50273105-Materiale-de-Constructii-Betonul

8/7/2019 50273105-Materiale-de-Constructii-Betonul

1/52

1

BETOANE SI MORTARE CU LIANTI MINERALI

Betoanele imortarele sunt conglomerate artificiale obinute prin

ntrirea amestecurilor omogene de agregat, liant i ap, luate nanumite proporii.

In compoziia mortarelor se folosete, ca agregat, nisip (


2/52


3/52

3

xBetonul ntrit este, deci, un material compozit custructur macro-eterogen i caracter pseudosolid, cuprinznd cele trei stri deagregare:starea solid, constituit din granulele de agregat, din granulele deciment (hidratate superficial) i din formaiunile cristaline de hidratare

a cimentului; starea lichid, constituit din apa legat chimic, din apa legatfizic (absorbit n geluri i adsorbit pe faza solid) i din apa liber; starea gazoas, constituit din aerul inclus n structur i dinvaporii de ap aflai n pori.

Dac betonul se menine n mediu uscat, apa liber seevapor lsnd n structur pori deschii.


4/52

4

Tehnologia lucrrilor de betoane cuprinde patru etapeprincipale:

` prepararea: dozarea i amestecarea (malaxarea) materialelorcomponente, pn la omogenizarea amestecului de beton;` transportul, de la staia de preparare (staia de betoane) lapunctul de lucru, n care nu trebuie s se produc modificareacompoziiei betonului, prin sedimentare, scurgeri de mortar,evaporarea apei etc.;` punerea n oper cuprinde operaiile de introducere n cofraj(turnare) i de compactare a betonului, pentru eliminarea aerului iformarea structurii compacte, operaii care trebuie s se realizezepn la nceperea prizei;

` tratarea ulterioar const n protejarea betonului mpotrivauscrii rapide sau ngheului precoce, pentru a preveni producereafisurrii datorit contraciei hidraulice, respectiv expansiunii apei la

nghe ; n cazul prefabricatelor, betonul poate fi tratat hidro-termicpentru a i se accelera ntrirea.


5/52

5

Caracteristicile betonului

Fiind un material compozit, caracteristicile tehnice alebetonului ntrit vor fi influenate att de caracteristicile i proporiile

de amestec ale materialelor componente, dar i de aptitudineaamestecului de a fi pus n oper (de caracteristicile betonuluiproaspt), respectiv de condiiile tehnologice de preparare, punere noper i de ntrire ale betonului.

Lucrabilitatea betonului

Lucrabilitatea betonului este caracteristica complex aamestecului de beton proaspt care exprim calitatea acestuia de armne omogen n timpul transportului i turnrii, respectiv de a se

pune uor n oper, umplnd cofrajul i ajungnd la gradul necesarde compactare cu consum ct mai mic de energie.

Caracteristicile betonului proaspt

Condiii contrare:ct mai vrtos ct mai fluid


6/52

6

Consistena betonului proaspt

Consistena caracterizeaz capacitatea betonului proaspt de a sedeforma vsco-plastic, sub aciunea unui lucru mecanic.

Intre granulele solide din structura betonului proaspt semanifest fore de frecare, iar mortarul exercit fore de coeziune ntregranule.

Frecarea depinde de forma granulelor (rotunjit sau cu muchiivii), de textura suprafeei lor (neted sau rugoas) ca i de volumul ide consistena mortarului, ntruct acesta joac rol de lubrifiant.

Coeziunea depinde de volumul i de consistena mortarului,fiind cu att mai mare cu ct volumul de mortar este mai mare iconsistena acestuia este mai vrtoas.

Dac au valori suficient de mari, forele interne fac ca un

amestec de beton proaspt, turnat ntr-un tipar (trunchi de con, spreexemplu) s-i menin forma, dup decofrare. Cnd forele internenu echilibreaz greutatea proprie sau o aciune mecanic exterioar,amestecul va suferi o deformaie vsco-plastic.


7/52

7

Metoda tasrii: consistena seexprim prin diferena (h, n cm)

ntre nlimea unui trunchi de con(din tabl) umplut cu betonul de ncercat i nlimea betonuluitasat sub greutatea proprie, dupce tiparul a fost ridicat.

h

rigl

beton tipar

din tab\tasat

Metoda remodelrii VE-BE: consistenase exprim prin durata de vibrare (nsecunde) necesar unui volum de betonproaspt, cu forma de trunchi de con i

apsat de un disc cu mas normat, sse remodeleze la forma cilindric,umplnd corect un recipient cilindric.

beton

recipientcilindricmasavibrant

disc transparent

matri tronconic

axa glisant


8/52

8

Gradul de compactare reprezint raportul ntre densitile aparentemaxim (dup compactare) i minim (la turnare) ale betonului.

Dac betonul proaspt este supus unei aciuni vibratorii,granulele de agregat intr n vibraie i, pentru perioade scurte de timp,se desprind din contactul reciproc ceea ce are ca efect reducereafrecrii interne; granulele de pietri au posibilitatea s se aranjeze nreea compact, iar mortarul s ptrund n golurile acesteia, eliminnd

aerul inclus la malaxare.Volumul aparent al betonului proaspt scade i, implicit, crescdensitatea aparent i compactitatea.

Aptitudinea de compactareExprim lucrul mecanic necesar pentru compactarea betonului.

Consistena necesar depinde de caracteristicile elementului cetrebuie realizat i de tehnologia de punere n oper.

dimensiuni i form;

turnare prin cdere liber, scurgere pe jghiaburi, pompare; tehnologia de compactare.


9/52

9

Metoda Walz: gradul de compactare reprezint raportul ntre nlimea unui recipient paralelipipedic (cu seciunea S constant),umplut cu beton prin scurgerea de la nivelul superior al

recipientului) i nlimea betonului dup compactarea prin vibrare,pn cnd nivelul acestuia n vas nu mai scade i la suprafa numai apar bule de aer.

Gradul de compactare (Gc) este, ntotdeauna, supraunitar, cu attmai mic cu ct betonul este mai fluid, deci, cu ct acesta poate ficompactat cu consum de energie mai mic.

-dupcompactar

nivel beton:

H

h

h

recipient

mas

vibrant

- laturnare,

hH

H

hS

HS

V

V

V

m

Vm

Gmina

maxa

maxa

mina

mina

maxac

=

===

=


10/52

10

Tendina de segregare

Segregarea reprezint fenomenul de separare a constituentelorunui amestec.

Cauza determinant o constituie diferenele de energiipoteniale pe care le au componentele amestecului, rezultate dindiferenele de volume i de densiti aparente ale acestora.

n timpul transportului, turnrii i compactrii, compo-

nentele mai grele, purttoare de energii poteniale mai mari(materialele solide, n general i granulele mari de pietri, nspecial), sunt capabile s efectueze un lucru mecanic mai mare.

ap mortar

cofraj beton

granule

mari

granulemici

Beton gras Beton slab

Segregare direct:

betoane grase fluide;

betoane slabe, vrtoase.


11/52

11

Susceptibilitatea unui beton de a fi segregabil se apreciaz prin

observaii vizuale, n cadrul operaiilor la care este supus betonulproaspt, dar poate fi apreciat i prin ncercri de laborator.

dup vibrarea prelungit a unei matrie umplut cu beton proaspt,aceasta se desface i se analizeaz distribuia granulelor de pietripe nlimea betonului;

se colecteaz i se msoar apa separat la suprafaa betonuluicompactat ntr-un recipient cilindric acoperit, volumul acesteiaraportndu-se la suprafaa liber a betonului i la volumul de apfolosit pentru prepararea betonului (mustirea betonului).

Segregare invers:

betoane slabe, fluide, cu granulozitatedefectuas.compact

beton

beton

macroporos

cofraj


12/52

12

Mustirea betonului se datoreaz incapacitii componentelor solidede a reine, prin adsorbie, toat apa de amestecare.

O parte din apa care se ridic spre suprafa rmne captat

sub granulele de pietri (n special, sub cele cu form lamelar),determinnd formarea unor zone de slab legtur, deci, defecte destructur.

Apa, n drumul ei spre suprafa, formeaz pori capilarideschii, orientai n aceeai direcie (vertical), ceea ce mrete

permeabilitatea betonului pe aceast direcie.Ca rezultat al mustirii, partea superioar a fiecrui strat de

beton turnat devine poroas, permeabil, cu rezistene mecanicereduse.

n cazul n care durata ntre dou turnri succesive de

betoane este mai mare de 1,5 ore, deci, dac betonul turnat anterior a nceput priza, stratul superior (poros) trebuie ndeprtat (prin frecarecu perii de srm, sablare, buceardare etc.).

Limita ntre dou turnri succesive, n acest caz, se numeterost de lucrusaurost de turnare.


13/52

13

Segregarea, sub toate formele ei de manifestare,constituie un fenomen cu consecine defavorabile pentru calitatea

betonului ntrit.

ntruct segregarea nu poate fi anulat prin compoziie, seimpun o serie de msuri tehnologice pentru reducereafenomenului, cum ar fi:

transportul betoanelor plastice i fluide numai cu autoagitatoare(care realizeaz amestecarea pe durata transportului);

turnarea betoanelor de la nlimi mai mici dect 1,50 m, pesteaceast nlime impunndu-se scurgerea pe jgheaburi sauturnarea prin plnii (pentru reducerea vitezei de cdere);

antrenarea betonului pe traseul jgheaburilor, pentru evitareasedimentrii;

limitarea duratei de vibrare a betonului i amplasareavibratoarelor n beton dup anumite scheme etc.


14/52

14

Densitatea aparent a betonului proaspt

se determin prin msurarea masei unui volum cunoscut de beton

compactat.Constituie parametrul de proiectare pentru cofraje i

susinerile tehnologice, care trebuie s suporte greutatea betonuluipn cnd acesta ajunge la rezistene suficiente pentru ca elementulrealizat s poat prelua ncrcarea din greutate proprie.

Constituie, de asemenea, unul dintre parametrii de verificarea reetei betonului: ntre valoarea experimental i valoarea teoretica acesteia (calculat ca sum a dozajelor materialelor componente)se admite o diferen de cel mult 50 kg/m3, diferene mai mariindicnd erori n calculul reetei.

Raportnd valoarea densitii aparente a betonului, compactatprintr-o metod oarecare, la valoarea obinut ca la metoda Walz, secalculeaz un factor de compactare prin care se poate apreciaeficacitatea metodei de compactare aplicat, fa de acel beton.


15/52

15

Coninutul de aer oclus

Prin aer oclus se nelege aerul inclus n structura betonului i care,dup compactare, rmne sub form de bule fine, dispersate nmatrice.

Nu cuprinde aerul din golurile de dimensiuni mari (alveole,caverne, rmase n structura betonului ca urmare a compactrii

insuficiente) i aerul din porii agregatelor.

Bulele de aer oclus joac, rol degranule elastice, n betonul proaspt,reducnd astfel contactul direct dintregranulele de pietri i, implicit, reducndfrecarea intern.

Totodat, prin tensiunea superficial ce se manifestasupra apei pe suprafaa bulelor de aer, se mrete coeziuneaamestecului.

Ambele aciuni fac s se mbunteasc lucrabilitateabetonului, n sensul creterii fluiditii, fr a se accentua tendina

de segregare.


16/52

16

Prin prghia lucrabilitii, aerul oclus influeneaz favorabilformarea structurii betonului ntrit n condiiile n care, dupcompactare, volumul lui nu depete proporia de (5 ... 7)% din volumul

aparent al betonului; peste aceast proporie, influenele defavorabileale reducerii compactitii asupra caracteristicilor betonului ntrit devinpreponderente.

Metoda de determinare a coninutuluide aer oclus se bazeaz pe legea

Boyle-Mariotte a gazelor, msurn-du-se scderea presiunii aerului ntr-o camer (de presiune), cndaceasta este pus n legtur cu unvas de volum cunoscut, umplut cu

beton proaspt, compactat, pentru capresiunile aerului din cele douincinte s se echilibreze.).

camer de presiune manometru

pomp de ae

ap

bule de

aer oclu

camer

beton

supap

de legtur

Manometrul, este etalonat n uniti de volum de aer oclus.


17/52

17

Betonul de ciment, n stare ntrit, reprezint un sistem activ fizico -chimic, evoluia carateristicilor sale fiind influenat att de factorii decompoziie (dozajele i caracteristicile materialelor componente), ct ide aciunile mediului asupra elementului din beton. De aceea,

caracteristicile betonului ntrit au sens numai dac sunt precizatecondiiile de ntrire, n particular, durata de ntrire (vrsta betonului).

Caracteristicile betonului ntrit

Caracteristicile betonului ntrit se determin pe epruvetesau pe carote.

Condiia de reprezentativitate a probelor pentru beton seasigur prin limitarea inferioar a dimensiunilor lor, exprimat prinrelaia:

agrmaxmin nL


18/52

18

Modul de pstrare a epruvetelor, pn la ncercare, poate fidiferit, n funcie de scopul ncercrii.

Astfel:

dac se urmrete estimarea caracteristicilor pe care le captbetonul turnat n elementul de construcie executat, epruvetele vor fipstrate n condiii similare (ct mai apropiate) celor n care se aflelementul; dac se urmrete verificarea calitii betonului, prin comparare cuvalorile normate ale caracteristicilor tehnice, epruvetele vor fi pstrate

n regim normat (durat, umiditate i temperatur), indiferent decondiiile n care se afl elementul de construcie executat

Regimul normat de pstrare a epruvetelor din beton este:

24 ore n tiparele metalice, acoperite cu plci de sticl, la

temperatura de (202)OC; 6 zile n bazine cu ap sau acoperite cu nisip umed, latemperatura de (201)OC;

restul timpului, pna la ncercare, n atmosfer, la temperaturade (202)OC i umiditatea relativ a aerului de (65+5)%.


19/52

19

Pentru definirea caracteristicilor tehnice de calitate alebetonului ntrit, s-a stabilit, convenional, ca ncercrile s seexecute la vrsta de 28 zile (90 zile, pentru betoanele hidrotehnice).

n unele cazuri, impuse de necesiti tehnologice, sau pentrustudierea evoluiei, n timp, a unor caracteristici, ncercrile se potexecuta i la durate intermediare (7 zile, 14 zile), ori la vrste maimari.

Caracteristicile fizice ale betonului ntritDensiti:

Densitatea (real) se determin folosind, ca lichid de referin,petrol lampant.

Densitatea aparent constituieparametru de verificare a omogenitiiseriei de probe.

Categoria

betonului

Dens. aparent

Kg/m3

f. greu >2500greu 2201-2500semi- 2001-2200uor 1001-2000

f. uor


20/52

20

Compactitatea i porozitatea, au caracter evolutiv ntructvolumul porilor din structur este umplut cu formaiunile de hidratarea cimentului, pe msura producerii reaciilor specifice.

Compactitatea medie a betoanelor de rezisten (grele)

este de (80 ... 85)%, putnd atinge limita maxim de 92%.Porozitatea betonului ntrit este alctuit din:( pori de gel, (


21/52

21

Contracia betonuluireprezint fenomenul de reducere a volumuluibetonului i este generat de contraciile cimentului (plastic, hidraulici de carbonatare).

Cea mai mare pondere o are contracia hidraulic a matricei,

prin uscarea formaiunilor gelice.La reumezire, matricea sufer umflri, variaiile de volum

atenundu-se pe msura mbtrnirii betonului (gelurilor).Cum granulele de agregat (n reea) nu sufer variaii de volum

la variaia umiditii, rezult lunecri la interfaa matrice-agregat, cu

consecine asupra fisurrii betonului oboseala betonului la variaiialternante de umiditate.

Coeficientul de dilataie termica betonului este pozitiv; betonul sedilat la nclzire i se contract la rcire.

Variaiile globale de volum ale betonului, datorate variaiilor detemperatur, rezult din suprapunerea variaiilor de volum alematerialelor componente ai cror coeficieni de dilataie termic suntdiferii.oboseala betonului la variaii alternante de temperatur.


22/52

22

Conductivitatea termic a betonului este influenat, n principal,

de natura agregatului, respectiv de structura i umiditatea betonului.Conductivitatea termic a pietrei de ciment (matricei) este

mai mic dect a agregatelor conductivitatea termic a betonuluiscade odat cu creterea raportului ciment / agregat.

In stare uscat, scade semnificativ odat cu scdereadensitii aparente, deci, cu creterea porozitii.Influena umiditii este mai important n cazul betoanelor

grele, compacte i se atenueaz pe msura creterii porozitii,datorit apropierii valorii conductivitii scheletului solid de cea a

apei.(la aceeai porozitate, betoanele grase au mai mic)


23/52

23

Caracteristicile mecanice

Betonul este considerat material friabil (chiar dac prezint oanumit comportare plastic), deoarece ruperea sub aciuni mecanicese produce la deformaii mici.

Procesul de rupere este guvernat de procesul demicrofisurare a structurii betonului, cu dezvoltarea ncepnd de lainterfaa matrice-agregat.

Caracteristicile mecanice sunt determinate de compactitateabetonului, de rezistena pe care o dezvolt cimentul, de rezistenaagregatului i de aderena matricei la agregat.

Rezistena la compresiunese determinpe epruvete cubice (Rc),cilindrice (Rcil) sau prismatice (Rpr), pe capete de prisme (cub

echivalent) i pe carote.Valorile rezistenei la compresiune depind de volumul i

forma epruvetei, conform principiilor generale.


24/52

24

Marca betonuluireprezenta valoarea (n daN/cm2), din seria de mrcistandardizat, imediat inferioar rezistenei medii la compresiunedeterminat pe epruvete cubice cu latura de 20 cm, la vrsta de 28

zile (90 zile pentru betoanele hidrotehnice), preparate i pstrate nregim standard.

Rezistena determinat conform definiiei enunate se numearezisten de marc i se nota cu simbolul Rb, iar marca era notatcu simbolul B, urmat de valoarea ei.

exemplu: pentru Rb=205 daN/cm2

, marca corespunztoare ar fi B 200.Clasa betonului reprezint valoarea (n N/mm2 ), sub care se potntlni statistic cel mult 5% din rezistenele obinute la ncercareaepruvetelor cubice cu latura de 14,1 cm, la vrsta de 28 zile,

preparate din betoanele fabricate de o staie de betoane conform uneireete i pstrate n regim standard.

Valoarea corespunztoare frecvenei de 5%, din mulimeastatistic a rezistenelor obinute conform definiiei menionate, senumete rezisten caracteristic i se nota cu simbolul Rbk.

Clasa betonului se nota cu simbolul Bc, urmat de valoarea,rezistenei caracteristice (exemplu Bc 15).


25/52

25

R

c

F(

%)

R

b

Staia 1

Rbk1

5%

O reet de beton ar trebui s realizeze beton cu rezistenamedie Rb (rezistena de marc). Din distribuia statistic arezultatelor pe betoanele fabricate de staia 1, rezult Rbk 1.

Stai

a 2

Rbk2

Staia 2 realizeaz aceeai marc de beton (Rb) darvariabilitatea rezultatelor este mai mare, nct R

bk

2 < Rbk

1.

R

b

Pentru a realiza clasa Rbk 1, staia 2 trebuie, fie s-iregleze procesul (pentru a reduce variabilitatea), fie sdeplaseze curba de distribuie (modifice reeta) pentru caaceasta s treac prin punctul de coordonate 5%, Rbk 1

(

consum mai mare de ciment).


26/52

26

Conform normelor europene (NE 012-99), clasa betonului senoteaz C xx/yy, n care:

xx este valoarea rezistenei caracteristice obinut pe epruvete

cilindrice cu = 150 mm i h= 300 mm;yy este valoarea rezistenei caracteristice obinut pe epruvetecubice cu muchia de 150 mm.

Semnificaia rezistenelor caracteristice sunt aceleai, dar n

loc de Rbk , se noteaz cu fK.Rezistena la ntindere (Rt) este mic, n raport de (1/6 ... 1/20) fade rezistena la compresiune (betonul este microfisurat).

Dezvoltarea n timp a fenomenelor de contracie, generatoarede microfisuri, determin o cretere mult mai redus a rezistenei la

ntindere, nct valoarea raportului Rt/Rc scade n timp.Rezistena la ntindere nceteaz, practic, s mai creasc la

vrsta de (2 ... 3) luni, dac betonul este meninut la umiditatea relativa aerului de (50 ... 70)% i chiar ncepe s scad, la umiditi mai micide 40%.


27/52

27

Caracteristici de durabilitate.

Permeabilitatea la ap este o funcie de porozitatea betonului, dedimensiunile, distribuia i interconexiunea porilor.

Datorit adsorbiei apei pe pereii porilor, permeabilitatea la ap abetonului va fi determinat de porii cu dimensiuni mai mari dect 0,5mm, pori care formeaza aa numitaporozitate eficace a betonului.

Rezult c: piatra de ciment, dei mai poroas dect rocile, prezint, n

general, permeabilitate mai redus dect acestea, datoritdimensiunilor mici ale porilor ei; existena stratului de legtur matrice-agregat, cu defectele destructur pe care le localizeaz, se manifest i n ceea ce privetepermeabilitatea betonului, care este mai mare dect acomponentelor sale; porii rezultai prin mustirea apei mresc mult permeabilitateabetonului pe direcia vertical iar compactarea insuficient abetonului sau netratarea rosturilor de turnare anuleaz, practic, oricemsur de mbuntire, prin compoziie, a calitii betonului


28/52

28

Permeabilitatea betonului se exprim prin gradul de impermeabilitate

Gradul de impermeabilitate reprezint presiunea apei (n, nbari) la care aceasta ptrunde n structura betonului pe cel mult o

adncime maxim admis (x, n cm).Adncimile limit admise de ptrundere a apei n beton au

valorile:x = 10 cm, pentru recipiente de lichide i pentru elementele deconstrucii expuse la gelivitate, sau la coroziune chimic;

x = 20 cm, pentru celelalte cazuriDac x = 20 cm, menionarea acestei valori, n simbol, nu mai esteobligatorie.

xnP

Scara standardizat pentru clasele de impermeabilitate este:P4; P8; P12,

iar pentru betoanele hidrotehnice, se suplimenteaz cu clasele:P2; P6; P10 i P16.

Pentru a se ine seam de mustirea betonului, direcia de ncercare, nraport cu direcia de turnare a betonului n matri, trebuie scorespund situaiei reale, din exploatare, a elementului de construcie.


29/52

29

x betoanele G 50 se ncearc la 25 i la 50 de cicluri;x betoanele G100 i G150 se ncearc la fiecare 50 de cicluri.x pentru fiecare etap de ncercare, seria este constituit din 6epruvete (3 constituie seria martor iar 3 vor fi supuse la numrul decicluri de nghe-dezghe necesar).

Rezistena la nghe-dezghese exprim prin gradul de gelivitate Gx.

Gradul de gelivitate (Gx) reprezint numrul "x" de cicluri succesive

de nghe-dezghe pe care le poate suporta betonul n stare saturat cuap, fr ca coeficientul de nmuiere la gelivitate ( g) sdepeasc valoarea de 25%.

Clasele de gelivitate impuse betoanelor sunt:G50 , G100 i G150.

[ ]%xR

RR

m

gmg 100

=


30/52

30

Rezistena la coroziuneeste determinat de comportarea la coroziunea pietrei de ciment, dar i de natura petrografic i mineralogic aagregatului.

Se pot produce i reacii chimice ntre componentele hidratateale cimentului i componentele mineralogice ale agregatelor. Cea maifrecvent reacie este cea dintre constituentele active ale silicei dinagregat i alcaliile din ciment, numit reacie alcalii-agregat.

OtHmSiOpCaOnNaOOqH)OH(pCanNaOHmSiO 22222 2 +++

Suprafaa agregatului va fi alterat, iar gelul de silicat alcalin,cu capacitatea foarte mare de umflare, prin absorbia apei, va produceexpansiunea structurii i, datorit anulrii aderenei matrice-agregat,chiar dezagregarea betonului.

Formele reactive ale silicei sunt opalul, calcedonia i tridimitul,care pot apare n rocile filoniene i n cele extrusive (calcarelesilicioase, riolite, dacite, andezite i tufurile corespunztoare).

Dac nu poate fi evitat folosirea agregatelor reactive, seimpune folosirea cimenturilor speciale, cu coninut limitat (sub 0,6%)de alcalii.


31/52

31

Factorii care influeneaz caracteristicile betonului

pot fi grupai n:S factori compoziionali, care se refer la caracteristicile i dozajelematerialelor componente;S factori tehnologici, care se refer la condiiile de preparare, depunere n oper i de ntrire ale betonului.

Influena apei de amestecare. Raportul A/C.

Apa de amestecare are urmtoarele roluri, n beton:S umezete suprafaa componentelor solide (agregat, ciment,materiale de adaos) i, prin lubrefiere, reduce frecarea intern,

conferind fluiditate amestecului de beton proaspt;S reacioneaz cu cimentul i cu adaosurile active, participnd laformarea componentelor hidraulice.


32/52

32

Calitatea apei de amestecare poate influena hotrtor caracteristicilebetonului ntrit.

Apa trebuie s fie curat (pH=73), s nu conin substanecare pot influena defavorabil procesele de hidratare a cimentului(sruri, humus, soluii industriale reziduale etc.), sau impuriti care potreduce aderena matrice-agregat (grsimi, produse petroliere).

Nu este permis prepararea betoanelor cu ape minerale saucu ap de mare, fr analizarea chimic i fr ncercarea acestora, nprealabil, pe betoane de prob.

Influena cantitativ a apei se manifest, n primul rnd,

asupra lucrabilitii betonului proaspt: majorarea dozajului de ap (ladozaje constante pentru materialele solide) va determina fluidificareaamestecului, dar i creterea tendinei lui de segregare.


33/52

33

Se apreciaz c cimenturile obinuite rein (36 ... 42)% ap,raportat la masa cimentului: (17 ... 23)%, n combinaiile chimice de

hidratare, iar restul, sub form absorbit n porii de gelPentru obinerea fluiditii necesare betoanelor, dozajele de

ap de amestecare sunt mai mari (160 ... 230) l/m3, diferena devolum rmnnd ca ap liber, evaporabil i determinnd formareade pori n structura betonului ntrit.

La dozaj constant de ap, reducerea porozitii betonului ntrit se poate realiza prin mrirea dozajului de ciment nct acestas lege chimic un volum de ap mai mare.

Dac variaia dozajului de ap influeneaz lucrabilitatea

betonului proaspt, structura betonului ntrit va fi determinat,prin porozitate, de raportul ntre dozajul de ap (A) i dozajul deciment (C).

Acest raport se numete raport ap-cimentise noteaz A/C.


34/52

34

Raportul A/C influeneaz, practic, toate caracteristicile betonului,att n starea proaspt ct i n starea ntrit.

Astfel, creterea raportului A/C va provoca:

S amplificarea tendinei de segregare (mortarul devine mai fluid),nrutindu-se lucrabilitatea betonului proaspt;S creterea permeabilitii betonului ntrit (amplificarea mustirii cuformare de pori capilari) i nrutirea durabilitii acestuia;S amplificarea contraciei hidraulice (porozitatea deschis faciliteaz

uscarea betonului) i a tendinei de microfisurare a structuriibetonului ntrit;S reducerea compactitii i reducerea rezistenelor mecanice alebetonului;

PRINCIPIU

La betoane de clas mai mare, este necesar adoptarea unuiraport A/C mai mic, iar pentru betoanele cu condiionri

privind permeabilitatea, rezistena la gelivitate i la coroziune,

raportul A/C nu poate depi anumite limite impuse.


35/52

35

Influena cimentului

Sub aspect cantitativ, influena variaiei dozajului de ciment semanifest asupra caracteristicilor betonului, n ambele stadii.

n starea beton proaspt, la dozaje constante ale celorlaltecomponente, creterea dozajului de ciment mbuntete

lucrabilitatea betonului, n sensul creterii fluiditii (prin cretereavolumului de mortar) dar i a coeziunii lui (prin cretereaconsistenei mortarului).

Pentru consisten constant, majorarea dozajului deciment permite reducerea raportului A/C.

Sub aspect calitativ, compoziia mineralogic a cimentului,determinnd ntrirea, respectiv rezistena matricei la aciuneafactorilor fizico-chimici de mediu, influeneaz direct evoluiarezistenelor mecanice i durabilitatea betonului.

(a se vedea proprietile tehnice ale cimenturilor portland)


36/52

36

Pn la dozaje de (450 ... 500) kg/m3, creterea dozajului deciment influeneaz favorabil caracteristicile betonului ntrit. Serealizeaz raportul volumic optim ntre matrice i agregat (mortarul

umple bine volumul de goluri din reeaua granulelor de pietri).

300 400500

C

300 400500

C

rez

ist

e

n

e

Depirea dozajului de 500 kg/m3, influeneaz defavorabil:Sdensitatea aparent scade, deoarece matricea, mai poroas, aredensitatea aparent mai mic dect agregatul;Srezistena la compresiune are tendin de scdere, iar rezistena la

ntindere scade accentuat, ca urmare a amplificrii proceselor demicrofisurare a structurii prin contracie hidraulic;Samplificarea strii de microfisurare conduce la cretereapermeabilitii, cu consecine defavorabile asupra durabilitii betonului.

Bpr.

B

nt.

Rc

Rt


37/52

37

Influena agregatului

Agregatul ocup cca. 75% din volumul betonului.

Natura agregatului (natural sau artificial), natura rocii din careprovine, influeneaz prin densitatea aparent, respectiv prinstructura petrografic i compoziia mineralogic, ce vor determina

rezistenele mecanice, aderena matricei la granule, producereareaciilor chimice ale componentelor agregatului cu componentelecimentului sau cu substanele chimice din mediu.

Aderena la interfaa matrice-agregat se realizeaz prin doumecanisme:

S ancorarea matricei n asperitile suprafeei granulei de pietri;

S chemosorbia produilor de hidratare a cimentului la suprafaagranulelor de agregat.


38/52

38

Aderena produselor de hidratare ale cimentului la suprafaaagregatelor, prin chemosorbie, se datoreaz hidrolizrii superficiale

a celor dou faze:S prin hidroliz, suprafaa granulelor silicioase devine "tapisat" cusarcini electrice negative, iar a celor calcaroase cu sarcini electricepozitive;S hidroliza produilor de hidratare ai cimentului, bogai n calciu, va

produce ionizarea lor pozitiv.Sarcinile electrice contrare se atrag chemosorbia serealizeaz la agregatele de natur silicioas.

Piatra de ciment ader i la agregatele de natur

calcaroas, dar prin fenomenul de epitaxie, adic prin legareareelei cristaline a formaiunilor de hidratare ale cimentului dereeaua mineral a rocii, realizndu-se, astfel, continuitatea lainterfa.


39/52

39

Textura suprafeei granulelor de agregat determin frecrile ntreacestea, n cadrul amestecului de beton proaspt i, n consecin,influeneaz consistena.

Betoanele preparate cu agregate de concasaj vor fi mai vrtoasedect cele preparate cu agregate de balastier reclamnd dozaje deap de amestecare mai mari.Dac starea vrtoas este compensat prin msuri de compactareenergic i nu prin majorarea raportului A/C, betoanele cu agregate

de concasaj vor prezenta rezistene mecanice mai mari, datoritaderenei mbuntite.Coninutul de impuriti (granule de sulfai, sruri solubile, humus,reziduuri petroliere etc.) pot provoca reacii cu efecte corosive, potinfluena negativ reaciile chimice de hidratare ale cimentului, sau

pot mpiedica realizarea adereei matricei la agregat.Granulele foarte fine, sub 0,1 mm (praf, ml, argil etc.),formnd fraciunea numit parte levigabil, sunt considerateimpuriti ntruct acoper granulele de agregat i constituie barierede aderen matrice-agregat.


40/52

40

Corpurile strine existente n agregat (buci de argil, de lemn,frunze, granule de crbune, crpe etc.), ajungnd n structurabetonului odat cu agregatul, vor constitui puncte slabe (zone dedefecte), cu consecine asupra rezistenelor betonului.

n acelai sens influeneaz granulele cu texturstratificat sau istoas (mic, ardezie, isturi cristaline etc.) careprezint clivaj.

Granulozitatea agregatului influeneaz prin suprafaa specifici prin volumul de goluri care se obine n reeaua mineral abetonului.

Dac agregatul este prea srac n pri fine, compoziiabetonului va fi srac n mortar i, n consecin:Sconsistena betonului va fi vrtoas, datorit frecrii ntregranulele de pietri, nelubrifiate de mortar;Sbetonul proaspt va prezenta tendin de segregare invers;Sbetonul ntrit va rezulta cu structur macro-poroas,permeabil, deci, cu caracteristici de rezisten i de durabilitateslabe


41/52

41

Dac agregatul este prea bogat n pri fine, structura betonului va fireprezentat de o mas de mortar, n care vor fi dispersate, n proporieredus, granulele de pietri.

n consecin:Sconsistena betonului proaspt va fi vrtoas, datorit suprafeeispecifice mari a agregatului;Sbetonul va prezenta tendin de segregare direct;Sbetonul ntrit nu va avea, n structur, o reea mineral uniform,

rezultnd contracii hidraulice mari cu consecine nefavorabile asupracaracteristicilor de rezisten i de durabilitate.

Forma granulelor de agregat, n special a granulelor de pietri,influeneaz lucrabilitatea i structura betonului; granulele plate i

aciculare produc ngreunarea amestecrii i compactrii betonuluiproaspt, reclamnd majorarea dozajului de ap, iar prin reinerea apeide mustire, se formeaz lentile de ap evaporabil i apoi, "porii desub agregate"


42/52

42

Aditivi pentru betoane.

Aditivii se dizolv n apa de amestecare i pot fi grupai nurmtoarele clase:

aditivi tensioactivi; aditivi modificatori de priz i/sau ntrire; aditivi antigel.

Aditivii sunt substane sau produse tehnice care, introduse, ndozaje mici, n compoziia betoanelor, produc o modificare dorit aunora dintre caracteristicile acestora, ca urmare a unor aciuni fizico-

chimice specifice.


43/52

43

Aditivi tensioactivi

In funcie de aciunea lor asupra amestecului de betonproaspt, aditivii tensioactivi se grupeaz n: aditivi fluidizani (plastifiani, dispersani) substane macro-moleculare, cu grupri cu polariti diferite. care se adsorb pe granulelede ciment, gruprile, rmase spre ap, hidrolizndu-se puternic iprovocnd dispersia electrostatic a micelelor astfel formate. Se

mpiedic, aglomerarea particulelor de ciment i se asigur o mai bun

distribuie a cimentului i apei n betonul proaspt. mresc fluiditatea betonului, respectiv, permit reducereadozajului necesar de ap de amestecare (reducerea A/C) favorizeaz hidratarea granulelor de ciment; realizeaz distribuia mai uniform a porilor n structura matricei

i deplaseaz spectrul dimensiunilor porilor spre valori mici. aditivi antrenatori de aer substane tensioactive care stabilizeazaerul inclus la malaxare, sub form de bule fine de aer oclus.

aditivi micti realizeaz ambele aciuni.


44/52

44

Aditivi modificatori de priz/ntrire. acceleratori de priz reduc nceputul prizei pn la ctevaminute, dar influeneaz negativ dezvoltarea ulterioar a rezistenelor

(lucrri urgente i provizorii); acceleratori de priz i de ntrire reduc nceputul prizei i

mbuntesc creterea ulterioar a rezistenelor: acceleratori de ntrire intensific creterea rezistenelor nfaza iniial, fr s influeneze defavorabil rezistenele finale i fr

a influena esenial priza. ntrzietori de priz ntrzie nceputul prizei, fr a influenanegativ dezvoltarea ulterioar a structurii de rezisten, nct, dup(2 ... 3) zile, nivelul rezistenelor ajunge la normal i, n final, potdepi, chiar, rezistenele betoanelor neaditivate.

Aditivi antigel

cobor temperatura de nghe a soluiei din structura betonului, fiindutilizai la lucrrile pe timp friguros, ca una dintre msurile deprotecie a betonului mpotriva ngheului


45/52

45

Betoane speciale

Betoane uoareau densitatea aparent < 2000 kg/m3.

Realizeaz, simultan, dou cerine: reducerea greutii proprii a elementului de construcie; creterea capacitii de izolare termic a elementului, prinreducerea conductivitii termice a betonului.

Dou principii, de obinere: principiul compoziional, urmrindu-se folosirea unor agregateuoare, poroase, matricea betonului rmnnd compact (agregatede natur mineral sau organic); principiul structural, urmrindu-se obinerea matricei betonului custructur poroas (betoane macroporoase i betoane celulare).

structura macroporoas agregat lipsit de parte fin;structura celulat agregat fin i includerea unui volum mare deaer prin:barbotare spumobetoane;introducerea de ageni generatori de gaze gazobetoane (B.C.A.)


46/52

46

Betoane hidrotehnice.

Sunt destinate executrii elementelor de construcii aflate n contactpermanent sau temporar cu apa.

Se clasific dup urmtoarele criterii:

zona III

zona I

zona I

Nmax.

Nmin

Nav

zona II2m

zona IV

Poziia, n raport cu feele exterioare ale construciei:

beton de parament, aflat la exteriorul construciei (zonele I, II i III); beton de interior(zona IV).

Poziia n raport cu nivelul apei:permanent sub ap (zona I);aflat n zona de variaie a niveluluiapei(zona II);

aflat deasupra nivelului apei(zona III).Masivitatea elementului de construcie:masiv, pentru care dmin > 1,50 m (zona IV);nemasiv(zonele I, II i III).

Presiunea apei asupra betonului (h >2 m):supus presiunii apei(zonele I i zona II, sub cota de 2 m); nesupus presiunii apei(zona II, peste cota 2 m, i zonele III i IV).


47/52

47

Betoane rutiere.

Sunt destinate executrii straturilor de mbrcminte a drumurilor, cai a platformelor i pistelor aerodromurilor.

F roat vehicul

dal din beton

fundaie (nisip, balast)terasament (pmnt)

Aceste construcii se caracterizeaz prin:

suprafaa, foarte mare n raport cu grosimea,pe care o expune factorilor fizico-chimici dinatmosfer (ploaie, zpad, insolaie, nghe-dezghe, substane pentru dezgheare, scurgeride uleiuri, carburani sau altele);

sarcinile mari pe care roile vehiculelor le transmit (dala din beton estesupus la ncovoiere);aciunea de uzur a suprafeei produs de pneuri.

tehnologic, nceput de priz ntrziat, lucrabilitate bun, vitez marede cretere a rezistenelor mecanice, contracie hidraulic mic,("planarea).


48/52

48

Condiiile se realizeaz prin folosirea cimentului special CD40 (fero-portland-alitic) sau a cimenturilor alitice unitare (tip I), acriblurilor, provenite din roci dure, n amestec cu nisip de ru,

limitarea raportului A/C la valori mici i folosirea de aditivitensioactivi. Alte betoane speciale

Betoane refractare destinate realizrii cptuelilor cuptoarelor iagregatelor termice industriale.

Betoane de protecie mpotriva radiaiilor care trebuie sasigure ecranarea radiaiilor prin ciocnirea elastic a corpusculilorde atomii materialului din ecran i s aib conductivitate termicfoarte mare.

2504054

160532110025

40054232520

10

8

4

/CD,BcR

/,AS/IIHTGPBcH/R,AS/IITP/C


49/52

49

Mortare cu liani minerali.

In practic, se folosete o foarte mare diversitate de mortare,ce pot fi clasificate dup urmtoarele criterii:

domeniul de folosire; mortare de zidrie (Z), folosite la legarea, ntre ele, a pietrelor(naturale sau artificiale), pentru executarea zidriilor; mortare de tencuial (T), folosite pentru realizarea tencuielilor, nscop de finisare, de decorare sau de protecie i izolaie a zidurilor saualtorelemente de construcii

liantul, sau de combinaiile de liani, folosii la preparare;argil, var, ipsos, ciment, liani puzzolanici

densitatea aparent, n stare ntrit i uscat;grele (>1,8), semigrele (1,5-1,8), uoarea (1,0-1,5), f. uoare (


50/52

50

La alegerea lianilor pentru mortare, trebuie s se aib n vedereurmtoarele consideraii:

mortarele preparate cu liani aerieni (argil, var, ipsos) sunt de mrci

mici, corespunztoare rezistenelor pe care le pot conferi aceti liani, ise folosesc numai pentru prile construciilor ce sunt ferite de umezire.

varul, folosit n combinaie cu argila, amelioreaz rezistenele istabilitatea la umiditate a mortarelor de argil (prin efectul stabilizriiacesteia) iar n combinaie cu ceilali liani, joac rol de plastifiant al

mortarului, reducnd dozajul de ap necesar. pentru cazurile n care va fi expus umiditii, mortarul se prepar pebaz de ciment portland, ca plastifiant putnd fi folosit pasta de argil(varul reduce rezistena la coroziune a cimentului).

Agregatul, este nisipul, dar dimensiunea maxim se adopt n funcie de

grosimea i de fineea suprafeei stratului ce trebuie realizat:pentru mortarele de zidrie, se folosete nisip 0 - 7,1 mm;pentru mortarele de tencuial n straturi relativ groase (grunduri), sefolosete nisip 0 - 3,15 mm, iar pentru straturile relativ subiri (tinciuri), sefolosete nisip 0 - 1 mm.


51/52

51

|Reeta mortarului se exprim printr-un dublu raport, de formaL1 : L2 : N, n care

L1 reprezint primul liant (preponderent),

L2 reprezint al doilea liant (de adaos)N reprezint nisipul,

exprimate n pri de volum (n grmad, n stare afnat).exemplu, reeta mortarul de ciment-var 1 : 0,4 : 5,la 1 volum de ciment, se introduc 0,4 volume de var i 5 volume de

nisip, considerate volume n grmad, n stare afnat.Reeta se poate exprima i prin dozajele materialelor

componente, n kg/m3 de mortar proaspt.Dei exist formule empirice pentru stabilirea dozajelor,

reetele mortarelor se adopt pe baza recomandrilor date denormative.

Dozajul de ap nu este, de obicei, prevzut n reet, el fiindales i corectat n funcie de consistena necesar punerii mortarului noper.


52/52

52

Mortarele se prepar, de regul, mecanic, n malaxoare cuamestecare forat, dar pot fi preparate i manual, respectndu-seurmtoarele reguli de principiu:

mortarul de varse prepar ntr-o lad, n care se introduce apa ivarul, se amestec pentru realizarea dispersiei, dup care seintroduce nisipul, amestecnd pn la omogenizare;

mortarul de ciment se prepar pe o platform din beton sau dinscnduri, amestecnd, mai nti, la uscat, nisipul cu cimentul, dup

care se introduce apa necesar; pentru obinerea mortarelorde ipsos-var i var-ipsos, se prepar,mai nti, mortarul de var cu consistena mai vrtoas dect ceanecesar, ipsosul fiind adugat, sub form de past, n porii mici demortar, posibil a fi puse n oper n, cel mult 15 minute.

Nu se amestec cimentul portland cu ipsos.

50273105-Materiale-de-Constructii-Betonul

Documents

Transcript of 50273105-Materiale-de-Constructii-Betonul