneaza asupra lui. Ea se clasifica in clase de consistenta.

In tabelul 3.10 sunt prezentate clasele de consistenta ale betonului.In fuctie de tipul elementului be beton (placa), mijlocul de transport (autoagitator),

tehnologia de punere in lucrare (bena) si tipul betonului (armat), rezulta clasa de consistenta T4 (cu o tasare de 120 ± 20 mm).

2. Dozajul minim de ciment.

Din tabelul 3.11, in functie de tipul betonului, clasa de expunere si gradul de agresivitate rezulta dozajul minim de ciment.

Pentru clasa de expunere 2a, dozajul minim de ciment pentru beton armat este C1 = 290 kg/m3 beton turnat.

3. Agregatele.

a) Tipul: avand in vedere clasa de beton (C 25/20) se vor folosi agregate provenind din sfaramarea naturala a rocilor si anume agregate silicioasede balastiera cu densitatea aparenta ag = 2.7 kg/dm³.

b) Dimensiunea maxima: se stabileste in functie de tipul elementului de beton ce urmeaza a fi executat (placa), dimensiunea minima a elementului (hp = 130 mm), distanta minima dintre armaturi (D = 190 mm), tehnologia de transport si punere in lucrare a betonului si grosimea stratului de acoperire cu beton a armaturii (c = 20 mm):

dmax≤1

3⋅hp=

13⋅130=43. 3 mm≃44 mm;

dmax≤D−5 mm=190-5=185 mm;dmax≤1. 3⋅c=1. 3⋅20=26 mm

Rezulta dmax = 20 mm.

c) Granulozitatea: se stabileste zona de granulozitate (I) in functie de dozajul de ciment minim de 290kg/mc. Cunoscand zona de granulozitate I si dimensiunea maxima a agregatelor 20 mm, rezulta urmatoarele limite ale zonelor de granulozitate (inferioare si superioare):

Sortul 0 – 0.2 mm: 3 – 10 %: se alege 8 %Sortul 0.2 – 1 mm: 30 – 40 %: se alege 36 %Sortul 1 – 3 mm: 50 – 60 %: se alege 54 %Sortul 3 – 7 mm: 70 – 80 %: se alege 72 %Sortul 7 – 20 mm: 95– 100 %: se alege 100 %.

4. Cimentul.

Tipul de ciment se stabileste in functie de conditiile de expunere si de mediu, de masivitatea elementului, de tipul betonului ( simplu, armat sau precomprimat) si de clasa betonului, in conformitate cu tabelele 3.26, 3.27, 3.28.

Pentru stabilirea tipului de ciment pentru beton simplu, beton armat si beton precomprimat, turnate monolit, aflate in clasele de expunere 1 si 2a se foloseste tabelul 3.26.Pentru elemente sau constructii cu grosimi mia mici de 1,5 m executate in afara perioadei de timp friguros, clasa de beton C25/30, tipul betonului: beton armat se alege ciment: CEM II/A- V32,5R.

5. Permeabilitatea ( gradul de impermeabilitate).

Permeabilitatea la apa – apreciata dupa usurinta de patrundere a apei in masa betonului ( determinata conform ISO 7031 ). Ea depinde de dimensiunile, distributia si continuitatea porilor si este exprimata prin gradul de impermeabilitate fata de apa ( reprezentand valoarea presiunii maxime a apei la care betonul este penetrat pana la o adancime de 100 mm, respectiv 200 mm).

In tabelul 3.29, gradul de imermeabilitate se stabileste in functie de clasa de expunere si clasa betonului ( daca nu se precizeaza in proiect ).

Pentru clasa de expunere 2a si clasa betonului C25/30, rezulta gradul de impermeabilitate minim P4.

6. Gradul de gelivitate.

Rezistența la inghet-dezghet – se defineste prin numarul de cicluri inghet-dezghet succesive pe care epruvetele le pot suporta, dupa o durata de 28 zile de la confectionare, fara ca reducerea rezistentei sa fie mai mare de 25% si a modulului de elasticitate dinamic sa fie mai mare de 15%.

Dupa numarul de cicluri inghet-dezghet pe care le poate suporta in conditii aratate mai sus, betonul se incadreaza in unul din gradele de gelivitate G 50, G 100, G 150.

In tabelul 3.29, gradul de gelivitate se stabileste in functie de clasa de expunere si clasa betonului ( daca nu se precizeaza in proiect ). Pentru clasa de expunere 2a si clasa betonului C25/30, gradul de gelivitate minim este G 100.

7. Raportul A/C maxim.

Din tabelul 3.29, in functie de tipul betonului (beton armat) si clasa de expunere 2a rezulta raportul A/C maxim = 0.5

.

1.2. Stabilirea calitativă a materialelor componente:

Determinarea cantitatilor componentilor se face pentru 1 m3 de beton . Agregatele se considera perfect uscate, urmand ca in final sa se faca corectiile corespunzatoare in functie de umiditatea efectiva a acestora.

1. Cantitatea de apa.

Din tabelul 3.30, cantitatea orientativa de apa de amestecare (A) se determina in functie de clasa betonului (C25/20) si de consistenta (T4). Rezulta A = 230 l/mc.

Intrucat dimensiunea maxima a agregatelor este 20 mm, coeficientul de corectie c = 1.05, rezulta:

A'=A⋅c=230⋅1 .05=240lm3

2. Raportul A/C.

Din tabelul 3.31, in functie de clasa betonului (C 25/20) si clasa cimentului (32.5), pentru gradul I de omogenitate, rezulta valoarea raportului A/Cmax = 0.45 (beton armat si clasa de expunere 2a.).

Valorile din tabel sunt valabile pentru gradul II de omogenitate. Pentru gradul I, valorile cresc cu 0.05. A/Cmax = 0.45*1.05 = 0.47

3. Cantitatea de ciment.

Cantitatea de ciment se evaluează aplicand relatia:

C '= A '

AC

=2400 .47

=510kg

m3

> dozajul minim de ciment de 290kg/mc. Se adopta C = 510 kg/mc.

4. Cantitatea de agregate.

Cantitatea totala de agregate in stare uscata se evalueaza aplicand relatia:

Ag=ρag⋅(1000−Cρc

−A '−p)=2 . 7⋅(1000−5103 . 0

−240−20)=1539 kg

m3

Unde:

ρag=2.7 kg

dm3−conf . tab .3 . 32

ρc=3 . 0 kg

dm3−densitatea .cimentului

p=volumul deaer oclus, egal cu 20 dm3 /m3 .

5. Impartirea agregatului total pe sorturi.

Cantitatea pentru fiecare sort de agregate se stabileste in functie de limitele zonelor de granulozitate alese, si anume:

Agi=Ag∗p i−pi−1

100Ag−cantitatea deagregat ,∈kg ;

pi−procentul de trecere prin sita” i” ;

pi−1−procentul de trecere prin sita” i−1”

sortul 0 - 0 .2 mm: 8100

⋅1539=123 .12kg

m3

sortul 0 . 2 - 1 mm: 36-8100

⋅1539=430 . 92kg

m3

sortul 1 - 3 mm: 54-36100

⋅1539=277 .02kg

m3

sortul 3 - 7 mm: 72-54100

⋅1539=277 .02kg

m3

sortul 7 - 20 mm: 100-72100

⋅1539=430 . 92kg

m3.

6. Corectarea cantitatii de apa.

Cantitatea suplimentara de apa provenita din umiditatea sorturilor de nisip (2%), este:

ΔA N=∑i=1

n

Agi⋅ui

100= 2

100⋅(123 .12+430. 92+277 . 02+277 . 02)=22. 16

lm3

Cantitatea suplimentara de apa provenita din umiditatea sorturilor de pietris (1%), este:

ΔA D=∑i=1

n

Agi⋅ui

100= 1

100⋅430 . 92=4 .31

lm3

Cntitatea totala de apa suplimentara:

ΔA=ΔA N+ΔA D=22 .16+4 .31=26. 47lm3

Cantitatea corectata de apa:

A¿=A'−ΔA=240−26 .47=213 .53lm3

7. Corectarea cantitatilor de agregat pe sorturi.

Cantitatile corectate de agreregat se stabilesc majorand cantitatile calculate anterior cu procentul rezultat din umiditatea relativa a fiecarui sort, astfel:

Agi¿ =A gi⋅(1+

ui

100 ) kg

m3

sortul 0 - 0 .2 mm: 123 .12⋅(1+2100 )= 125 .58 kg

m3

sortul 0 . 2 - 1 mm: 4 30 .92⋅(1+2100 )=439 . 54

kgm3

sortul 1 - 3 mm: 277 .02⋅(1+2100 )=282 . 56

kgm3

sortul 3 - 7 mm: 277 .02⋅(1+2100 )=282 . 56

kgm3

sortul 7 - 20 mm: 430 .92⋅(1+1100 )=435 .23

kgm3

.

8. Cantitatea totala corectata de agregat.

Aag¿ =∑

i=1

n

Agi¿ =125 . 58+439 . 54+2∗282. 56+435 .23=1565 . 47

kgm3

9. Densitatea aparenta a betonului.

ρb=A '+C+ Ag=213 .53+510+1565 .47=2289 kg

m3