Controlul Calitatii Betoanelor

CONTROLUL

CALITĂŢII BETOANELOR

Octavian George Ilinoiu

Prima Ediţie -Bucureşti 2004-

PREFAŢĂ

II

PREFAŢĂ

Calitatea materialelor de construcţii şi a construcţiilor, se asigură şi se controlează prin aplicarea unui Sistem al Calităţii instituţionalizat, care funcţionează la nivelul întregii ţări.

Sistemul calităţii existent în construcţii determină, prin pârghiile de care dispune, toţi factorii implicaţi în activitatea din acest domeniu (cercetarea, proiectarea, producătorii de materiale de construcţii, executanţii construcţiilor, instituţiile de inspecţie şi control, laboratoarele de specialitate etc.), să aplice prevederile legale (Legile, Standardele, Normativele, Regulamentele, Instrucţiunile, Manualele de Calitate ale firmei etc.), pentru ca produsul finit – construcţia- să îndeplinească integral cerinţele de calitate precizate în proiect, reglementările tehnice specifice fiecărei lucrări şi cele ale beneficiarului.

În acest context, cartea Controlul Calităţii Betoanelor, autor şef lucr. univ.dr.ing. Octavian G. Ilinoiu vine să completeze şi să actualizeze informaţiile referitoare la metodele şi procedeele de control al calităţii, cu precădere cele din domeniul betonului şi a materialelor componente ale acestuia.

Dezvoltarea aspectelor de calitate dominante din sfera betonului şi componenţilor săi este motivată de:

- utilizarea betonului şi betonului armat, cu o foarte mare pondere, în executarea structurilor de rezistenţă a construcţiilor;

- dependenţa rezistenţei, stabilităţii şi durabilităţii construcţiei de calitatea structurii, respectiv betonului;

- multitudinea factorilor de influenţă asupra calităţii betonului determinată de varietatea şi de variabilitatea caracteristicilor componenţilor;

- influenţa factorilor tehnologici şi a condiţiilor de mediu asupra calităţii betonului. În abordarea aspectelor de calitate, autorul a luat în considerare, printre altele,

motivaţiile de mai sus ce presupun – şi evidenţierea unor aspecte de fond, inclusiv teoretice, care influenţează major proprietăţile tehnice – ale materialelor de construcţii analizate.

Ca urmare, în cazul primelor capitole ale lucrării sunt prezentate materialele componente cu principalele lor proprietăţi şi influenţe asupra betonului proaspăt şi întărit, precum şi consecinţele negative folosirii de materiale neconforme calitativ.

În acest sens menţionăm: aspectele de durabilitate tratate în capitolul 1; caracteristicile de compoziţie ale betoanelor, caracteristicile şi proprietăţile cimenturilor, agregatelor şi aditivilor (cap. 2); principalele proprietăţi ale betoanelor proaspete şi întărite, determinările şi încercările ce se efectuează asupra betoanelor (cap. 3); prepararea betoanelor şi factorii care influenţează calitatea amestecului (cap. 4).

Capitolul 5 conţine consideraţiile generale asupra calităţii lucrărilor de construcţii, cu referire la necesitatea asigurării controlului asupra calităţii, efectele unei calităţi deficitare de realizare a unei construcţii şi organizarea generală a controlului calităţii.

O parte însemnată şi extinsă a lucrării este reprezentată de cap. 6 – Controlul nedistructiv a calităţii lucrărilor de construcţii. Capitolul prezintă atât metodele, să le spunem

PREFAŢĂ

III

tradiţionale, bine cunoscute şi aplicate la noi, cât şi pe cele moderne cunoscute, dar aplicate la noi într-o măsură mai mică datorită, mai ales, dificultăţilor financiare în procurarea aparaturii necesare.

Prezenta lucrare este elaborată pe baza unui vast şi valoros material bibliografic autohton şi străin, ceea ce a permis actualizarea aspectelor legate de calitatea materialelor şi ilustrarea exemplelor cu o parte de grafică, tabele, fotografii, scheme – nouă. Titlurile lucrărilor, studiate de autor, reprezintă şi o sursă de informare în vederea aprofundării subiectului de către specialiştii care lucrează atât în proiectare, cât şi în execuţie în domeniul construcţiilor, precum şi studenţii facultăţilor de construcţii.

Importanţa şi bogăţia de informaţii în domeniul abordat, nivelul ştiinţific ridicat şi calitatea de ansamblu elevată a acestei lucrări o face interesantă şi atrăgătoare atât pentru cei care doresc să se informeze şi să cunoască mai adânc problemele de bază ale betoanelor, cât şi determinarea diferenţelor caracteristicilor şi performanţele tehnice ale acestora, cât şi altor materiale.

Prof. univ.dr.ing. Radu Popa

Bucureşti, 2004

MULŢUMIRI

IV

MULŢUMIRI

Mulţumesc, în mod deosebit pentru sprijinul acordat şi îndrumările pe care mi le-a dat, pentru ideile, sugestiile, recomandările şi aprecierile pe care le-a făcut pe parcursul pregătirii acestei lucrări domnului prof. univ. dr. ing. Radu Popa. De asemenea, autorul mulţumeşte pentru asistenţa şi sprijinul acordat, în documentare prezentei cărţi, următoarelor organizaţii, instituţii, asociaţii profesionale, comerciale şi producătorilor care au permis accesul la informaţii şi fotografii, precum şi pentru permisiunea reproducerii a anumitor fragment de text, figuri şi tabele, din materialele lor: Asociaţia de Standardinzare din Romania - ASRO, Romania

American Concrete Institute - ACI, SUA American Society of Civil Engineers - ASCE, SUA American Society for Nondestructive Testing - ASNT, SUA American Society for Testing and Materials - ASTM, SUA American Association of State Highway Transportation Officials – AASHTO, SUA APA. The Engineering Wood Association – SUA ATEX C. V. B. A., Belgia Bell Engineering Group, Anglia BHS – Sonthofen, Germania Boral Materials Technology, SUA Building Science Insight - BSI, Canada Canadian Building Digest - CBD, Canada Civil Engineering Corps Washington – CECW, SUA Cement and Concrete Association Australia Center for Advanced Cement - Based Materials. Northwestern University, Illinois, SUA Center for Innovative Grouting Materials and Technology - CIGMAT, SUA Controls Ltd., Italia DET NORSKE VERITAS, Suedia Elba –Werk, Germania Elcometer Instruments Ltd., Anglia Heidelberg Cement AG, Germania James Instruments Inc., SUA Humboldt Co., SUA INCERC, România IPCT, România Institute for Research in Construction - IRC, Canada International Council for Building Research and Documentation - CIB, Canada

MULŢUMIRI

V

International Union of Testing and Research Laboratories for Materials and Structures – RILEM International Committee on Asian Concrete Model Code National Research Council - NRCC, Canada National Institute of Standards and Technology - NIST, SUA Officine Riunite Udine SpA – ORU, Italia PERI, Germania Proqec, Elveţia Romtech, România SC SOMACO SA, România SBH Tiefbautechnik, Germania The American Society for Nondestructive Testing , SUA Thwaites Ltd., Anglia Tremix, Suedia MACON SA, România MAN Nutzfahrzeuge Aktieengesellschaft, Germania Morgan Manufacturing Co., SUA US Army Corps of Engineers. Directorate of Military Programs, Engineering Division, SUA Winget, Anglia

Indicaţii asupra surselor bibliografice şi asupra autorilor menţionaţi pot fi regăsite la fiecare sfârşit de capitol, precum şi în bibliografia generală la sfârşitul cărţii.

CUPRINS

VI

CUPRINS

PREFAŢĂ ...............................................II

MULŢUMIRI ....................................... IV

CUPRINS .............................................. VI

LISTĂ DE FIGURI.............................. IX

LISTĂ DE TABELE ...........................XII

CAPITOLUL 1. DURABILITATEA BETONULUI.........................................13

1.1. Consideraţii generale..........................13 1.3. Tipuri principale de degradări prin coroziune ale elementelor din beton şi beton armat .........................................................13

1.3.1. Coroziunea oţelului.....................17 1.3.2. Coroziunea betonului..................24

1.6. Bibliografie la Capitolul 1..................30

CAPITOLUL 2. CARACTERISTICI DE COMPOZIŢIE ALE BETOANELOR.....................................31

2.1. Consideraţii generale..........................31 2.2. Cimentul.............................................32

2.2.1. Caracteristici structurale şi de compoziţie ale cimentului Portland ......32 2.2.2. Structura clincherului .................33 2.2.3. Compoziţia mineralogică............35 2.2.4. Hidratarea cimentului .................37 2.2.5. Tipuri de ciment..........................39 2.2.6. Caracteristicile şi proprietăţile cimentului Portland...............................40

2.3. Agregate .............................................43 2.3.1. Proprietăţile şi caracteristicile agregatului ............................................44 2.3.2. Condiţii de calitate ale agregatelor..............................................................47

2.4. Apa de amestecare............................. 48 2.5. Adaosuri şi aditivi.............................. 48 2.6. Bibliografie la Capitolul 2 ................. 49

CAPITOLUL 3. PRINCIPALELE PROPRIETĂŢI ALE BETOANELOR................................................................ 52

3.1. Principalele proprietăţi ale betonului în stare proaspătă .......................................... 52

3.1.1. Densitatea betonului................... 52 3.1.2. Consistenţa şi lucrabilitatea........ 53 3.1.3. Volumul de aer oclus ................. 54 3.1.4. Tendinţa de separare a apei de amestecare............................................ 54 3.1.5. Tendinţa de segregare ................ 55

3.2. Principalele proprietăţi ale betonului în stare întărită .............................................. 55

3.2.1. Densitatea................................... 55 3.2.2. Compactitatea............................. 55 3.2.2. Permeabilitatea şi porozitatea .... 56

3.2.2.1. Permeabilitatea betonului la apă.................................................... 57 3.2.2.2. Fenomenul producerii porilor......................................................... 58 3.2.2.3. Calculul porozităţii betonului......................................................... 60 3.2.2.4. Calculul distribuţiei porilor. 61 3.2.2.5. Concluzii............................. 62

3.2.3. Gelivitatea .................................. 62 3.2.3.1. Determinarea rezistenţei la îngheţ-dezgheţ.................................. 63 3.2.3.2. Fenomenul deteriorării betonului în urma ciclurilor de îngheţ-dezgheţ ............................................. 63

3.2.4. Rezistenţele mecanice ale betonului .............................................. 66

3.2.4.1. Rezistenţa la compresiune .. 67 3.2.4.2. Rezistenţa la întindere......... 69 3.2.4.3. Factori de care depinde rezistenţa la întindere....................... 71

CUPRINS

VII

3.2.4.4. Rezistenţa la forfecare (forţe tăietoare)...........................................72 3.2.4.5. Rezistenţa la şoc ..................72 3.2.4.6. Rezistenţa la uzură...............72 3.2.4.7. Factori generali care influenţează rezistenţa betonului ......73

3.2.5. Conductivitatea termică ..............74 3.2.6. Deformaţia betonului ..................74

3.2.6.1. Contracţia la uscare şi umflarea la reumezire.......................74 3.2.6.2. Dilatarea termică .................75

3.3. Bibliografie la Capitolul 3..................76

CAPITOLUL 4. AMESTECAREA COMPONENŢILOR BETONULUI ...78

4.1. Consideraţii generale..........................78 4.2. Metode de determinare a omogenităţii betonului ...................................................79

4.2.1. Evaluarea omogenităţii prin aprecierea unor proprietăţi ale betonului în stare întărită, precum rezistenţa la compresiune..........................................79

4.3. Metode de malaxare ...........................81 4.4. Malaxoare cu amestecare prin cădere liberă (gravitaţionale) ................................81 4.5. Malaxoare cu amestecare forţată........83 4.6. Capacitatea malaxoarelor ...................84 4.7. Durata de amestecare a betonului ......84 4.8. Productivitatea malaxoarelor .............85 4.9. Caracteristicile malaxoarelor .............85 4.10. Concluzii ..........................................86 4.11. Bibliografie la Capitolul 4................86

CAPITOLUL 5. ASIGURAREA CALITĂŢII LUCRĂRILOR DE CONSTRUCŢII.....................................87

5.1. Consideraţii generale..........................87 5.2. Definirea calităţii produsului în standardele internaţionale .........................89 5.3. Efectele unei calităţi deficitare de realizare a unei construcţii ........................92 5.4. Organizarea generală a controlului de calitate .......................................................93 5.5. Bibliografie la Capitolul 5..................95

CAPITOLUL 6. CONTROLUL CALITĂŢII LUCRĂRILOR DE CONSTRUCŢII.....................................97

6.1. Consideraţii generale..........................97 6.2. Clasificarea încercărilor pentru controlul nedistructiv al calităţii betonului98

6.3. Metode acustice ............................... 102 6.3.1. Metoda de vibraţii proprii ........ 102 6.3.2. Metoda prin şoc........................ 104 6.3.3. Metode elastice cu impuls ultrasonic............................................ 104 6.3.4. Metoda carotajului sonic .......... 105 6.3.5. Metoda undelor de suprafaţă .... 106 6.3.6. Metoda emisiei acustice ........... 106

6.4. Metode mecanice sau de duritate superficiale ............................................. 106

6.4.1. Metoda de recul........................ 107 6.4.2. Metoda de amprentă ................. 108 6.4.3. Metoda prin penetrare .............. 109 6.4.4. Metoda prin smulgere şi dezlipire............................................................ 109 6.4.5. Extragere de carote................... 111 6.4.6. Metoda ruperii.......................... 112

6.5. Metode atomice ............................... 112 6.5.1. Metoda radiografică folosind raze gama - gamagrafiere........................... 112 6.5.2. Metoda radiometrică cu radiaţii gama sau beta ..................................... 117 6.3.3. Metoda cu neutroni rapizi ........ 117 6.3.4. Metoda rezonanţei magnetice nucleare .............................................. 117

6.4. Metode electrice şi magnetice ......... 117 6.4.1. Metoda rezistivă (a conductivităţii)............................................................ 118 6.4.2. Metoda capacitivă .................... 118 6.4.3. Metoda absorbţiei microundelor (metoda neutronilor) .......................... 118 6.4.4. Metoda inducţiei magnetice ..... 118 6.4.5. Metoda curenţilor turbionari .... 120

6.6. Metode termice................................ 121 6.6.1. Metoda termografică/ radioscopică în infraroşu (termoviziunii) ................ 121 6.6.3. Metoda radiografică cu radiaţii infraroşii ............................................. 122

6.7. Metoda substanţelor penetrante ....... 123 6.7.1. Descrierea metodei................... 123 6.7.2. Materiale folosite ..................... 123 6.7.3. Procedura de control ................ 123 6.7.4. Exemple de determinări nedistructive folosind substanţe penetrante ........................................... 129

6.8. Metoda maturizării betonului .......... 133 6.8.1. Metode de determinare a nivelului de întărire al betonului ....................... 133 6.8.5. Efectul vârstei betonului asupra creşterii rezistenţei ............................. 134 6.8.6. Metoda evaluării gradului de maturizare al betonului....................... 134 6.8.7. Modele de calcul care stau la baza determinării gradului de maturizare al betonului folosite pe plan mondial..... 135

CUPRINS

VIII

6.9. Metode optice...................................136 6.10. Metoda undelor radio .....................136 6.11. Metode combinate..........................137

6.11.1. Metoda viteză de propagare - indice de recul.....................................137 6.11.2. Metoda viteză de propagare- atenuarea ultrasunetelor ......................137 6.11.3. Metoda viteză de propagare- atenuare a radiaţiilor gama .................137 6.11.4. Metoda viteză de propagare- amprentă .............................................137 6.11.5. Metoda viteză de propagare- forţă de smulgere.........................................137 6.11.6. Metoda viteză de propagare- radiometrică (radiografică) .................138

6.12. Microscopie electronică .................138 6.13. Bibliografie la Capitolul 6..............140

INDEX DE AUTOR............................144

INDEX ALFABETIC..........................147

BIBLIOGRAFIE GENERALĂ ......... 151

Articole................................................... 151 Comunicări Ştiinţifice ............................ 153 Cărţi ........................................................ 155 Fişe tehnice............................................. 158 Legi......................................................... 158 Acte Normative şi Reglementări Tehnice................................................................ 159

TABELE DE CONVERSIE............... 164

PREFIXE - SUBMULTIPLII ŞI MULTIPLII ALE S.I. DE UNITĂŢI DE MĂSURĂ ............................................. 165

LITERE GRECEŞTI UTILIZATE .. 166

LISTĂ DE FIGURI

IX

LISTĂ DE FIGURI

Figura 1-1. Degradarea stratului de acoperire cu beton a armăturilor de oţel prin coroziunea armăturii (fisurare, exfoliere şi expulzare) (a,b,c,d,e,f) ......................14

Figura 1-2. Detalii beton degradat în urma ciclurilor de îngheţ-dezgheţ (a, b, c, d) .15

Figura 1-3. Detalii beton cu aer antrenat (a şi b)...........................................................15

Figura 1-4. Detalii beton degradat în urma reacţiilor alcalii – agregate (a şi b) .......16

Figura 1-5. Detalii beton degradat în urma coroziunii sulfatice (a şi b) ...................16

Figura 1-6. Detaliu beton degradat în urma atacului apei uşoare (agregate descoperite în urma spălării cimentului)..................16

Figura 1-7. Detaliu beton degradat în urma coroziunii prin levigare.........................17

Figura 1-8. Detalii elemente de beton degradat în urma coroziunii clorhidrice rezultată din contactul cu apa de mare şi eroziunii valurilor ................................................17

Figura 1-9. Detalii elemente de beton degradat în urma punerii în lucrare a betonului necorespunzătoare – segregarea betonului..............................................................17

Figura 1-10. Oxidare la temperaturi înalte ...20 Figura 1-11. Coroziune electrochimică ........20 Figura 1-12. Coroziune electrolitică.............21 Figura 1-13. Coroziune sub tensiune............22 Figura 1-14. Coroziune în puncte.................22 Figura 1-15. Coroziune de contact - continuă

..............................................................22 Figura 1-16. Coroziune neuniformă .............22 Figura 1-17. Coroziune în puncte.................22 Figura 1-18. Coroziune intercristalină..........22 Figura 1-19. Coroziune transcristalină .........22 Figura 1-20. Coroziune selectivă ................22 Figura 1-21. Fisurare urmată de exfolierea a

betonului din stratul de acoperire al armăturii................................................23

Figura 1-22. a ,b, c - Stadii de fisurare a betonului din stratul de acoperire datorată măririi de volum a armăturii corodate.. 23

Figura 1-23. Creşterea grosimii stratului de coroziune funcţie de timp..................... 24

Figura 2-1. Imagine structură beton............. 31 Figura 2-2. Granulă de clincher ................... 33 Figura 2-3. Imagini particule de ciment; a.

secţiune 320 μm (x 350); b. 10 μm ...... 33 Figura 2-4. Variaţia temperaturii în procesul

de obţinere a clincherului ..................... 34 Figura 2-5. Imagini microscopice ale

clincherului şi cimentului..................... 35 Figura 2-6. Viteza de degajare a căldurii

componenţilor mineralogici ai cimentului.............................................................. 36

Figura 2-8. Creşterea rezistenţei la compresiune a componenţilor mineralogici ......................................... 36

Figura 2-9. Evoluţia hidratării în timp a granulelor de ciment. Microscopie electronică: a. 5μm (după 2 zile), b. 10 μm (după 7 zile) ................................... 37

Figura 2-10. Amplificare progresivă a imaginilor electronomicroscopice ale detaliilor structurale a evoluţiei în timp a microstructurii cimentului.................... 38

Figura 2-11. Viteza de dezvoltate a căldurii de hidratare ............................................... 41

Figura 2-12. a. Mecanismul prizei cimentului............................................................... 42

b. Schema formării structurii cimentului ...... 42 Figura 2-13. Creşterea rezistenţei la

compresiune a componenţilor mineralogici ai cimentului.................... 43

Figura 2-14. Agregate monogranulare şi bigranulare ........................................... 44

Figura 2-15. Curbe de granulozitate ............ 45 A. Granulozitate continuă, B şi C.

Granulozitate discontinuă .................... 45

LISTĂ DE FIGURI

X

Figura 2-16. Variaţia granulozităţii agregatelor în raport cu dozajul de ciment şi cantitatea de nisip..............................46

Figura 2-17. Agregate angulare şi rotunjite..46 Figura 2-18. Microscopie electronică (45μm,

x 1760). Detaliu interfaţă pastă ciment – nisip. .....................................................46

Figura 2-19. Umiditatea agregatului ............47 Figura 2-20. Principalele tipuri de umidităţi în

agregat ..................................................47 Figura 2-21. Imagine microscopică,

comparaţie dimensiune granulă ciment şi particulă puzzolană naturală .................49

Figura 2-22. Adaoşi minerali: de la stânga la dreapta – cenuşă volantă uscată (centralele termoelectrice), zgura granulată de furnal înalt, silice ultrafină, cenuşă, metacaolin, bentonită fin măcinată................................................49

Figura 3-1. Imagine beton alunecând pe jgheab ...................................................52

Figura 3-2 Măsurarea consistenţei betonului folosind metoda tasării..........................53

Figura 3-3. Exemplificarea tendinţei de separare a apei din beton ......................54

Figura 3-4. Detalii de betoane permeabile ...56 Figura 3-5. Microscopie optică. Detalii pori şi

fisuri......................................................58 Figura 3-6. Schema formări în betonul întărit a

porilor de gel, sferici şi capilar .............59 Figura 3-7. Influenţa raportului A/C asupra

distribuţiei porilor .................................59 Figura 3-8. Curbe de distribuţie a porozităţii în

pasta de ciment (CP), mortar (M) şi beton (B).........................................................60

Figura 3-9. a. Detaliu al structurii pastei de ciment poroase; b. Model matematic al traseului porilor.....................................61

Figura 3-10. Curba diferenţială de distribuţie a porozităţii în pasta de ciment................61

Figura 3-11. Element de beton degradat în urma ciclurilor de îngheţ-dezgheţ .........62

Figura 3-12. Schemă teoretică pentru calculul capilarităţii în tuburi subţiri cu secţiune constantă ...............................................64

Figura 3-13. Influenţa A/C asupra rezistenţei la îngheţ a betonului păstrat în apă 28 de zile ........................................................65

Figura 3-14. Influenţa A/C asupra rezistenţei la îngheţ a betonului .............................66

Figura 3-15. Schema încercării la compresiune a epruvetelor cubice..............................67

Figura 3-16. Schema încercării la compresiune a fragmentelor de prismă ......................67

Figura 3-17. Creşterea rezistenţei la compresiune a betonului funcţie de dozajul de ciment ................................. 68

Figura 3-18. Diagramă efort (σ)-deformaţie (ε) la compresiune monoaxială ............ 68

Figura 3-19. Presă hidraulică de încercare a epruvetelor betonului la întindere axială.............................................................. 69

Figura 3-20. Presă de încercare a epruvetelor betonului la întindere din încovoiere.... 70

Figura 3-21. Schema încercării la întindere prin încovoiere a epruvetelor prismatice.............................................................. 70

Figura 3-22. Schema încercării la despicare a epruvetelor cubice, cilindrice şi prismatice ............................................. 71

Figura 3-23. Schema încercării la întindere prin despicare a epruvetelor cilindrice . 71

Figura 3-24. Aparat sistem Bohme pentru determinarea rezistenţei la uzură a betonului............................................... 73

Figura 3-25. Principalele tipuri de dilatări şi contracţii ale betonului......................... 76

Figura 4-1. Malaxor cu ax orizontal. Schemă flux amestecare componenţi................. 81

Figura 4-2. Malaxoare cu amestecare prin cădere liberă (gravitaţionale)................ 82

Figura 4-3. Schemă generală malaxor gravitaţional; nebasculant, basculant, reversibil............................................... 82

Figura 4-4. Malaxor nebasculant ................. 82 Figura 4-5. Faze principale de lucru – malaxor

basculant............................................... 83 Figura 4-6 Malaxoare cu amestecare forţată în

echicurent ............................................. 83 Figura 4-7. Malaxoare cu amestecare forţată

în contracurent...................................... 83 Figura 4-8. Diagramă timp de amestecare ... 84 Figura 5-1. Spirala creşterii calităţii ............ 88 Figura 5-2. Reprezentarea unui proces ........ 89 Figura 5-3. Criterii ISO 9000 pentru selecţia şi

utilizarea unui model a calităţii ............ 90 Figura 6-1. Schemă principiu aparat pentru

determinarea frecvenţei de rezonanţă. 103 Figura 6-2. Schemă principiu aparat

piezoelectric ....................................... 105 Figura 6-3. Schemă principiu SASW ........ 106 Figura 6-4. Curbele de transformare indice de

recul N – rezistenţă la compresiune Rc............................................................ 107

Figura 6-6. Fazele principale de funcţionare a aparatului............................................ 107

Figura 6-5. Schema aparatului pentru determinarea rezistentei betonului prin metoda reculului................................. 107

LISTĂ DE FIGURI

XI

Figura 6-7. Schema aparatului pentru determinarea rezistenţei betonului prin metoda amprentei ...............................108

Figura 6-8. Curbele de transformare diametru amprentă φ(mm) – rezistenţă la compresiune Rc (MPa) .......................108

Figura 6-9. Imagine aparatul Windsor .......109 Figura 6-10. Aparatura de încercare

semidistructivă prin smulgere.............109 Figura 6-11. Exemple de procedee de

smulgere prin extracţie a pieselor metalice post-înglobate în beton.........110

Figura 6-12. Dispozitive pentru extras carote............................................................111

Figura 6-13. a. Modulele probelor ataşate de cofraj; b. Probele BOSS după decofrare............................................................112

Figura 6-14. Spectrul radiaţiilor electromagnetice .................................112

Figura 6-15. Schemă de funcţionare a aparaturii folosite la gamagrafiere ......113

Figura 6-16. Gamagrafia unui stâlp din beton armat şi reconstituirea sa tridimensională: a. Imagine generală a zonei gamagrafiate; b. Detaliu mărit ...................................115

Figura 6-17. Gamagrafia ciocurilor unor bare de armătură .........................................115

Figura 6-18. Gamagrafia unei grinzi din beton armat, fisurate în dreptul reazemului ..116

Figura 6-19. Gamagrafia unei stâlp din beton armat care prezentă zone de segregare116

Figura 6-20. Încercarea radiometrică a betonului .............................................117

Figura 6-21. Defectoscopia magnetică .......119 Figura 6-22. Schema de funcţionare a

Pachometrului .....................................119 Figura 6-23. Schema funcţionării aparaturii

defectoscopice cu curenţi turbionari: a., b. şi c Câmpul magnetic omogen din interiorul unei bobine cilindrice străbătute de curent şi câmpul de dipol din interiorul acesteia..........................120

Figura 6-24. Metoda radioscopică..............121 Figura 6-25. Efectul discontinuităţii fluxului

termic în materialul supus controlului 121 Figura 6-26. Detaliu element de beton armat

vizualizat în plaja de culori IR............122 Figura 6-27. a. Schemă metoda radiografică

............................................................122

b. Exemple de imagini radiografice ............ 122 Figura 6-28. Aplicarea developantului –

pulbere uscată, prin pulverizare ......... 127 Figura 6-29. Aplicarea developantului: a. pe

bază de solvent, prin pulverizare, b. solubil în apă, prin imersie ................. 128

Figura 6-30. Echipamente şi instrumente folosite pentru examinarea vizuală a defectelor............................................ 129

Figura 6-31. Epruvetă cilindrică de beton tratată cu fenolftaleină pentru determinarea adâncimii de carbonatare............................................................ 130

Figura 6-32. Determinarea nivelului Cl- sau OH- pentru aflarea zonei de corodare a armăturii ............................................. 130

Figura 6-33. Curba conţinutul de clor folosită pentru determinarea coeficientului de difuzie D............................................. 131

Figura 6-34. Determinarea existenţei reacţiilor alcali-agregate .................................... 132

Figura 6-35. Determinarea existenţei reacţiilor alcali-agregate .................................... 132

Figura 6-36. Epruvetă cilindrică de beton indicând degradarea avansată prin reacţia alcali-agregate .................................... 132

Figura 6-37. Termometru cu infraroşu ...... 134 Figura 6-38. Variaţia temperaturii betonului

............................................................ 135 Figura 6-39. Microscopia unei armături

corodate înglobată în beton. ............... 138 Figura 6-40. Aceeaşi imagine ca în fig. 6-39,

vizualizată cu lumină emergentă (transmisă).......................................... 138

Figura 6-41. Detaliu mărit al zonei încercuite din fig. 6-39 şi 6-40............................ 139

Figura 6-42. Aceeaşi detaliu fig. 6-40., supus la lumină albastră reflectată şi observat cu filtru galben. .................................. 139

Figura 6-43. Detaliu zonă dreptunghiulară din fig. 6-41 şi 6-42.................................. 139

Figura 6-44. Aceeaşi detaliu fig. 6-43. ...... 140 Figura 6-44. Aceeaşi detaliu fig. 6-42 şi 6-43

supusă substanţelor fluorescent penetrante. .......................................... 140

LISTĂ DE TABELE

XII

LISTĂ DE TABELE

Tabel 1-1. Clasificarea mediilor în funcţie de clasa lor de agresivitate, conform GP 035-1998 şi STAS 10128.......................18

Tabel 1-2. Clase de agresivitate a mediilor cu factori agresivi în stare gazoasă, conform GP 035-1998.........................................18

Tabel 1-3. Încadrarea gazelor în grupe, conform GP 035-1998 ..........................18

Tabel 1-4. Clase de agresivitate a mediilor cu factori agresivi în stare solidă în interiorul clădirilor, conform GP 035-1998 ......................................................19

Tabel 1-5. Clase de agresivitate a mediilor cu factori agresivi în stare solidă în exteriorul clădirilor (în aer liber), conform GP 035-1998 ..........................19

Tabel 1-6. Caracterizarea generală a mediilor solide cu agresivitate mare, conform GP 035-1998 ...............................................19

Tabel 1-7. Clase de expunere a construcţiilor în condiţiile de mediu, conform NE 012-1999 ......................................................25

Tabel 1-8. Regimuri de expunere ale construcţiilor situate în zona litoralului, conform NE 012-1999 ..........................26

Tabel 1-9. Criterii pentru aprecierea gradelor de agresivitate ale apelor naturale (cu excepţia apei din Marea Neagră), conform NE 012-1999 ..........................26

Tabel 1-10. Criterii pentru aprecierea gradelor de agresivitate zona Marea Neagră, conform NE 012-1999 ..........................27

Tabel 1-11. Clasele de expunere la acţiunea mediului înconjurător, conform NE 013-2002 ......................................................27

Tabel 1-12. Agresivităţii chimice .................28 Tabel 2-1. Compoziţia mineralogică a

clincherului de ciment Portland ............34 Tabel 2-2. Căldura de hidratare a

componenţilor mineralogici ai cimentului. ............................................36

Tabel 2-3. Principalele tipuri de ciment........39

Tabel 2-4. Dezvoltarea în timp a căldurii de hidratare ............................................... 41

Tabel 2-5. Cerinţele fizice ale cimenturilor uzuale ................................................... 42

Tabel 3-1 Metode folosite pentru determinarea consistenţei betonului........................... 53

Tabel 3-2. Consistenţa betonului funcţie de tasare .................................................... 53

Tabel 3-3. Gradul de impermeabilitate al betonului............................................... 57

Tabel 3-4. Cerinţe minime de asigurare a durabilităţii pentru beton în funcţie de clasele de expunere .............................. 57

Tabel 3-5. Clasificarea porilor funcţie de mărimea lor .......................................... 59

Tabel 3-6. Gradul de gelivitate al betonului. 63 Tabel 3-7. Clase de betoane (N/mm2; MPa) 68 Tabel 3-8. Rezistenţa betonului funcţie de

vârstă .................................................... 68 Tabel 3-9. Factori care influenţează rezistenţa

betonului............................................... 73 Tabel 4-1. Grad de omogenitate, raportat la

abatere şi rezistenţă medie, conform C 140-1986 .............................................. 79

Tabel 4-2. Grad de omogenitate, raportat la abatere şi rezistenţă medie, conform NE 012-1999 .............................................. 79

Tabel 4-3. Grad de omogenitate, raportat la abatere şi rezistenţă medie, conform NE 013-2002 .............................................. 80

Tabel 6-1. Clasificarea a reglementărilor internaţionale privitoare la metode nedistructive de încercare a betonului.. 98

Tabel 6-2. Clasificare a metodelor nedistructive de încercare a betonului funcţie de obiectul de studiat................ 99

Tabel 6-3. Metode de control nedistructiv. Clasificare .......................................... 100

DURABILITATEA BETONULUI

13

CAPITOLUL 1. DURABILITATEA BETONULUI

1.1. CONSIDERAŢII GENERALE

Cunoaşterea cauzelor şi factorilor de degradarea a betonului şi betonului armat prezintă o importanţă deosebită, având la bază noţiunea de durabilitate. Aceasta implică, pe lângă realizarea iniţială a unor caracteristici (reglementate tehnic) pentru diferite componente sau elementele de construcţie, şi menţinerea lor nealterată în timp (sau înscrierea în toleranţe admise).

Durabilitatea betonului poate fi definit ca fiind „capacitatea acestuia de a-şi păstra proprietăţile fizico-chimice şi mecanice în timp, la acţiunea distructivă şi agresivă a mediului exterior, care provoacă degradări şi uneori distrugeri ale elementelor de construcţii”. (Teoreanu I., Moldovan V., Nicolescu L., 1982)

Principalii factori de care depinde durabilitatea unei construcţii sunt: calitatea materialelor utilizate, calitatea executării lucrărilor, întreţinerea construcţiilor şi acţiunile fizico – chimico - mecanice care solicită construcţia.

1.3. TIPURI PRINCIPALE DE DEGRADĂRI PRIN COROZIUNE ALE ELEMENTELOR DIN BETON ŞI BETON ARMAT

Cauzele principale care influenţează negativ durabilitatea betonului, sunt: coroziunea armăturilor (fig. 1-1), coroziunea chimică a betonului (coroziunea sulfatică, coroziunea acidă, coroziunea/ acţiunea de levigare), gelivitatea (fig. 1-2), permeabilitatea (fig. 1-3), reacţia agregatelor cu cimentul (fig. 1-4), abraziunea, carbonatarea, eforturile interne, solicitările exterioare, cristalizarea sărurilor şi umezirea alternantă.

Principalele cauze externe şi interne care conduc la deteriorarea elementelor de beton se pot grupa astfel:

• cauze externe:

- fizice (temperaturi extreme, umeziri alternante, acţiuni electrolitice etc.); - chimice (acţiuni ale lichidelor sau gazelor nocive - acizi, săruri şi levigări etc.); - mecanice (solicitări exterioare, abraziuni, curgeri lente etc.); - tehnologice (preparare, punere în lucrare, tratare ulterioară defectoasă etc.).

• cauze interne: reacţii alcalii-agregat, variaţii de volum, expansiuni ale unor componenţi interni, permeabilităţi etc.


14

a b

c d

e f

Figura 1-1. Degradarea stratului de acoperire cu beton a armăturilor de oţel prin coroziunea armăturii (fisurare, exfoliere şi expulzare) (a,b,c,d,e,f)


15

a b

c d

Figura 1-2. Detalii beton degradat în urma ciclurilor de îngheţ-dezgheţ (a, b, c, d)

a

b

Figura 1-3. Detalii beton cu aer antrenat (a şi b)


16

a b Figura 1-4. Detalii beton degradat în urma reacţiilor alcalii – agregate (a şi b)

a

b Figura 1-5. Detalii beton degradat în urma coroziunii sulfatice (a şi b)

Figura 1-6. Detaliu beton degradat în urma atacului apei uşoare (agregate descoperite în urma

spălării cimentului)


17

Figura 1-7. Detaliu beton degradat în urma

coroziunii prin levigare

Figura 1-8. Detalii elemente de beton degradat

în urma coroziunii clorhidrice rezultată din contactul cu apa de mare şi eroziunii valurilor

Figura 1-9. Detalii elemente de beton degradat în urma punerii în lucrare a betonului necorespunzătoare – segregarea betonului

1.3.1. COROZIUNEA OŢELULUI

Coroziunea oţelului reprezintă un caz de alterare a proprietăţilor fizico – chimico - mecanice ale acestora, datorită unor agenţii chimici care acţionează în prezenţa umidităţii şi / sau factorii care favorizează degradarea în ansamblu, precum şi de caracteristicile metalului. Agenţii şi factorii care favorizează coroziunea oţelului nu sunt întotdeauna aceiaşi, iar viteza de degradare a acestora este, de regulă, diferită.

Factori principali agresivi se regăsesc în stare: (Dalban C., Chesaru E., Dima S., Serbescu C., 1997; GP 035-1998)

• gazoasă (gaze de diferite feluri, ceaţă provenită din condensul aburilor ce apar în urma variaţiei umidităţii sau datorită caracteristicilor de exploatare a instalaţiilor);


18

• lichidă (ape pluviale, soluţii acide sau alcaline, soluţii de săruri, lichide organice, soluţii tehnologice etc.);

• solidă (săruri, cenuşi zburătoare, praf, pământ etc.) Cauzele principale care conduc la degradarea armăturilor de oţel sunt: natura şi

concentraţia agenţilor corozivi, pH-ul şi aciditatea totală, temperatură, gradul de umiditate şi presiunea mediului, însorirea directă, şocurile de presiune şi temperatura, factorii biologici, micşorarea sau stagnarea agentului agresiv, gradul de aerare, natura, forma geometrică şi natura suprafeţei armăturii, valoarea tensiunii electromotare a pilei formate, timpul etc. Tabel 1-1. Clasificarea mediilor în funcţie de clasa lor de agresivitate, conform GP 035-1998 şi STAS 10128

Mediu de expunere Clasa de agresivitate 1m - neagresive 2 m – slab agresive 3 m – cu agresivitate medie Mediu agresiv atmosferic

4 m- cu agresivitate puternică Tabel 1-2. Clase de agresivitate a mediilor cu factori agresivi în stare gazoasă, conform GP 035-1998

Clasa de agresivitate

Umiditatea relativă a aerului

Ur (%)

Temperatura mediului (oC)

Caracteristica gazelor

1 m 61…75 ≤ 60

max. 50 neagresive agresive din grupa A

2 m > 75 61…75 ≤ 60

max. 50 neagresive agresive din grupa A agresive din grupa B

3 m > 75 61…75 ≤ 60

max. 50 agresive din grupa A agresive din grupa B agresive din grupa C

4 m > 75 61…75

max. 50 agresive din grupa B agresive din grupa C

OBSERVAŢII: 1. Dacă temperatura mediului este de 70…80 oC şi umiditatea relativă a aerului mai mare de 75%, clasa de agresivitate rezultă din tabelul 1-1. 2. Dacă temperatura mediului este de 70…80 oC şi umiditatea relativă a aerului mai mare de 75%, clasa de agresivitate rezultă din tabelul 1-1, la aprecierea proiectantului, poate fi sporită cu o unitate. 3. În cazul în care concentraţiile de gaze sunt mai mari decât la gazele din grupa C şi umiditatea relativă a aerului este mai mică decât 60%, mediile respective se consideră în clasa 4 m. 4. În cazul în care gazele sunt în grupa C şi umiditatea relativă a aerului este mai mare de 75%, în cazurile în care după aplicarea corecţiilor precizate la obs. 1. şi 2 rezultă o clasă de agresivitate mai mare de 4 m, precum şi în cazurile în care concentraţiile de gaze sunt mai mari decât la gazele din grupa C şi umiditatea relativă a aerului mai mare de 60%, mediile respective se consideră cazuri speciale şi se analizează fiecare în parte de către o persoană sau instituţie abilitată. 4. În cazul prezenţei mai multor gaze agresive din grupe diferite, clasa de agresivitate se stabileşte pentru gazul cel mai agresiv. Tabel 1-3. Încadrarea gazelor în grupe, conform GP 035-1998

Grupa gazelor Denumirea factorului agresiv în stare gazoasă

Formula chimică Concentraţia în mg/m3

Grupa A

Dioxid de sulf Hidrogen sulfurat Acid fluorhidric Acid clorhidric Clor gazos Amoniac Oxizi de azot

SO2 H2S HF HCL CL2 NH3 NO, NO2

< 0,10 < 0,01 < 0,01 < 0,015 < 0,03 < 0,50 < 0,05


19

Grupa B



0,10…5 0,01…0,5 0,01…0,3 0,015…0,5 0,03…0,5 0,50…5,00 0,05…1,5

Grupa C



5,1…20,0 0,51…10 0,31…2 0,51…5 0,51…2 5,1…30 1,51…10

OBSERVAŢIE: Determinarea concentraţiei se realizează pentru: dioxid de sulf STAS 10194-75, hidrogen sulfurat STAS 10814-76, acid clorhidric STAS 10943-77, clor gazos STAS 10946-77, amoniac STAS 10812-76, oxizi de azot STAS 10329-75 şi acid fluorhidric, conform reglementărilor tehnice specifice. Tabel 1-4. Clase de agresivitate a mediilor cu factori agresivi în stare solidă în interiorul clădirilor, conform GP 035-1998 Clase de agresivitate a mediului Umiditatea relativă a aerului Ur

(%) Caracteristica solidului

1 m 61…75 ≤ 60

slab solubil uşor solubil – puţin higroscopic

2 m > 75 61…75 ≤ 60

slab solubil uşor solubil – puţin higroscopic uşor solubil –higroscopic

3 m > 75 61…75

slab solubil – puţin higroscopic uşor solubil – puţin higroscopic

4 m > 75 61…75

uşor solubil – higroscopic

Tabel 1-5. Clase de agresivitate a mediilor cu factori agresivi în stare solidă în exteriorul clădirilor (în aer liber), conform GP 035-1998 Clase de agresivitate a mediului Umiditatea relativă a aerului Ur

(%) Caracteristica solidului

1 m ≤ 60 slab solubil 2 m 61…75

≤ 60 slab solubil uşor solubil – puţin higroscopic

3 m > 75 61…75 ≤ 60

slab solubil uşor solubil – puţin higroscopic uşor solubil – higroscopic

4 m > 75 61…75

uşor solubil – higroscopic uşor solubil – higroscopic

Tabel 1-6. Caracterizarea generală a mediilor solide cu agresivitate mare, conform GP 035-1998

Denumirea factorului agresiv în stare solidă Caracteristica solidului Praf de siliciu Carbonat de calciu Carbonat de bariu Carbonat de plumb Oxid de fier Oxid de aluminiu Hidroxid de aluminiu

Slab solubil

Clorură de sodiu * Clorură de potasiu * Clorură de amoniu * Sulfat de sodiu *

Uşor solubil – puţin higroscopic


20

Sulfat de potasiu * Sulfat de amoniu * Sulfat de calciu Azotat de potasiu * Azotat de bariu Azotat de plumb Azotat de magneziu Carbonat de sodiu Hidroxid de calciu Hidroxid de magneziu Hidroxid de bariu Fluorură de calciu Clorură de calciu Fluorură de magneziu * Fluorură de aluminiu * Fluorură de zinc * Fluorură de fier * Sulfat de magneziu * Sulfat de mangan Sulfat de zinc Sulfat de fier Azotat de amoniu * Fosfaţi primari Fosfat secundar de sodiu Hidroxid de sodiu Hidroxid de potasiu

Uşor solubil – higroscopic

OBSERVAŢIE: * solidele sunt puternic agresive Fenomenul de coroziune a armăturilor din oţel prezintă o complexitate foarte mare, el desfăşurându-se pe mai multe planuri: (PC-1/1990; Dalban C., Chesaru E., Dima S., Serbescu C., 1997; Ilinoiu G., 2000; Teodorescu M., Ilinoiu G, 2000)

• coroziunea chimică – metalele sunt produse artificiale – nenaturale, instabil din punct de vedere chimic, având tendinţa să reacţioneze cu oxigenul, apa şi alte substanţe prezente în mediul înconjurător. Odată aceste reacţii terminate, el se întoarce în stadiul natural, mult mai stabil din punct de vedere chimic, acela de minereu. Coroziunea chimică a oţelului se finalizează prin formarea oxidului în contact cu oxigenul sau a rugini (oxidul hidros) în contact cu apa.

Metal

Cupru

OH-

Fe 2+

Fier

electroni

Soluţie electroliticăFlux termic

Figura 1-10. Oxidare la temperaturi înalte Figura 1-11. Coroziune electrochimică


21

Din fericire, conversia acestor metale este oprită tocmai de începuturile stadiilor proceselor care tind să-l readucă la starea naturală. Paradoxal, reacţia iniţială a metalului cu mediul înconjurător produce în cele mai multe cazuri o peliculă foarte subţire protectoare de produşi de coroziune. Această peliculă atâta timp cât nu este compromisă, protejează suprafaţa metalului contra acţiunii mediului agresiv şi dă posibilitatea miezului metalului să rămână perfect stabil. Coroziunea rezultă tocmai din penetrarea acestei pelicule protectoare.

Temperaturile înalte accelerează reacţiile chimice de coroziune (acest tip de coroziune sau, altfel spus, oxidarea dusă la extrem, reprezintă chiar fenomenul arderii metalului), peliculele naturale ne mai putând să se opună procesului de coroziune în această situaţie (fig. 1-10).

• coroziunea electrochimică (galvanică) – metalele în contact cu soluţii de electroliţi au tendinţa de a trimite ioni în soluţie, această tendinţă este direct proporţională cu tensiunea de dizolvare şi invers proporţională cu potenţialul de electrod al metalului expus acţiunii mediului agresiv (fig. 1-11).

Rugină

H2O

Fe2 + Catod

OH- Electroni Fe(OH)2 Fe 2+

Anod

Aer

Figura 1-12. Coroziune electrolitică

O 2

Beton

Armatura Rugina

H2O Fe 2+

Anod Catod

Procesul de coroziune electrochimică implică în afară de prezenţa metalului şi a mediului agresiv (soluţia de electrolit) şi existenţa unui anod, a unui catod şi a unui conductor metalic prin care să se poate deplasa electronii deveniţi liberi prin trecerea ionilor din metal în soluţia de electrolit (fig. 1-12.).

Eterogenităţile suprafeţei metalului dau naştere la diferenţe locale de potenţial care în prezenţa mediului agresiv (soluţia de electrolit) creează microelemente (pile electrice), aceste microelemete galvanice dizolvă parţial metalul în soluţie, localizând distrugerea pe anumite porţiuni ale suprafeţei metalice (porţiuni anodice), în timp ce restul suprafeţei lucrează catodic, rămânând neatacată (fig. 1-11). (Brousseau R., 1992)

Ecuaţiile acestor reacţii chimice, sunt următoarele: La anod: Fe = Fe 2+ + 2e [1.1] La catod: O2 + 2 H2O + 4e = 4OH- [1.2]

Un caz aparte îl constituie curenţii de dispersie (curenţii vagabonzi) care pot atinge uneori intensităţi foarte mari (sute de amperi) şi care provoacă în armături fenomene de electroliză care conduc la apariţia unor produşi de coroziune, având un volum dublu faţă de volumul metalului din care provin (şi care pot crea eforturi în beton de până la 30 N/mm2).

• coroziunea specială – precum coroziunea şi fisurarea erozivă, coroziunea sub tensiune (dacă armătura este supusă unor solicitări mecanice, pelicula protectoare se poate degrada prin rupere şi permite, prin fisuri apărute, ca mediul agresiv să o corodeze - (fig. 1-13) etc.

• coroziunea biologică (biocoroziune, biochimic) – mecanismele acestui tip de coroziune depind de natura agenţilor ce o determină (bacterii, muşchi, ciuperci, alge,


22

etc.) respectiv prin substanţele secretate de acestea, fie prin transformările ce le produc unor substanţe din mediu înconjurător. Procesele care apar şi influenţează acest fenomen de coroziune, sunt: ionizarea

(prezentă numai în mediul umed), depolarizarea (asigură continuitatea fenomenului de coroziune), reacţiile chimice (dependent de agenţii agresivi şi de oxigen), produşii rezultaţi în urma reacţiilor fizico-chimice (care pot limita, opri sau favoriza fenomenul de coroziune). În funcţie de tipul şi locul alterării produse, coroziunile se pot clasifica în:

Stare de tensiune

Fisură în pelicula protectoare

Figura 1-13. Coroziune sub tensiune

- coroziune fisurată (sub presiune, fisurare corozivă), formare de fisuri, urmată de acţiunea distructivă a mediului prin generare de tensiuni interne.

Produs de coroziune

Fier

Figura 1-14. Coroziune în puncte - coroziune locală (în puncte, cratere,

pitting), specifică atacului corosiv localizat al ionilor de clor asupra oţelului înglobat în beton, având ca efect reducerea locală a secţiunii de oţel, mergând până la penetrarea întregii secţiuni şi ruperea armăturii (fig. 1-14, 1-15);

- coroziune de contact – formarea de elemente locale (produşi de coroziune); - coroziune intercristalină – atacarea structurii cristaline la interfaţa dintre microcristale

(fig. 1-18);

Figura 1-15. Coroziune de

contact - continuă Figura 1-16. Coroziune

neuniformă Figura 1-17. Coroziune în

puncte

Figura 1-18. Coroziune

intercristalină Figura 1-19. Coroziune

transcristalină Figura 1-20. Coroziune

selectivă


23

- coroziune transcristalină – apariţia unor microfisuri datorate tensiunii dezvoltate în structura oţelului (fig. 1-19);

- coroziune selectivă – atacarea preferenţială a unor microcristale (fig. 1-20) - coroziune generală - specifică atacului corosiv al ionilor de clor în concentraţii ridicate

asupra întregii suprafeţe a oţelului, având ca efect reducerea generală a secţiunii de oţel, mergând până la “dizolvarea” completă a oţelului pe anumite zone.

Etapele principale ale desfăşurării procesului de coroziune sunt (PC-1/1990):

• iniţierea coroziunii – perioadă în care agenţii agresivi pătrund până la suprafaţa armăturii, prin stratul de acoperire cu beton şi iniţiază coroziunea oţelului;

• propagarea coroziunii – perioada în care coroziunea se desfăşoară cu o anumită

viteză, conducând la formarea produşilor de coroziune ai oţelului (rugina), cu volum mai mare în comparaţie cu cel al oţelului şi, în final, la fisurarea, desprinderea şi expulzarea betonului de acoperire. De menţionat este faptul că procesul de coroziune a oţelului este însoţit, în general, de

o mărire a volumului acestuia (volumul oxidului, provenit din coroziune este de cca. 8 ori mai mare decât cel al metalului din care a provine), fapt care conduce la exercitarea unor presiuni asupra betonului adiacent armăturii şi respectiv la apariţia unor eforturi de întindere în masa acestuia. Atunci când acestea depăşesc valoarea rezistenţei la întindere a betonului, se declanşează procesele de fisurare a betonului din stratul de acoperire, fenomen care favorizează accelerarea procesului de coroziune. În cele mai multe din cazuri, stratul de acoperire cu beton poate fi îndepărtat, armătura ajungând să fie lipsită de protecţie (fig. 1-20 şi fig. 1-22).

Figura 1-21. Fisurare urmată de exfolierea a betonului din stratul de acoperire al armăturii

Sursă:. Litvan G. G

Figura 1-22. a ,b, c - Stadii de fisurare a betonului din stratul de acoperire datorată măririi de volum a

armăturii corodate Sursă:. Litvan G. G

Viteza de dezvoltare a fenomenelor de coroziune asupra metalului, este influenţată de natura metalului, acţiunea agentului coroziv, natura şi proprietăţile peliculei de produse de


24

reacţie, natura şi proprietăţile peliculei de protecţie etc. Acest strat care se formează este compus din oxizi şi carbonaţi bazici. Dacă acesta este poros sau dacă agentul coroziv poate difuza prin el (fig. 1-23. curba A), coroziunea se continuă în timp, creşterea grosimii stratului de produse de coroziune putând fi estimată idealizat, ca fiind liniară funcţie de timp. Când stratul de produse de reacţie este compact şi agentul coroziv nu poate difuza prin el, la atingerea unei anumite valori coroziunea se opreşte (ex. aluminiul, plumbul) (fig. 1-23. curba B).

Durata de acţiune

Grosimea stratului corodat

B A

0 to

Figura 1-23. Creşterea grosimii stratului de

coroziune funcţie de timp. Sursă: Qian, S.Y

Pentru oţel, coroziunea poate continua şi în straturi compacte şi groase. În acest caz

pelicula de produse de reacţie nu aderă la metal, ci se desprinde pe măsură ce se formează şi cade. Această desprindere se poate produce din următoarele cauze: - volumul oxidului format este mai mare decât volumul metalului de origine şi această

creştere de volum, provocată prin oxidare poate produce eforturi interioare care depăşesc adeziunea dintre stratul de coroziune şi metal. Aceste eforturi sunt cu atât mai mari, cu cât raportul dintre volumul oxidului şi volumul metalului din care provine oxidul este mai ridicat;

- stratul de oxid format are alt coeficient de dilatare termică decât cel al metalului de bază şi când temperatura mediului înconjurător variază, iau naştere eforturi interioare datorită dilatărilor neegale.

1.3.2. COROZIUNEA BETONULUI

Coroziunea betonului reprezintă un caz de alterare a proprietăţilor fizico – chimico - mecanice ale acestora, datorită unor agenţii chimici (din mediul înconjurător sau dizolvaţi în apele sau soluţiile care ajung în contact cu elementele de construcţii) şi / sau factorii care favorizează degradarea pietrei de ciment şi a betonului în ansamblu.

Studiul durabilităţii betonului implică o analiză a conglomeratului, dar şi a componenţilor săi, separat, luându-se în considerare: (NE 013-2002)

• cauzele externe, din mediul înconjurător (de ex.: coroziunea datorată carbonatării1, a

atacului clorurilor de altă origine decât cea marină, a atacului clorurilor din apa de mare, a mediului chimic agresiv, precum şi a fenomenului de îngheţ-dezgheţ etc.);

• cauzele interne, din interiorul masei betonului (de ex.: reacţia alcalii-agregat). 1 mecanismul coroziunii carbonice conduce la concluzia că, datorită reacţiei unor constituenţi ai pietrei de ciment din beton, în primul rând Ca(OH)2 şi transformarea acestuia în carbonat de calciu (CaCO3), având ca rezultat reducerea valorii ph-ului în beton, începând de la suprafaţa elementelor, depasivând stratul de acoperire al armăturilor şi favorizând procesul de coroziune al acestora în anumite condiţii. (NE 013-2002)


25

Coroziunea betonului la acţiuni chimice agresive, depinde de mai mulţi factori, grupaţi

în trei categorii: (Teoreanu I., Moldovan V., Nicolescu L., 1982; Ionescu I., 1997)

• factori fizici: temperatura (influenţează mecanismele de întărire), contracţii (influenţează fenomenele de microfisurare), variaţii de temperatură ale mediului agresiv, mişcarea mediului agresiv, solubilizarea produselor de hidratare ale cimentului;

• factori chimici: apar multiple reacţii chimice nocive, între produşii de hidratare ai

cimentului şi elementele agenţilor agresivi, deosebite prin rezultatul produşilor de interacţiune;

• factori biochimici: mecanismele coroziunii biochimice depind de natura agenţilor ce o

determină (bacterii, muşchi, ciuperci, alge etc.) respectiv prin substanţele secretate de acestea, fie prin transformările ce le produc unor substanţe din mediu înconjurător.

Evoluţia betonului şi conservarea durabilităţii, depind de evoluţiile separate ale mediului cât şi a materialului (a componenţilor betonului, a compoziţiei chimice şi mineralogice) şi de influenţarea lor reciprocă în acest proces.

Clasele de expunere şi condiţiile de mediu, la care elementele de construcţii pot fi expuse sunt prezentate în tabelele 1-7, 1-8, 1-9, 1-10 şi 1-11, în concordanţă cu NE 012-1999, NE 013-2002 şi SR EN 206-1/2002. Tabel 1-7. Clase de expunere a construcţiilor în condiţiile de mediu, conform NE 012-1999

Clasa de expunere Exemple de construcţii 0 1 2

a Moderat

Construcţii sau elemente de construcţii situate in spatii închise, ferite de acţiunea directă a intemperiilor sau umidităţi, cu excepţia unor scurte perioade in timpul execuţiei, respectiv construcţii cu închideri perimetrale şi încălzite iarna (ex: feţele spre interior ale elementelor structurale din clădirile civile, inclusiv cele din grupurile sanitare şi bucătăriile apartamentelor de locuit şi din halele industriale închise, cu umidităţi interioare ≤75%).

1 MEDIU USCAT

b Sever

Construcţii şi elemente de construcţii expuse permanent la temperaturi mai mari de 30 °C (încăperi cu utilaje sau aparatura care degaja căldură, hale cu procese calde etc.).

a Moderat

Construcţii sau elemente de construcţii expuse la îngheţ in stare nesaturată sau expuse umidităţii respectiv: construcţii neîncălzite în perioada de iarna, cu sau fără închideri perimetrale (ex: depozite acoperite), elemente de construcţii in contact permanent cu apa (ex: fundaţii sub nivelul apelor freatice fără agresivitate sulfatică), elemente de construcţii situate in zonele de variaţie a nivelului apelor, dar fără posibilitate de îngheţ (ex: fundaţii radiere, pereţi de contur etc.) fără condiţii de impermeabilitate pentru beton. 2

MEDIU UMED

b Sever

Construcţii sau elemente de construcţii expuse la îngheţ in stare saturata cu apa (ex.: cheiuri, estacade, canale deschise, diguri, stâlpi pentru estacade, scări exterioare, platforme). Construcţii sau elemente de construcţii expuse la condens sau alternanta frecventa de umiditate si uscăciune generata de procese tehnologice (ex.: hale in care umiditatea depăşeşte 90% sau se produc frecvent degajări de abur). Construcţii supuse presiunii a ei pe una din fete.

3 MEDIU UMED CU

ÎNGHEŢ SI AGENŢI DE DEZGHEŢARE

Construcţii sau elemente de construcţii interioare sau exterioare expuse la îngheţ -dezgheţ si acţiunea sării pentru dezgheţ.


26

normal moderat

1

Betonul aflat permanent sub apa marii. Betonul de deasupra zonei de variaţie a nivelului apei de mare (pe o înălţime a elementului de cca. 2 m, respectiv intre cotele +3...+5 de la nivelul marii.

a agresivitateaapei de mare sever

2 Betonul din zona variaţiei nivelului apei de mare considerata ca fiind de cca 3 m deasupra nivelului marii.

moderat I

Construcţii expuse indirect agresivităţii marine. Construcţii expuse îngheţ -dezgheţului fără posibilitate de stropire. Construcţii închise care nu se încălzesc pe timp de iarnă

4 MEDIU MARIN

b agresivitate atmosferica inclusiv cu posibilitate de îngheţ- dezgheţ

sever 2

Construcţii situate la nivelul marii expuse direct intemperiilor si salinităţii prin stropire, si alternanţă frecventă a umidităţii, si uscăciunii, precum si posibilităţii de îngheţ in stare saturata. Condens puternic generat de procesul tehnologic.

a Mediu chimic cu agresivitate foarte slaba (FS). b Mediu chimic cu agresivitate slaba (S). c Mediu chimic cu agresivitate intensa (1).

5 MEDIU

CHIMIC AGRESIV d Mediu chimic cu agresivitate foarte intensa (FI). Observaţie: Clasele de expunere 5 (a,b,c,d) se pot întâlni in practica singure sau în combinaţie cu celelalte clase de expunere. Tabel 1-8. Regimuri de expunere ale construcţiilor situate în zona litoralului, conform NE 012-1999

Regim de expunere Nr. Crt.

Clasă expunere

conf. tabel 1-7 N - normal M - moderat S - sever 0 1 2

1

4 a mediu marin

Agresivitatea apei

de mare

Beton aflat permanent sub apa mării.

Betonul de deasupra zonei de variaţie a nivelului apei de mare (pe o înălţime a elementului de cca. 2 m respectiv la cotele +3…+5 m de la nivelul mării).

Betonul din zona variaţiei nivelului apei de mare, considerată de cca. 3 m deasupra nivelului mării.

2

4 b mediu marin

Agresivitatea atmosferică

Elementele interioare din construcţiile închise şi încălzite pe timp de iarnă, neexpuse la intemperii cu excepţia unor perioade scurte in timpul execuţiei. Elementele care nu sunt supuse unor variaţii sen-sibile de umiditate, in cursul exploatări.

Construcţii expuse indirect agresivităţii maritime (deschise). Condiţii expunere îngheţ -dezgheţ fără posibilităţi de stropire. Construcţii închise care nu se încălzesc pe timp de iarnă.

Construcţii situate la nivelul mării expuse direct intemperiilor şi salinităţii prin stropire şi alternantă frecventă a umidităţii şi uscăciunii precum şi posibilităţii de îngheţ in stare saturată.

Observaţie: Părţile construcţiilor din beton din zone în care au loc infiltraţii ale apei de mare, sunt solicitate ca şi betonul de sub apă. În cazul elementelor având părţi expuse concomitent în două sau trei regiuni arătate în tabel, la proiectare se va considera întregul element expus în condiţiile cele mai severe. Tabel 1-9. Criterii pentru aprecierea gradelor de agresivitate ale apelor naturale (cu excepţia apei din Marea Neagră), conform NE 012-1999 Nr. crt. Natura agresivităţii f. slabă slabă intensă f. intensă

1. General acidă, pH - 6,5-5,6 5,5-4,5 < 4,5 ≤ 2 10-14 15-30 31-60 > 60

2,1.... 6 15-29 30-60 61-90 > 90 6,1.... 15 15-29 30-90 91-150 > 150 2. Carbonică (CO, liber) în mg/dm3

pentru duritate temporară in oG de:> 15 < 300 ≥ 300 - -

3. Săruri de amoniu (NH4+) mg/dm3 50-99 100-200 201-500 > 500


27

Nr. crt. Natura agresivităţii f. slabă slabă intensă f. intensă4. Magneziana (Mg 2+) în mg/dm3 100-199 200-1000 1001-3000 > 3000 5. Sulfatică (SO4

2-) în mg/dm3 1150-249 250-500 501-1000 > 1000

6. Dezalcalinizare (HC03-) în mg/dm3 duritate. (oG) - < 12

(< 7) - -

7. Oxizi alcalini (OH-) în g/dm3 - 17,5 -25 25 - 8. Conţinut total de săruri în g/dm3 - 10-20 20,1-50 > 50

OBSERVAŢIE: * Pentru stabilirea tipului si dozajului de ciment pentru agresivitatea sulfatică foarte intensă se diferenţiază trei cazuri funcţie de conţinutul de (SO4

2-) mg/dm3 astfel: foarte intensa 1 (1001 – 2500); foarte intensa 2 (2501 – 5000) şi foarte intensa 3 (> 5000).

Tabel 1-10. Criterii pentru aprecierea gradelor de agresivitate zona Marea Neagră, conform NE 012-1999

Zona de salinitate

Nr. crt

Clasa de expunereconf. tabel 3.6

Regim de expunere Tip beton Sulina +

Sf. Gheorghe

Sf. Gheorghe + Cap Midia

Cap Midia Vama Veche

N - S S simplu - S S M armat - S I

l. 4a mediu

Agresivitatea apei de mare

S - S I N - - -

simplu - S S M armat - S I 2.

4b mediu Agresivitatea atmosferica

S - S I OBSERVAŢII: N – normal; M - moderat; S – sever; I - agresivitate intensa; S - agresivitate slaba. Tabel 1-11. Clasele de expunere la acţiunea mediului înconjurător, conform NE 013-2002 Denumirea

clasei Precizări privind mediul înconjurător Exemple pentru alegerea clasei de expunere

NICI UN RISC DE COROZIUNE Betoane simple fără piese metalice înglobate. Expunere fără îngheţ-dezgheţ, abraziune, atac chimic. X 0 Mediu (foarte) uscat pentru beton armat sau cu piese metalice înglobate.

Ex.: betonul la interiorul clădirilor în care umiditatea aerului este foarte redusă.

COROZIUNEA DATORATĂ CARBONATĂRII

XC 1 Mediu uscat, sau umed în permanenţă Ex.: betonul la interiorul clădirilor în care

procentul de umiditate al aerului este foarte redus – beton imersat permanent în apă.

XC 2 Mediu umed, foarte rar uscat Ex.: suprafeţe de beton aflate în apă pe termen lung – un număr mare de fundaţii.

XC 3 Mediu cu umiditate moderată Ex.: betonul la interiorul clădirilor în care

procentul de umiditate al aerului este mediu sau ridicat – beton exterior ferit de ploi.

XC 4 Mediu cu alternanţă a umidităţii şi uscării Ex.: suprafeţe de beton expuse contactului cu apă, care însă nu sunt incluse în XC 2

Notă: Prin condiţiile de umiditate înţelegem, pe cele la care este expus betonul din stratul de acoperire a armăturilor şi pieselor metalice înglobate şi în numeroase cazuri această umiditate poate să fie considerată că reflectă umiditatea mediului ambiant. În situaţia în care există o barieră între beton şi mediul înconjurător acesta este considerat protejat împotriva umidităţii.


28

COROZIUNEA DATORATĂ CLORURILOR DE ALTĂ ORIGINE DECÂT CELE DIN APĂ SAU ATMOSFERA MARINĂ În cazul în care betonul armat sau betonul ce conţine piese metalice înglobate, este expus contactului cu apa ce conţine cloruri, inclusiv săruri pentru dezgheţ, având o altă origine decât cea marină, clasele de expunere sunt grupate după cum urmează

XD 1 Mediu cu umiditate moderată Ex.: suprafeţele de beton expuse clorurilor transportate prin circulaţia aerului.

XD 2 Mediu umed, rareori uscat Ex.: piscinele – beton expus apelor industriale ce conţin cloruri

XD 3 Mediu cu alternanţa umidităţii şi a uscării Ex.: elemente de poduri, udate şi stropite cu

ape ce conţin cloruri: şosele, dalajele parcurilor de staţionare a vehiculelor.

COROZIUNEA DATORATĂ CLORURILOR PREZENTE ÎN APA DE MARE În situaţiile în care betonul armat sau betonul ce conţine piese metalice înglobate, este expus în exploatare acţiunii clorurilor prezente în apa de mare, sau acţiunii aerului ce vehiculează săruri marine, clasele de expunere sunt.

XS 1 Expunere la aerul ce vehiculează săruri marine, însă nu este în contact direct cu apa de mare

Ex.: structuri pe litoral sau proximitatea litoralului

XS 2 Imersare în permanenţă în apa de mare Ex.: elemente ale structurilor marine

XS 3 Zone de marnaj, zone supuse proiectării (izbirii) valurilor, sau udării (stropirii)

Ex.: elemente ale structurilor marine

ATACUL FENOMENULUI DE ÎNGHEŢ-DEZGHEŢ În condiţiile în care betonul este supus unui atac semnificativ datorat ciclurilor de îngheţ-dezgheţ în stare umedă, diferitele clase de expunere sunt:

XF 1 Saturare moderată cu apă fără agenţi pentru dezgheţ

Ex.: suprafeţe verticale de beton supuse ploii şi îngheţului

XF 2 Saturare moderată cu apă cu agenţi pentru dezgheţare

Ex.: suprafeţe verticale ale lucrărilor din beton, la lucrări rutiere expuse îngheţului şi aerului ce vehiculează agenţi pentru dezgheţ

XF 3 Saturare (forte) cu apă fără agenţi de dezgheţ Ex.: suprafeţele orizontale de beton expuse la ploaie şi îngheţ

XF 4

Saturare (forte) cu apă conţinând agenţi de dezgheţ sau apă de mare

Ex.: drumuri şi tabliere de poduri expuse agenţilor pentru dezgheţ – suprafeţe verticale de beton expuse direct acţiunilor agenţilor de dezgheţ şi îngheţului – zone de structuri marine supuse acţiunii valurilor şi expuse la îngheţ

AGRESIVITATE CHIMICĂ Agresivitatea chimică asupra betonului se produce în soluri, apele de suprafaţă, apele subterane, cum se indică în tabelul 1-6, iar clasele de expunere sunt prezentate în continuare. Clasificarea apelor de mare este dependentă de localizarea geografică şi clasificările trebuie validate la locul unde betonul se aplică. Studii pentru determinarea agresivităţii chimice sunt necesare în situaţiile următoare:

• Agresivitatea nu se încadrează în limitele din tabelul 1-12. • Agentul poluant conţine alte substanţe chimice agresive. • Soluri şi ape poluate chimic. • Existenţa unei viteze mari de scurgere a apelor ce conţin substanţe chimice din tabelul 1-12.

XA 1 Mediu înconjurător cu agresivitate chimică slabă, conf. Tabel 1-12

XA 2 Mediu înconjurător cu agresivitate chimică moderată, conf. Tabel 1-12

XA 3 Mediu înconjurător cu agresivitate chimică intensă, conf. Tabel 1-12

Tabel 1-12. Agresivităţii chimice Caracteristica chimică XA 1 XA 2 XA 3 Ape de suprafaţă şi subterane SO2-

4 în mg/l ≥200…≤600 > 600…≤3000 >3000…≤6000 pH ≤6,5…≥5,5 <5,5…≥4,5 <4,5…≥4,0 CO2

agresiv în mg/l ≥15…≤40 >40…≤100 >100, până la saturare


29

NH4+ în mg/l ≥15…≤30 >30…≤60 >60…≤100 Mg2+ în mg/l ≥300…≤1000 >1000…≤3000 >3000, până la saturare

Sol SO2-

4 în mg/l ≥2000…≤3000 >3000…≤12000 >12000…≤24000 Aciditate mg/kg >200 Nu este întâlnită în practică

Moskvin V. M. (1952) a stabilit următoarele mecanisme ale coroziunii betonului:

• coroziune de tipul I 2 , datorată dizolvării unor produşi de hidratare a cimentului. Compuşii rezultaţi sunt levigaţi cu uşurinţă. Prezenţa unor săruri care nu reacţionează direct cu componenţii betonului, schimbă concentraţia ionicã a soluţiei, accelerând coroziunea;

• coroziune de tip II, se datorează reacţiilor chimice dintre componenţi ai mediului agresiv

şi ai cimentului. Produşii rezultaţi pot fi solubili şi levigaţi sau nesolubili şi precipitaţi în mase gelice. De obicei acest tip de coroziune apare în prezenţa apelor carbonice a diverselor soluţii acide;

• coroziune de tip III, se datorează reacţiilor chimice dintre constituenţi ai mediului

agresiv şi piatra de ciment. În urma reacţiilor chimice, se formează produşi cu proprietatea de mărire importantă a volumului, ceea ce duce la apariţia unor tensiuni în masa betonului, distrugându-l. Dintre factorii care determină asemenea fenomene, se pot aminti apele sulfatice, gaze conţinând SO2 sau H2S etc.

Conform PC-1/1990 coroziunea betonului se pot clasifica în:

• coroziune alcalină, produsă de soluţiile cu caracter alcalin (hidroxizi de sodiu şi potasiu), prin reacţia de schimb de ioni şi prin cristalizarea carbonaţilor cu mărire de volum, având ca efect final distrugerea pietrei de ciment;

• coroziune acidă, produsă de gazele, vaporii şi soluţiile cu caracter acid (clor, acid

clorhidric, acid hipocloros, acid cloros, acid cloric, acid percloric etc.), constând în interacţiunea chimică dintre constituenţii mediului agresiv şi cei ai pietrei de ciment, rezultatul final fiind dezalcalinizarea (până la dezagregare) şi distrugerea liantului (a pietrei de ciment).

Acţiunea corozivă a acizilor are loc în medii cu pH < 6,5. Acizii se găsesc în general în ape (naturale, reziduale, industriale). Dintre cei mai des întâlniţi se pot aminti: clorhidric, sulfuric, sulfuros, azotic, fluorhidric, acetic, lactic, formic, humic, produşi din fermentaţii etc. Pericolul apare atunci când masa de beton are în volumul său o suficientă reţea de microfisuri, care va permite infiltrarea acestor acizi până la armătură. Corodarea armăturii va conduce şi la dislocări în straturile de acoperire cu beton. • coroziune prin cristalizare, produsă de soluţiile concentrate de cloruri, în urma

pătrunderii acestora în beton prin fenomene de ascensiune capilară sau permeabilitate,

2 coroziunea prin levigare (Tip I) este cauzată de apele lipsite de duritate, apele cu dioxid de carbon, soluţiile de săruri de amoniu (fără sulfat de amoniu), de soluţiile de acizi organici care dau săruri solubile de calciu (ex: apa industrială dedurizată recirculată, apa rezultată din topirea zăpezilor, apa de ploaie, apa din râuri şi lacuri). Apele uşoare (fără duritate) dizolvă şi spală la început hidroxidul de calciu şi apoi hidrosilicaţii şi hidroaluminaţii de calciu. (Ionescu I, Ispas T., 1997, p. 568)


30

constă în cristalizarea sărurilor în porii betonului, cu mărire de volum, având ca rezultat distrugerea betonului în profunzime.

1.6. BIBLIOGRAFIE LA CAPITOLUL 1

1. Avram C., Făcăoaru I., Filimon I., Mîrşu O, Tertea I., Rezistenţele şi deformaţiile betonului. Editura Tehnică, 1971.

2. Brousseau R., Cathodic Protection for Steel Reinforcement. Construction Canada, Sept.- Oct. 1992.

3. Budan C., Contribuţii în managementul şi ingineria proceselor de construcţii pentru realizarea lucrărilor de reparaţii şi consolidări a elementelor din beton, beton armat şi beton precomprimat. UTCB, 1998. Teză de doctorat.

4. Crăciunescu L., Popa E., Materiale de construcţie. Editura UTCB, 1995. 5. Dalban C., Chesaru E., Dima S., Serbescu C., Construcţii cu structură metalică. Ed. Tehnică,

1997. 6. Ilinoiu G., Contribuţii la implementarea unor tehnologii şi procedee tehnologie moderne pentru

protecţia şi consolidare elementelor de construcţii. Teză de doctorat. UTCB, 2000. 7. Ilinoiu G., Durabilitatea betoanelor. Construcţii Civile şi Industriale Anul III, Nr. 24, octombrie

2001, pag. 36-37. 8. Ionescu I., Ispas T., Proprietăţile şi tehnologia betoanelor. Editura Tehnică, 1997. 9. Litvan G.G., Performance of Materials in Use, Building Science Insight, 1984, Canada, 1984. 10. Nedelcu N. , Protecţiile anticorozive în construcţiile industriale şi civile. Bucureşti, Editura

Tehnică 1986. 11. Qian, S.Y., Options for inhibiting corrosion in concrete bridges. NRCC-44757. Construction

Canada, v. 43, no. 3, May 2001, pp. 24-26. 12. Popa R., Teodorescu M., Tehnologia lucrărilor de construcţii. Editura UTCB, 1984. 13. Popescu P., Degradarea Construcţiilor. Editura Fundaţiei România de Mâine, 2002. 14. Raharinaivo A., Grimaldi G., Forcasting the condition of a reinforced concrete structure under

corrosion. IABSE San Francisco, August 1995. 15. Simion Al., Materiale de construcţie. Vol. 1. Editura UTCB, 1997. 16. Steopoe Al., Materiale de construcţie. Editura Tehnică, 1964. 17. Teodorescu M., Ilinoiu G., Protecţia anticorozivă a armăturilor I – Fenomenul de coroziune al

armăturilor de oţel. Nr. 3, Antreprenorul (2000), pag. 43-45. 18. Teoreanu I., Moldovan V., Nicolescu L., Durabilitatea Betonului. Editura Tehnică, 1982. 19. Zamfirescu D., Postelnicu T., Durabilitatea betonului armat. Matrix Rom Bucureşti, 2003. 20. GP 035-1998. Ghid de proiectare, execuţie şi exploatare (urmărire şi intervenţii) privind protecţia

împotriva coroziunii a construcţiilor de oţel. 21. C 244-1993. Ghid pentru inspectarea şi diagnosticarea privind durabilitatea construcţiilor din

beton armat şi beton precomprimat. 22. NE 012-1999. Cod de practică pentru executarea lucrărilor din beton, beton armat şi beton

precomprimat, (Partea 1 – Beton şi beton armat). 23. NE 013-2002. Cod de practică pentru execuţia elementelor prefabricate din beton, beton armat şi

beton precomprimat. 24. PC-1/1990. Îndrumător pentru diagnosticarea stării de degradare şi metode de remediere şi

protecţie anticorozivă a elementelor din beton armat degradate prin coroziune în medii agresive pe bază de clor.

CARACTERISTICI DE COMPOZIŢIE ALE BETOANELOR

31

CAPITOLUL 2. CARACTERISTICI DE COMPOZIŢIE ALE BETOANELOR


Conform definiţiei date de Steopoe Al. (1964), betoanele sunt “amestecuri bine omogenizat de liant, nisip, pietriş sau piatră spartă şi apă, care după întărire dau un material cu aspect de conglomerat”.

Dintre alte definiţii date betonului se pot reţine următoarele: • Avram C. (1971), betonul este “un material compozit obţinut din amestecuri artificiale,

bine omogenizate, care după întărire are un aspect de conglomerat, cu rezistenţe mecanice şi fizico-chimice”.

• Teoreanu I., Moldovan V., Nicolescu L. (1982), betonul este „un conglomerat coerent alcătuit din piatră de ciment şi agregate”.

• Popa R., Teodorescu M. (1984), betonul este „un material compozit obţinut din amestecuri artificiale, bine omogenizate, care după întărire are un aspect de conglomerat cu rezistenţe mecanice şi fizico-chimice”.

• DEX (1998), betonul este „un amestec de pietriş, nisip, ciment şi apă, care se transformă prin uscare într-o masă foarte rezistentă şi se foloseşte în construcţii”.

• NE 012-1999, betonul este „un material compozit obţinut prin omogenizarea amestecului de ciment, agregate şi apă format prin întărirea pastei de ciment (ciment şi apă). Pe lângă aceste componente de bază, betonul mai poate conţine adaosuri şi / sau aditivi”.

• NE 013-2002, betonul este „un material compozit obţinut prin amestecul omogen al cimentului, nisipului, pietrişului şi apei, la care se adaugă în situaţiile motivate tehnic, aditivi şi / sau adaosuri minerale, ale căror proprietăţi se dezvoltă prin hidratarea şi întărirea cimentului”.

Multe din caracteristicile betonului, precum rezistenţa şi durabilitatea, depind de dezvoltarea în timp a legăturilor chimice şi fizice dintre particulele de ciment şi agregate. Astfel, în urma întăriri se formează matricea (piatră de ciment) care înglobează particule nehidratate de ciment, aer şi apă. Figura 2-1. Imagine structură beton Sursă: Stutzman P. , 1993


32

Clasificarea betoanelor se poate realiza după mai multe criterii, dintre care se pot menţiona:

• după compoziţie (tipul liantului, agregatului, adaosului, aditivilor): - betoane cu lianţi minerali (ciment cu sau fără adaos); - betoane cu lianţi pe bază de zgură şi cenuşi active; - betoane cu lianţi organici (răşini sintetice); - betoane cu diferite tipuri de agregate naturale (balastieră, concasaj etc.); - betoane cu agregate uşoare (poroase, naturale sau artificiale etc.).

• după densitate aparentă: - beton uşor - beton având densitate aparentă în stare uscată (105 oC) de

maximum 2000 kg/m3; - beton cu densitate normală (semigreu şi greu) - beton având densitate aparentă

în stare uscată (105 oC) de maximum 2500 kg/m3; - beton foarte greu - beton având densitate aparentă în stare uscată (105 oC) mai

mare de 2500 kg/m3. • după modul de punere în lucrare:

- betoane cu punere în lucrare obişnuită; - betoane cu punere în lucrare prin pompare; - betoane cu punere în lucrare prin injectare; - betoane cu punere în lucrare prin torcretare; - betoane cu punere în lucrare turnare sub apă etc.

• după modul de compactare: - betoane compactate manual; - betoane compactate mecanic.

• după modul de întărire: - betoane cu întărire normală; - betoane cu întărire accelerată prin tratare termică.

• după modul de armare: betoane simple sau armate (cu armătură elastică, rigidă, dispersă);

• după capacitatea de izolaţie termică şi rezistenţă la mediile chimice agresive: - betoane de izolaţie cu λ ≤ 0,30 kcal/mhoC; Rc < 10 N/mm2; - betoane de izolaţie – rezistenţă λ ≤ 0,70 kcal/mhoC; Rc <15…45 N/mm2; - betoane refractare rezistente la T = 1100 oC….1300 oC; - betoane foarte refractare rezistente T > 1300 oC; - betoane rezistente acţiunii chimic - agresive (mediu marin, rezistente la sulfaţi,

antiacide etc.); • după domeniile de utilizare: pentru construcţii civile, industriale, agricole, drumuri,

construcţii hidrotehnice, împotriva radiaţiilor, decorative etc.

2.2. CIMENTUL

2.2.1. CARACTERISTICI STRUCTURALE ŞI DE COMPOZIŢIE ALE CIMENTULUI PORTLAND

Cimentul este un material pulverulent (având dimensiunile particulelor de 0,5 până la 50 μm), de natură bazică, hidrofil, instabil din punct de vedere chimic. Amestecat cu apa formează paste tixotrope3, care fac priză şi se întăresc în timp, formând “piatra” de ciment. 3 transformarea reversibilă a unui gel în sol


33

Încă din antichitate o serie de lianţi naturali, destinaţi să lege într-un tot elementele aflate sub formă de particule sau bucăţi erau folosiţi în construcţii: gipsul de către egipteni şi argila, varul, calcarul şi tuful vulcanic de către romani şi greci. Produsul obţinut de către romani, din amestecuri de nisip, piatră spartă, tuf vulcanic şi apă a fost denumit “caementum” – “ciment” sau “mortarium” – “mortar”. În perioada Evului Mediu, datorită evenimentelor furtunoase care au însoţit prăbuşirea orânduiri sclavagiste, numeroase realizări ale moşteniri ştiinţifice a lumii antice au fost îngropate pentru multe secole, sub ruine. Ceea ce a rămas din această moştenire (păstrată într-o mare măsură datorită Bizanţului şi apoi a arabilor) a fost adaptat nevoilor şi cerinţelor societăţii feudale medievale. Începând cu epoca Renaşterii (sec. XVI), oamenii de ştiinţă s-au educat şi instruit, studiind experienţa lumii antice care a avut o deosebită importanţă în dezvoltarea gândirii tehnice. De abia, începând cu secolul al XVIII–lea, datorită revoluţiei industriale, a început dezvoltarea reală a preocupărilor legate de cercetarea şi aplicarea noilor descoperiri ale cimentului. Astfel, în anul 1824, Aspdin J., un zidar din Anglia, a obţinut patentul pentru “cimentul Portland”. Inventatorul a încălzit într-un cuptor un amestec de calcar şi argilă, şi a măcinat fin amestecul, realizând cimentul hidraulic: numit de către el - ciment Portland, deoarece se asemăna cu piatra de Portland - un calcar exploatat pe insula Portland aflată pe coasta Britanică. Datorită aceste invenţii, Aspdin J. a pus bazele progresului în domeniul tehnologiei cimentului şi al lucrărilor de construcţii din beton şi beton armat.

2.2.2. STRUCTURA CLINCHERULUI

Cimentul Portland este un material mineral, fin măcinat, care după amestecarea cu apă face priză şi se întăreşte, prin reacţiile chimice ce au loc în procesul de fabricaţie, care după întărire îşi conservă rezistenţa şi stabilitatea şi sub apă. (NE 013-2002) Cimenturile Portland se obţin din măcinarea fină a clincherului Portland sau a clincherului Portland împreună un mic adaos de gips şi / sau alte substanţe pentru reglarea timpului de priză. (Opriş S., 1994) Figura 2-2. Granulă de clincher Sursă: Stutzman P. , 1993

Figura 2-3. Imagini particule de ciment; a. secţiune 320 μm (x 350); b. 10 μm


34

Tabel 2-1. Compoziţia mineralogică a clincherului de ciment Portland Component mineralogic CaO3 SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO SO3 P2O5 % 60-67 19-24 4-7 2-6 4-5 3 1,5

Clincherul Portland este fabricat prin arderea în cuptoare speciale rotative, la temperaturi de 1450-1550 oC, până la clincherizare4 a unui amestec brut şi omogenizat, de obicei din calcar şi argilă (Opriş S., 1994). La aceste temperaturi, materialele componente suferă modificări fizico-chimice, datorate reacţiilor de formare a componenţilor mineralogici, aglomerându-se şi fuzionând în granule numite clincher care au dimensiunile cuprinse între 5 până la 25 mm (fig. 2-2 şi 2-3). Indiferent de materiile prime folosite şi de modul de preparare (pe cale umedă, semiumedă, semiuscată sau uscată), precum şi de caracteristicile instalaţiei de fabricare a clincherului, succesiunea principalelor faze şi procese fizico-chimice pe care le suferă amestecul de materii prime în procesul de obţinere a clincherului este acelaşi, respectiv:

• dozarea amestecului de materii prime în funcţie de capacităţile instalaţiei; • uscarea (deshidratarea), preîncălzirea, decarbonatarea şi clincherizarea propriu-zisă; • răcirea clincherului (cristalizarea amestecului mineral).

La încălzirea progresivă, în funcţie de natura lor, materialele neorganice pot prezenta unul din următoarele fenomene:

• mărirea porozităţii din cauza evaporării apei de cristalizare; • topirea parţială a materialului şi umplerea parţială a porilor este denumit

clincherizare, (când porozitatea se consideră a fi mai mică de 8%). Dacă umplerea porilor este aproape completă, fenomenul se numeşte vitrificare (când porozitatea se consideră a fi mai mică de 2%);

• deformarea unor materiale sub propria greutate, la temperaturi ridicate, este denumit refractaritate (când temperatura depăşeşte 1600 oC).

0 800 1250 3350 3700 4200 KJ/Kgcl I II III IV

Q [oC]

1400

800

1000

400

0

Sursă: Opriş S., 1994.

Figura 2-4. Variaţia temperaturii în procesul de obţinere a clincherului I. Faza de deshidratare; II. Faza de încălzire; III. Faza de decarbonatare; IV. Faza de clincherizare.

Componenţii mineralogici ai clincherului, nu sunt combinaţii pure (datorită naturii mineralogice a materiilor prime, a modului de realizare a amestecării, a tratamentului termic şi a răcirii clincherului); ele conţin, în cantităţi mici, componenţi altor faze, precum faze cristaline mixte şi faze independente (substanţe chimice de însoţire a clincherului).

4 faza procesului tehnologic de producţie în care amestecul de materii prime este transformat prin prelucrări prin ardere într-un compus mineralogic, din constituenţi, care determină proprietăţile cimentului, este numită clincherizare (arderea clincherului).


35

a. structura clincherului (secţiune 100 µm): detaliere pe culori C3S (maro), C2S (albastru), C4AF (alb), C3A (gri). Sursă: Stutzman P, 2001

b. structura cimentului întărit, compuse din cristale de C3S rotunjite, C2S rugoase şi faza interstiţială C4AF respectiv C3A (secţiune 200 µm).

Figura 2-5. Imagini microscopice ale

clincherului şi cimentului. c. Principalii componenţi mineralogici ai cimentului Portland Sursă: NISTIR 6962

2.2.3. COMPOZIŢIA MINERALOGICĂ

Cimenturile Portland reprezintă, în esenţă, un amestec de silicaţi şi aluminaţi de calciu (oxid de calciu CaO, dioxid de siliciu SiO2, oxid de aluminiu Al2O3) şi adaosuri (silicioase, aluminoase Al[OH]3, feruginoase (Fe2O3)).

Componenţi mineralogici ai cimentului Portland, sunt: • silicatul tricalcic ( 3CaO·SiO2), notat simbolic C3S, denumit alit; • silicatul bicalcic (2CaO·SiO2), notat simbolic C2S, denumit belit; • aluminatul tricalcic (3CaO·Al2O3) notat simbolic C3A, denumit celit; • aluminoferitul tetracalic (4CaO·Al2O3·Fe2O3), notat simbolic C4AF, denumit

brownmillerit; • oxidul de calciu (CaO); • oxidul de magneziu (MgO); • alţi compuşi, precum alcalinii de sodiu şi potasiu (Na2O·8CaO·3Al2O3 şi

K2O·23CaO·12HO2), care apar în cazul folosirii unor materii prime cu conţinut peste limitele admise de sodiu şi potasiu;

• masa vitroasă (resturi de topitură necristalizată din cauza răcirii rapide). Aceşti compuşi se transformă prin reacţii de hidratare - hidroliză în silicat de calciu

hidratat amorf şi hidroxid de calciu cristalin, care prezintă solubilitate mică în apă, diametre mici de particule (sub 1μm).

Clasele standardizate de rezistenţă la compresiune ale cimenturilor Portland, determinate după timpul de întărire de 28 de zile, sunt 32,5; 42,5 şi 52,5 N/mm2.


36

Hidratarea cimentului este un proces exotermic, cu degajare de căldură. Cantitatea de căldură cea mai mare se eliberează prin hidratarea C3A şi a C2S, care hidratează lent. Căldura de hidratare a cimentului este aproximativ egală cu suma căldurilor de hidratare a componenţilor.

0 3 7 28 180 zile

Căl

dură

de

hidr

atar

e J/

g

C2S

C3S

C4AF

C3A

Figura 2-6. Viteza de degajare a căldurii componenţilor mineralogici ai cimentului

Sursă: Popa R., Teodorescu M., 1984; Opriş S., 1994.; Ionescu I., Ispas T., 1997; Neville A. M., 2003.

Tabelul 2-2 şi figura 2-6 indică diferenţe foarte mari atât între cantitatea de căldură cât

şi între viteza de degajare a acestuia de către componenţii cimentului. Prin ponderea diferită a componenţilor se pot obţine diverse tipuri de ciment, cu

degajare mică de căldură, recomandate în structurilor masive etc.; sau cu degajare mare de căldură utilizate la turnarea betonului pe timp friguros ori tratate termic etc. Tabel 2-2. Căldura de hidratare a componenţilor mineralogici ai cimentului.

Căldura de hidratare (J/g) Component mineralogic 3 zile 7 zile 28 zile 90 zile

C3S 406 460 485 519 C2S 21 105 167 184 C3A 590 661 866 929

C4AF 92 251 377 414

0 3 7 14 28 zile

Apă legată

(%)

C2S

C3S

C4AFC3A

0 3 7 28 180 zile

Rezistenţa la compresiune MPa

C2S

C3S

C4AF

C3A

Figura 2-7. Viteza de hidratare a principalilor componenţi mineralogici ai cimentului portland

Figura 2-8. Creşterea rezistenţei la compresiune a componenţilor mineralogici

Sursă: Popa R., Teodorescu M., 1984; Opriş S., 1994.; Ionescu I., Ispas T., 1997; Neville A. M., 2003

Curbele din figura 2-7. indică o viteză diferită de hidratare a componenţilor cimentului, dar şi faptul că prezenţa unei umidităţi ridicate în amestec este necesară un timp cât mai îndelungat. Umiditatea trebuie să asigure întreţinerea proceselor de hidratare a componenţilor mineralogici, în scopul ameliorării continue a structurii betonului, ceea ce este în favoarea realizării proprietăţilor fizico – chimice ale acestuia şi a durabilităţii sale.


37

În ceea ce priveşte variaţia rezistenţei la compresiune, figura 2-8. evidenţiază importanţa C3S în primele zile şi următoarele 4-5 săptămâni de la preparare şi a C2S după acest interval de timp.

2.2.4. HIDRATAREA CIMENTULUI

Procesele fizico-chimice care au loc în sistemul ciment Portland – apă, sunt deosebit de complexe, produşii de hidratare – hidroliză formând, în timp, structura pietrei de ciment. Aceste procese determină, concomitent, modificări importante reologice ale pastei de ciment.

Structura pietrei de ciment întărite se poate clasifica în trei faze principale: • faza solidă, alcătuită din granule nehidratate şi produse de hidratare diferite (ca

structură, compoziţie, formă şi dimensiuni) pentru acelaşi ciment, la diferite interval de întărire;

• faza lichidă, constituită din apă sau soluţii (cu compoziţie şi concentraţie diferită) sub formă absorbită sau liberă;

• faza gazoasă, constituită în porii de gel, capilari, sferici şi fisuri. Sub aspect reologic 5 , după amestecarea cimentului cu apa, limita de curgere şi

vâscozitatea plastică a pastei de ciment cresc continuu. În contact cu apa, silicaţii de calciu (C2S şi C3S) reacţionează cu moleculele de apă

formând hidrosilicaţi de calciu (3CaO·2SiO2·3H2O) şi hidroxid de calciu (Ca[OH]2). Aceşti componenţi sunt cunoscuţi sub notaţia de C-S-H (C3S2H3) şi CH, iar hidratarea lor este reprezentată de ecuaţiile chimice [1] şi [2].

2C3S + 6H = C3S2H3 + 3CH [2.1] 2C2S + 4H = C3S2H3 + CH [2.2]

Dacă se urmăreşte microscopic desfăşurarea procesului de hidratare a particulelor de ciment, se poate observa că, atunci când granulele de ciment intră în contact cu apă reacţionează întâi aluminatul tricalic (C3A), care se dizolvă şi se cristalizează în stare hidratată, formând etringit (3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O). În acelaşi timp, reacţionează şi silicatul tricalcic (C3S), care formează o peliculă în jurul granulelor de ciment.

Se constată că, pelicula de geluri are o grosime de două ori mai mare decât particule de ciment din care provine. Astfel, s-a format un sistem de granule de ciment învelite în pelicule de geluri aflate într-o soluţie de aluminat tricalic (C3A).

a b

Figura 2-9. Evoluţia hidratării în timp a granulelor de ciment. Microscopie electronică: a. 5μm (după 2 zile), b. 10 μm (după 7 zile)

5 studiul curgerii lente şi a deformării în timp a corpurilor solide sub acţiunea forţelor exercitate asupra lor.


38

De menţionat este faptul că, hidratarea granulelor de ciment se realizează numai pe o adâncime de câţiva microni (aproximativ 15% din volumul său). Din acest motiv, proprietăţile cimentului întărit depind de volumul de geluri şi cristale care se formează în timpul proceselor de hidratare - hidroliză.

Figura 2-10. Amplificare progresivă a imaginilor electronomicroscopice ale

detaliilor structurale a evoluţiei în timp a microstructurii cimentului Sursă: Stutzman P., 1993

după 1 zi după 7 zile după 28 zile a. imagine la microscop (250 X)

după 1 zi după 7 zile după 28 zile b. imagine la microscop ( 500 X)

după 1 zi după 7 zile după 28 zile c. imagine la microscop (1000 X)

după 1 zi după 7 zile după 28 zile d. imagine la microscop (2000 X)


39

2.2.5. TIPURI DE CIMENT

Principalele criterii de clasificare ale cimenturilor sunt:

• după caracteristicile clincherului: cimenturi Portland normale, cimenturi Portland alitice şi cimenturi Portland belitice.

• după conţinutul şi natura adaosurilor: cimenturi fără adaos şi cimenturi cu adaos.

• după domeniile de utilizare: cimenturi pentru construcţii obişnuite, cimenturi pentru

elemente prefabricate şi cimenturi pentru domenii cu condiţii specifice (de ex.: hidrotehnice, rezistente la agresivitatea sulfatică, construcţii rutiere, de sondă, cimenturi albe şi colorate, expansive pentru etanşări la lucrări speciale, rezistente la temperaturi ridicate). Conform NE 012-1999, SR EN 196-2/1995 şi SR EN 197-1/2002, cimenturile

Portland se clasifică în următoarele grupe, diferenţiate în funcţie de procentul de clincher şi adaosuri folosite în fabricaţie: ciment Portland (tip I), ciment Portland compozit (tip II), ciment de furnal (tip III), ciment puzzolanic (tip IV) şi ciment compozit (tip V). Tabel 2-3. Principalele tipuri de ciment Sursă: Teodorescu M., 2003; SR EN 196-2/1995 şi SR EN 197-1/2002

Compoziţie (procente de masă a) Componente principale

Cenuşă zburătoare

Şist calcinat T

Calcar

Tip

uri p

rinc

ipal

e

Notare tipuri de ciment uzuale

Clin

cher

K

Zgu

ră d

e fu

rnal

S

Silic

e ul

traf

ină

D

Puzz

olană

Nat

urală

P

Nat

urală

calc

inată

Q

Silic

ioasă

V

Cal

cică

W

Şist

cal

cina

t T

L

LL

Com

pone

nte

auxi

liare

m

inor

e CEM I Ciment

Portland CEM I 95-100 - - - - - - - - - 0-5

CEM II/A-S 80-94 6-20 - - - - - - - - 0-5 Ciment Portland cu

zgură CEM II/B-S 65-79 21-35 - - - - - - - - 0-5

Ciment Portland cu

silice ultrafină

CEM II/A-D 90-94 - 6-10 - - - - - - - 0-5

CEM II/A-P 80-94 - - 6-20 - - - - - - 0-5 CEM II/B-P 65-79 - - 21-35 - - - - - - 0-5 CEM II/A-Q 80-94 - - - 6-20 - - - - - 0-5

Ciment Portland cu puzzolană

CEM II/B-Q 65-79 - - - 21-35 - - - - - 0-5 CEM II/A-V 80-94 - - - - 6-20 - - - - 0-5 CEM II/B-V 65-79 - - - - 21-35 - - - - 0-5 CEMII/A-W 80-94 - - - - - 6-20 - - - 0-5

Ciment Portland cu

cenuşă zburătoare CEMII/B-W 65-79 - - - - - 21-35 - - - 0-5

CEM II/A-T 80-94 - - - - - - 6-20 - - 0-5

CEM II

Ciment Portland cu

şist calcinat

CEM II/B-T 65-79 - - - - - - 21-35 - - 0-5


40

Compoziţie (procente de masă a) Componente principale

Cenuşă zburătoare

Şist calcinat T

Calcar

Tip

uri p

rinc

ipal

e

Notare tipuri de ciment uzuale

Clin

cher

K

Zgu

ră d

e fu

rnal

S

Silic

e ul

traf

ină

D

Puzz

olană

Nat

urală

P

Nat

urală

calc

inată

Q

Silic

ioasă

V

Cal

cică

W

Şist

cal

cina

t T

L

LL

Com

pone

nte

auxi

liare

m

inor

e

CEM II/A-L 80-94 - - - - - - - 6-20 - 0-5 CEM II/B-L 65-79 - - - - - - - 21-35 - 0-5 CEMII/A-LL 80-94 - - - - - - - - 6-20 0-5

Ciment Portland cu

calcar CEM II/B-LL 65-79 - - - - - - - - 21-35 0-5

CEM II/A-M 80-94 ...........................................6-20 .......................................... 0-5

Ciment Portland compozit

CEM II/B-M 65-79 ............................ 21-35 ......................................... 0-5

CEM III/A 35-64 36-65 - - - - - - - - 0-5 CEM III/B 20-34 66-80 - - - - - - - - 0-5 CEM

III

Ciment de furnal

CEM III/C 5-19 81-95 - - - - - - - - 0-5 CEM IV/A 65-89 - ......... 11-35 ............ - - - 0-5 CEM

IV Ciment

puzzolanic CEM IV/B 45-64 - ............ 36-55 ..................... - - - 0-5 CEM V/A 40-64 18-30 - ....18-30 ..... - - - - 0-5 CEM

V Ciment

compozit CEM V/B 20-38 31-50 - .....31-50 ..... - - - - 0-5 a - Valorile din tabel se referă la suma componentelor principale şi auxiliare minore. b - Proporţia de silice ultrafină este limitată la 10 %. c - În cimenturile Portland compozite CEM II/A-M şi CEM II/B-M, în cimenturile puzzolanice CEM IV/A şi CEM IV/B şi în cimenturile compozite CEM V/A şi CEM V/B componentele principale altele decât clincherul trebuie să fie declarate în denumirea cimentului

Observaţie: Simbolurile care definesc un anumit ciment sunt: • I, II, III, IV şi V – reprezintă tipul principal de ciment; • 32,5; 42,5 şi 52,5 – sunt clasele de rezistenţă standard la compresiune la 28 zile exprimate în MPa şi

determinat în conformitate cu SR EN 196-1:1995; • N şi R – simboluri pentru rezistenţa la compresiune iniţială uzuală (N) şi pentru rezistenţă la

compresiune iniţială mare (R), determinate în conformitate cu standardul SR EN 196-1:1995 fie la 2 zile, fie la 7 zile şi trebuind să cuprindă condiţiile din anexa 1.

2.2.6. CARACTERISTICILE ŞI PROPRIETĂŢILE CIMENTULUI PORTLAND

Cimenturile folosite la prepararea betoanelor se caracterizează prin: densitate, fineţe de măcinare, stare de conservare, căldură de hidratare, timp de priză, rezistenţă mecanică, durabilitatea şi contracţia şi expansiunea.

Astfel, dintre principalele proprietăţi ale cimentului se pot enumera:

1. Densitatea absolută a cimentului Portland variază între 3050…3150 kg/m3 în funcţie de compoziţia mineralogică a cimentului. 2. Fineţea de măcinare (SR 227/2-98; SR EN 196-6/94) influenţează viteza de hidratare a particulelor. Se exprimă cantitativ prin suprafaţa specifică, uzual cuprinsă între 3000 (cm2/g) - cimenturi obişnuite…5500 (cm2/g) - cimenturi cu întărire rapidă.


41

3. Starea de conservare (SR EN 196-6/94), este determinată de hidrofilia granulelor de ciment şi umiditatea mediului care provoacă, prin păstrare, o hidratare prematură şi, în funcţie de evoluţia hidratării, alterarea cimentului. Starea de conservare se apreciază prin examinarea probelor de ciment, funcţie de gradul de alterare a acestora. După gradul de alterare se pot distinge, trei stadii:

• stadiul I de alterare care indică început de alterare - evidenţiat prin formarea de cocoloaşe (aglomerări) ale particulelor de ciment, care se sfărâmă uşor şi integral la strângerea lor între degete;

• stadiul II de alterare care indică alterare parţială – evidenţiat prin formarea de cocoloaşe (bulgări), care sfărâmă parţial la strângerea lor între degete;

• stadiul III de alterare care indică alterare totală – evidenţiat prin formare de piatră de ciment.

4. Căldura de hidratare (SR 227/5- 96), este cea care se degajă în timpul reacţiilor chimice care au loc în pasta de ciment. Cantitatea de căldură este dependentă de componenţi mineralogic ai cimentului, respectiv de C3A şi C3S, care sunt puternic exotermi (aproximativ 500 j/g). Figura 2-11. Viteza de dezvoltate a căldurii de

hidratare Sursă: Popa R., Teodorescu M., 1984; Opriş S., 1994.; Ionescu I., Ispas T., 1997; Neville A. M., 2003.

0 3 7 28 180 zile

Căl

dură

de

hidr

atar

e J/

g

C2S

C3S

C4AF

C3A

Tabel 2-4. Dezvoltarea în timp a căldurii de hidratare

Căldură de hidratare (J/g) Component mineralogic 3 zile 7 zile 28 zile 90 zile

C3S 406 460 485 519 C2S 21 105 167 184 C3A 590 661 866 929

C4AF 92 251 377 414 5. Timpul de priză (SR EN 196/3-95) – produşii de hidratare-hidroliză formează, în timp, structura pietrei de ciment prin modificări reologice ale pastei; care indică faptul că după amestecarea cimentului cu apa, limita de curgere şi vâscozitatea plastică a pastei de ciment cresc continuu.

Datorită creşterii şi împâslirii cristalelor, precum şi a pierderii fazei lichide a gelurilor, pasta de ciment se rigidizează şi îşi reduce volumul la uscare, dar păstrează reţeaua celulară nemodificată, conducând spre o structură poroasă. În acest moment, al începerii prizei cimentului, parametrii reologici au salt brusc, indicând existenţa unui sistem structurat şi nu a unui fluid plastic. (fig. 2-12).

Sub aspect termic, procesul de priză este însoţit de schimbări de temperatură în pasta de ciment; începutul prizei corespunde unei creşteri rapide a temperaturii, iar sfârşitul prizei unei temperaturi de vârf. Începutul şi sfârşitul prizei cimenturilor diferă după compoziţia mineralogică, fineţea de măcinare, conţinutul de adaos, raportul A/C, de aceea este necesar a se stabili aceste caracteristici generale pentru fiecare tip de ciment folosit.

Spre deosebire de priza normală, priza falsă indică o rigidizare accentuată prematură, după câteva minute de la amestecarea cimentului cu apa. Priza falsă diferă de priza normală


42

prin faptul că nu este însoţită de o degajare importantă de căldură. Ea se poate datora unor condiţii neadecvate de fabricaţie sau de depozitare.

Reamestecarea pastei de ciment, fără adăugare de apă, restabileşte consistenţa acestora; toate procesele fizico-chimice decurgând normal, nefiind afectate proprietăţile amestecului proaspăt sau întărit. Începutul prizei cimentului, reprezintă realizarea unui salt important ai parametrilor reologici, prin formarea unui sistem structurat (schelet rigid) şi nu a unui fluid plastic. Începutul şi sfârşitul prizei cimentului variază în funcţie de compoziţia mineralogică a fiecărui tip de ciment, fineţea de măcinare, conţinutul de adaos, raportul A/C etc. Timpul de priză (SR EN 196-3/97). Conform standardelor în vigoare, începutul prizei nu trebuie să se producă mai devreme de 45 min. şi mai târziu de 10 ore.. Hidratare anormală a C3A poate conduce la priză rapidă, priză falsă, pierdere de consistenţă şi incompatibilitate ciment-aditiv.

Figura 2-12. a. Mecanismul prizei cimentului. Sursă: NRC, 1999.

b. Schema formării structurii cimentului

Priza timpurie se poate clasifica în: priză falsă – întărire prematură a cimentului, fără degajare puternică de căldură, plasticitatea (consistenţa) iniţială se poate redobândi prin reamestecare fără adăugare de apă şi priza rapidă – pierderea plasticităţii imediat după prepare, însoţit de degajare puternică de căldură, plasticitatea iniţială nu se poate redobândi prin reamestecare.

Figura 2-12 prezintă hidratarea-hidroliza cimentului, produşii rezultaţi din hidratare se formează în jurul granulelor de ciment, formând punţi, determinând rigidizarea acestuia. Formaţiunile C-S-H acoperă granulele, formând cu trecerea timpului cristale aciculare, scurte sau lungi, de etringit.

Tabel 2-5. Cerinţele fizice ale cimenturilor uzuale Sursă: Buchman I., 2003

Clasa de rezistenţă 32,5 N 32,5 R 42,5 N 42,5 R 52,5 N 52,5 R iniţială 2 zile - ≥ 10,0 ≥ 10,0 ≥ 20,0 ≥ 20,0 ≥ 20,0 Rezistenţă la

compresiune (N/mm2) standard 28 zile 32,5…52,5 42,5…52,5 ≥ 52,5 Începutul de priză (min.) ≥ 75 ≥60 ≥ 45 6. Rezistenţa mecanică (SR EN 196/1-95). Clasele standardizate de rezistenţă la compresiune ale cimenturilor Portland, determinate după timpul de întărire de 28 de zile, sunt 32,5; 42,5 şi 52,5 N/mm2. Funcţie de rezistenţa iniţială pentru fiecare clasă sunt definite, o clasă cu rezistenţă iniţială normală – notată (N) şi o clasă cu rezistenţă iniţială mare – notată (R ).


43

Obţinerea rezistenţelor mecanice se realizează în funcţie de participarea componenţilor mineralogici, ordinea descrescătoare fiind: C3S-C2S-C3A-C4AF. Rezistenţa la compresiune caracterizează calitativ cimentul, determinând clasa de rezistenţă la compresiune exprimată în N/mm2. Figura 2-13. Creşterea rezistenţei la

compresiune a componenţilor mineralogici ai cimentului

Sursă: Popa R., Teodorescu M., 1984; Opriş S., 1994.; Ionescu I., Ispas T., 1999.

0 3 7 28 180 zile

Rez

iste

nţă

la c

ompr

esiu

ne (M

Pa)

C2S

C3S

C4AF

C3A

7. Contracţia şi expansiunea sunt fenomene ale inconstanţei de volum care apar la priza şi întărirea cimentului. Contracţia însoţită de microfisurare este o proprietate a cimentului, având loc datorită pierderii apei în exces, utilizată la obţinerea pastei de ciment, exces de apă care este determinat de existenţa unei fineţi mari de măcinare a cimentului, dar şi a compoziţiei mineralogice a cimentului. Expansiunea cimentului are loc datorită apariţiei hidroxizilor, în urma reacţiilor chimice de hidroliză, a prezenţei ghipsului (expansiune sulfatică) şi prezenţei unor impurităţi care determină la apariţia fenomenului de îngheţ-dezgheţ, presiuni ridicate de cristalizare. (Dobre R. C. , 1998) 8. Durabilitatea este o noţiune extrem de complexă şi care poate fi definită sumar ca fiind capacitatea cimentului de a satisface exigenţele pentru care acesta a fost proiectat şi executat şi pus în lucrare, o perioadă cât mai îndelungată de timp sub acţiunea fizico – chimico – mecanice luate în considerare la proiectarea lui. Aceste acţiuni pot fi de tipul: solicitărilor mecanice, îngheţ-dezgheţ repetat, permeabilităţii etc.

2.3. AGREGATE

Agregatele sunt materiale inerte, granulare care în amestec cu un liant, se folosesc la prepararea mortarelor şi betoanelor de ciment şi la alte lucrări de construcţii.

Principalele criterii de clasificare ale agregatelor (STAS 1667-76; STAS 2386-79; STAS 662-89; STAS 667-97) sunt:

1. Domeniul de utilizare: refractare, acidorezistente, decorative etc. 2. Mărimea granulelor:

a. provenit din sfărmarea naturală a rocilor: mărunt – nisip (0…7 mm), mare – pietriş (7…71 mm), piatră mare (71…125 mm), balast (0…31 mm sau 0…71 mm);

b. provenit prin sfărmarea artificială a rocilor: nisip de concasare (0…7 mm), piatră spartă (7…71 mm), 71…125 mm).

3. Natura petrografică şi mineralogică (SR EN 932-3.1998):

a. roci magmatice formate din rocă topită (magmă) pe, sau sub crusta terestră. Acestea din urmă se pot repartiza în două categorii: roci plutonice şi hipoabisale. Rocile plutonice sunt formate al adâncime, în mase mari şi se caracterizează prin


44

structura lor cristalină grosieră, ale căror cristale sunt vizibile clar cu ochiul libere. Rocile hipoabisale formează corpuri mai mici, la adâncime redusă, sub crusta terestră şi au o structură cristalină fină. Rocile vulcanice sau extrusive se formează din lave sau din elemente piroclastice la suprafaţa pământului şi au o structură foarte fină sau sticloasă. De ex. granit, slenit, diorit, gabrou, porfir, porfirit, diabaz, melafir, trahit, andezit, bazalt etc.;

b. roci sedimentare formate la suprafaţa pământului prin acumularea sau precipitarea elementelor ce rezultă din alterarea şi eroziunea rocilor deja existente. Ele se pot forma, de asemenea, prin acumularea de resturi organice. Formaţiunile pot rămâne mobile sau sunt solidificate, fiind în general întrepătrunse. De ex. anhidrit, ipsos, calcar, cretă, dolomită, chert, gresie şistoasă, brecie, arcoză, grauwacke, calcit, cuarţit, şist argilos, siltstone, concreţionat etc.;

c. roci metamorfice formate din roci preexistente sub acţiunea căldurii şi /sau presiunii din crusta terestră, responsabile de transformările mineralogice şi structurale. Structura rocilor metamorfice fiind de regulă anizotropă. De ex. amfibolit, gnais, corneană, cuarţit, ardezie cuarţoasă, granulit, marmură etc.

4. Forma granulelor: pietriş (cu forma rotunjită şi suprafaţa relativ netedă), piatră spartă şi nisip ( cu formă neregulată unghiulară şi suprafaţă aspră), naturale (formă sferică, ovoidală, plate, lamelare, aciculare) sau artificiale (formă cubică, paralelipipedice, alungită). 5. Densităţile (STAS 4606-1980): densitatea reală (ρ), densitatea aparentă (ρa), densitate în grămadă / vrac (ρg). 6. Structură: compact sau poros. 7. Numărul fracţiunilor granulometrice: monogranular sau bigranular. 8. Provenienţă: din sfărmarea naturală a rocilor (nisip 0…7 mm, pietriş 7…71 mm, piatra mare 71…125 mm, balast – amestec natural de nisip şi pietriş 0…31 mm sau 0…71 mm) sau din sfărmarea artificială a rocilor - concasare (nisipul de concasare 0…7 mm, piatra spartă 7…71 mm, piatra spartă mare 71…125 mm). 9. Granulozitate: granulozitate continuă sau granulozitate discontinuă.

Figura 2-14. Agregate monogranulare şi bigranulare

2.3.1. PROPRIETĂŢILE ŞI CARACTERISTICILE AGREGATULUI

Dintre principale proprietăţile ale agregatelor, se pot menţiona: rezistenţele mecanice, granulozitatea, aderenţa, forma şi textura suprafeţei, densitatea, segregarea, absorbţia de apă şi umiditatea suprafeţei etc.


45

1. Rezistenţele mecanice (STAS 4606-1980), precum: compresiune (sfărmare a pietrei în stare naturală, sau prin şoc mecanic în stare uscată), îngheţ-dezgheţ etc., influenţează proprietăţile betoanelor întărite. 2. Granulozitatea agregatului (STAS 1667-76). reprezintă repartiţia procentuală (în greutate) a diferitelor sorturi (elementare sau granulare) care alcătuiesc agregatul natural. Granulozitatea optimă a agregatului, este dată de gradul de compactitate a acestuia, astfel încât volumul de goluri dintre particule să fie cât mai mic. Aceasta este posibil prin amestecarea nisipului cu pietrişul, în cantităţi şi dimensiuni corespunzătoare.

Figura 2-15. Curbe de granulozitate A. Granulozitate continuă, B şi C.

Granulozitate discontinuă Sursă: Ivanov I., Căpăţână Al., 1995.

Granulozitatea dorită se poate obţine prin sortarea agregatelor prin ciuruire cu site de

diferite ochiuri. Proporţia diferitelor granule (însumarea granulelor până la mărimea dată) sau curbele granulometrice care indică dacă distribuţia mărimii granulelor este optimă (Cărare T., 1986). Limitele de granulozitate pentru diferite clase de betoane sunt date de către normativul NE 012-99.

Curbele granulometrice reprezentă rezultatul analizei granulometrice a întregii cantităţi de agregat, raportată la două axe rectangulare de coordonate, având în abscisă mărimea ochiului sitei (sau a ciurului) (mm), iar în ordonată, cantitatea de material care trece prin sită (sau ciur), exprimată în procente din masa totală a agregatului uscat.

Curba de granulozitate a unui material granular cu granulozitate continuă (fig. 2-15, curba A) diferă de cea a unui material cu granulozitate discontinuă (fig. 2-15, curba B şi C)., întrucât fracţiunile lipsă apar pe curbă sub forma unor drepte orizontale, curbele de granulozitate, se reprezintă, de obicei, pe grafice gata imprimate, având trasate, în funcţie de natura agregatelor, două sau trei curbe limită, care împart câmpul graficului în 3 sau 4 zone.

Figura 2-15 şi 16 indică faptul că proporţiile dintre fracţiunile granulare se vor stabili după criteriul economic, astfel încât să se obţină un volum minim de goluri în beton, dar şi o arie totală a agregatului minimă. Dacă se tinde să se adopte o curbă de granulozitate cu un conţinut ridicat de parte fină, aria totală a agregatului va fi mare, necesitând consum ridicat de ciment şi de apă, cu consecinţe negative asupra calităţii şi a costului final.

Dacă se tinde să se adopte o curbă de granulozitate cu un conţinut scăzut de parte fină, aspectul va deveni poros şi rugos, cu rezistenţe mecanice scăzute.


46

Figura 2-16. Variaţia granulozităţii agregatelor în

raport cu dozajul de ciment şi cantitatea de nisip

3. Aderenţa agregatului are o importanţă deosebită în realizarea conlucrării cu piatra de ciment. Conlucrarea realizându-se prin întrepătrunderea pastei în rugozităţile suprafeţei agregatului. De preferat, fiind folosirea de agregate rugoase, rezistente şi eterogene din punct de vedere mineralogic. 4. Forma granulelor şi textura suprafeţei. Clasificarea principalelor formelor ale particulelor de agregat: rotunjită, neregulată, solzoasă, angulară, alungită.

Figura 2-17. Agregate angulare şi rotunjite

Astfel, granulele de formă rotunjită dau betoane uşor lucrabile, care au nevoie de mai puţină apă de amestecare şi sunt mai uşor de compactat; granulele alungite dau betoane având rezistenţe mai reduse cu 20…25% faţă de betoane realizate cu granule rotunjite deoarece nu pot fi bine compactate; granulele colţuroase, obţinute prin concasare dau betoane cu rezistenţe mai mari, dacă sunt bine compactate.

Textura suprafeţei agregatului influenţează aderenţa liantului de agregat; agregatele care au o suprafaţă rugoasă asigură o mai bună aderenţă. Clasificarea principalelor texturi ale particulelor de agregat: sticloasă, netedă, granulară, rugoasă, cristalină şi cu structura în fagure. Figura 2-18. Microscopie electronică (45μm, x 1760).

Detaliu interfaţă pastă ciment – nisip.

5. Densitatea (STAS 4606-80). Agregatele pot fi clasificate în funcţie de: • Densitatea reală (ρ). • Densitatea aparentă (ρa). • Densitatea în grămadă / vrac (ρg) – în stare afânată sau îndesată. • Densitatea specifică = masa solidului păstrat în vid / masa unui volum egal de apă distilat

lipsit de gaz sau masa volumului solid. • Volumul total = volumul masei solide + volumul porilor. • Volumul absolut = Numai volumul masei solide.


47

Principalele clasificări ale agregatelor după densitatea în vrac (grămadă / specifică) (Neville A. M., 2004) în stare afânată este: uşoare ρag < 2000 kg/m3, normale ρag = 2000 kg/m3…3000 kg/m3 şi grele ρag = 3000 kg/m3. 6. Segregarea este fenomenul de separare a granulelor după mărime, care conduce la neomogenitatea acestuia prin acumularea granulelor mari la baza grămezilor formate prin descărcarea autobasculantelor sau altor mijloace de transport. Umiditatea permite reducerea segregării, prin aderenţa granulelor fine la cele grosiere. (Lucaci Gh., 2000) 7. Absorbţia de apă şi umiditatea suprafeţei este o determinare importantă atunci când se proiectează în cadrul compoziţia betoanelor, cantitatea de apă de amestecare, deoarece structura internă ale particulelor este formată din material solid şi pori; pori care conţin o anumită cantitate apă, variabilă funcţie de capacitatea de absorbţie şi umiditatea lor. Pe parcursul preparării betoanelor, important este gradul de saturaţie al agregatului (absorbţia de apă) care se poate produce într-un interval de timp corespunzător duratei de prelucrare, preparare şi punere în lucrare a betonului. Pentru agregate uşoare, gradul de saturaţie poate varia între 5…10% din greutate, valoare de care se ţine seama la rectificarea cantităţii de apă şi de agregat, în timpul proiectării compoziţiei betoanelor. (Peştişanu C., 1995)

Figura 2-19. Umiditatea agregatului

Figura 2-20. Principalele tipuri de umidităţi în agregat

Conţinutul de umiditate al agregatului: saturat în umiditate SU (pori deschişi umpluţi cu apă + apă liberă la suprafaţă), saturat şi cu suprafaţă uscată SSU (pori deschişi umpluţi cu apă şi suprafaţă uscată), uscat în aer UA (suprafaţă uscată cu o anumită cantitate de apă în pori) şi complet uscat CU (nu există apă pe suprafaţă sau în pori) (fig. 2-20).

2.3.2. CONDIŢII DE CALITATE ALE AGREGATELOR

Agregatele folosite în domeniul construcţiilor trebuie să îndeplinească următoarele condiţii principale de calitate:

• să fie curate (să nu conţină părţi fine nocive – argilă, praf, substanţe organice sau materiale străine etc.);

• să fie sănătoase şi compacte, în nici un caz friabile6;

6 materiale care se fărâmiţează, se sparg uşor .


48

• să aibă structura cristalină şi nu amorfă, deoarece structurile amorfe în timp tind a se devitrifica, respectiv a trece din stare amorfă în cea cristalină, însemnând instabilitate în timp;

• să aibă formă regulată; • să provină din roci dure şi rezistente la uzură, pentru a avea rezistenţe mecanice

corespunzătoare, caracteristice care determină rezistenţa şi calitatea betonului; • să fie înscrise în zone de granulozitate prescrisă.

2.4. APA DE AMESTECARE

Apa de amestecare, ca factor de compoziţie exprimată cantitativ (în kg sau litri) sau sub forma raportului A/C este prin definiţie un fluidifiant al betonului, având următoarele roluri în amestec (Popa R., Teodorescu M., 1984):

• declanşează şi întreţine reacţiile de hidratare-hidroliză ale cimentului; • umezeşte suprafeţele agregatului; • realizează lucrabilitatea betonului.

Apa utilizată la prepararea betonului, de preferat, va fi apă din reţeaua potabilă publică sau din altă sursă. Dacă se foloseşte apă din alte surse, aceasta va îndeplini, în totalitate, condiţiile tehnice de calitate prevăzute în STAS 790-84, respectiv:

• să fie limpede şi fără miros; • să aibă reacţie neutră, slab acidă sau slab alcalină (pentru pH max. = 10; pentru pH

min. = 4); • să nu conţină deşeuri sau scurgeri provenite de la fabrici de celuloză, zahăr, glucoză,

acid sulfuric, vopsele, cocserii, ateliere de galvanizare).

2.5. ADAOSURI ŞI ADITIVI

Adaosurile sunt materiale anorganice fine ce se pot adăuga în beton în cantitate de 5-35% substanţă uscată, faţă de masa cimentului, utilizat în vederea îmbunătăţirii anumitor caracteristici ale acestuia sau pentru a realiza proprietăţi speciale. Adaosurile pot îmbunătăţi, în special, următoarele caracteristici ale betonului: lucrabilitatea, gradul de impermeabilitate, rezistenţa la agenţi chimic agresivi etc.

Clasificarea adaosurilor: 1. Inerte, înlocuitor parţial al părţii fine din agregat, caz în care se reduce cu cca. 10% cantitatea de nisip (0-3 mm) din agregate. Folosirea adaosului inert conduce la îmbunătăţirea lucrabilităţii şi compactităţii betonului; cel mai frecvent folosit fiind filerul de calcar. 2. Active (puzzolanice sau hidraulice), caz în care se contează pe proprietăţile hidraulice ale adaosului; principalele adaosuri din această categorie fiind: zgura granulată de furnal, cenuşa de termocentrală, praful de silice etc.

Adaosurile vor îndeplini, în totalitate, reglementările tehnice specifice precum şi condiţiile tehnice de calitate prevăzute în NE 012-1999.

Aditivi sunt produse chimice care introduse la prepararea betonului, în cantităţi mici

0,15…5% substanţă uscată faţă de masa cimentului, îmbunătăţesc sau modifică proprietăţile betonului în stare proaspătă sau întărită (lucrabilitatea, gradul de impermeabilitate, gelivitate şi rezistenţele mecanice).


49

Aditivii vor îndeplini, în totalitate, reglementările tehnice specifice precum şi condiţiile tehnice de calitate prevăzute în STAS 8573-78 şi STAS 8625-90.

Figura 2-21. Imagine microscopică,

comparaţie dimensiune granulă ciment şi particulă puzzolană naturală

Figura 2-22. Adaoşi minerali: de la stânga la dreapta – cenuşă volantă uscată (centralele termoelectrice), zgura granulată de furnal înalt, silice ultrafină, cenuşă, metacaolin, bentonită fin măcinată

Sursă: Taylor P. C., 2001 Funcţie de efectul principal indus asupra betonului aditivii pot fi clasificaţi după cum urmează: reducători de apă, intens reducători de apă, plastifianţi, superplastifianţi, acceleratori de priză, întârzietori de priză, acceleratori de întărire, antrenori de aer, antigel, impermeabilizatori şi inhibatori de coroziune.

Efectele principale şi secundare ale aditivilor curent utilizaţi, precum şi influenţa acestora asupra caracteristicilor betonului în stare proaspătă şi întărită, trebuie corelată cu datele din fişele tehnice ale fiecărui produs livrat de producător.


1. Bentz D. P., Haecker C. J., Feng X. P. Stutzman P. E., Prediction of Cement Physical Properties by Virtual Testing. Process Technology of Cement Manufacturing. Fifth International VDZ Congress. Proceedings. Düsseldorf, Germany, September 23-27, 2002, pp. 53-63, 2003.

2. Bentz D. P., Snyder K. A., Stutzman P. E., Hydration of Portland Cement: The Effects of Curing Conditions. 10 th International Congress on the Chemistry of Cement Proceedings. Volume 2, June 1997, Sweden.


4. Buchaman I., Bob C., Jebelean E., Badea C., Iureş L., Controlul calităţii lianţilor, mortarelor şi betoanelor. Editura Orizonturi Universitare, Timişoara, 2003.

5. Burg R. G., Chemical admixtures for concrete. Structure, November 2001, pag. 32-34. 6. Crăciunescu L., Popa E., Materiale de construcţie. Editura ICB, 1981. 7. Crăciunescu L., Popa E., Materiale de construcţie. Editura UTCB, 1995. 8. Ilinoiu G., Caracteristici structurale si de compozite ale cimentului Portland. Construcţii Civile şi

Industriale Anul IV, Nr. 30, Mai 2002, pag. 16-22. 9. Ilinoiu G., Construction Engineering. Editura ConsPress Bucureşti, 2003. 10. Garboczi E. J., Bentz D. P., The effect of statistical fluctuation, finite size error, and digital

resolution on the phase percolation and transport properties of the NIST cement hydration model. Cement and Concrete Research, Vol. 31, No. 10, 1501-1514, October 2001.

11. Haecker C. J., Bentz D. P., Feng X. P., Stutzman P. E., Prediction of cement physical properties by virtual testing. Cement International, Vol. 1, No. 3, 86-92 pp., 2003.


50

12. Kelly P. L., Glenn R. B., Michael L. B., Mauro J. S., Under the microscope. Civil Engineering, no. 71, June 2001, pag. 64-65.

13. Lura P., Bentz D. P. , Lange D. A., Kovler K, Bentur A., Breugel K. Measurement of Water Transport from Saturated Pumice Aggregates to Hardening Cement Paste. Advances in Cement and Concrete. Proceedings. Engineering Conferences International. Copper Mountain, CO, August 10-14, 2003, 89-99 pp., 2003.

14. Opriş S., Manualul Inginerului din Industria Cimentului. Editura Tehnică, 1994. 15. Stutzman P., Contributions of NIST/NBS Researchers to the Crystallography of Construction

Materials. Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology, Vol. 106, No. 6, 1051-1061, Nov-Dec., 2001.

16. Muravin G.B., Shcherbakov E.N., Snezshitskiy Y.S., Choice of optimal concrete composition on the basis of acoustic emission data. Quality control of concrete structures. Proceeding of the Seconf International RILEM / CEB Symposium. Ghent. 1991, pp. 277-285.

17. Neville A., M., Proprietăţile betonului. Editura Tehnică, 2003. 18. Peştişanu C., Voiculescu M., Darie M., Vierescu R., Construcţii. Editura Didactică şi Pedagogică,

1995. 19. Phan L.T., Carino N.J., Effects of Test Conditions and Mixture Proportions on Behavior of High-

Strength Concrete Exposed to High Temperatures. ACI Materials Journal, 99-M8. pag. 54-66.

20. Popa R., Teodorescu M. Tehnologia lucrărilor de construcţii. Editura ICB, Bucureşti, 1984. 21. Popa R., Popa E., Tehnologia lucrărilor de construcţii. Prepararea betonului. Editura ICB, 1986. 22. Simion Al., Materiale de construcţie. Vol. 1. Editura UTCB, 1997. 23. Simon M., Snyder K., Fronsdorff G., Advances in Concrete Mixture Optimization. Concrete

Durability and Repair Technology Conference, September 8-10, 1999, University of Dundee, Scotland UK. Proceedings.

24. Taylor P. C., Mineral admixtures for concrete. Structure, December –January 2002. pag. 36-37. 25. Teodorescu M., Budan C., Ilinoiu G., Proiectarea compoziţiei betoanelor cu densitate normală,

Ed. ConsPress Bucureşti, 2004. 26. Yvonne D., Mitchell’s Materials Technology. Longman 1996, Anglia. 27. NISTIR 6962. The Virtual Cement and Concrete Testing Laboratory Consortium. Annual Report

2002. 28. STAS 790-84. Apă pentru betoane şi mortare. 29. STAS 1667-1976. Agregate naturale grele pentru betoane şi mortare cu lianţi minerali. 30. STAS 2386-1979. Agregate minerale uşoare. Condiţii tehnice generale de calitate. 31. STAS 4606-1980. Agregate naturale grele pentru mortare şi betoane cu lianţi minerali. Metode

de încercare. 32. SR 667-2001. Agregate naturale şi piatră prelucrată pentru lucrări de drumuri. Condiţii tehnice de

calitate. 33. SR EN 1097-1.1998. Încercări pentru determinarea caracteristicilor mecanice şi fizice ale

agregatelor. Partea 1: Determinarea rezistenţei la uzură (micro-Deval). 34. SR EN !097-4.2001. Încercări pentru determinarea caracteristicilor mecanice şi fizice ale

agregatelor. Partea 4: Determinarea porozităţii filerului uscat compactat. 35. SR EN 1097-5.2001. Partea 5: Determinarea conţinutului de apă prin uscare în etuvă ventilată. 36. SR EN 1097-7.2001. Partea 7: Determinarea masei volumice reale a filerului – Metode cu

picometru. 37. SR EN 932-1. Încercări pentru determinarea caracteristicilor generale ale agregatelor. Partea 1:

Metode de eşantionare. 38. SR EN 932-3. C1. 1999. Încercări pentru determinarea caracteristicilor generale ale agregatelor.

Partea 3: Procedură şi terminologice pentru descrierea petrografică simplificată. 39. SR EN 932-6. Încercări pentru determinarea caracteristicilor generale ale agregatelor. Partea 6:

Definirea repetabilităţii şi a reproductibilităţii. 40. SR EN 933-2. 1998. Încercări pentru determinarea caracteristicilor geometrice ale agregatelor.

Partea 2: Analiza granulometrică – Site de control, dimensiuni nominale ale ochiurilor. 41. SR EN 932-3. 1998. Încercări pentru determinarea caracteristicilor generale ale agregatelor.

Partea 3: Procedură şi terminologice pentru descrierea petrografică simplificată.


51

42. SR EN 933-5. 2001. Încercări pentru determinarea caracteristicilor geometrice ale agregatelor. Partea 5: Determinarea procentului de suprafeţe sparte în agregat.

43. SR EN 933-7. 2001. Încercări pentru determinarea caracteristicilor geometrice ale agregatelor. Partea 7. Determinarea conţinutului de elemente cochiliere. Procent de cochilii în agregat.

44. SR EN 933-8. 2001. Încercări pentru determinarea caracteristicilor geometrice ale agregatelor. Partea 8: Aprecierea fineţii – Determinarea echivalentului de nisip.

45. SR EN 933-9 2001. Încercări pentru determinarea caracteristicilor geometrice ale agregatelor. Partea 9: Aprecierea fineţii – Încercare cu albastru de metilen.

46. SR EN 933-10. 2001. Încercări pentru determinarea caracteristicilor geometrice ale agregatelor. Partea 10: Aprecierea fineţii – Determinarea granulaţiei filerului (cernere în curent de aer).

47. SR 3011-96. Cimenturi hidrotehnice şi cimenturi rezistente la sulfaţi.

PRINCIPALELE PROPRIETĂŢI ALE BETOANELOR

52

CAPITOLUL 3. PRINCIPALELE PROPRIETĂŢI ALE BETOANELOR

Betonul, prin definiţie, este un material compozit, realizat prin amestecare şi omogenizare a liantului, agregatului şi apei, prezentând după întărire un aspect de conglomerat cu structură eterogenă, caracterizat prin rezistenţe fizico – chimico – mecanice specifice şi durabilitate. (Popa R., Teodorescu M., 1982)

Pe parcursul maturizării betonului, structură internă suferă modificări chimice şi structurale, influenţate de o serie de factori precum condiţiile de mediu şi de expunere, precum şi de modul de întreţinere şi exploatare a construcţiei. (Cadar I., 1999)

Betonul, poate fi definit şi în funcţie de proprietăţile lui; de obicei, este folositor a considera fiecare proprietate ca o continuitate a altora. Nici una dintre transformările care au loc, relativ repede, în beton nu încetează la sfârşitul perioadei de întărire. Unele, vor continua încet în timp, iar altele vor fi declanşate de către anumiţi factori de mediu şi de expunere. În ciuda acestor complicaţii, betonul a căror proprietăţi şi performanţe sunt proiectate, sunt produse şi folosite cu regularitate.

3.1. PRINCIPALELE PROPRIETĂŢI ALE BETONULUI ÎN STARE PROASPĂTĂ

Figura 3-1. Imagine beton alunecând pe jgheab Sursă: Elba – Werk, 1994.

Betonul proaspăt reprezintă starea acestuia din momentul preparării până în momentul începerii prizei cimentului. În această perioadă are deformaţii plastice şi poate fi compactat prin diverse metode specifice. (NE 013-2002) Dintre principalele proprietăţi ale betoanelor în stare proaspăt, se pot menţiona: densitatea aparentă, consistenţa, lucrabilitate, volumul de aer oclus, separarea apei de amestec, temperatura etc.

3.1.1. DENSITATEA BETONULUI

a. Densitatea betonului proaspăt (STAS 1759-88), reprezintă masa unităţii de volum al betonului în stare proaspătă (kg/m3).


53

Densitatea aparentă reprezintă raportul dintre masa betonului proaspăt în stare compactată şi volumul său aparent (inclusiv volumul porilor şi al golurilor interioare).

Densitatea aparentă a betonului întărit la 28 de zile (kg/m3) se clasifică în următoarele clase:

• foarte grele (≥ 2500 kg/m3); • grele (2201…2500 kg/m3); • semigrele (2001…2200 kg/m3); • uşoare (1000…2000 kg/m3); • foarte uşoare (≤ 1000 kg/m3).

Densitatea specifică reprezintă raportul dintre densitatea betonului şi a apei la temperatura de 40 oC.

Densitatea absolută reprezintă raportul dintre masa volumului solid absolut (fără goluri şi pori), păstrat în vid şi masa unui volum egal de apă distilată lipsită de gaze, la aceeaşi temperatură.

3.1.2. CONSISTENŢA ŞI LUCRABILITATEA

Lucrabilitatea betonului (STAS 1759-88) reprezintă un ansamblu de proprietăţi care permit păstrarea omogenităţii în timpul transportului, manipulării, compactării şi finisării betonului proaspăt, precum şi aptitudinea sa de a umple complet cofrajul şi de a îngloba armăturile, în urma operaţiilor de compactare, cu un consum minim de energie şi de forţă de muncă. Consistenţa reprezintă proprietatea betonului în stare proaspătă de a se opune deformaţiilor plastice şi vâscoase sub acţiunea propriei greutăţi sau sub acţiunea unei forţe exterioare.

Figura 3-2 Măsurarea consistenţei betonului folosind metoda tasării

Metoda tasării constă în măsurarea tasării betonului proaspăt, sub greutatea proprie, folosind o formă tronconică în care se introduce betonul, conform STAS 1759-88. Pe forma tronconică de aşează o riglă şi se măsoară tasarea (h) în mm, valoarea funcţie de care se încadrează consistenţa betonului.

Tabel 3-1 Metode folosite pentru determinarea consistenţei betonului Tasarea conului STAS 1759-88 Metoda răspândiri ISO 9812 Gradului de compactare STAS 1759-88 Remodelare (Vebe) STAS 1759-88 Tabel 3-2. Consistenţa betonului funcţie de tasare Nr. crt.

Tipul elementului Clasă de consistenţă Tasarea conului (mm)

1 Fundaţii din beton simplu sau slab armat, element masive T2 sau T3 30±10 /70±20 2 Fundaţii din beton armat, stâlpi, grinzi, pereţi structurali T3 sau T3 /T 4 70±20 /100±20 3 Idem, realizate cu beton pompat, recipienţi, monolitizări T 4 120±20 4 Elemente sau monolitizări cu armături dese sau dificultăţi de

compactare, elemente cu secţiuni reduse T 4 / T 5 150±30

5 Elemente, pentru a căror realizare, tehnologia de execuţie impune betoane foarte fluide

T 5* 180±30

* este obligatorie utilizarea de aditivi superplastifianţi. Sursă: NE 012-99.


54

3.1.3. VOLUMUL DE AER OCLUS

Conţinutul de aer oclus poate fi determinat conform STAS 5479-88 folosind metoda gravimetrică sau metoda volumetrică cu presiune. În cazul betoanelor de ciment se urmăreşte ca volumul de aer oclus să fie cuprins între 1 …4%, un conţinut mai mic neprotejând betonul la îngheţ-dezgheţ, iar un conţinut mai mare provocând scăderi importante ale rezistenţelor betonului. Volumul de aer inclus / oclus din beton scade o dată cu creşterea duratelor de amestecare, de transport şi de vibrare. (Lucaci Gh., 2000 )

3.1.4. TENDINŢA DE SEPARARE A APEI DE AMESTECARE

Tendinţa de separarea apei de amestecare la suprafaţa elementelor din beton, fenomen cunoscut şi sub denumirea de mustire, reprezintă proprietatea betonului de a ceda o parte din excesul de apă la suprafaţa lui. Se poate afirma că, este o formă de segregare, în care o parte din apa de amestecare tinde să se ridice la suprafaţa elementelor din beton în timpul compactării, iar o alta, care se ridică rămâne la parte inferioară a particulelor mari de agregate sau a armăturii şi prin evaporare lasă în urma ei pori capilari care creează zone de slabă legătură.. Reducerea acesteia este influenţată favorabil de creşterea fineţii de măcinare a cimentului, creşterea conţinutului în fracţiuni fine şi foarte fine din beton, alegerea unei granulozităţi corecte pentru agregate, folosirea aditivilor şi a unei lucrabilităţi adecvate lucrării care se execută.

Figura 3-3. Exemplificarea tendinţei de separare a apei din beton

Cantitatea de apă separată, pe unitatea de suprafaţă (Ts), în cazul unei probe de beton proaspăt, este dată de relaţia:

)/( 23 cmcmS

VT s

s = [3.1]


55

unde: Vs - volumul apei separate, extrasă la suprafaţa betonului, la anumite intervale de timp (cm3); S - aria suprafeţei betonului proaspăt (cm2).

3.1.5. TENDINŢA DE SEGREGARE

Tendinţa de segregare indică uşurinţa cu care betonul îşi pierde structura omogenă, prin separarea apei sau agregatelor. Betoanele pot avea o tendinţă accentuată de segregare datorită calităţii necorespunzătoare a materialelor componente, a diferenţelor de dimensiune ale particulelor şi diferenţele de greutate specifică ale constituenţilor amestecului. Corectarea acestei tendinţe se face pe bază de încercări în laborator, prin corectarea dozajului de ciment şi prin adaosuri de aditivi.

Principalele tipuri de segregări ale betonului sunt: (Popa R., Teodorescu M., 1984) • segregarea interioară - reprezintă ruperea coeziunii dintre granulele de agregat din

amestec, datorită unor şocuri sau vibraţii, cu apariţia tendinţei de separare a acestora şi dirijare a lor în jos;

• segregarea exterioară – apare în cazul căderii libere a betonului, de la înălţimi mai

mari de 1,50 m sau a scurgerii acestuia pe jgheaburi prea lungi sau cu înclinaţii mai mari de 30 o, conducând la fenomenul desprinderii granulelor mari din masa betonului, care tind să rostogolească mai repede decât ceilalţi componenţi.

3.2. PRINCIPALELE PROPRIETĂŢI ALE BETONULUI ÎN STARE ÎNTĂRITĂ

Betonul întărit reprezintă starea acestuia din momentul începerii prizei cimentului până în momentul maturizării totale, caracterizat prin rezistenţe mecanice evolutive. (NE 013-2002)

Dintre principalele proprietăţi ale betonului în stare întărită, se pot menţiona: densitatea, compactitatea, permeabilitatea, gelivitatea, rezistenţele mecanice, conductivitatea termică, deformaţiile la uscare şi reumezire etc.

3.2.1. DENSITATEA

Densitatea betonului este dată de greutatea unui metru cub de beton pus în lucrare, după întărire. Densitatea betonului variază funcţie de densitatea agregatelor, dozaj de ciment şi mărimea golurilor care depind de raportul A/C. (Cărare T., 1986)

3.2.2. COMPACTITATEA

Prin compactitatea betonului (STAS 2414-91) (co) se înţelege raportul între densitatea lui aparentă (ρa) şi densitatea specifică (ρ), sau între volumul fazei solide (Vs) şi volumul total aparent (Va).

a

sao V

VC ==

ρρ

(%) [3.2]


56

Compactitatea este o noţiune deosebit de importantă, deoarece ea influenţează permeabilitatea, rezistenţele mecanice, gelivitatea, rezistenţa la agresivitate chimică şi durabilitatea în general.

Compactitatea este cu atât mai mare, cu cât volumul de goluri este mai mic. În mod convenţional, un beton se consideră compact când porozitatea sa este cuprinsă între 1…4%. Când porozitatea totală depăşeşte 4% , betonul este considerat poros. Volumul porilor în beton se determină conform STAS 5479-88, prin diferite metode, precum: metoda gravimetrică (indirectă), care se aplică betoanelor preparate cu agregate de orice

dimensiuni; metoda volumetrică cu presiune, care se aplică betoanelor preparate cu agregate cu

dimensiunea maximă ≤ 40 mm; metoda volumetrică fără presiune, care se aplică betoanelor preparate cu agregate cu

dimensiunea maximă ≤ 71 mm.

3.2.2. PERMEABILITATEA ŞI POROZITATEA

Analizând multitudinea cauzelor care conduc la deteriorarea elementelor de beton, se remarcă faptul că majoritatea acestora evoluează în funcţie de o caracteristică foarte importantă a betonului întărit – permeabilitatea (STAS 3518-89) (fig. 3-4).

Figura 3-4. Detalii de betoane permeabile Sursă: NIST Permeabilitatea poate fi definită ca fiind proprietatea (unui material cu structură

poroasă), care caracterizează cantitativ uşurinţa cu care un fluid sau vapor trece prin el, sub acţiunea unei diferenţe de presiune.


57

Pentru construcţiile din beton care sunt situate în medii de expunere şi exploatare nocive, obţinerea unor betoane cu grad scăzut de permeabilitate este esenţială. Deoarece prin efectul de:

• capilaritate (absorbţie) a lichidelor şi umidităţii care conţin săruri dizolvate (cloruri, sulfuri etc.) şi gazelor dizolvate (oxigen, dioxid de carbon, dioxid de sulf etc.);

• difuzie a aerului şi a vaporilor de apă. durabilitatea betonului scade prin degradarea structurii intime datorate fenomenelor de dizolvare, expansiune, fisurare sau exfoliere.

3.2.2.1. PERMEABILITATEA BETONULUI LA APĂ

Permeabilitatea unui beton se apreciază după uşurinţa de pătrundere a apei în masa lui şi se exprimă prin gradul de impermeabilitate faţă de apă (Px

n). Gradul de impermeabilitate (ISO 7031) se caracterizează prin presiunea maximă până

la care epruvetele de beton încercate în condiţii standard, nu prezintă infiltraţii de apă pe faţa opusă aceleia în contact cu apa sub presiune, sau prin adâncimea până la care apa pătrunde în masa betonului supus încercării, la o presiune maximă dată.

Tabel 3-3. Gradul de impermeabilitate al betonului

Adâncimea limită de pătrundere a apei (mm) 100 200

Gradul de impermeabilitate (Pxn)

Presiunea apei (bari)

P104 P20

4 4 P10

8 P208 8

P1012 P20

12 12

Tabel 3-4. Cerinţe minime de asigurare a durabilităţii pentru beton în funcţie de clasele de expunere

Clasa de expunere Clasa beton min.

Grad de impermeabilitate

min.

Grad de gelivitate

min.

Raport A/C max

a. Moderat 1. Mediu uscat b. Sever C 12/15 P4 - 0,65

a. Moderat C 16/20 P4 - 0,50 2. Mediu umed b. Sever C 18/22,5 P8

G100 (150) 0,45

3. Mediu umed cu îngheţ şi agenţi de dezgheţare C 25/30 P12 G150 0,40 a.1. Normal moderat a. Agresivitatea apei

de mare a.2. Sever C 20/25 P8 - 0,45

b.1. Moderat 4. Mediu marin b. Agresivitatea

atmosferică inclusiv cu posibilitate de îngheţ-dezgheţ

b.2. Sever C 25/30 P12 G100 0,40

a. Mediu chimic agresiv cu agresivitate foarte slabă C 18/22,5 P8 - 0,50

b. Mediu chimic agresiv cu agresivitate slabă C 18/22,5 P8 - 0,50

c. Mediu chimic agresiv cu agresivitate intensă C 18/22,5 P12 - 0,45

5. Mediu chimic agresiv

d. Mediu chimic agresiv cu agresivitate foarte intensă C 25/30 P12 - 0,45

Conform STAS 3519-1976 adâncimea limită de pătrundere a apei supuse unor regimuri de aplicare şi creştere a presiunii apei convenţional stabilite, este:

• 100 mm pentru betoanele recipientelor de lichide;


58

• 100 mm pentru betoanele expuse la acţiunea agenţilor agresivi (naturali sau industriali), utilizate la construcţii industriale, social culturale, de locuinţe sau agrozootehnice;

• 200 mm pentru celelalte betoane. STAS 3622-1986 stabileşte nivele de performanţă ale betoanelor în funcţie de gradul de impermeabilitate tabel 3-3.

Reglementările tehnice în vigoare (NE 012-1999) recomandă ca stabilirea gradului de impermeabilitate necesar betonului să ţină seama de clasa de expunere a construcţiilor în condiţiile de mediu, conform tabelului 3-4.

3.2.2.2. FENOMENUL PRODUCERII PORILOR

Pori, reprezintă orice spaţiu din structura betonului (sferic sau cilindric), care este umplut cu aer sau apă şi care pot avea un traseu sinuos prin secţiunea elementului de beton.

Pentru a înţelege complexitatea mecanismului de formare a betonului cât mai compact, trebuie amintit faptul că fiecare component al său (liant şi agregat) are o permeabilitate proprie şi că produşii obţinuţi în urma reacţiilor dintre ei vor influenţa, într-o anumită măsură, permeabilitatea generală a masei.

Deshidratarea gelurilor liantului întărit şi adeziunea lui slabă faţă de granulele agregatului face ca betonului să reprezinte totdeauna un sistem microporos şi microfisurat – pori de gel. Astfel, se poate constata că permeabilitatea pastei de ciment variază în timp funcţie de desfăşurarea procesului de hidratare a cimentului.

Gelurile sunt sisteme structurate în care mediul de dispersie este solid iar dispersoidul este lichid. Mediul de dispersie solid formează o reţea spaţială în ochiurile căreia se găseşte dispersată faza lichidă. Figura 3-5. Microscopie optică. Detalii pori şi fisuri

Dacă se urmăreşte microscopic desfăşurarea procesului de hidratare a particulelor de ciment, se poate observa că, atunci când granulele de ciment intră în contact cu apă (fig. 3-5), reacţionează întâi aluminatul tricalic (C3A), care se dizolvă şi se cristalizează în stare hidratată, formând etringit. În acelaşi timp, reacţionează şi silicatul tricalcic (C3S), care formează o peliculă în jurul granulelor de ciment.

Se constată că, pelicula de geluri are o grosime de două ori mai mare decât particule de ciment din care provine. Astfel, s-a format un sistem de granule de ciment învelite în pelicule de geluri, aflate într-o soluţie de aluminat tricalic (C3A).

Pe măsură ce aceste geluri îşi pierd faza lichidă, ele îşi reduc volumul la uscare, dar păstrează reţeaua celulară nemodificată, conducând spre o structură poroasă (fig. 3-6).


59

Porii sferici apar datorită reaşezării granulelor de ciment, după greutatea lor, imediat după preparare, transport şi punerii în lucrare a betonului. Deasupra se adună excesul de apă, din care se separă în bule, aerul inclus la amestecare. Porii de sub agregate (sferici) sunt mai fini decât cei creaţi prin includerea aerului de amestecare şi nu sunt vizibili cu ochiul liber.

Porii capilari în beton apar datorită pierderii prin evaporare a apei în exces. Cavernele apar datorită defectelor de punere în lucrare necorespunzătoare a betonului.

Por sferici

Pori de gel din piatra de cimentPiatra de ciment

Nisip

Figura 3-6. Schema formări în betonul întărit a porilor de gel, sferici şi capilar

Porii rezultaţi se vor înscrie dimensional în anumite limite, respectiv între 5…1000000

Å (1 Å= 1 x 10-10 m) (Tabel 3-5). Nu toţi porii din beton sunt permeabili la apă. Moleculele de apă sunt adsorbite pe pereţii porilor şi fisurilor microcapilare, legătura fiind solidă pentru grosimi ale filmului de apă sub 150 Å. Numai la grosimi peste această valoare, apa devine liberă (fluidă). Astfel, vasele submicrocapilare, cu diametrul sub 0,1 μ (1μ= 1 x 10-6 m), sunt practic impermeabile.

Tabel 3-5. Clasificarea porilor funcţie de mărimea lor

Denumire pori Dimensiune Metodă de determinare Pori mari > 5 x 104 Å Microscopie optică Macropori (pori sferici)

> 500 Å Porozimetria cu mercur

Pori medii (pori capilari)

26…500 Å Porozimetria cu mercur; Metode bazate pe absorbţie şi condensare capilară

Micropori (pori de gel)

< 26 Å Metode bazate pe absorbţie şi condensare capilară

0 1 2 3 4 lgR 100 1000 10000 R[A]

0.20

0.15

0.10

0.05

dv ___ dlgR

A/C = 0,7

A/C = 0,6

A/C = 0,4

A/C = 0.5

Figura 3-7. Influenţa raportului A/C asupra distribuţiei porilor

Sursă: Teoreanu I., Moldovan V., Nicolescu L., 1982.

Influenţa porilor asupra proprietăţilor betonului depind de forma, dimensiunile,

distribuţia, orientarea şi volumul lor. Se preferă porii foarte fini distribuiţi uniform în toată


60

masa betonului. Trebuie să se evite porii de dimensiuni mari sau porii dirijaţi şi comunicanţi care reduc permeabilitatea şi durabilitatea betonului.

Excesul de apă din beton, necesar realizării lucrabilităţii, lasă în urma îndepărtării sale un volum mai mic sau mai mare de pori cu diametru mare, ce influenţează permeabilitatea (fig. 3-7. şi fig. 3-8). Dezvoltarea eforturilor iniţiale prin contracţie şi variaţii ale temperaturii creează microfisuri, care unesc porii şi măresc permeabilitatea betonului, iar prin îmbătrânire, impermeabilitatea betonului scade.

10 100 1000 Raza porilor r[A]

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10

Volumul porilor (mm) /

CP M B

Figura 3-8. Curbe de distribuţie a porozităţii în pasta de ciment (CP), mortar (M) şi beton (B)


3.2.2.3. CALCULUL POROZITĂŢII BETONULUI

Calculul porozităţii funcţie de compoziţia betonului, se realizează folosind relaţia [3.3]: ( )pAppb VPVPP −+= 1 [3.3] unde: P b - porozitatea betonului;

P p - porozitate ciment întărit (în beton); V P - proporţie volumică pastă ciment; Pa - porozitatea agregatelor. Calculul permeabilităţii funcţie de porozitate se poate realiza astfel:

a). Folosind coeficientul Valeta al permeabilităţii.

htVdK p 2

2

= [3.4]

unde: Kp - coeficientul de permeabilitate (m/sec.); v - porozitate (%); h - înălţimea epruvetei (cm); d - adâncimea de infiltrare a apei (m); t - timp (sec.).

b). Folosind relaţia Darcy.

SPtQhK s = [3.5]

unde: Q - cantitatea de apă filtrată în beton (cm3); h - înălţimea epruvetei (cm); t - timp (sec.); S - suprafaţa epruvetei în contact cu apa (cm2); P - presiunea apei (cm H2O).


61

3.2.2.4. CALCULUL DISTRIBUŢIEI PORILOR

Distribuţia porilor este fracţiunea de pori din volumul total V, care corespunde unei

anumite dimensiuni a porilor, relaţia [3.6]. Pentru pori cilindrici: rldrndV π2= ( )drrDdV V−= [3.6]

unde: Dv(r) - curba de distribuţie în volum a dimensiunilor porilor funcţie de rază.

a b

Figura 3-9. a. Detaliu al structurii pastei de ciment poroase; b. Model matematic al traseului porilor

Determinarea porozităţii structurii betonului se poate realiza folosind relaţia [3.7], care

se bazează pe ecuaţia Washburn [3.8]. θγ cos2Pr −=Δ [3.7]

r

P θγ cos2−= [3.8]

unde: P - presiune; r - raza capilarului (porilor); γ - tensiunea superficială a soluţiei apoase; θ - unghiul de umezire.

0=+ rdPPdr

dpPrdr −=

Relaţia [3.6] se poate scrie şi sub forma.

( ) dpprrDdV V−= [3.9]

Relaţia finală va fi: ( ) ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

dpdV

rPrDV [3.10]

Figura 3-10. Curba diferenţială de distribuţie a porozităţii

în pasta de ciment


62

3.2.2.5. CONCLUZII

Analizând aspectele prezentate grafic, putem sublinia câţiva factori care influenţează permeabilitatea betonului:

• fineţea de măcinare a cimenturilor (cu cât cimentul este mai fin, cu atât scade permeabilitatea);

• dozajul de ciment (creşterea dozajului de ciment reduce permeabilitatea); • tipul de ciment (cimenturile cu adaosuri necesită o cantitate mai mare de apă, ce poate

mări permeabilitatea); • fineţea agregatului fin - nisip (creşterea fineţi nisipului măreşte permeabilitatea; se

preferă agregate calcaroase); • tratarea betonului după punerea în lucrare (păstrarea cât mai mult timp a betonului

proaspăt în mediu umed, scade permeabilitatea); • utilizarea aditivilor în compoziţiile betoanelor (utilizaţi corect, reduc considerabil

permeabilitatea); • existenţa unor solicitări de întindere şi a unor eforturi de compresiune peste limita de

fisurare (cresc permeabilitatea).

3.2.3. GELIVITATEA

În timpul exploatării anumitor construcţii, pe perioadele de iarnă, betonul din aceste elemente de construcţii este supus, în general, la cicluri alternante de îngheţ-dezgheţ. Dacă masa de beton întărit expusă acestui fenomen se găseşte în stare umedă şi saturată cu apă, deteriorarea se va finaliza printr-o distrugere rapidă a betonului prin dezagregare (exfoliere şi dislocări) în straturi paralele (fig. 3-11). Acest fenomen apare datorită tensiunilor interne care iau naştere ca urmare a măririi volumului apei îngheţate (cu cca. 9 %) în pori şi fisuri, conducând la mărirea permeabilităţii la apă, micşorarea masei, a rezistenţelor mecanice şi modulului de elasticitate.

Gradul de gelivitate (STAS 3518-89) se defineşte prin numărul de cicluri de îngheţ-dezgheţ succesive, pe care epruvetele de beton saturate cu apă (care au vârsta de cel puţin 28 de zile) le pot suporta, fără ca reducerea rezistenţei la compresiune să fie mai mare de 25% sau a modulului de elasticitate cu mai mult de 15% şi pierderea în greutate să scadă mai mult de 5%, faţă de pe epruvete martor care sunt identice din toate punctele de vedere, care însă nu se supun la gelivitate.

În schimb, gelivitatea betonului „exprimă aptitudinea sa de a rezista fără a suferii deteriorări la variaţiile climatice” care se produc, în condiţiile de utilizare, corespunzătoare mediului.

Figura 3-11. Element de beton degradat în urma ciclurilor de îngheţ-dezgheţ


63

În timp ce „gradul de gelivitate este dependent în exclusivitate de proprietăţile betonului” el exprimă “proprietatea betonului de a se degrada sau distruge sub acţiunea alternativă a îngheţului şi a dezgheţului” – noţiunea de „rezistenţă la îngheţ-dezgheţ se referă atât la proprietăţile betonului cât şi caracteristicile mediului”. (Teoreanu I., Moldovan V., Nicolescu L., 1982)

3.2.3.1. DETERMINAREA REZISTENŢEI LA ÎNGHEŢ-DEZGHEŢ

Rezistenţa la îngheţ-dezgheţ a betonului se determină (conform STAS 3518-1989), folosind:

• metoda distructivă, care urmăreşte variaţia rezistenţei la compresiune a epruvetelor de beton încercate la îngheţ-dezgheţ faţă de epruvetele martor (confecţionate în acelaşi timp, din acelaşi beton şi conservate până în momentul încercării în acelaşi condiţii cu epruvetele care se supun încercării);

• metoda nedistructivă, care urmăreşte variaţia modului de elasticitate dinamic relativ. STAS 3622-1986 stabileşte nivele de performanţă ale betoanelor în funcţie de gradul

de gelivitate, tabel 3-6.

Tabel 3-6. Gradul de gelivitate al betonului Gradul de gelivitate Numărul de cicluri îngheţ-dezgheţ*

G 50 50 G 100 100 G 150 150

* îngheţ nocturn urmat de dezgheţ diurn (valoarea minimă aproximativă reprezentând 40 de cicluri /an, iar valoarea maximă de 200 cicluri /an).

3.2.3.2. FENOMENUL DETERIORĂRII BETONULUI ÎN URMA CICLURILOR DE ÎNGHEŢ-DEZGHEŢ

Rezistenţa la îngheţ - dezgheţ este o problemă actuală, datorită efectelor complexe induse de apariţia eforturilor interne de întindere (exercitate în urma îngheţării apei) şi de contracţie termică (exercitate în urma dezgheţării apei). Deteriorarea se produce în momentul în care eforturile interioare depăşesc rezistenţa la întindere a betonului şi se agravează până la distrugere, pe măsura amplificării şi generalizării în masa betonului a acestui proces.

Factorii cei mai importanţi care contribuie la îmbunătăţirea comportării betonului la îngheţ-dezgheţ sunt:

1. Compactitatea betonului

Este o caracteristică importantă a betoanelor întărite deoarece ea influenţează permeabilitatea, rezistenţa mecanică, rezistenţa la îngheţ-dezgheţ, rezistenţa la agresivitate chimică şi a durabilităţii în general.

2. Porozitatea betonului Din cauza absorbţiei interioare, care se produce în primele ore ale amestecării cimentului cu apa, în pasta de ciment iau naştere pori de aer închişi (pori sferici), de dimensiuni > 500 Å. Aceşti pori îmbunătăţesc comportarea betonului la îngheţ deoarece apa îngheaţă la temperaturi diferite în porii capilarelor de diametre diferite. 3. Condiţiile de mediu şi de expunere


64

Temperatura la care îngheaţă apa liberă din beton (pori) depinde de tipul şi mărimea porilor şi distribuţia acestora (Ilinoiu G., 2002) şi de durata expunerii la îngheţ.

Capilaritatea 7 reprezintă fenomenul de mişcare a apei, prin pori şi fisuri cu dimensiuni sub 1 mm, datorită forţelor de atracţie moleculară dintre apă şi scheletul mineral al materialului.

Figura 3-12. Schemă teoretică pentru calculul

capilarităţii în tuburi subţiri cu secţiune constantă

Înălţimea de ridicare a apei (h) prin capilaritate depinde de raportul dintre tensiunile

superficiale (T) ale apei şi scheletul mineral cu care apa vine în contact, precum şi de raza tubului capilar - mărimea porilor (d) sau deschiderea fisurilor din beton (fig. 3-12). Fie R raza meniscului sferic, iar r raza tubului capilar. Înălţimea la care se ridică lichidul în tubul capilar este dată de formula lui Jourin:

grgRh

ρθσ

ρσ cos22

== [3.11]

unde: σ - coeficientul de tensiune superficială a lichidului; ρ - densitatea lichidului; g - acceleraţia gravitaţională; θ - unghiul de racord (când lichidul udă complet vasul θ este foarte mic şi cos 1≅θ ).

Apa din micropori şi pori capilari este supusă la presiuni importante, a căror valoare

este cu atât mai mare, cu cât diametrul porilor este mai redus; în funcţie de aceste presiuni există diferite grade de temperatură la care îngheaţă apa din porii betonului (Fig. 2). În urma unor încercări experimentale de laborator s-a constatat că între –10 oC…-40 oC, apare fenomenul îngheţării apei în pori capilari şi sferici, iar la -70 oC pentru porii de gel. Creşterea volumului apei la îngheţare apare datorită faptului că la scăderea temperaturii, din cauza diferenţei de entropie8 a apei de gel şi a gheţi, apa de gel capătă o energie potenţială care îi permite deplasarea spre porii şi golurile care conţin gheaţă, contribuind la creşterea volumului de gheaţă din beton, deci la expansiunea acestuia.

4. Componenţii betonului

Materialele componente ale betonului sunt: cimentul, agregatele, apa şi aditivii. Această informaţie este însă generală şi insuficientă pentru a proiecta un beton cu rezistenţă la îngheţ-dezgheţ repetat.

Fiecare dintre aceste materialele au compoziţii chimice şi mineralogice, caracteristici fizico-mecanice variate. Alegerea lor pentru asigurarea uni durabilităţi optime a betonului,

7 proprietate pe care o au lichidele de a se ridica sau de a coborî, fără intervenţii din afară, în tuburi subţiri; ansamblu de fenomene care se produc (în tuburile capilare) la suprafaţa unui lichid. 8 mărime de stare termică a sistemelor fizice, care creşte în cursul unei transformări ireversibile a lor şi rămâne constantă în cursul unei transformări reversibile.


65

impune cunoaşterea proprietăţilor şi caracteristicilor lor tehnice, precum şi influenţa pe care ele o au supra proprietăţilor şi caracteristicilor betonului.

Principalii factori care influenţează rezistenţa la îngheţ-dezgheţ a betonului, sunt: • tipul de ciment; • menţinerea raportului A/C în limitele minime admise pentru a menţine volumului de

pori minim; • existenţa în masa betonului a unui volum corespunzător de aer antrenat (folosirea

aditivilor antrenori de aer), • agregate negelive cu coeficient de dilatare termică redus, curate; • fineţea de măcinare a cimenturilor (cu cât cimentul este mai fin, cu atât scade

gelivitatea); • dozajul de ciment (creşterea dozajului de ciment reduce gelivitatea); • utilizarea adaosurilor active şi inerte introduse la măcinarea cimentului sau la

prepararea betonului conduc la îmbunătăţire a lucrabilităţii şi compactităţii betonului; • utilizarea aditivilor (antrenori de aer, reducători de apă, impermeabilizatori etc.) în

compoziţiile betoanelor (utilizaţi corect, reduc considerabil gelivitatea).

5. Modul de preparare, punere în lucrare şi tratare al betonului corespunzătoare condiţiilor specifice de exploatare

Prima condiţie este aceea de asigurare a calităţii amestecului proaspăt. Ea se realizează prin utilizarea materialelor de calitate corespunzătoare, dozarea corectă a acestora şi omogenizarea corespunzătoare a amestecului.

Punerea în lucrare a betonului cuprinde ansamblul operaţiilor tehnologice care asigură realizarea diferitelor elemente de construcţii din beton în conformitate cu forma, dimensiunile şi condiţiile de calitate prevăzute în norme şi proiect, realizându-se respectând reglementările specifice în vigoare.

Temperaturile scăzute determină o încetinire a reacţiilor de hidratare-hidroliză a cimentului. Această încetinire are consecinţe nefavorabile asupra vitezei de întărire a betonului reducând-o sensibil. Tratarea betonului după punerea în lucrare prin protejarea împotriva îngheţării a fazei lichide din beton, până când acesta a ajuns la gradul critic de maturizare şi/sau crearea unor condiţii de întărire care să aibă efecte cât mai favorabile asupra vitezei de întărire şi asupra proprietăţilor fizico- chimico- mecanice ale betonului întărit.

Conform observaţiilor făcute în decursul timpului pe numeroase încercări de laborator, s-a constatat că betonul corect proiectat, preparat, pus în lucrare şi tratat corespunzător (7…28 zile după punerea în lucrare) rezistă întotdeauna un timp îndelungat la acţiunea îngheţ-dezgheţ repetat (fig. 3-13, şi 3-14).

0.35 0,45 0,55 0,65 0,75 0,85

4000

3000

2000

1000

0

Număr de cicluri îngheţ-dezgheţ ce determină reducerera greutăţii cu 25%

a

b Raport A/C

Figura 3-13. Influenţa A/C asupra rezistenţei la îngheţ a betonului păstrat în apă 28 de zile a. beton cu aer antrenat; b. beton fără aer antrenat



66

0.35 0,45 0,55 0,65 0,75 0,85

4000

3000

2000

1000

0 Raport A/C

5000

6000

7000

8000 Număr de cicluri îngheţ-dezgheţ ce determină reducerea greutăţii cu 25%

a

b

Figura 3-14. Influenţa A/C asupra rezistenţei la îngheţ a betonului

a. beton cu aer antrenat; b. beton fără aer antrenat.

3.2.4. REZISTENŢELE MECANICE ALE BETONULUI

Încercările de rezistenţa – pot fi folosite ca un criteriu rapid de evaluare a unor proprietăţi ale betonului, fiind folosit ca o măsură a calităţii acestuia.

Diversele procedee de încercare sunt caracterizate prin: • tipul de solicitare: întindere, compresiune, încovoiere, forfecare, torsiune; • evoluţia în timp a solicitării: continuă, constantă, şoc, oscilantă. Valorile caracteristicilor de material se determină în laborator pe epruvete de

dimensiuni standardizate (cubice cu latura de 150 mm, cilindrice de φ 150 x H 300 mm sau prismatice), în condiţii standardizate cu maşini de încercat specifice, prin unul din următoarele procedee:

• măsurarea forţei ce determină o anumită deformare sau rupere a probei, pentru a determina de exemplu: alungirea, rezistenţa de rupere la tracţiune;

• măsurarea deformării cauzate de o forţă definită pentru a determina de exemplu limita de deformare în timp, modului de elasticitate longitudinal şi transversal;

• măsurarea deformării maxim posibile, pentru a determina de exemplu alungirea la rupere, unghiul de încovoiere la "încercarea de pliere", coeficientul de flambaj;

• determinarea numărului maxim posibil de acţiuni ale forţei sau de deformări, pentru a determina de exemplu rezistenţa la oboseală, numărul de încovoieri de o parte şi de alta până la rupere;

• măsurarea lucrului mecanic ce determină o anumită deformare sau rupere, pentru a determina de exemplu rezilienţa, rezistenţa la încovoiere sau întindere prin şoc;

Prin procedeele de încercare se imită condiţii tipice de solicitare, plecându-se de la condiţii reale.


67

3.2.4.1. REZISTENŢA LA COMPRESIUNE

Rezistenţa la compresiune se determină pentru solicitări de compresiune monoaxială, biaxială şi triaxială, realizate pe epruvete cubice, cilindrice şi/sau prismatice, la diferite vârste (3, 7, 14 sau 28 de zile), în condiţii standard, turnate şi compactate în condiţii similare punerii în lucrare a betonului.

Rezistenţa la compresiune a betonului se determină (conform STAS 7563-73 şi STAS 1275-88), folosind prese hidraulice. Astfel, ea se determină prin aplicarea unei forţe uniform crescătoare pe epruvete cubice (fig. 3-15), cilindrice sau pe fragmente de prismă (fig. 3-15) rezultate de la încercarea la întindere prin încovoiere sau de la încercarea de încovoiere.

Rezistenţa la rupere fc (MPa), determinată pe astfel de epruvete este raportul dintre forţa axială de compresiune axială P (N), care provoacă ruperea şi aria suprafeţei epruvetei A (mm2).

APRc = (N/mm2; MPa) [3.12]

unde: P - forţa de rupere, citită pe manometrul presei (N); A - aria secţiunii de referinţă a epruvetei (mm2).

Figura 3-15. Schema încercării la compresiune a epruvetelor cubice

1. Platan superior al presei, 2. dispozitiv cu rotulă pentru transmitere uniformă şi centrică a forţei, 3. platan inferior al presei, 4. plăcuţe metalice intermediare. Sursă: STAS 1275-8; INCERC

Încercarea la compresiune a epruvetelor cubice Mod corect de rupere a epruvetei

Figura 3-16. Schema încercării la compresiune a fragmentelor de prismă

1. Platan superior presă, 2. Plăci metalice, 3. Jumătăţi de prismă, 4. Platan inferior presă

Sursă: STAS 227/6-86; Popa R., Teodorescu M., 1984; Opriş S., 1994.; Ionescu I, Ispas T., 1997; Neville A. M., 2003.


68

0 200 400 600 C (kg/m3)

40

30

20

10

Rc (MPa)

0 1 2 3 4 ε (%o)

40

30

20

10

σ (MPa)

Figura 3-17. Creşterea rezistenţei la compresiune a betonului funcţie de dozajul de ciment

Figura 3-18. Diagramă efort (σ)-deformaţie (ε) la compresiune monoaxială

Clasa betonului este definită pe baza rezistenţei caracteristice fck,28 la compresiune

(N/mm2; MPa) determinată pe epruvete cubice cu latura de 150 mm (sau cilindrice cu de 150/300 mm, păstrate în condiţii standard şi încercate la vârsta de 28 zile, în condiţii de laborator conform STAS 1275-88. (NE 012-99, NE 013-02)

Tabel 3-7. Clase de betoane (N/mm2; MPa)

Clasa de rezistenţă a betonului

NE 012-1999

C* 2,8 /

3,5

C 4 / 5

C* 6 /

7,5

C 8 /

10

C 12 /

15

C 16 /

20

C* 18 /

22,5

C 20 /

25

C 25 /

30

C*28 /

35

C 30/

37

C* 32 /

40

C 35 /

45

C 40 /

50

C 45/

55

C 50 /

60 Rezistenţă caracteristică (clasa) betonului (MPa)

fc,28 cilindru 2,8 4 6 8 12 16 18 20 25 28 30 32 35 40 45 50 fc,28 cub 3,5 5 7,5 10 15 20 22,5 25 30 35 37 40 45 50 55 60

* clase de beton care nu se regăsesc în normele europene Mărimea rezistenţei caracteristice este definită probabilistic ca valoare sub care se pot

situa cel mult 5% din rezultate. (Agent R., Dumitrescu D., Postelnicu T., 1992)

Tabel 3-8. Rezistenţa betonului funcţie de vârstă Rezistenţa cubică la diferite vârste (MPa) Clasa

betonului Rezistenţa

betonului, fc (MPa)

7 zile 2 luni 3 luni 6 luni 1 an

20 20,0 13,5 22 23 24 25 25 25,0 16,5 27,5 29 30 31 30 30,0 20 33 35 36 37 40 40,0 28 44 45,5 47,5 50 50 50,0 36 54 55,5 57,5 60

Marca betonului este rezistenţa minimă la compresiune (daN/cm2) determinată la

vârsta de 28 zile pe epruvete cu latura de 141 mm, în condiţii de laborator, corespunzătoare unui coeficient de variaţie cv = 15 % acceptat convenţional ca reprezentând o calitate medie a execuţie.


69

3.2.4.2. REZISTENŢA LA ÎNTINDERE

Rezistenţa la întindere se determină prin două metode: metoda directă, pentru solicitări de întindere centrică (întindere axială) şi metoda indirectă, pentru întindere din încovoiere şi întindere din despicare.

F

F

a. Întindere centrică Rezistenţa la întindere centrică

(axială) a betonului se determină (conform STAS 1275/88) pe epruvete cilindrice, opturi (fig. 3-19) sau prismatice care au lipite la capete, cu un adeziv, două plăci metalice de formă specială care permit fixarea epruvetei în presa hidraulică. Forţele trebuie să acţioneze una în prelungirea celeilalte, perpendicular pe secţiune şi pe direcţia axei de simetrie. Figura 3-19. Presă hidraulică de încercare a

epruvetelor betonului la întindere axială

b. Întindere prin încovoiere Rezistenţa la întindere din încovoiere a betonului se determină (conform STAS

1275/88), folosind epruvete prismatice de 100 x 100 x 550 mm sau 200 x 200 x 700 mm şi fragmente de prismă rezultate de la încercarea prismelor întregi, în mod crescător, a unei singure forţe în mijlocul distanţei dintre cele două reazăme semicirculare şi ţinându-se seama de comportarea elastică a zonei întinse până la rupere.

Epruvetele se încearcă la încovoiere pe deschiderea de 300 mm, iar cele de 200 x 200 x 700 mm pe deschiderea de 600 mm, aplicându-se în ambele cazuri o forţă concentrată la mijlocul distanţei dintre reazeme. Reazemele epruvetei şi cuţitul prin care se transmite forţa concentrată trebuie să aibă o secţiune semicirculară cu diametrul egal cu 20 ... 30 mm.

Încercarea se efectuează cu o presă hidraulică care permite aplicarea continuă şi uniformă a forţei până la rupere, cu o viteză constantă de creştere a eforturilor unitare din fibrele extreme de (0,5 ±0,2) daN/cm2s. Aplicarea forţei se face perpendicular pe direcţia de turnare a betonului.

Rezistenţa la întindere prin încovoiere se calculează cu relaţia:

3875.0aPlRt = (N/mm2; MPa) - pentru betoane cu agregate grele [3.13]

3925.0aPlRt = (N/mm2; MPa) - pentru betoane cu agregate uşoare [3.14]

unde: P - forţa de rupere citită pe manometru presei (N);

l - distanţa dintre reazeme (mm); 2bha = - latura secţiunii transversale a epruvetei măsurată în imediata

vecinătate a secţiunii de rupere (mm); b - lăţimea medie a secţiunii transversale (mm); h - înălţimea medie a secţiunii transversale (mm).


70

Figura 3-20. Presă de încercare a epruvetelor

betonului la întindere din încovoiere Sursă: Romtech

180 a

B C

300 30

b= 600 b= 550

c

c= 150 c= 100

180

B C

300 30

Contactul reazemelor şi a cuţitului de transmitere cu betonul trebuie să se realizeze pe întreaga lăţime a epruvetei. Pe epruvetele prismatice de 100 x 100 x 550 mm se efectuează două încercări exemplificate în fig. 3-21. Sursă: STAS 1275-88

Figura 3-21. Schema încercării la întindere prin încovoiere a epruvetelor prismatice

c. Întindere din despicare Rezistenţa la întindere din despicare a betonului se determină (conform STAS

1275-88), folosind epruvete cubice, cilindrice sau fragmente de prismă şi aceleaşi prese hidraulice ca pentru încercările la compresiune.

Transmiterea sarcinii asupra epruvetelor se face prin intermediul a două generatoare diametral opuse, două fâşii de carton sau două şipci de lemn având lăţimea s = (0,08 ... 0,10)a, grosimea t = 3 ... 5 mm şi lungimea mai mare cu circa 40 mm decât dimensiunea a.

Încărcarea se aplică perpendicular pe direcţia de turnare, asigurându-se o creştere continuă si uniformă a efortului unitar de (0,5±6,2) (N/mm2s).

Rezistenţa la întindere se obţine cu relaţia: 2

2aPRt π

= (N/mm2; MPa) [3.15]

unde: P - forţa de rupere, citită pe manometrul presei (N); a - mărimea laturii cubului sau a secţiunii transversale a epruvetei (mm2). Rezultatul determinării se rotunjeşte la 1 N/mm2 şi reprezintă media aritmetică a

valorilor obţinute la încercarea unei serii de epruvete.


71

Rezistenţa la întindere prin despicare este, în general, cu 5…15% mai mare (funcţie de clasa betonului) decât rezistenţa la întindere axială.

Figura 3-22. Schema

încercării la despicare a epruvetelor cubice, cilindrice şi prismatice

Sursă: STAS 1275-88

Figura 3-23. Schema încercării la întindere prin despicare a epruvetelor cilindrice

3.2.4.3. FACTORI DE CARE DEPINDE REZISTENŢA LA ÎNTINDERE

Rezistenţa la întindere depinde de aceiaşi factori ca şi rezistenţa la compresiune, determinându-se prin încercarea la întindere prin despicare sau prin încovoiere după metoda folosită, pe epruvete cubice, cilindrice, prismatice. Factorii de care depinde această rezistenţă sunt raportul A/C şi temperatura respectiv maturizarea betonului.

Rezistenţa la întindere creşte până la aproximativ acelaşi dozaj de ciment ca şi rezistenţa la compresiune apoi scade deoarece dozajele ridicate necesită cantităţi de apă de amestecare mari. La întindere, prin evaporarea apei apar fisuri care la compresiune se închid, dar la întindere se deschid micşorând rezistenţa.


72

3.2.4.4. REZISTENŢA LA FORFECARE (FORŢE TĂIETOARE)

Rezistenţa la forfecare nu reprezintă un factor critic privitor la proiectarea structurală deoarece betonului este mult mai slab la întindere chiar dacă el pare a fi supus la forţe tăietoare.

3.2.4.5. REZISTENŢA LA ŞOC

Rezistenţa la şoc este o caracteristică a betonului pentru anumite lucrări şi se determină (conform STAS 6202-1962), folosind ciocan Foppl având greutatea de 50 kg care este lăsat să cadă, de un anumit număr de ori, de la o înălţime din ce în ce mai mare, până când epruveta se rupe (nu mai produce reculul ciocanului).

Încercarea reprezintă numai un criteriu de apreciere comparativă a comportării betonului la acţiunea încărcărilor care se aplică brusc asupra sa.

Pentru repartizarea forţei de şoc pe toată suprafaţa epruvetei, se aşează deasupra ei o placă de oţel.

Rezistenţa la şoc se stabileşte cu relaţia:

VPhRs = (MPa; N/mm2) [3.16]

unde: P - greutatea ciocanului; h - înălţimea maximă de cădere a ciocanului la care s-a produs sfărmarea epruvetei; V - volumul epruvetei încercate.

3.2.4.6. REZISTENŢA LA UZURĂ

Rezistenţa la uzură este capacitatea suprafeţei betonului de a rezista frecării datorită materialelor de aceeaşi natură sau de natură diferită, eroziunii apelor ce transportă particule abrazive etc.

Rezistenţa la uzură a betonului se determină (conform STAS 5501-1968), folosind metoda prin şlefuire, în stare uscată, cu ajutorul abrazivilor.

Epruvetele pe care se efectuează determinarea sunt cuburi cu latura de (70+0,7) mm sau (100+0,7) mm. Proba supusă încercării va fi constituită din 3 epruvete. Se pot efectua încercări de uzură şi pe epruvete fasonate din beton întărit.

Încercarea se efectuează la vârsta de 28 zile în cazul betoanelor cu întărire normală, sau după obţinerea unei rezistenţe echivalente în cazul betoanelor cu întărire rapidă.

Pentru efectuarea încercării se utilizează un aparat sistem Bohme (fig. 3-24). în timpul încercării epruveta este solicitată la un efort de apăsare de 6 N/mm2. Ca material abraziv se utilizează nisipul silicios monogranular.

Înainte de încercare, epruvetele se usucă la (105+5)°C până la masă constantă şi apoi se răcesc la temperatura normală a încăperii.

Se cântăresc epruvetele cu precizia de 0,1 g. Se împrăştie pe platforma de şlefuire 20 g abraziv în cazul epruvetelor cu latura de 70 mm, respectiv 40 g în cazul celor cu latura de 100 mm. Se introduce epruveta în dispozitivul de fixare şi se pune aparatul în mişcare. După fiecare 22 rotaţii aparatul se opreşte automat, se scoate epruveta şi se curăţă cu o perie de aspră, după care se curăţă platforma de şlefuire de abrazivul uzat. Se împrăştie o nouă cantitate de abraziv şi se introduce epruveta în aceeaşi poziţie, repetându-se operaţiile până la executarea unui număr de 5 x 22 = 110 rotaţii. Apoi se cântăreşte epruveta cu precizia de 0,1 g şi se introduce din nou în aparat într-o poziţie rotită cu 90° şi se repetă operaţiile de mai sus,


73

rotind epruveta de încă două ori cu 90°. După efectuarea celor 4 x 110 = 440 rotaţii epruveta se cântăreşte iarăşi, cu aceeaşi precizie.

Figura 3-24. Aparat sistem Bohme

pentru determinarea rezistenţei la uzură a betonului

1. Platforma de şlefuire; 2. Sistem de oprire automată; 3. Pârghie; 4. Dispozitiv reglabil de prindere a epruvetelor.

Se măsoară grosimea epruvetei cu un comparator cu precizia de 0,01 mm, înainte şi

după fiecare 110 rotaţii ale platformei de şlefuire măsurătoarea efectuându-se în nouă puncte dispuse ca în figura 3-24.

În funcţie de modul de exprimare (prin pierderea de masă, de grosime sau de volum) uzura betonului se stabileşte cu una din următoarele relaţii:

o

fo

Amm

U−

=1 [3.17]

fo llU −=2 [3.18]

ap

fo mmU

ρ−

=3 [3.19]

unde: mo, mf - masa iniţială, respectiv finală a epruvetei (g); Ao - aria epruvetei pe care se produce uzura (cm2); lo, lf - grosimea medie iniţială, respectiv finală (mm);

apρ - densitatea aparentă a epruvetei. Rezultatul determinării reprezintă media valorilor obţinute la încercarea celor 3

epruvete.

3.2.4.7. FACTORI GENERALI CARE INFLUENŢEAZĂ REZISTENŢA BETONULUI

Rezistenţa betonului este influenţată de calitatea componenţilor săi, de proporţiile lor, de calitatea aderenţei dintre matrice şi agregat, de modul şi condiţiile de punere în lucrare şi întărire, de viteza de încercarea a epruvetelor etc. (tabel 3-9).

Tabel 3-9. Factori care influenţează rezistenţa betonului

Componenţii betonului Compoziţia betonului

Factori de producţie

şi transport

Condiţii punere în lucrare şi întărire

Condiţii de mediu şi de expunere

Agregate Ciment Aditivi Clasa betonului

Timp malaxare

Tehnologia punerii în lucrare

Fizici

Calitatea agregatelor

Calitate ciment

Tip aditiv

Raportul A/C

Metodă malaxare

Procedeul de compactare

Climatici


74

Concentraţii ale substanţelor chimice

Tip ciment

Dozaj aditiv

Dozaj ciment Mijloc de transport

Metode de protecţie după turnare

Chimici agresivi

Caracteristicile suprafeţei agregatului

Dozaj de ciment

Cantitate de apă

Procedeul accelerării termice

Compoziţia chimică a agregatului

Compoziţia mineralogică

Grad de permeabilitate

Granulozitatea şi mărimea agregatelor

Fineţea de măcinare a cimentului

Grad de gelivitate

Modulul de elasticitate

Adaoşi

Umiditatea agregatului

Nivelul de hidratare

Porozitatea agregatului

3.2.5. CONDUCTIVITATEA TERMICĂ

Conductivitatea termică depinde de densitatea aparentă a betonului, natura agregatului, porozitatea betonului şi umiditatea betonului (λ=0,35…0,8 - beton uşor şi 1,0…3,5 - beton greu W / m oK).

( )τδλ

21 TTSQ−

= (W / m oK) [3.20]

unde: Q - cantitatea de căldură transmisă de materialul de grosime δ cu diferenţa de temperatură între cele două feţe (T1 –T2), în timpul τ.

Conductivitatea termică caracterizează capacitatea betonului de a transmite prin masa

sa un flux termic ca rezultat al unei diferenţe de temperatură existente între feţele materialului. (Simion Al, 1997).

3.2.6. DEFORMAŢIA BETONULUI

Deformaţia betonului reprezintă modificarea de volum a betonului la preparare, în timpul prizei şi întăririi, chiar şi după întărire datorită fenomenelor fizico-chimice, care acţionează asupra acestuia cu diferite intensităţi (umiditate, temperatură, presiune, acţiuni exterioare etc). (Ivanov I., Căpăţână Al., 1995) Principalele modificări de volum produse asupra betonului sunt: contracţia, umflarea, dilatarea, deformaţiile elastice, vâsco-plastice, elasto-vâsco plastice.

3.2.6.1. CONTRACŢIA LA USCARE ŞI UMFLAREA LA REUMEZIRE

Contracţia la uscare şi umflarea la reumezire reprezintă fenomene datorate variaţiei de volum şi absenţei, respectiv prezenţei apei în amestec.

Contracţia betonului (STAS 2833-80) reprezintă micşorarea volumului acestuia la întărire în aer, datorită pierderii prin evaporare apei liberă din porii capilari şi geluri şi a ruperii scheletului cristalin a pietrei de ciment (în fazele iniţiale ale întăririi). Datorită acestui


75

fenomen de deshidratare, gelurile se contractă, generând tensiuni interioare în masa betonului care conduc la formarea microfisurilor. Perioada critică în care apare fenomenul accentuat de contracţie este după câteva ore de la turnarea betonului, perioadă în care trebuie luate toate măsurile necesare pentru protecţia suprafeţei acestuia împotriva evaporării a apei din amestec. Acest fenomen accentuează contracţia la uscare, dând naştere unui sistem de defecte în structura betonului.

Prin tratarea şi protecţia suprafeţelor betonului se controlează pierderile de umiditate din beton după ce a fost pus în lucrare, fără a modifica natura fazelor care se formează prin hidratare-hidroliză a cimentului. Conservarea umidităţii, pe o anumită perioadă de timp după turnare (durata de tratare), contribuie la micşorarea contracţiei betonului la uscare, creşterea rezistenţele mecanice, creşterea aderenţei betonului la armătură, micşorarea permeabilităţii. (Popa R., Teodorescu M., 1984)

Prin conservarea unui grad ridicat de umiditate pe o anumit interval de timp, după turnare, producerea contracţiei betonului se întârzie şi se diminuează, dar nu se elimină.

Contracţia betonului creşte logaritmic în timp, atingând pentru betoane obişnuite valori de 0,2…0,4 mm/m după un an de la preparare Un alt element important, de menţionat, este faptul că agregatele joacă un rol important în micşorarea contracţiilor la uscare deoarece formează un schelet rigid care împiedică micşorarea excesivă de volum. Contracţia betonului se determină prin măsurarea distanţelor între repere fixate pe epruvete prismatice, păstrate la temperatură şi umiditate constantă. Contracţia betonului la o vârstă oarecare t, se calculează cu relaţia:

)/(0

0 mmmL

tc

δδε

−= [3.21]

unde: εc - contracţia betonului; δo - distanţa între repere la 7 zile (mm); δt - distanţa pe microprocesor la timpul t (mm); Lo - distanţa între reperele epruvetei (mm).

Umflarea betonului reprezintă creşterea volumului acestuia în timpul prizei şi al întăririi betonului. Umezirea, pe un interval de timp lung sau imersarea permanentă în apă, determină mărirea umidităţii masei de beton şi implicit umflarea betonului. Fenomenul este invers contracţiei şi se explică prin faptul că gelurile, prin îmbătrânire, îşi modifică parţial structura, astfel încât la umflare nu mai poate pătrunde aceeaşi cantitate de apă pe care a pierdut-o la uscare (gelurile prin peliculele de apă îndepărtează microcristalele unele de altele).

Valorile înregistrate ale umflării fiind cu mult mai mici decât cele ale contracţiei, nereprezentând un pericol al degradării structurii interne a betonului.

3.2.6.2. DILATAREA TERMICĂ

Dilatarea termică (expansiunea termică diferenţiată) reprezintă variaţia dimensiunilor elementului de beton, rezultat al expansiunii termice diferenţiate a componenţilor datorită valorii diferite ale coeficienţilor de dilatare termică ale acestora (piatra de ciment, aer şi agregate din beton). Dilatarea termică al betonului obişnuit este de ordinul 10 -5 oK -1 (iar pentru betonul cu agregate uşoare 0,8 x 10 -5 oK -1 ), fiind de acelaşi ordin de mărime cu al oţelului moale, permiţând înglobarea oţelului în beton sub formă de armături.

ttΔ= αε [3.22]


76

unde: ε - deformaţia longitudinală; αt - coeficient de dilatare termică liniar;

Δt – temperatura.

a

b

c

Figura 3-25. Principalele tipuri de dilatări şi contracţii ale betonului a. Contracţie liberă, b. Expansiune în secţiune, c. Beton fisurat.

Principalele cauze ale degradării fizice a structurii betonului sunt: dilatarea termică diferenţiată a componenţilor betonului, dilatarea termică diferenţiată a elementului în ansamblu şi pierderea apei din beton prin evaporare.


1. Agent R., Dumitrescu D., Postelnicu T., Îndrumător pentru calculul şi alcătuirea elementelor structurale de beton armat. Editura Tehnică, 1992.

2. Bentz D. P., Quenard D. A., Baroghel - Bouny V., Garboczi E. J., Jennings H. M., Modeling drying shrinkage of cement paste and mortar. Part 1. Structural models from nanometers to millimeters. Materials and Structures, 1995, 28, 450-458.


4. Buchaman I., Bob C., Jebelean E., Badea C., Iureş L., Controlul calităţii lianţilor, mortarelor şi betoanelor. Editura Orizonturi Universitare, Timişoara, 2003.

5. Cadar I., Tudor C., Tudor A., Beton armat. Editura Orizonturi Universitare, Timişoara, 1999. 6. Carino N. J., Clifton J. R., Predicting of cracking in reinforced concrete structures. NISTIR

5634. Aprilie 1995. Building and Fire Research Laboratory National Institute of Standards and Technology Gaithersburg, MD 20899-8611 USA.

7. Cărare T., Cartea fierarului betonist. Editura Tehnică, 1986. 8. Crăciunescu L., Popa E., Materiale de construcţie. Editura ICB, 1981. 9. Crăciunescu L., Popa E., Materiale de construcţie. Editura UTCB, 1995. 10. Dean Y., Mitchell’s Building Series. Materials Technology. Pearson Ltd., Anglia. 1999. 11. Dobre R. C., Chimie şi materiale de construcţii pentru instalaţii. Editura Style, 1998. 12. Ilinoiu G., Durabilitatea betoanelor. Construcţii Civile şi Industriale. Nr. 24 / X, 2001. 13. Ilinoiu G., Calitatea betoanelor. Studiul asupra normativului NE 012-1999. Nr. 2, Buletin

AICPS (2001), pag. 37-43; 14. Ilinoiu G., Permeabilitate betoanelor. Construcţii Civile şi Industriale. Nr. 26 / II, 2002. 15. Ilinoiu G., Gelivitatea betonului. Construcţii Civile şi Industriale Anul IV, Nr. 33 August

2002, pag. 18-21. 16. Ilinoiu G., Deteriorarea prin îngheţ-dezgheţ a betoanelor - Fenomene Specifice şi Principalii

Factori care contribuie la îmbunătăţirea comportării pe timp friguros. Al XIV-lea Congres Naţional AICPS, 14 Mai 2004, Sala Palatului, Bucureşti, ISSN 1454 - 928X.


77

17. Ilinoiu G., Permeabilitatea betonului - Fenomene Specifice şi Optimizarea Proiectării Tehnologice a Compoziţiei Betonului. Al XV-lea Congres Naţional AICPS, 14 Mai 2004, Sala Palatului, Bucureşti, ISSN 1454-928X.

18. Ionescu I, Ispas T., Proprietăţile şi tehnologia betoanelor. Editura tehnică 1997. 19. Ivanov I., Căpăţână Al., Lexicon de materiale tehnologice pentru industrie şi construcţii.

Editura Tehnică, 1995. 20. Franco R. J., Concrete mix and member design considerations. To limit the effects of drying

shrinkage. Structure. National Council of Structural Engineers Associations. pag. 46-49. 21. Lucaci Gh., Costescu I., Belc Fl., Construcţia drumurilor. Editura Tehnică, 2000. 22. Martys N., Ferraris C. F., Sorption of water in mortar and concrete. Materials for the New

Millennium Conference. Proceedings of the 4 th Materials Engineering Conference, Washington DC. Nov. 10-14, 1996.

23. Phan L. T., Carino N. J., Mechanical properties of high-strength concrete at elevated temperatures. NISTIR 6726. March 2001, Building and Fire Research Laboratory National Institute of Standards and Technology Gaithersburg, MD 20899-8611 USA.

24. Popa R., Teodorescu M., Tehnologia lucrărilor de construcţii. UTCB, 1984. 25. Simion Al., Materiale de construcţie. Vol. 1. Editura UTCB, 1997. 26. Snyder K. A. , Feng X., Keen B. D., Mason T. 0., Estimating the electrical conductivity of

cement paste pore solutions from OR-, K+ and Na+ concentrations. Cement and Concrete Research, Vol.-33, No.6, 793-798, June 2003.

27. Teodorescu M., Ilinoiu G., Verificări efectuate de către executant în cadrul controlului calităţii betoanelor. Nr. 7, Antreprenorul (2000).

28. Teoreanu I., Moldovan V., Nicolescu L., Durabilitatea betonului. Editura Tehnică 1982. 29. NE 012-99. Cod de practică peru executarea lucrărilor din beton, beton armat şi beton

precomprimat. 30. STAS 1275-88. Încercări pe betoane. Încercări pe betonul întărit. Determinarea rezistenţelor

mecanice; 31. STAS 3518-89. Încercări pe betoane. Determinarea rezistenţei la îngheţ-dezgheţ. 32. STAS 3519-78. Încercări pe betoane. Verificarea impermeabilităţii la apă. 33. STAS 5440-1970. Betoane de ciment. Verificarea reacţiei alcalii agregat. 34. STAS 5479-88. Încercări pe betonului proaspăt. Determinarea conţinutului de aer oclus. 35. Specificaţii tehnice - Flexcrete, Anglia. 2002.

AMESTECAREA COMPONENŢILOR BETONULUI

78

CAPITOLUL 4. AMESTECAREA COMPONENŢILOR BETONULUI


Prin procesul de amestecare a betonului trebuie să asigure dispersia uniformă a componenţilor în masa acestuia, deflocularea 9 şi umezirea cimentului, învelirea tuturor granulelor de agregat cu pastă de ciment, precum şi obţinerea unei lucrabilităţi constante prin antrenarea componenţilor betonului în ansamblu, cât şi unii faţă de alţii. Acest proces are ca scop final realizarea integrală a condiţiilor de calitate impuse amestecului proaspăt, iar prin acesta crearea condiţiilor optime pentru obţinerea proprietăţilor fizico – chimico - mecanice impuse ale betonului întărit. (Popa R., Teodorescu M., 1984; Popa R., Popa E., 1986; Ionescu I., Ispas T., 1997; Neville A. M., 2003.) Amestecul este definit ca un sistem policomponent, omogen sau eterogen în orice raport al maselor componenţilor, în orice stare de agregare, în care fiecare component îşi păstrează proprietăţile caracteristice şi poate fi separat de ceilalţi prin metode fizice sau mecanice. Amestecul de beton (conform NE 013-2002) reprezintă cantitatea de beton proaspăt produsă într-un singur ciclu, de către un malaxor discontinuu, sau cantitatea de beton descărcat sub amestec continuu într-un minut. Amestecul de beton proiectat (conform NE 013-2002) reprezintă betonul pentru care beneficiarul specifică performanţele necesare, iar producătorul este responsabil să furnizeze un beton care asigură aceste performanţe şi eventuale caracteristici suplimentare. Amestecul de beton cu compoziţie prescrisă (conform NE 013-2002) reprezintă betonul pentru care beneficiarul specifică materialele componente şi compoziţie amestecului, producătorul fiind responsabil de furnizarea unui beton având compoziţia prescrisă, însă nerăspunzând de performanţele lui. Calitatea amestecului este apreciată după gradul (uniformitatea) dispersiei componenţilor în masa betonului, denumit gradul de omogenitate al betonului, acesta fiind influenţat de următorii factori: proprietăţile componenţilor betonului, corectitudinea dozării componenţilor (în limitele toleranţelor admise), tipul malaxorului, ordine introducerii materialelor în malaxor, timpul de amestecare, corectitudinea preparării tuturor şarjelor de aceiaşi clasă de rezistenţă, buna funcţionare a maşinilor de amestecat şi modul şi durata descărcării amestecului etc.

9 dispersarea complexă a particulelor de ciment în timpul înglobării şi amestecării betonului


79

4.2. METODE DE DETERMINARE A OMOGENITĂŢII BETONULUI

Modelarea statistică a proprietăţilor betonului este calea cea mai sigură de interpretare a rezultatelor încercărilor experimentale, pentru a se stabili criterii de calitate şi control a omogenităţii betonului. Între variaţiile rezultatelor determinărilor şi variabilitatea proprietăţilor betonului, respectiv a rezistenţelor existând concordanţă. Principalele metode de determinare a omogenităţii betonului sunt:

a. aprecierea unor proprietăţi ale betonului în stare proaspătă (consistenţa, coeziunea, stabilitatea, segregarea, tendinţa de separare a apei etc.) sau în stare întărită (rezistenţa la compresiune, întindere, impermeabilitate, gelivitate, contracţie la uscare etc.);

b. evaluarea dispersiei în amestec a componenţilor betonului (ciment, apă, agregat şi

aer inclus).

4.2.1. EVALUAREA OMOGENITĂŢII PRIN APRECIEREA UNOR PROPRIETĂŢI ALE BETONULUI ÎN STARE ÎNTĂRITĂ, PRECUM REZISTENŢA LA

COMPRESIUNE

Conform C 140-1986, NE 012-99 şi NE 013-2002 determinarea omogenităţii se realizează în funcţie de valorile exprimate în N/mm2 ale abaterii standard (S) şi a rezistenţei medii la compresiune (xn), conform tabel 4-1.

Tabel 4-1. Grad de omogenitate, raportat la abatere şi rezistenţă medie, conform C 140-1986

Grad de omogenitate R

S

I < 0,670 II 0,670…0,975 III > 0,975

unde: S – abaterea standard determinată pentru minimum 15 rezultate înregistrate, într-o perioadă de minimum 3 luni; R – rezistenţa medie.

Tabel 4-2. Grad de omogenitate, raportat la abatere şi rezistenţă medie, conform NE 012-1999

Grad de omogenitate

nxS

I < 0,670 II 0,670…0,975 III > 0,975

unde: S – abaterea standard determinată pentru minimum 16 rezultate înregistrate, într-o perioadă de minimum 3 luni;

xn – rezistenţa medie.


80

Tabel 4-3. Grad de omogenitate, raportat la abatere şi rezistenţă medie, conform NE 013-2002

Grad de omogenitate nx

S

I < 0,670 II 0,670…0,975 III > 0,975

Valoarea medie a rezultatelor (⎯x) este dată de media aritmetică a rezultatelor

individuale xi pentru n încercări: ⎯x = n

xxxx n++++ ...321 = (1/n) ∑=

n

ixi

1 [4.1]

sau, în cazul unei distribuţii a valorilor cu frecvenţe F 1, F 2, F 3…F n:

⎯x = ∑=

n

ix

1 F i [4.2]

sau, pentru o variabilă continuă: ⎯x = ∫+∞

∞−x f(x) dx [4.3]

Abaterea standard Sn corespunzătoare pentru x procese (S 2 pătratul abaterii standard – dispersia) este exprimarea valorică a variabilităţii (dispersiei) în jurul mediei .

( )

1

2

−

−== ∑

nxx

SS nin λλ [4.4]

unde:⎯x n - valoarea medie a rezistenţelor obţinute a n eşantioane; n - numărul total de probe;

S - abaterea standard a unui eşantion; Sn - abaterea standard, se determină pentru un număr minim de 16 rezultate

înregistrate într-o perioadă de maximum 3 luni; λ - coeficient funcţie de numărul de probe (rezultate) analizate. (Tabel 4-4) Tabel 4-4. Valorile λ funcţie de numărul de probe n, conform NE 012-1999

n 16 17 18 19 20 22 24 26 27 ≥30 λ 1,14 1,125 1,11 1,095 1,08 1,06 1,04 1,02 1,01 1,00

pentru valori corectate, în locul lui n sa ia n - 1 (corecţia Bessel) corecţie care se poate neglija pentru n > 30. Pentru uşurinţa calculului se foloseşte expresia:

2

222

212 ...

xn

xxxS n −

+++= [4.5]

Coeficientul de variaţie cv reprezintă raportul dintre abaterea standard şi valoarea

medie a variabilei cercetate experimental: cv = (S / ⎯x ) [4.6]

Cu ajutorul coeficientului de variaţie se poate stabili care este valoarea minimă care poate apărea cu o anumită probabilitate pentru cantitatea de beton din care s-au luat probele; această valoare este corespunzătoare unei anumite probabilităţi. Se ia în considerare probabilitatea de 90%, ceea ce înseamnă că 90% din rezistenţele betonului examinat au o valoare mai mare sau egală cu rezistenţa caracteristică, iar în restul de 10%, denumit risc pot apărea rezistenţe mai mici decât rezistenţa caracteristică. Dar numai în situaţia în care aceste rezultate se află în afara intervalului de valori NN XX 2± (N/mm2).


81

Pe plan mondial, se consideră valoarea coeficientului de variaţie ca fiind corespunzătoare dacă se încadrează între maximum 6% şi 8 %, funcţie de lucrabilitatea betonului şi tipul de malaxor folosit .

4.3. METODE DE MALAXARE

Amestecarea mecanică a componenţilor betonului se realizează cu ajutorul unui organ (sistem) de malaxare care se roteşte în jurul unui ax vertical sau orizontal, fiind antrenat de către un motor independent electric sau pe bază de benzină. Aceste maşini destinate preparării amestecurilor se numesc malaxoare, fiind cunoscute şi sub denumirea de betoniere. Termenul de betonieră tinde a se folosi, mai ales, pentru maşini cu amestecare prin cădere liberă, iar pentru maşinile cu amestecare forţată, cel de malaxoare. Malaxoarele pot fi clasificate după trei criterii (Popa R., Popa E, 1986 ):

• continuitatea procesului de amestecare: malaxoare cu acţiune ciclică sau continuă; • înclinarea axei cuvei: malaxoare cu ax vertical sau orizontal; • metoda de amestecare: malaxoare cu amestecare prin cădere liberă (gravitaţionale),

malaxoare cu amestecare forţată, malaxoare vibratoare, malaxoare cu amestecare combinată şi malaxoare turbulente.

Alegerea metodei de malaxare a betonului (mortarului) depinde de condiţiile specifice precum: energia disponibilă, compoziţia betonului (dozaj de ciment, raport A/C, granulozitatea agregatelor, forma granulelor, textura suprafeţei, conţinut de parte fină, lucrabilitatea betonului etc.), performanţele cerute dar şi de volumul de material necesar raportat la unitatea de timp. Figura 4-1. Malaxor cu ax orizontal. Schemă

flux amestecare componenţi Sursă: Elba - Werk, 2001

4.4. MALAXOARE CU AMESTECARE PRIN CĂDERE LIBERĂ (GRAVITAŢIONALE)

Capacităţile uzuale ale malaxoarelor variază între 0,10 la 3 m3, având productivitatea cuprinsă între 1,2…2,4 m3 / h care însemnă aproximativ 12 şarje/oră. Un malaxor cu amestecare prin cădere liberă are ca organ de lucru toba cu palete care se roteşte în jurul unui ax antrenat de către un motor independent.

Paletele tobei, care au o anumită înclinare faţă de ax, sunt ataşate de suprafaţa interioară a tobei, în scopul ridicării componenţilor în timpul rotirii, antrenându-i într-o mişcare de ridicare, alunecare şi cădere liberă. Repetarea acestor mişcări, precum şi frecarea dintre particule conduce la amestecarea componenţilor. Viteza optimă de amestecare a betonului se va stabili numai pe baza unor încercări preliminari, luând în considerare şi experienţa fiecărui producător pentru a se realiza calitatea impusă a betonului.


82

Figura 4-2. Malaxoare cu amestecare prin cădere liberă (gravitaţionale)

Sursă: Popa R., Teodorescu M., 1984; WINGET, 2001

1. Toba malaxorului, 2. Palete, 3. Role de antrenare şi susţinere a tobei, 4. Componenţii betonului, 5. Ridicarea componenţilor.

După construcţia tobei şi modul de descărcare a betonului, malaxoarele cu amestecare prin cădere liberă se pot clasifica după cum urmează: malaxoare basculante, malaxoare nebasculante cilindrice, malaxoare nebasculante reversibile şi malaxoare dublu tronconice.

Figura 4-3. Schemă generală malaxor

gravitaţional; nebasculant, basculant, reversibil

Sursă: Ferraris C.F., 2001.

Figura 4-4. Malaxor

nebasculant Sursă: Ferraris C F., 2001.


83

Figura 4-5. Faze

principale de lucru – malaxor basculant

Sursă: Ferraris C.F., 2001.

Introducerea componenţilor se realizează pe la partea superioară, iar descărcarea, în funcţie de model, prin schimbarea sensului de rotaţie a tobei (malaxoare nebasculante reversibile), prin bascularea tobei (malaxoare basculante sub formă de pară) sau cu ajutorul unui jgheab (malaxoare nebasculante cilindrice şi reversibile). Dintre modelele menţionate, malaxoarele basculante sunt cele mai folosite deoarece realizează descărcarea mult mai repede, evitându-se segregarea betonul, precum şi datorită faptului că se întreţin mai uşor.

4.5. MALAXOARE CU AMESTECARE FORŢATĂ

Capacitatea malaxoarelor variază între 0,20 la 3,0 m3. Dar în cazul unor lucrări de anvergură se pot folosi şi malaxoare cu capacităţi cuprinse între 1,5…6 m3. Amestecarea componenţilor betonului se realizează datorită mişcării relative dintre amestec şi palete. De regulă, toba este fixă în timp ce paletele sunt mobile (rotitoare), dar există şi modele cu tobă şi palete rotitoare sau cu stele de palete, care oferă avantajul unei durate totale de amestecare mult mai scurte (aproximativ 30 sec.). Figura 4-6 Malaxoare cu amestecare forţată în echicurent Sursă: Popa R., Teodorescu M., 1984; ; Ferraris C.F.., 2001; Ilinoiu G, 2004.

Figura 4-7. Malaxoare cu amestecare forţată în contracurent Sursă: Popa R., Teodorescu M, 1984; Andres C. K., 2004; Ilinoiu G., 2004; Ferraris C. F., 2001.


84

4.6. CAPACITATEA MALAXOARELOR

Capacitatea malaxorului este o caracteristică tehnică dată de fabricaţie, exprimată în funcţie de cantitatea de beton produsă în unitatea de timp.

Capacitatea malaxorului variază în funcţie de: • capacitatea volumetrică a malaxorului; • înclinarea axei cuvei; • volumul util maxim al componenţilor introduşi în tobă; • tipul betonului preparat.

Ţinând seama de aceşti factori, capacitatea utilă a unui malaxor variază între 0,3…0,8 din capacitatea cuvei.

4.7. DURATA DE AMESTECARE A BETONULUI

Durata de amestecare a betonului este durata necesară pentru obţinerea unui amestec omogen de beton, ea fiind considerată ca începând din momentul introducerii ultimului component al betonului în toba malaxorului şi sfârşind odată cu începerea golirii cuvei. Procesul cuprinde ca durate intermediare:

• durata de încărcare a componenţilor în tobă; • durata de amestecare a componenţilor; • durata de descărcare a tobei malaxorului; • durata de reglare a comenzilor şi a efectuării acţionărilor. Durata de amestecare a componenţilor va fi de cel puţin 45 sec., de la introducerea

ultimului component, dar se va corecta după caz, în funcţie de: • viteza de rotaţie a malaxorului; • cantitatea de apă de amestecare; • gradul de umplere a cuvei; • utilizarea de aditivi sau adaosuri; • utilizarea de agregate cu granule mai mari de 31 mm sau agregate concasate; • prepararea de betoane cu lucrabilitate redusă; • prepararea de betoane pe timp friguros.

Figura 4-8. Diagramă timp de amestecare Durata de încărcare a componenţilor în tobă depinde de schema tehnologică de funcţionare, de gradul dotării tehnice şi de capacitatea malaxorului. Uzual, timpul necesar încărcării cuvei este cuprins între 10…30 sec. variind in funcţie de tipul şi capacitatea malaxorului.


85

Durata optimă de amestecare a betonului este timpul minim necesar realizării unei omogenităţi corespunzătoare calităţi impuse pentru betonul preparat. Durata de descărcare a betonului din toba malaxorului trebuie luată în considerare deoarece ea influenţează productivitatea, cât şi calitatea betoanelor preparate. Uzual timpul necesar golirii cuvei este cuprins între 20…40 sec., variind în funcţie de: tipul şi capacitatea malaxorului, de lucrabilitatea betonului şi de conţinutul de părţi fine. În cazul malaxoarelor cu amestecare forţată, timpul de golire este foarte scurt deoarece golirea este accentuată de sistemul de palete care se rotesc, precum şi de numărul mai mare a trapelor de descărcare a cuvei. Durata de reglare a comenzilor şi a efectuării acţionărilor este timpul minim necesar operatorului pentru a declanşa operaţia respectivă şi a primi răspunsul din partea malaxorului, a instalaţilor şi a sistemelor de acţionare. De obicei, timpul necesar reglării comenzilor şi a efectuării acţionărilor, la un ciclu al malaxorului, este cuprins între 10…35 sec., la un ciclu al malaxorului Durata totală de amestecare necesară efectuări unui ciclu complet pentru prepararea betonului este de aproximativ 120 ….200 sec. Durata totală de amestecare trebuind eficientizată economic, ţinându-se cont de productivitate, consumul de energie şi de factorul de calitate. Ea se stabileşte numai pe baza unor încercări preliminari, luând în considerare şi experienţa fiecărui producător, precum şi utilajele şi materialele de care dispune acesta. Nerespectarea duratelor optime de amestecare poate conduce la obţinerea unui amestec neomogen, segregat şi neeconomic, datorită consumului suplimentar de energie a malaxorului. (Popa R., Popa E, 1986 )

4.8. PRODUCTIVITATEA MALAXOARELOR

Productivitate malaxoarelor variază în funcţie de următorii factori principali (Popa R., Popa E, 1986 ):

• capacitatea tobei malaxorului; • aprovizionarea constantă cu materiale de bază; • durata unui ciclu de amestecare a componenţilor; • experienţa personalului; • gradul de automatizare etc.

Productivitatea orară se poate stabili folosind următoarea formulă:

)/(1000

3 hmkntq

p ooom

o = [4.7]

unde: q m - reprezintă capacitatea malaxorului exprimată în litri; t o - reprezintă durata de funcţionare a malaxorului (1 m oră); n o - reprezintă numărul de cicluri pe oră a malaxorului; k o - reprezintă coeficientul de obţinere a betonului.

4.9. CARACTERISTICILE MALAXOARELOR

Caracteristicile principale ale malaxoarelor trebuind să fie: fiabilitate mare, durabilitate, grad de precizie ridicat, uşor de întreţinut şi verificat. Principale verificări care se realizează asupra malaxoarelor sunt: capacitatea utilă, starea paletelor (stare tehnică, amplasare, abateri dimensional etc.) şi buna funcţionare a sistemelor de descărcare a betonului.


86

4.10. CONCLUZII

Deşi metodele de amestecare mecanică asigură rezultate bune, nu trebuie neglijate dezavantajele care apar:

• posibilitatea depăşirii toleranţelor dozajelor admise ale componenţilor introduşi în tobă (±1% ciment, ±2% agregate şi ±1,5 % pentru apă);

• aglomerarea particulelor de ciment în timpul înglobării şi/sau nedispersarea completă la continuarea amestecării (denumit floculare);

• segregarea fazei dispersate, ca urmare a diferenţelor de densitate a componenţilor; • antrenarea de aer în masa betonului.

Amestecul neomogen este rezultatul strivirii componenţilor între corpul malaxorului şi capul organului de lucru şi se datorează următoarelor cauze:

1. aglomerarea componenţilor betonului între organele de amestecare şi pereţii laterali ai tobei malaxorului;

2. aglomerarea componenţilor betonului între capetele organelor de amestecare şi corpul malaxorului;

3. aglomerarea componenţilor betonului între capetele organelor de amestecare (pereţi laterali) şi corpul malaxorului.


1. Andres C. K., Principles and practices of commercial construction. Pearson Prentice Hall, 2004. 2. Ilinoiu G., Amestecarea mecanică a componenţilor betonului. Construcţii Civile şi Industriale

Anul IV, Martie 2003, Nr. 39 pag. 38-40. 3. Ilinoiu G., Aspecte Privind Amestecarea Mecanică a Componenţilor Betonului. Al XIV-lea

Congres Naţional AICPS, 14 Mai 2004, Sala Palatului, Bucureşti. Nr. 4/2003 – 1/2004. pp. 164-170. ISSN 1454 - 928X;

4. Ilinoiu G., Construction Engineering. Editura ConsPress Bucureşti, 2003. pag. 65-70. 5. Ionescu I, Ispas T., Proprietăţile şi tehnologia betoanelor. Editura Tehnică 1997, pag. 351-352. 6. Ferraris C. F., Concrete Mixing Methods and Concrete Mixers: State of the Art. Journal of

Research of the National Institute of Standards and Technology, Vol. 106, No. 2, 391-399, March-April 2001.

7. Neville A., M., Proprietăţile betonului. Editura Tehnică, 2004. 8. Popa R., Popa E., Tehnologia lucrărilor de construcţii. Prepararea betonului. Editura UTCB,

1986, pag. 62-87. 9. Popa R., Teodorescu M., Tehnologia lucrărilor de construcţii, Editura ICB, 1984. 10. Valeriu L., Analiza procesului de amestecare în malaxoare. Conferinţa Tehnico - Ştiinţifică

Jubiliară. Tehnologii moderne în construcţii. Facultatea de Construcţii. Universitatea Tehnică a Moldovei, Chişinău, Mai 2000, pag. 247-250.

11. WINGET, Fişe tehnice, Anglia, 2001. 12. Elba-Werk, Fişe tehnice. Germania. 2001. 13. NE 012-1999. Cod de practică pentru executarea lucrărilor din beton, beton armat şi beton

precomprimat, (Partea 1 – Beton şi beton armat).

ASIGURAREA CALITĂŢII LUCRĂRILOR DE CONSTRUCŢII

87

CAPITOLUL 5. ASIGURAREA CALITĂŢII LUCRĂRILOR DE CONSTRUCŢII


Realizarea într-un interval de timp relativ mic a unui volum mare de construcţii cu complexitate tehnicã sporită, cu eficienţă economică maximă impune adoptarea de concepţii, metode de proiectare şi de executare moderne care implică necesitatea aplicării unui control eficient a calităţii lucrărilor care poate şi trebuie să cuprindă toate fazele şi aspectele activităţii de construcţii: cercetare – proiectare - executare pe parcurs şi final, inclusiv în perioada de exploatare.

În ramura construcţiilor drept principii şi norme de bază pot fi reţinute următoarele: • îmbunătăţirea continuã a concepţiei de proiectare, a procedeelor de executare, a calităţii

materialelor, introducerea de noi tehnici şi soluţii constructive, precum respectarea riguroasă a normelor de exploatare care constituie o obligaţie de bază pentru toţi cei care concură la realizarea şi exploatarea construcţiilor;

• caracteristicile tehnice de bază şi nivelul calitativ al construcţiilor se stabilesc în mod unitar prin standarde, norme tehnice, caiete de sarcini şi sunt obligatorii pentru toţi cei care participă la proiectarea, executarea şi exploatarea construcţiilor;

• construcţiile trebuie să creeze condiţii normale de muncă şi de viaţă pentru cei ce la folosesc, să răspundă pe deplin scopului pentru care au fost realizate.

În prezent controlul calităţii face parte chiar din procesul de lucru, care permite asigurarea şi verificarea calităţii în timpul procesului de executare. Această nouă orientare tehnologică, denumită controlul calităţii, facilitează asigurarea calităţii de la început, eliminând refacerile de lucrări impuse de controlul de calitate.

Calitatea, conform (SR EN ISO 9000-1/1996; SR ISO 8402), reprezintă ansamblul de caracteristici şi proprietăţi ale unui obiect (entităţi), care îi conferă acestuia aptitudinea de a satisface necesităţile exprimate şi implicite.

Condiţia de calitate este definită ca “totalitatea condiţiilor individuale luate în considerare în cadrul proprietăţii unei entităţi într-o anumită etapă de concretizare” (Hutte, 1995). Controlul calităţii constituie activităţile menite să definească şi să cuantifice conformitatea unui produs. În vederea prevenirii fenomenelor negative legate de deficienţele de calitate, în legislaţia statelor avansate au apărut măsuri concrete pentru instituirea sub diverse forme a unui control organizat al calităţii în domeniul construcţiilor (normative, reglementări, prescripţii tehnice, standarde, legi, decrete etc).


88

Asigurarea calităţii se defineşte (SR EN ISO 9000-1/1996) ca fiind ansamblul activităţilor planificate şi sistematice implementate în cadrul sistemului calităţii pentru furnizarea încrederii corespunzătoare că un obiect (entitate) va satisface condiţiile referitoare la calitate. Asigurarea calităţii implică o permanentă evaluare a exigenţelor de performanţă şi factorilor care influenţează modificări ale nivelelor acestora în timpul exploatării, acţionând pentru eliminarea neconcordanţelor, începând cu depistarea cauzelor. (Popa I., 2002)

Entitatea reprezintă un produs, o activitate, un proces, un serviciu, un program de prelucrare a datelor, un proiect etc., iar proprietatea se referă la totalitatea caracteristicilor şi a valorilor acestora atribuite unei entităţi. Evoluţia în timp a aspectelor legate de calitate a avut un caracter pronunţat crescător în ceea ce priveşte conceptul de definire a elementelor care contribuie la obţinerea unui sistem coerent de asigurare a calităţii, ceea ce a impus adoptarea unor terminologii adecvate, unui limbaj comun tuturor celor care sunt obligaţi prin lege să vegheze asupra calităţii.

Cercetarea stiitificã Proiectarea obiectului

Incercãrile de laborator

Proiectarea procedeelor de realizare

Calitatea intrãrilor în proces

Exigentele controlului pe faze si controlul final

FACTORUL UMAN

Figura 5-1. Spirala creşterii calităţii

Calitatea are un caracter dinamic, manifestându-se atât în sfera realizării obiectelor cât şi în sfera utilizării acestora. Se poate vorbi despre o calitate a producerii obiectelor, a proceselor de transformare şi o calitate a obiectelor realizate, a folosirii acestora în sfera consumului, între producere şi consum creându-se o strânsă interdependenţă; creşterea calităţii procedeelor creează premise pentru creşterea calităţii obiectelor realizate; ia naştere astfel un proces de reproducţie lărgită a calităţii.

La creşterea calităţi obiectelor realizate concură toate sectoarele: cercetare, proiectare,

procedee de realizare, control pe faze şi final, utilizarea, funcţionarea şi consumul, între acestea stabilindu-se nu un ciclu închis, ci o spirală a calităţii (fig. 5-1). Principalele componente ale spiralei creşterii calităţii sunt:

• cercetarea ştiinţifică, acestea constituind fiecare început de ciclu; • proiectarea obiectului; • încercările de laborator şi şantierele experimentale; • proiectarea procedeelor de realizare, cu creşterea parametrilor mijloacelor de

producţie; • calitatea întrărilor în proces, respectiv calitatea materiilor şi materialelor; • exigenţa controlului pe faze şi controlul final; • factorul uman - nu în ultimă instanţă - ridicarea calificării şi a conştiinţei profesionale.


89

5.2. DEFINIREA CALITĂŢII PRODUSULUI ÎN STANDARDELE INTERNAŢIONALE

Prin standardizarea se înţelege reglementarea unitară a producţiei şi a consumului, prin elaborarea şi introducerea în practică a standardelor, promovându-se raţionalizarea şi asigurarea calităţii.

Datorită faptului că progresul tehnic poate avea şi efecte negative, standardele au devenit sursă de încredere pentru utilizarea tehnicii. Astfel, prescripţiile cuprinse în ele oferă o garanţie a evitării eventualelor consecinţe nocive ale tehnicii. De aceea ele au o importanţă deosebită pentru păstrarea datelor şi pentru protecţia consumatorilor, a muncii în scopul evitării accidentelor, a mediului înconjurător etc.

Standardizarea se efectuează la nivel naţional, european şi internaţional. Organizaţia Internaţională pentru Standardizare ISO şi Comisia Internaţională de

Electrotehnică CEI (International Electro Technical Commission) formează împreună sistemul internaţional de standardizare care cuprinde în prezent peste 86 de ţări membre printre care şi România.

Comitetul European pentru Standardizare (CEN) şi Comitetul European pentru Standardizare în Electrotehnică (CENELEC) formează instituţia de standardizare europeană. Membrii ei sunt institute naţionale de standardizare ale ţărilor membre ale Comunităţii Europene şi ale zonei europene de comerţ liber.

Spre deosebire de standardele internaţionale ISO/CEN care pot fi preluate nemodificate (notate la noi în ţară SR ISO sau SR CEI), modificate (notate SR- ) sau parţial modificate (notate SR-EN), standardele europene CEN/CENELEC trebuie preluate integral de către toate ţările membre. Standardele internaţionale ISO 9000 se bazează pe înţelegerea faptului că întreaga activitate este realizată printr-un proces. Fiecare proces are intrări şi ieşiri. Ieşirile reprezintă rezultatele procesului (care pot fi materiale sau nemateriale (fig. 5-2). Procesul fiind în esenţă o transformare care adaugă valoare, care implică persoane sau alte resurse.

PROCES

intrări ieşiri

perturbaţii Figura 5-2. Reprezentarea unui proces

Produsul la rândul lui reprezintă rezultatul dintre activităţi sau procese, putând fi

material sau nematerial. Produsele (conform ISO 9000) se clasifică în produse hardware (componente, subansamble etc.), produse software (programe de calcul, proceduri, informaţii tec.), materiale procesate sau servicii (bănci, asigurări etc.) Cerinţele, reprezintă expresii ale nevoilor exprimate în termeni calitativi sau cantitativi, fiind de tipul:

• cerinţe ale utilizatorului; • cerinţe ale societăţii (legi, reglementări, coduri, specificaţii etc.); • cerinţe ale firmei (referitoare la managementul firmei).

Cerinţele de asigurare a calităţii pot fi: • fără clauze contractuale de asigurare a calităţii - dacă riscul noncalităţii este neglijabil

sau dacă certificarea produsului în conformitate cu standardul recomandat conferă o încredere suficientă;


90

• cu clauze contractuale de asigurare a calităţii – caracteristicile de performanţă ale produsului sunt exprimate prin specificaţii iar alegerea unui model standardizat pentru asigurarea calităţii se realizează în conformitate cu standardele ISO 9000, 9001, 9002, 9003.

Asigurarea calităţii presupune activităţi de conducere, planificare, dirijare şi control a acestuia. Planificarea, mijloacele necesare cât şi modul de asigurare a calităţii formează sistemul de asigurare a calităţii. Evaluarea eficienţei sistemului de asigurare a calităţii sau a elementelor sale printr-o analiză sistematică şi independentă se numeşte auditul calităţii. Conform ISO 9004 “Managementul calităţii şi elemente ale sistemului calităţii” trebuie avut în vedere următoarele elemente pentru implementarea unui sistem de asigurare a calităţii: problemele de management, principiile sistemului asigurării calităţii, auditurile interne ale calităţii, consideraţii asupra economicităţii costurilor cât şi asupra elementelor asigurării calităţii (marketing, proiectare, aprovizionare, pregătirea fabricaţiei, producţie, dovada calităţii, verificare mijloace de măsurare, tratare neconformităţi, măsuri corective, tratare produse şi după vânzare – service, înregistrări calitate, asigurare şi garantare produse, proceduri statistice etc.). Dacă un cumpărător doreşte să câştige încrederea în capacitatea de asigurare a calităţii a societăţii producătoare, el poate solicita un audit al calităţii care să demonstreze principalele elemente de asigurare a calităţii. În acest scop se folosesc standardele SR ISO 9001, 9002, 9003, fiecare dintre ele clarificând unele concepte şi probleme specifice, privind managementul, organizarea activităţii şi asigurarea calităţii în proiectare, producţie, service cât şi pentru inspecţii şi încercări finale.

ISO 9001 prevede condiţiile referitoare la sistemul calităţii aplicabile atunci când trebuie demonstrată capacitatea unui furnizor de a proiecta şi de a livra produse conforme. Condiţiile specificate vizează obţinerea satisfacţiei clienţilor prin prevenirea neconformităţii în toate etapele, de la proiectare până la service.

ISO 9002 prevede condiţiile referitoare la sistemul calităţii aplicabile atunci când trebuie demonstrată capabilitatea unui furnizor de a livra produse conforme cu un proiect stabilit. Condiţiile vizează obţinerea satisfacţiei clienţilor prin prevenirea neconformităţii în toate etapele, de la producţie până la service.

Cu clauze contractuale de asigurare a calităţii Fără clauze contractuale de asigurare a calităţii

ISO 9004

ISO9001

ISO9002

ISO 9003

Criterii ISO 9000 pentru selecţia şi utilizarea unui model de asigurare a calităţii

Figura 5-3. Criterii ISO 9000 pentru selecţia şi utilizarea unui model a calităţii


91

ISO 9003 prevede condiţiile referitoare la sistemul calităţii aplicabile atunci când trebuie demonstrată capabilitatea unui furnizor de a depista orice neconformitate ale produsului şi de a controla modul de tratare a acestora în timpul inspecţiilor şi încercărilor finale.

Standardele ISO conţin recomandări privind asigurarea calităţii. Ele descriu elementele sistemului calităţii şi procedurile de implementare a lor pentru situaţii contractuale, pentru obţinerea unei aprobări sau a unei înregistrări, în scopul certificării sau înregistrării unei oferte.

Procedura se defineşte ca fiind “un mod specificat de efectuare a unei activităţi”. Astfel, o procedură. Scrisă sau documentată conţine de regulă scopul şi domeniul de aplicare a unei activităţi. Este vorba în principiu de un ansamblu de reguli scrise, proprii unei activităţi (organizaţii), unui sector, unui atelier, unei operaţii de fabricaţie sau de inspecţie, unei acţiuni de asigurare a calităţii etc.

Standardul ISO 8402/1995 privitor la “Managementul calităţii şi asigurarea calităţii - Vocabular” clasifică procedurile în: organizatorice - care reprezintă baza generală a sistemului calităţii (ISO 9001, 9002, 9003) şi operaţionale care se referă la activităţile tehnice (instrucţiuni de lucru, metode de control şi de eşantionare. Instrumentele şi tehnicile de bază folosite la îmbunătăţirea calităţii se pot clasifica după cum urmează:

• instrumente pentru date numerice - deciziile luate sunt bazate pe date numerice de tipul diferenţe, tendinţe şi modificări ale datelor numerice care se bazează pe interpretări statistice;

• instrumente pentru date care nu sunt exprimate numeric - datele înregistrate prin intermediul acestor instrumente sunt folositoare în domeniul cercetării, dezvoltării şi managementului. Funcţie de exprimarea datelor înregistrate există o gamă largă de instrumente şi

tehnici precum: (SR ISO 9004-4+A1/1996) • formulare de colectare a datelor, folosite la colectarea sistematică a datelor în scopul

obţinerii unei imagini clare a faptelor; • diagrame de afinitate, folosite în scopul organizării pe grupe a unui număr mare de

idei, opinii sau considerente referitoare la un anumit subiect; • benchmarking, utilizat pentru compararea unui proces sau mai multor procese similare

în scopul identificării posibilităţilor de îmbunătăţire a calităţii; • brainstorming, utilizat pentru identificarea soluţiilor posibile ale problemelor şi a

modalităţilor de îmbunătăţire a calităţii; • diagrama cauză-efect, folosită pentru analizarea şi comunicarea relaţiilor din diagrama

cauză-efect în scopul înlesnirii rezolvării problemelor; • diagrama de flux, folosită pentru descrierea unui proces existent sau pentru proiectarea

unui proces nou; • diagrama arbore, utilizată pentru indicarea relaţiilor dintre subiect şi elementele sale

componente; • fişa de control, folosită pentru evaluarea stabilităţii procesului şi pentru determinarea

momentului în care un proces necesită ajustări; • histograma, folosită pentru reprezentarea grafică a configuraţiei de dispersie a datelor

şi pentru comunicarea vizuală a informaţiilor referitoare la comportarea procesului; • diagrama Pareto, folosită pentru reprezentarea grafică, în ordinea importanţei, a

contribuţiei fiecărei entităţi la efectul total, în scopul clasificării posibilităţilor de îmbunătăţire;


92

• diagrama de dispersie, folosită pentru identificarea şi confirmarea relaţiilor dintre două ansambluri de date asociate, în scopul confirmării relaţiilor anticipate dintre acestea.

Acţiunile corective (stabilite de ISO 9004) reprezintă soluţionarea problemelor legate de calitate şi luarea măsurilor necesare pentru a reduce la minimum posibilităţile de repetare. Aceste măsuri rezultă din audituri şi din raporturi de neconformitate care sunt analizate de conducerea societăţii sau reclamate de client. Aceste măsuri pot necesita măsuri de îmbunătăţire în ceea ce priveşte organizarea, procedurile, calificarea mijloacelor materiale şi umane etc. Acţiunile preventive reprezintă acţiuni întreprinse pentru eliminarea cauzelor unor neconformităţi a defectelor sau a altor situaţii nedorite, dar posibile, în scopul prevenirii apariţiei acestora (ISO 8402). Ele necesită aceleaşi tipuri de măsuri de îmbunătăţire a organizării ca şi acţiunile corective, dar necesită totodată şi o analiză a problemelor potenţiale în raport cu importanţa riscurilor implicate (satisfacerea climatului, fiabilitate, securitate etc.). Acţiunile corective şi preventive trebuie să fie întreprinse în stadiul tratării neconformităţii sau a nesatisfacerii unei cerinţe specificate. De asemenea, aceste acţiuni trebuie să fie urmărite de compartimentul de asigurare a calităţii prin intermediul unor documente corespunzătoare, astfel încât să se asigure implementarea efectivă a acestora.

5.3. EFECTELE UNEI CALITĂŢI DEFICITARE DE REALIZARE A UNEI CONSTRUCŢII

Efectele negative provocate de calitatea deficitară de realizare a unei construcţii pot să conducă la fenomene nedorite, precum:

• punerea în funcţiune cu întârziere a unor obiective; • compromiterea parţială sau integrală a construcţiei datorită unor deficienţe ascunse; • îngreunarea executării proceselor următoare şi mărirea consumului de materiale; • mărirea costului (cheltuieli suplimentare provocate de slaba calitate a materialelor şi a

lucrărilor). Practica activităţii de construcţii arată că principalii factori care influenţează negativ calitatea, sunt (Dumitrescu G., 1996):

• calitatea necorespunzătoare în proiectare ce poate fi provocată de: date incomplete sau inexacte despre obiectul de realizat, ipoteze de calcul incorecte şi combinaţii de ipoteze insuficiente, utilizarea unor metode de calcul incorecte sau insuficiente şi utilizarea unor materiale noi insuficient studiate şi experimentate, etc.;

• calitatea necorespunzătoare a materialelor componente: folosirea unor materiale necorespunzătoare, nerespectarea condiţiilor tehnice, nerespectarea proiectului, folosirea unei forţe de muncă insuficient calificată şi nerespectarea succesiunii proceselor tehnologice, etc.;

• calitatea inferioară a executării, care poate fi provocată de: nerespectarea condiţiilor tehnice stabilite prin proiect şi prin caietul de sarcini şi nerespectarea succesiunii proceselor tehnologice etc.;

• calitatea necorespunzătoare a întreţinerii şi urmăririi în timp. Aceşti factori pot să intervină cu o pondere diferită în funcţie de tipul construcţiei şi de condiţiile specifice de realizare.


93

5.4. ORGANIZAREA GENERALĂ A CONTROLULUI DE CALITATE

Pentru a putea exercita un control eficace trebuie să se elaboreze şi să se folosească sisteme de control capabile să informeze corect şi precis şi să determine corecţiile necesare în timp util. În ultima vreme s-au elaborat tehnologii moderne de executare a controlului care includ echipamente de control automat asigurând astfel calitatea cerută de proiect. Rolul fiecărui factor care participă la realizarea construcţiei: • Beneficiarul - stabileşte un program prin care defineşte obiectivele calităţii şi cere

organizarea controlului calităţii după anumite norme. • Proiectantul - elaborează prescripţii pentru organizarea controlului calităţii specifice

fiecărui caz în parte. • Organele de studii şi cercetări – contribuie la crearea condiţiilor pentru asigurarea

calităţii conform specificaţiilor. • Constructorii şi fabricanţii - organizează asigurarea calităţii conform specificaţiilor

contractuale. • Controlul exterior - este efectuat de o persoană desemnată de beneficiar (diriginte) care

examinează şi avizează modul în care se efectuează controlul interior (efectuat de către proiectant şi executant).

În prezent calitatea se asigură prin realizarea unui control sistematic în toate etapele de realizare a construcţiei. Asigurarea calităţii construcţiilor se poate obţine prin următoarele modalităţi de control: • Controlul în timpul proiectării. Se referă la:

- concepţia generală a structurii; - bazele de calcul; - concordanţele cu principalele cerinţe şi cu condiţiile de executare; - gradul de definire (măsura în care calculele acoperă complet necesităţile); - utilizarea metodelor de calcul relevante; - evitarea discrepanţelor între diferitele părţi ale calculului; - acţiunile luate în considerare; - factorii de siguranţă adoptaţi; - nivelul de siguranţă adoptat; - metodele de proiectare aplicate; - calitatea efectivă a calculelor.

• Controlul preventiv. Se referă la examineze din timp a documentaţiei de proiect pentru a sesizarea eventualelor deficienţe ale acestora: omisiuni, imprecizii, erori care ar putea preveni efectele negative. De asemenea, verificarea materiilor prime, semifabricatelor, fabricatelor, se efectuează conform prevederii documentelor acestora.

• Autocontrolul sau controlul executantului constă în extragerea unui eşantion din lot, verificarea caracteristicilor de calitate ale acestuia şi tragerea concluziilor pentru întreg lotul de produse. Reprezintă cea mai eficientă metodă de control, realizând conştientizarea muncitorilor asupra necesităţii realizării produselor de calitate. Funcţiile operaţionale în autocontrol sunt: controlul operaţiei anterioare, cu admiteri sau respingeri, remedierea defectului anterior, executarea operaţiei curente şi controlul cu decizia de admis – retuş – rebut.

• Controlul (tehnologic) operativ. Se efectuează direct la locul de lucru, efectuat de către şeful de echipă, maistru, şeful de şantier şi face parte din procesul de producţie. La


94

realizarea acestui control se folosesc instrucţiuni tehnice şi caietul de sarcini, instrumente, aparate şi echipamente de măsură şi control.

Se urmăresc următoarele aspecte: - calitatea materialelor, subansamblelor etc. - se apreciază prin examinarea respectării

condiţiilor de fabricaţie prevăzute în standardele, normele şi specificaţiile prevăzute. Prin aceasta urmărindu-se încadrarea în câmpul valorilor admisibile. Depăşirea acestor valorilor limită conduce la respingerea calitativă a materialului sau produsului respectiv.

- calitatea lucrărilor - se apreciază prin prelevări de probe sau încercări nedistructive asupra elementelor de construcţii.

• Controlul intermediar. Se efectuează pentru recepţia unor lucrări care pot sã rămână ascunse prin înglobare sau prin acoperire şi care pot periclita rezistenţa, stabilitatea, durabilitatea sau funcţionalitatea construcţiei sau/şi la terminarea unor faze de lucrări (terasamente, infrastructuri, suprastructuri, finisaje etc.), în cazul în care sunt implicate mai multe societăţi de construcţii.

• Controlul final. Se efectuează după terminarea construcţiei prin recepţia provizorie a lucrărilor şi apoi recepţia finală după circa un an. Se stabilesc defectele lucrărilor care se remediază pe cheltuiala constructorului.

• Controlul în timpul exploatării construcţiei. Urmărirea comportării construcţiei se face pe baza unui program stabilit de proiectant, care va trebui să cuprindă, în principal, următoarele: - documentaţia tehnică (cartea tehnică a construcţiei) care trebuie să conţină prevederi

ale proiectantului privind programele de urmărire curentă şi specială – dacă este cazul; elementele de construcţie care sunt supuse urmăririi şi în care se găsesc aparate de măsură şi control; fenomenele supuse urmăririi; modul de observare al fenomenelor; metodele de măsurare şi analiză; frecvenţa măsurătorilor; modul de înregistrare şi păstrare a datelor; modul de prelucrare şi transmitere a datelor; parametrii care se urmăresc, documentaţia de interpretare a urmăririi; lista prescripţiilor de bază);

- aparatura şi echipamentele necesare. Printre alte tipuri de metode de control se pot menţiona (Iacobescu A., 2003):

• Control integral (denumit şi control bucată cu bucată sau regula celor 4N) constă în controlul caracteristicilor de calitate la fiecare produs în parte (aplicat la producţia de serie mică sau unicate). (Iacobescu A., 2003)

Controlul integral prezintă o serie de neajunsuri, de aceea se mai denumeşte şi regula celor 4N. N1 – neeconomic implică un număr mare de controlori de calitate şi de mijloace de măsurare, volumul de muncă şi timpul necesar acestei realizării acestui control este mare. N2 – neaplicabil în cazurile controlului distructiv. N3 – nefiabil, datorită monotoniei operaţiei de control (puterea de percepere a operatorului este diminuată de oboseală, de rutină şi chiar de plictiseală), conducând în final la acceptarea unor piese neconforme sau respingerea unora corespunzătoare calitativ. N4 – neantrenant pentru executant.

• Controlul prin sondaj empiric constă în extragerea unui eşantion din lot, verificarea caracteristicilor de calitate ale acestuia şi tragerea concluziilor pentru întregul lot de produse (aplicat la producţia de serie sau de masă, unde controlul integral ar fi prea costisitor şi greu de realizat).


95

Metoda nefiind o metodă ştiinţifică bazată pe calcule statistico – matematice şi neavând la bază o analiză aprofundată, are următoarele dezavantaje: nu oferă suficiente informaţii asupra calităţii elementelor studiate în baza cărora să se poată elimina eventualele deficienţe, nu se poate aprecia riscul la care este supus atât producătorul, cât şi beneficiarul şi nu permite luarea deciziilor privind reglajul parametrilor procesului de fabricaţie.

• Controlul statistic al calităţii (control de conformitate sau control de acceptabilitate) este un control prin sondaj, dar implică efectuarea unei analize statistico – matematice, având la bază o analiză aprofundată, asupra stabilităţii procesului de fabricaţie. Se aplică la recepţia loturilor de produse finite sau pe fluxul de fabricaţie. Pe baza studiului statistic realizat, precum şi în funcţie de nivelul înţelegerii dintre furnizor şi beneficiar, se stabileşte un plan de control. În funcţie de mărimea lotului şi de nivelul de calitate stabilit se prelevă, din lotul finit sau direct din fluxul tehnologic, un eşantion care se controlează şi la care se calculează media valorilor măsurate (care oferă informaţii asupra stabilităţii procesului ca precizie). Rezultatele obţinute în urma acestui tip de control se trec în fişa de control.


1. Axinia P., Avram C., Epure L. M., Râmniceanu V., Analize de calitate şi performanţă. Bucureşti, 2002.

2. Dumitrescu G., Asigurarea calităţii în construcţii. Editura UTCB, 1996. 3. Iacobescu A., Tehnologia Materialelor. Editura Academiei Forţelor Terestre. 2003. 4. Ilinoiu G., Aplicarea conceptului de calitate la realizarea lucrărilor de zidărie, beton şi beton

armat. Referat de doctorat, UTCB, Iunie 1998. 5. Ilinoiu G., Contribuţii la implementarea unor tehnologii şi procedee tehnologie moderne pentru

protecţia şi consolidare elementelor de construcţii. Teză de doctorat. UTCB, 2000. 6. Ilinoiu G. Asigurarea şi controlul calităţii lucrărilor de construcţii. Construcţii Civile şi Industriale,

Decembrie 2003. pag. 2-4. 7. Ilinoiu G., Voiculescu D., Asigurarea Calităţii. Tehnică şi Tehnologie. 5-6, 2003. pag. 31-32. 8. Hutte. Manualul Inginerului: Fundamente. Editura Tehnică, Bucureşti, 1998. 9. Juran J. M., Gryna F., Quality planning and analysis. Editura McGraw-Hill Inc., New York 1993,

pag. 1-15. 10. Perigord M., Etapele Calităţi: Demersuri şi Instrumente. Editura Tehnică, Bucureşti, 1997. 11. Popescu V., Pătărniche N., Chesaru E., Calitatea şi siguranţa construcţiilor. Editura Tehnică, 1987. 12. Proceedings of Second International RILEM / CEB Symposium. Ghent June 12-14, 1991. Quality

control of concrete structures. Editura E&FN SPON. Cambridge, Great Britain. pag. 367-374; 439-448.

13. Teodorescu M., Budan C-tin., Tehnologia lucrărilor de întreţinere, reparaţii şi consolidări. Editura UTCB, 1996.

14. Teodorescu M., Budan C-tin., Tehnologia lucrărilor de întreţinere, reparaţii şi consolidări. Fişe tehnologice. Editura UTCB, 1996.

15. Tertea I., Oneţ T., Verificarea calităţii construcţiilor de beton armat şi beton precomprimat. Editura Dacia, Cluj, 1979.

16. Veitas R., Structural Inspections. A time for challenge. Structure, april 2001. pag. 33-36. 17. C 56 - 85. Bul. constr. nr. 1-2 / 1986. Normativ pentru verificarea calităţii şi recepţia lucrărilor de

construcţii şi instalaţii. 18. C 167-1977. Norme privind cuprinsul şi modul de întocmire, completare şi păstrare a cărţii tehnice

a construcţiilor. 19. SR ISO 9004-4+A1/1996. Managementul calităţii şi elemente ale sistemului calităţii. Partea 4.

Ghid pentru îmbunătăţirea calităţii. 20. ISO GUIDE 34/ 1996. Quality System Guidelines for the Production of Reference Materials;


96

21. ISO 8402/ 1994. Quality Management and Quality Assurance – Vocabulary. 22. ISO 9000-1/ 1994. Quality Management and Quality Assurance Standards - PART 1: Guidelines

for Selection and Use. 23. ISO 9000-2/ 1993. Quality Management and Quality Assurance Standards - PART 2: Generic

Guidelines for the Application of ISO 9001, ISO 9002 And ISO 9003. 24. ISO/ FDIS 9000-2. (Final Draft International Standard) Quality Management and Quality

Assurance Standards - PART 2: Generic Guidelines for the Application of ISO 9001, ISO 9002 And ISO 9003 (REVISION OF ISO 9000-2: 1993).

25. ISO 9000-3/ 1991. Quality Management and Quality Assurance Standards - PART 3: Guidelines for the Application of ISO 9001 To the Development, Supply and Maintenance of Software.

26. ISO 9000-4/ 1993. Quality Management and Quality Assurance Standards - PART 4: Guide to Dependability Program Management.

27. ISO 9001/ 1994. Quality Systems – Model for Quality Assurance in Design, Development, Production, Installation and Servicing.

28. ISO 9002/ 1994. Quality Systems - Model for Quality Assurance in Production, Installation and Servicing.

29. ISO 9003/ 1994. Quality Systems - Model for Quality Assurance in Final Inspection and Test. 30. ISO 9004-1/ 1994. Quality Management and Quality System Elements - PART 1: Guidelines. 31. ISO 9004-2/ 1991. Quality Management and Quality System Elements - PART 2: Guidelines for

Services. 32. ISO 9004-3/ 1993. Quality Management and Quality System Elements - PART 3: Guidelines for

Processed Materials. 33. ISO 9004-4/ 1993. Quality Management and Quality System Elements - PART 4: Guidelines for

Quality Improvement. 34. Legea nr. 10/1995 - Privind calitatea în construcţii. M. Of. 12/1995. 35. HG 261/1994 - Regulament privind conducerea şi asigurarea calităţii în construcţii. 36. HG 766/1997 - Regulament privind urmărirea comportării construcţiilor în exploatare, intervenţii

în timp şi postutilizarea construcţiilor; 37. HG 272/1994 - Regulament privind controlul de stat al calităţii în construcţii. M. Of. 193/1994. 38. HG 273/1994 - Regulament pentru recepţia lucrărilor de construcţii şi a instalaţiilor aferente. 39. HG 399/1995 - Regulament privind elaborarea reglementărilor tehnice în construcţii pentru

componentele sistemului calităţii. M. Of. 131/1995. 40. HG 766/1997 - Regulamente privind calitatea în construcţii. M. Of. 352/1997. 41. COCC: Ghidul şi programul de calcul cadru al responsabilului cu urmărirea în exploatare a

construcţiilor. Redactarea I.. Editura S.C. COCC S.A., Iunie 1998. pag. 7-17; 42. COCC: Ghid pentru programarea controlului calităţii executării lucrărilor pe şantier. Editura S.C.

COCC S.A. 1977. 43. COCC: Metodologie pentru asigurarea cerinţelor de calitate ale construcţiilor pe durata derulării

lucrărilor de construcţii. Editura S.C. COCC S.A. 1977.

CONTROLUL CALITĂŢII LUCRĂRILOR DE CONSTRUCŢII

97

CAPITOLUL 6. CONTROLUL CALITĂŢII LUCRĂRILOR DE CONSTRUCŢII


În situaţia în care cantităţi mari de beton sunt puse în lucrare, în timp relativ scurt trebuie avute în vedere responsabilităţile şi riscurile care converg din aceasta: responsabilitatea producătorului referitor la calitatea betonului (a produsului semifabricat) şi ceea a antreprenorului (constructorului) privitoare la calitatea execuţiei (a produsului finit). În afara responsabilităţilor celor doi factori menţionaţi mai sus, conceptul clasic de evaluare a calităţii betonului este bazat pe rezultatele metodelor de control distructive pe epruvete turnate, întărite şi încercate conform specificaţiilor standardizate. În trecut se accepta rezistenţa epruvetei ca rezistenţă a structurii. Ţinându-se cont de faptul că betonul este un material eterogen, calitatea sa depinde nu numai de constituenţii acestuia şi de omogenitatea lor, dar şi de alţi parametrii cum sunt turnarea, compactarea şi întărirea, care pot varia pe ansamblul unei structuri, ceea ce arată din nou diferenţa dintre structură şi epruvetele standardizate.

Un aspect foarte important privitor la realizarea construcţiilor este conceptul de calitate. Astfel, conform acestui concept, calitatea betonul se determină prin încercări, după 28 de zile, pe epruvete standard, dar este în general recunoscut faptul că aceste epruvete nu oglindesc adevărata calitate a elementelor de construcţii.

În prezent este recunoscut faptul că epruvetele cubice şi cilindrice standard nu reflectă în totalitate adevărata calitate a structurii, doar o “calitate potenţială”. Pentru determinarea calităţii reale fără a degrada o structură/element existent se folosesc metode nedistructive de determinare a calităţii. Studiile şi cercetările recente referitoare la metodele nedistructive pentru determinarea calităţii betonului în lume, arată noua tendinţă de dezvoltarea a acestora. În cele ce urmează s-a încercat să se treacă în revistă principalele tipuri de metode nedistructive de control al calităţii betonului care există în lume şi în România. Controlul calităţii lucrărilor de beton şi beton armat este necesar pentru respectarea şi aplicarea prevederilor din normele şi reglementările specifice, în limitele abaterilor admisibile, respectându-se mai multe etape şi anume:

• permanent pe parcursul executării pentru toate categoriile de lucrări (înainte ca ele se devină lucrări ascunse prin înglobare sau acoperire);

• la terminarea unei faze de lucru, la recepţia preliminară sau finală; • în timpul exploatării.


98

6.2. CLASIFICAREA ÎNCERCĂRILOR PENTRU CONTROLUL NEDISTRUCTIV AL CALITĂŢII BETONULUI

Eficienţa controlului de calitate, în scopul evaluării corecte a caracteristicilor dorite, depinde în mare măsură de alegerea judicioasă a metodei de control. Aceste metode se se pot clasifica în:

• metode semidistructive sau metode parţial distructive, care cauzează mici degradări locale de suprafaţă, putându-se realiza cu mijloace mecanice, termice sau chimice;

• metode nedistructive care permite obţinerea de informaţii cifrice sau de altă natură asupra defectelor, anomaliilor, deformaţiilor geometrice sau a stărilor fizice ale obiectului de controlat (materiale componente, ansambluri etc.), prin mijloace care nu cauzează nici o degradare elementului studiat. Metoda de control adoptată se stabileşte funcţie de o serie de factori precum:

specificul lucrării, volumul lucrărilor de control, accesibilitate, performanţele aparatului, precizia de examinare, caracteristicile materialului şi dimensiunile elementului examinat precum şi gradul de calificare a personalului.

Metodele de control nedistructiv a calităţii permit obţinerea de informaţii cifrice sau de altă natură asupra defectelor, anomaliilor, deformaţiilor geometrice sau stărilor fizice ale elementului studiat prin mijloace care nu alterează aptitudinea de întrebuinţare a acestuia.

Tabel 6-1. Clasificarea a reglementărilor internaţionale privitoare la metode nedistructive de încercare a betonului Sursă: Teodoru G. Y. M., 1991

Metoda Ţara de origine Cod Nr. Anul

Duritate superficială

Austria Belgia Brazilia Bulgaria Canada China Danemarca Germania Marea Britanie Ungaria Internaţional Japonia Mexic Polonia RILEM ROMÂNIA Rusia Spania Suedia USA Venezuela Iugoslavia

ONORM NBN ABNT BDS CSA JGJ DS DIN BS MSZ ISO/DIS ISMS NOM PN NDT C GOST UNE SS ASTM COVENIN JUS

B 3303 B 15-225 18:04.06.001 3816-84 A 23 .2 – 18 C 23-85 423.30 1048 / 2 4408 Part 4 07 - 3318 T 8045 C - 192 B - 06262 3 26-85 22690.1/2 83-307-86 137250 C 805 1609 U. M 1. 041

1983 1971 1981 1984 1990 1985 1984 1976 1971 1982 1983 1958 1986 1974 1984 1985 1977 1986 1986 1979 1980 1982

Acustic prin şoc

Belgia Brazilia Bulgaria Canada China Danemarca Marea Britanie Internaţional

NBN ABNT BDS CSA JGJ DS BS ISO/DIS

B 15-229 18:04.08.001 15013-80 A 23. 2 – 24 C 23-85 423.33 4408 Part 5 8047

1976 1983 1980 1990 1985 1984 1974 1983


99

Mexic Polonia RILEM ROMÂNIA Rusia Spania Suedia USA Venezuela Iugoslavia

NOM PN NDT C GOST UNE SS ASTM COVENIN JUS

C – 275 - 1986 B - 06261 1 222-85 17624 83-308-86 137240 C 597 1681-80 U. M 1 .042

1986 1974 1972 1985 1978 1986 1983 1983 1980 1982

Nedistructiv combinat Suedia ROMÂNIA

SS C

137252 26-85

1984 1985

Smulgere

Canada Danemarca Marea Britanie Internaţional ROMÂNIA Rusia Suedia USA

CSA DS BS ISO/DIS C GOST SS ASTM

A 23 . 2 – 21 C 423.31 1881 Part 207 8046 231-89 226903 137238 C 900

1990 1984 1986 1983 1989 1983 1982

Rupere Marea Britanie Suedia

BS SS

1881 Part 207 137239

1986 1983

Penetrare Canada Marea Britanie Mexic SUA

CSA BS NOM ASTM

A 23 . 2 – 19 C 1881 Part 207 C – 301 - 1986 C 803

1990 1986 1986 1982

Principalele metode de control nedistructiv (STAS 6652/1-82) sunt: acustic, mecanic

sau de duritate superficială, atomic / radiaţii penetrante (electromagnetice sau optice), electric sau electromagnetic, magnetic, termic, substanţe penetrante (lichide sau gaze), optic, unde radio şi metode combinate.

Tabel 6-2. Clasificare a metodelor nedistructive de încercare a betonului funcţie de obiectul de studiat

Metode nedistructive de testare a betonului funcţie de obiectul metodei Sursă: STAS 6652-82 Metode de precizie ridicată

Metoda combinată viteză de propagare-indice de recul

Metoda combinată viteză de propagare-forţă de smulgere

Metoda combinată viteză de propagare-diametrul amprentei

Metoda cu impuls ultrasonic

Aprecierea rezistenţei mecanice

Metode cu caracter informativ

Metodele de recul

Metoda undelor de suprafaţă

Metodele de amprentă

Metoda de penetrare

Metoda prin smulgere

Metoda cu explozie locală

Aprecierea proprietăţilor elasto-dinamice

Metoda de rezonanţă

Metoda prin şoc

Metoda ultrasonice cu impuls


Determinarea poziţiei, acoperirii şi diametrului armăturilor din beton

Metoda radiometrică cu radiaţii gama sau beta

Metoda radiografice cu radiaţii X sau gama

Metoda pachometrului

Determinarea umidităţii betonului proaspăt sau întărit

Metoda absorbţiei microundelor

Metoda capacitivă

Metoda încetinirii neutronilor rapizi

Metoda de rezonanţă magnetică

Metode rezistive


100

Determinarea densităţii aparente a betonului

Metoda radiometrică cu radiaţii gama sau beta bazate pe atenuarea sau retroîmprăştierea radiaţiilor gama sau beta

Determinarea grosimi straturilor de beton degradat sub acţiunea agenţilor fizici sau chimici

Metoda ultrasonică cu impuls

Metoda radiografică cu radiaţii X sau gama

Metoda radiometrică cu radiaţii gama sau beta

Determinarea comportării betoanelor sau mortarelor la acţiuni chimic agresive


Metoda prin şoc


Metoda radiografică bazată pe atenuarea radiaţiilor gama

Metoda radiometrică bazată pe reîmprăştierea radiaţiilor beta

Determinarea comportării la acţiuni fizico-chimice



Defectoscopia betonului

Metoda radiografică cu radiaţii gama sau beta

Metoda radiografică cu radiaţii X sau gama


Metoda carotajului sonic

Metoda radioscopică

Metoda holografică


Tabel 6-3. Metode de control nedistructiv. Clasificare

Metoda de control nedistructiv

Tipul controlului

După caracterul interacţiunii

fenomenului fizic sau substanţei cu obiectul

de controlat

După parametrul informaţional primar

(de exemplu: caracteristica măsurabilă)

După procedeul de obţinere a informaţiei primare

(metoda de evidenţiere a caracterisiticii)

Cu pulberi magnetice Câmpul magnetic coercitiv Prin inducţie

Magnetizaţiei Cu traducto feromagnetic

(ferosondă) Inducţiei remanente

Prin efect Hall Permabilităţii magnetice Magnetografică Intensităţii câmpului

magnetic

Prin efect Barkhausen Magnetomotoare

Magnetic Magnetică

Magnetorezistivă Electrică Potenţailului electric Cu pulberi electrostatice

Triboelectrică Parametrilor electrici Cu scântei electice

Radiaţiei derecombinare Emisiei exoelectrice

Zgomotului

Electric Termoelectrică Capacităţii electrice

Tensiunii de contact Prin transmisie Amplitudinii Cu transformator

Fazei Cu curenţi turbionari

Prin reflexie Frecvenţei

Parametrică


101

Spectrului Frecvenţelor multiple

Prin detecţie Prin transmisie Amplitudinii Bolometrică Fazei Prin reflexie Frecvenţei Cu termistoare

Prin dispersie Timpului de trecere Prin interferneţă

Holografică Cu cristale lichide

Polarizării Cu hărtie termografică Geometrică

Cu straturi termoluminifere Cu elemente fotosensibile

Cu unde radio

Rezonanţei

Spectrului Calorimetrică Pirometrică Prin transmisie Termometrică Cu cristale lichide

Prin refelexie Prin măsurarea căldurii Cu materiale termocrome

Cu hârtie termografică Cu straturi termoluminifere Parametrilor dependenţi de

temperatură Interferometriei optice

Termic

Prin radiaţie proprie

Calorimetrică

Prin transmisie Densităţii fluxului de energie Prin scintilaţie

Prin împăştiere Prin ionizare

Analiza prin activare Spectrului Prin emsie de electroni secundari

Radiaţii caracteristice Radiografică

Cu radiaţii penetrante

Prin emsiei proprie Radioscopică Prin transmisie Amplitudinii Interferometrică

Prin reflexie Prin dispersie fazei Nefelometrică

Prin radiaţie proprie Holografic Timpului de trecere Refractmetrică

Frecvenţei Reflectometrică Polarizării Vizuală

Geometrică

Optic

Cu radiaţie indusă

Spectrului Prin transmisie Amplitudinii Piezoelectrică

Prin reflexie fazei Electromagneticoacustică Microfonciă Rezonanţei Timpului de trecere Cu pulberi

Impedanţei Frecvenţei Oscilaţiilor libere Spectrului

Acustic

Emisiei acustice Cu lichide penetrante

Prin strălucrire (acromatică)

Prin cluoare (cromatică) Prin luminiscenţă

Cu substanţe penetrante Moleculare

Cu gaze penetrante

Prin luminiscenţăşi prin culoare


102

Cu particule filtrante Prin spectrometrei de masă

Cu bule Manometrică Cu halogeni

Cu gaze radioactive Catarometrică

Chimică Prin deformaţii remenate

Acustică Electrică

Cu radiaţii infraroşii

Vizuală

6.3. METODE ACUSTICE

Examinarea cu ultrasunete se bazează pe analiza undelor elastice excitate apărute în elementul studiat şi pe monitorizarea fie a semnalului transmis (denumită tehnica prin transmisie) fie a semnalului reflectat sau de difracţie provenit de la orice suprafaţă sau discontinuitate (denumită tehnica cu impuls reflectat). (STAS 6652/1-82)

Defectoscopia cu ultrasunete presupune utilizarea unor vibraţii mecanice cu frecvenţe superioare frecvenţei sunetelor, cuprinse între 20 KHz şi 20 MHz. O proprietate importantă a lor, utilizată în defectoscopie, este capacitatea de a fi reflectate puternic de suprafeţele de separare dintre două medii cu densităţii diferite. Pentru ca defectele să fie puse în evidenţă este necesar ca dimensiunea lor să fie mai mare decât lungimea de undă a ultrasunetelor folosite. Calitatea materialului se stabileşte folosind scări etalon, ce au indicate numărul maxim de defecte admisibile sau clase de calitate cu mărimi şi frecvenţe de defecte admisibile. Se pot distinge următoarele metode: metoda de vibraţii proprii (rezonanţă), metoda prin şoc, metode elastice cu impuls ultrasonic, metoda carotajului sonic, metoda undelor de suprafaţă şi metoda emisiei acustice.

6.3.1. METODA DE VIBRAŢII PROPRII

Metoda nedistructivă de vibraţii proprii (denumită metoda de rezonanţă) se bazează pe măsurarea frecvenţei proprii de vibraţie a epruvetelor cu ajutorul fenomenului de rezonanţă şi apoi deducerea modulului de elasticitate dinamic Ed. (STAS 6652/1-82; Bălan S, Arcan M., 1965; James Instruments).

Metodele de rezonanţă cu măsurarea frecvenţei proprii se bazează pe punerea în vibrare a unei epruvete de formă prismatică şi pe identificarea frecvenţei proprii de vibrare, cu ajutorul fenomenului de rezonanţă, realizat prin variaţia frecvenţei excitaţiei exterioare până la coincidenţa cu frecvenţa proprie de oscilaţia a epruvetei.

Principiul de funcţionare a aparatului constă în introducerea piesei de examinat într-un fascicul de ultrasunete produs de un vibrator piezoelectric sau magnetostrictiv; varierea frecvenţei acestora până când apare fenomenul de rezonanţa; notarea frecvenţei; varierea în continuare a frecvenţei până la următoarea rezonanţă. Cunoscând cele două frecvenţe succesive, rezultă lungimea parcursă. Dacă această lungime corespunde cu grosimea piesei înseamnă că nu există defecte pe direcţia în care s-au proiectat ultrasunetele.


103

Figura 6-1. Schemă principiu aparat pentru determinarea frecvenţei de rezonanţă 1. Probă de beton, 2. excitator electromagnetic, 3. Receptor, 4. Monitor şi amplificator. Sursă: James Instruments, 2004

Tipurile principale de vibraţii sunt: longitudinale, de încovoiere şi de torsiune. Frecvenţa proprie de vibraţie a unui sistem mecanic depinde de proprietăţile sale

elastice, inerţiale şi constructive. Relaţiile matematice ale acestor interdependenţe sunt:

ρE

lfl 2

1= [6.1]

AEI

lf i ρπ

α2

2= [6.2]

m

pt I

GIl

fρπ

β2= [6.3]

unde: fl – frecvenţa proprie a vibraţiilor longitudinale; fi - frecvenţa proprie a vibraţiilor transversale; f t - frecvenţa proprie a vibraţiilor de torsiune; l - lungimea barei; A- suprafaţa secţiunii transversale a barei; I p – momentul de inerţie al secţiunii transversale al barei; Im – momentul de inerţie curent al barei; α - coeficient al condiţiilor de rezemare la încovoiere;

β - coeficient al condiţiilor de rezemare la torsiune; Ed – modul de elasticitate dinamic; u – deplasare axială; σ - efort axial; t – timp; ε - deformaţie; co – viteza de undă; τ - timpul necesar undei să străbată lungimea barei.


104

dxx

AAAdxx ∂

∂=−⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

∂∂

+σσσσ [6.4]

2

2

tuAdxdx

xA

∂∂

=∂∂ ρσ [6.5]

ştiind că εσ E= şi că xu∂∂

=ε , rezultă următoarea relaţie:

2

2

2

220 t

uxuc

∂∂

=∂∂ [6.6]

unde ρEc =0

frecvenţa proprie a vibraţiilor longitudinale va fi:

ρτE

llc

f l 21

21 0 === [6.7]

în ipoteza în care l, ρ şi f sunt cunoscute, modulul de elasticitate E va fi: 244 flE ρ= [6.8]

În cazul unei grinzi cu laturile a şi b, având masa M, relaţia (6.8) devine:

ablMfE

24= [6.9]

6.3.2. METODA PRIN ŞOC

Metoda prin şoc se bazează pe punerea în vibraţie a unei epruvete, a unui element sau a unei structuri cu ajutorul unui şoc de mică intensitate, şi pe măsurarea perioadei sau frecvenţei proprii de oscilaţie şi eventual a decrementului logaritmic de amortizare a oscilaţiilor epruvetei sau elementului, în vederea determinării calităţii betonului din element. (STAS 6652/1-82) Şocul poate fie exercitat longitudinal, transversal centric sau transversal excentric, obţinându-se frecvenţa proprie longitudinală de încovoiere sau de torsiune a epruvetei ori elementului, sau decrementului corespunzător.

6.3.3. METODE ELASTICE CU IMPULS ULTRASONIC

Metode elastice cu impuls ultrasonic (Whithurst 1967) se bazează pe măsurarea tipului sau vitezei de propagare şi eventual a atenuării impulsurilor ultrasonice în beton (ASTM C 597; C 26-1985; STAS 6652/1-82). Undele transmise fiind afectate de discontinuităţile şi neomogenităţile materialului. Defectul fiind înregistrat printr-o anulare sau atenuare a energiei transmise.

• Metoda tipului sau vitezei de propagare constă în producerea unor impulsuri alcătuite

din oscilaţii neamortizate de frecvenţă relativ joasă (40…150 Hz), ce se aplică betonului cu ajutorul unui palpator – emiţător simultan cu deschiderea bazei de timp şi al căror timp sau viteză de propagare prin beton este determinată cu ajutorul unui palpator - receptor care aplică semnalul recepţionat pentru încheierea bazei de timp.


105

Viteza de propagare longitudinală (Vl) este:

TLVl = (km/s) [6.10]

n

Vl=λ [6.11]

unde: L – distanţa dintre emiţător şi receptor, în linie dreaptă (mm); T – timpul de propagare al impulsurilor în beton (μs); λ - lungimea de undă a ultrasunetului folosit; n – frecvenţa oscilaţiilor utilizate. Într-un mediu tridimensional, relaţia (6.10) devine:

( )( )( )μμρ

μ211

1−+

−=

EVi [6.12]

( )μρ +=

12EVs [6.13]

unde: E – modulul de elasticitate dinamic al materialului; ρ - densitatea materialului; μ - coeficient Poisson.

ρGVt = [6.14]

unde: G – modul de elasticitate la lunecare. • Metoda atenuării impulsurilor ultrasonice.

Se bazează fie pe ridicarea curbei de atenuare a unui impuls ultrasonic reflectat succesiv de feţele opuse ale epruvetei sau elementului de beton fie pe măsurarea amplitudinii semnalului recepţionat la primul său front de undă prin înregistrarea amplificării necesare pentru a aduce semnalul la o amplitudine standard.

Figura 6-2. Schemă principiu aparat

piezoelectric Sursă: James Instruments, 2003.

6.3.4. METODA CAROTAJULUI SONIC

Metoda carotajului sonic (STAS 6652/1-82) se bazează pe glisarea în lungul unor canale circulare umplute cu apă a unor palpatori ultrasonici, cu polarizare radială, rezistenţi la


106

imersie şipe măsurarea timpului de propagare şi eventual a amplitudinii semnalului ultrasonic, după propagarea sa prin beton, între emiţător şi receptor, în vederea determinării calităţii betonului.

6.3.5. METODA UNDELOR DE SUPRAFAŢĂ

Metoda undelor de suprafaţă se bazează pe măsurarea vitezei de fază a undelor de încovoiere excitate în plăci la diverse frecvenţe, în vederea trasării curbei de dispersie corespunzătoare, curbă ce poate fi folosită ulterior la determinarea vitezei undelor de suprafaţă sau grosimii plăcii.

Metoda analizei spectrale a undelor de suprafaţă (SASW Spectral Analysis of Surface Waves) (Heisey 1982 şi Nazarian 1983) este utilizată mai ales la suprafeţe cu o singură faţă vizibilă (pavaje, dale, drumuri etc.) fiind o variantă a metodei impact-ecou. Metoda a fost dezvoltată în scopul determinării proprietăţilor elementelor de construcţii realizate în straturi.

Principiul de funcţionare constă în lovirea suprafeţei şi înregistrarea prin două receptoare, a vitezei undelor de suprafaţă şi a lungimii de undă. Viteze mari corespund unui modul de elasticitate mare, deci a unei calităţi superioare a materialului. Figura 6-3. Schemă principiu SASW

1. Analizor spectral, 2. Ciocan, 3. Receptor 1, 4. Receptor 2. Sursă: Carino, 1994

6.3.6. METODA EMISIEI ACUSTICE

Metoda emisiei acustice se bazează pe măsurarea variaţiei numărului impulsurilor acustice emise de betonul unei epruvete, în unitatea de timp, la diferite trepte de solicitare, ca urmare a degradărilor structurale produse de eforturile din materiale. (STAS 6652/1-82)

6.4. METODE MECANICE SAU DE DURITATE SUPERFICIALE

Metodele mecanice (denumite şi metode de duritate superficială) se bazează pe măsurarea proprietăţilor mecanice ale stratului de suprafaţă a betonului, respectiv a relaţiei existente între duritatea betonului şi rezistenţa sa la compresiune. (STAS 6652/1-82)

Se pot distinge următoarele metode: metoda de recul, metoda de amprentă, metoda de penetrare, metodele de smulgere, metoda prin explozie locală şi metoda prin dezlipire


107

6.4.1. METODA DE RECUL

Metoda de recul este o metodă nedistructivă, bazată pe principiul măsurării reculului, pe care o masă mobilă a aparatului îl suferă în urma impactului normal pe suprafaţa betonului. Aparatul înregistrează indicele de recul liniar sau unghiular (Sclerometru tip N, NR, L, LR, M - recul liniar şi P, PT - recul unghiular). Reculul este folosit ca un indicator al durităţii superficiale a betonului, fiind folosit pentru estimarea rezistenţei betonului. (STAS 6652/1-82)

N

62,5

0

Rc (MPa)

50 14 20 25 30 35 40 45

30,0

Figura 6-4. Curbele de transformare indice de recul

N – rezistenţă la compresiune Rc

Determinarea rezistenţei la compresiune se realizează după o curbă de transformare Rc - N (figura 6-4), care este trasată cu ajutorul relaţiei următoare:

bref

c aNR = [6.15]

unde: Rc- rezistenţa de referinţă a betonului la compresiune; N – indice de recul; a, b – constante funcţie de compoziţia betonului de referinţă utilizat la trasarea curbei polinomiale de transformare.

Principiul de funcţionare a aparatului constă în acţionarea unui sistem de resorturi în

momentul în care un ciocan loveşte, prin intermediul unei tije de percuţie, suprafaţa de beton a elementului de încercat.

Figura 6-6. Fazele principale de funcţionare a aparatului

Sursă: Teodorescu M., 1996; Tertea I, Oneţ T., 1979. James Instruments, 2003.

Figura 6-5. Schema aparatului pentru determinarea rezistentei betonului prin metoda reculului 1. Element de beton, 2. Tijă de percuţie, 3. Tijă de glisare, 4. Carcasă, 5. Ciocan, 6. Resort de recul, 7. Resort de presiune, 8. Scală, 9. Tijă cu reper indicator.


108

Metoda de duritate superficială se recomandă a fi aplicată numai în cazurile în care calitatea betonului de la suprafaţa elementelor de construcţie este asemănătoare cu cea a betonului din profunzime. Este o metodă orientativă, care nu se aplică la betoane cu maturitate mai mică de un an. Conform C 26-1985, domeniul de aplicare al metodei îl constituie controlul pe faze a elementelor de beton, beton armat şi beton precomprimat (decofrare, transport şi manipulare) cu grosimi mici şi mijlocii, cu vârste sub 60 de zile.

Această metodă nu se recomandă a fi aplicată când elementele de încercat se află în: construcţii amplasate în medii agresive la care atacul chimic se produce de la suprafaţă, construcţii sau elemente de construcţie avariate care prezintă defecte interne sau de suprafaţă, betoane cu dozaje de ciment sub 200 kg/m3, elemente la care nu este asigurat accesul direct pe faţa de turnare şi la care nu există posibilitatea înlăturării unui strat de cel puţin 10 mm cu obţinerea unei suprafeţe fără rugozităţi pentru încercare.

6.4.2. METODA DE AMPRENTĂ

Metoda de amprentă este o metodă de duritate superficială, bazată pe măsurarea exactă a dimensiunilor componentei obţinute, respectiv a urmei proporţiei din energia iniţială a elementului mobil (amprentei) pe care o bilă, proiectată cu o anumită forţă, este consumată de suprafaţa elementului de beton încercat în urma ciocnirii de acesta. Elementul mobil de impact se numeşte bilă; datorită acesteia metoda se mai numeşte şi metoda bilei. (STAS 6652/1-82)

Energia de impact poate fi obţinută printr-o mişcare rectilinie sau circulară (pendulară) a bile, iar citirea amprentei se realizează cu ajutorul lupelor micrometrice

4

3 1 5

//////////2

Figura 6-7. Schema aparatului pentru determinarea rezistenţei betonului prin metoda amprentei 1. Carcasă, 2. Terminaţie, 3. Tijă de percuţie, 4. Ciocan, 5. Resort.

Sursă: Teodorescu M., 1996; Bălan S., Arcan M., 1965.

N

85

0

Rc (MPa)

70 40

40

55

Figura 6-8. Curbele de transformare diametru amprentă φ(mm) – rezistenţă la compresiune Rc (MPa)

Determinarea rezistenţei la compresiune se realizează după o curbă de transformare Rc (MPa) - Φ (mm) (fig. 6-8), în care curba a fost trasată cu ajutorul relaţiei următoare:

4−

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

DdCRc [6.16]

unde: Rc- rezistenţa betonului la compresiune (MPa); C – constantă funcţie de rezultatul încercărilor pe cuburi de etalonare; d, D – diametrul amprentei şi al bilei.


109

6.4.3. METODA PRIN PENETRARE

Metoda rezistenţei la penetrare (denumită şi metoda Windsor), dezvoltată în SUA (1966) şi Anglia (Long şi Murray 1984) a adus un aport substanţial la testarea betonului în situ. Această metodă se bazează pe măsurarea adâncimii de penetrare, prin explozia încărcăturii unui cartuş standard, a unui cui de oţel, în suprafaţa de beton de încercat. Interpretarea rezultatelor încercării realizându-se prin corelarea adâncimii de penetrare cu rezistenţa la compresiune a betonului. (Feldmann 1977, Carino 1994) (STAS 6652/1-82)

Încercările efectuate sunt influenţate de mărimea agregatelor care conduc la variaţii ale rezultatelor testării. Avantajul acestei metode este acela că suprafaţa elementului încercat nu trebuie să fie neapărat plană deoarece dimensiunea cuielor este redusă (diametru 6,5 mm şi lungime 8,0 cm) (fig. 6-9). Figura 6-9. Imagine aparatul Windsor Sursă: James Instruments, 2003.

Metoda Hellenică constă în împuşcarea unor tije standard (l = 34 mm, t = 4 mm) în

beton cu ajutorul unui dispozitiv special (Hilti DX 100L). Cuiele sunt trase afară după 10 min., iar forţa de smulgere este măsurată cu ajutorul unui manometru.

6.4.4. METODA PRIN SMULGERE ŞI DEZLIPIRE

Metoda semidistructivă prin smulgere la suprafaţă (Skramtajev 1938) se bazează pe măsurarea forţei necesare pentru desprinderea unui disc metalic, lipit (cu răşină epoxidică) pe suprafaţa betonului, şi interpretarea rezultatelor în vederea determinării rezistenţei betonului. (STAS 6652/1-82)

Sursă: James Instruments, IMEC, INCERC. Legendă: 1. Disc de smulgere, 2. Şurub dublu filetat de cuplaj, 3. Tijă de tracţiune, 4. Cameră de presiune, 5. Picioare de reazăm, 6. Manometru. Figura 6-10. Aparatura de încercare semidistructivă prin smulgere


110

Această metoda măsoară direct rezistenţa la întindere a betonului, bazându-se pe corelaţia dintre rezistenţa la întindere a betonului şi forţa de smulgere a discului metalic.

În funcţie de suprafaţa discului se deduce rezistenţa la întindere directă (prin smulgere) a betonului şi indirect, cu ajutorul unor curbe, tabele sau relaţii de transformare, rezistenţa la compresiune.

Modul de lucru constă în: • lipirea discului (cu diametru de 50 sau 75 mm) cu răşină epoxidică, de suprafaţa

elementului de beton care va fi încercat şi păstrarea 1-2 zile la temperatură de minimum + 15 oC pentru a realiza întărirea corespunzătoare a adezivului.

• poansonarea conturului discului la maximum 5 mm echidistanţă cu adâncimi de cca. 0,5 mm, pe suprafaţa de beton, cu ajutorul unui kerner ascuţit şi unirea tuturor acestor puncte astfel încât să rezulte un şanţ continuu (fără a se disloca agregate din beton).

• prinderea discului prin intermediul unei tije de tracţiune de aparatul extractor (presă) şi tragerea până la smulgere. Forţa de smulgere necesară extragerii piesei înglobate va fi înregistrată de manometrul presei.

Alte abordări, ale aceleiaşi metode a fost dezvoltată în paralel în Danemarca

(Kierkegsard-Hansen 1962), (Teleni 1970), SUA (Richard 1977), Anglia (Chabowski, Bryden-Smith 1980), (Bickley 1982).

a. Procedeul BRE b. Procedeul inel expandabil

Sursă: Carino, 1994 c. Procedeul CAPO d. Procedeul prin smulgere la suprafaţă

Figura 6-11. Exemple de procedee de smulgere prin extracţie a pieselor metalice post-înglobate în beton

Ele bazându-se pe măsurarea forţei axiale sau momentului de torsiune necesare

extracţiei din beton a unor elemente (piesei) pre-înglobate sau post înglobate în beton, precum:


111

1. Metoda fracturării interne a betonului constă în măsurarea indirectă a rezistenţei la întindere a betonului, prin determinarea forţei necesare extragerii unei tije metalice, prevăzute cu inele expandabile. Forţa măsurată de smulgere a tijei care provoacă fracturarea internă a betonului se corelează cu rezistenţa la întindere a betonului. 2. Metoda smulgerii din profunzime este asemănătoare metodei fracturării interne, diferenţa constând în calculare rezistenţei la forfecare prin smulgere şi corelarea ei cu rezistenţa la compresiune a betonului.

Sursă: James Instruments

Metoda semidistructivă prin smulgere se recomandă a fi aplicată numai în cazurile în care calitatea betonului de la suprafaţa elementelor de construcţie este asemănătoare cu cea a betonului din profunzime. Această metoda nu se recomandă a fi aplicată la: construcţii amplasate în medii agresive la care atacul chimic se produce de la suprafaţă, construcţii sau elemente de construcţie avariate care prezintă defecte locale sau degradări structurale ale betonului, elemente de construcţie puternic armate sau cu strat de acoperire cu beton sub 1-3 cm.

6.4.5. EXTRAGERE DE CAROTE

Extragerea de carote se realizează cu ajutorul unui echipament prevăzut cu tuburi de oţel prevăzut cu coroane de diamant industrial; tuburile se rotesc cu cca. 300 rot/min. Extragerea carotelor se face prin avansarea ansamblului tub – carotier - motor de-a lungul glisierei maşinii. Tubul se poate găsi în poziţii înclinate din 15 o in 15 o, astfel încât se poate găsi oricând perpendicular pe suprafaţa betonului de unde se extrage proba (fig. 6-12). (STAS 6652/1-82; C 54-81; James Intruments)

Acest echipament taie epruvete cilindrice denumite "carote", care după o netezire a suprafeţelor de capăt se încearcă prin rupere la presa, pentru determinarea rezistenţei la compresiune.

Figura 6-12.

Dispozitive pentru extras carote

Sursă: James Instruments, 2003; INCERC; ROMTECH


112

6.4.6. METODA RUPERII

Figura 6-13. a. Modulele probelor ataşate de cofraj; b.

Probele BOSS după decofrare

Metoda ruperii (din limba engleză – Broken off specimens by splitting “BOSS”) se aseamănă în principiu cu celelalte metode menţionate până acum, ea fiind folosită pentru evaluarea maturizării betonului (Johansen 1970). Principiul acestei metode constă în ruperea unor probe (cilindrice sau prismatice), care sunt ataşate de elementele de beton armat, ele fiind formate prin turnare în acelaşi timp cu elementul de beton (fig. 6-13). Încercarea probelor BOSS se realizează prin ruperea lor la suprafaţa elementului.

6.5. METODE ATOMICE

Metodele atomice se bazează pe evidenţierea şi analiza densităţi fluxului de energie a radiaţiei după interacţiunea cu elementul studiat cu ajutorul radiaţiilor nucleare (X, β, γ sau fluxuri de neutroni). (STAS 6652/1-82)

Se pot distinge următoarele metode: metoda radiografică folosind radiaţii X sau gama, metoda radiometrică cu radiaţii gama sau beta, metoda cu neutroni rapizi şi metoda de rezonanţă magnetică nucleară. Figura 6-14. Spectrul radiaţiilor

electromagnetice

6.5.1. METODA RADIOGRAFICĂ FOLOSIND RAZE GAMA - GAMAGRAFIERE

Controlul radiografic presupune fotografierea cu ajutorul unor radiaţii de tip special, precum: Röntgen (raze X cu energie a radiaţiei între 20 keV – 10 MeV, lungimi de undă λ= 5 x 10-12 – 1 x 10-8 şi frecvenţă ν = 3 x 1016 – 6 x 1019 Hz), Gama (izotopi radioactivi: Ir 192 şi Co 60 cu λ= 1 x 10-13 – 5 x 10-12 şi ν = 6 x 1019 – 3 x 1021 Hz) sau reacţii nucleare artificiale (neutroni), a imaginii structurale a interiorului unui obiect opac cu grosimi de până la 60 cm.

Controlul radiografic folosind radiaţii electromagnetice (raze gama) se bazează pe iradierea elementelor de beton cu izotopi radioactivi, care furnizează, prin înregistrarea variaţiei distribuţiei intensităţii rezultate (pe plăci sensibile radiografic – filme Röntgen sau pe


113

ecrane fluorescente, a căror sensibilitate este corespunzătoare radiaţiilor utilizate), imagini formate din zone de umbră şi lumină.

Principiul de funcţionare: sursa radioactivă este poziţionată de o parte a elementului studiat, iar de cealaltă parte se poziţionează filmul (placa) fotografic(ă). Străbătând elementul, radiaţiile sunt atenuate inegal în diferite puncte ale acestuia (corespunzător distribuţiei de grosimi şi densităţi), astfel încât valorile intensităţii transmise, va fi diferit funcţie de absorbţia diferenţiată a materialului studiat.

Când pe suprafaţa elementului studiat cade un fascicul paralel de raze, de intensitate Io, experienţa arată că intensitatea I a undei plane suferă o micşorare după legea:

xeII μ−= 0 sau ( ) xII μ=/ln 0 [6.17] Pentru materiale compozite se consideră următoare ecuaţie:

∑=

=1n

iiiCμμ [6.18]

unde: μ - coeficient absorbţie a materialului (cm-1), care depinde de lungimea de undă (λ), densitatea materialului (C) şi de numărul atomic (Z);

x - grosimea elementului străbătut de radiaţie; Io – intensitatea sursei de radiaţie; I – intensitate înregistrată;

Ci – densitatea materialului.

Figura 6-15. Schemă de

funcţionare a aparaturii folosite la gamagrafiere

Sursă: Ilinoiu G., 2003.


114

Axa fasciculului de radiaţii trebuie să fie orientată către centrul zonei elementului studiat, pe o direcţie perpendiculară. Se admite utilizarea unei direcţii oblice în cazul iradierii panoramice (fig. 6-14) sau dacă evidenţierea unor anumite defecte sau forme şi dimensiuni ale elementului necesită o iradiere oblică.

Pentru a realiza o recunoaştere optimă a defectelor intensitatea radiaţiei trebuie corelată cu lungimea de undă, cu grosimea elementului studiat şi cu timpul de transmisie.

Caracteristica distinctivă a acestui metode de control este faptul că oferă precizie fotografică a detaliilor interiorului, de obicei ascuns, ale elementelor de construcţie (±1 mm pentru diametrul barelor de armătură şi ± 1 cm privind poziţia lor).

Cu ajutorul acestor aparate se pot identifica: poziţia, diametrul şi nivelul lor de coroziune al armăturilor, segregări şi zone poroase în beton, fisuri, rosturi de turnare, straturi de beton degradat.

Dezavantajele acestei metode sunt: necesitatea unei anumite durate de timp pentru utilizare şi aplicarea numai pe o zonă restrânsă de control, ceea ce în cazul unor lucrări de anvergură necesită realizarea unui număr mare de filme.

În figura 6-16. (a) se pot observa efectele coroziunii armăturii prin faptul că oxizii rezultaţi au pătruns in beton, deoarece imaginea barei de armătură este difuză. Pata neagră din zona dreaptă a imaginii reprezintă un tub electric (având densitate redusă, o cantitate mai mare de raze este absorbită înnegrind filmul).

Punctele de culoare albă din figura 6-16 (b) reprezintă plăcuţe de plumb, numerotate cu vopsea, care au rolul de identificare a zonei elementului radiografiat în vederea localizării cu uşurinţă a defectelor.

În unele situaţii, precum verificarea zonelor segregate de beton imaginile plane (fotografice) ale elementului studiat sunt îndeajuns. Dar există situaţii, când prelucrarea ulterioară a imaginii prin extrapolare, punct cu punct, cu ajutorul calculatorului, este strict necesară pentru a se realiza reprezentări tridimensionale precise a elementului de beton armat studiat (figura 6-16).

Sursă: Tomografia de Hormigon Armado , 2002


115

Figura 6-16. Gamagrafia unui stâlp din beton armat şi reconstituirea sa tridimensională: a. Imagine

generală a zonei gamagrafiate; b. Detaliu mărit Sursă: Tomografia de Hormigon Armado , 2002

Figura 6-17. Gamagrafia ciocurilor unor bare de armătură


116

Figura 6-18. Gamagrafia unei grinzi din beton armat, fisurate în dreptul reazemului Sursă: Tomografia de Hormigon Armado , 2002

Figura 6-19. Gamagrafia unei stâlp din

beton armat care prezentă zone de segregare

Sursă: Tomografia de Hormigon Armado, 2002


117

6.5.2. METODA RADIOMETRICĂ CU RADIAŢII GAMA SAU BETA

Metoda radiometrică cu radiaţii gama sau beta se bazează pe proprietatea aerului sau armăturilor de a atenua radiaţiile gama sau beta în mod diferit, faţă de beton şi de posibilitatea de a evidenţia această atenuare cu ajutorul detectorului de gaz sau a detectorului cu scintilaţii, conectate la o instalaţie de numărare.

12

3

45

Figura 6-20. Încercarea radiometrică a betonului 1. Container cu izotopi, 2. Colimator, 3. Element de beton, 4. Contor de plumb. 5. Radiometru.

Sursă: Teodorescu M., 1996

6.3.3. METODA CU NEUTRONI RAPIZI

Metoda neutronilor rapizi se bazează pe capacitatea atomilor de hidrogen de a încetini mult mai eficace neutronii rapizi cu care se ciocnesc, decât orice fel de atomi pe care betonul îl conţine şi pe existenţa unor mijloace de detecţie a neutronilor lenţi rezultaţi în urma ciocnirilor cu atomi de hidrogen. Datorită acestui fapt, metoda neutronilor rapizi se foloseşte la determinarea umidităţii betonului. (STAS 6652/1-82)

6.3.4. METODA REZONANŢEI MAGNETICE NUCLEARE

Metoda rezonanţei magnetice nucleare se bazează pe diferenţa dintre momentele magnetice datorită mişcării de precesie a diferitelor nuclee şi pe posibilitatea identificării lor cu ajutorul unui fenomen de rezonanţă dat de interfaţa dintre frecvenţa mişcării de precesie10 şi frecvenţa variabilă a unui câmp electromagnetic exterior. În acest fel apare posibilitatea identificării atomilor de hidrogen existenţi în beton sub formă de apă. (STAS 6652/1-82)

6.4. METODE ELECTRICE ŞI MAGNETICE

Metodele nedistructive electrice şi magnetice se bazează pe măsurarea unor proprietăţi electrice ale betonului sau pe propagarea undelor electromagnetice în beton. Principalul scop fiind analiza interacţiunii unui câmp electromagnetic exterior cu câmpul electromagnetic al curenţilor turbionari induşi de acesta în elementul studiat. (STAS 6652/1-82)

Metodele electrice sau electromagnetice - se bazează pe analiza interacţiunii unui câmp electromagnetic exterior cu câmpul electromagnetic al curenţilor turbionari induşi de acesta în elementul studiat, din această categorie se disting: metoda rezistivă (conductometrică), capacitivă, a absorbţiei microundelor şi inducţiei magnetice (pachometrului) şi metoda curenţilor turbionari. În timp ce metoda magnetică - se bazează pe analiza interacţiunii unui câmp magnetic cu elementul studiat.

10 deplasare lentă a axei de rotaţie a unui corp care se roteşte rapid şi are doar un punct fix (DEX)


118

6.4.1. METODA REZISTIVĂ (A CONDUCTIVITĂŢII)

Metoda rezistivă (denumită şi metoda conductivităţii) se bazează pe variaţia rezistenţei sau conductibilităţii electrice a betonului în curent alternativ sub influenţa modificării umidităţii sale. (STAS 6652/1-82)

6.4.2. METODA CAPACITIVĂ

Metoda capacitivă se bazează pe modificarea constantei dielectrice şi a capacităţii electrice a betonului, datorită variaţiilor de umiditate ale betonului, constanta dielectrică a apei fiind net deosebită de cea a celorlalte materiale. (STAS 6652/1-82)

6.4.3. METODA ABSORBŢIEI MICROUNDELOR (METODA NEUTRONILOR)

Metoda absorbţiei microundelor (denumită şi metoda neutronilor) se bazează pe capacitatea betonului de a atenua în mod diferit undele electromagnetice de foarte înaltă frecvenţă (225 MHz la 100 GHz), în funcţie de umiditatea betonului. (STAS 6652/1-82)

Microundele pot fi folosite în scopul verificării omogenităţii betonului prin dispersia componenţilor în masa lui, a determinării umidităţii, a porozităţii şi conţinutului de aer înglobat, precum şi la măsurarea grosimilor şi planeităţii.

6.4.4. METODA INDUCŢIEI MAGNETICE

Metoda inducţiei magnetice se bazează pe dispersia fluxului magnetic indus în materiale feromagnetice, identificând (STAS 6652/1-82):

• defecte de material (de exemplu: fisuri cu lăţimi de ordinul micronilor). Procedeul se

bazează pe faptul că, în piesa magnetizată, fluxul de linii de forţă magnetică îşi schimbă direcţia acolo unde întâlneşte o fisură sau o incluziune. Marginile fisurii atrag suspensia conţinând particule de pulbere magnetică fină, care a fost în prealabil pulverizarea pe suprafaţa materialului metalic. Particulele fiind atrase de câmpul de dispersie care ia naştere pe defectele de material ale piesei magnetizată în câmp exterior, în acest mod fiind evidenţiate fisurile în piesele metalice.

a. Obiect metalic nemagnetizat b. Obiect metalic magnetizat

c. Câmpul unui dipol electric


119

d. Principii de funcţionare

Cârlig supus defectoscopiei magnetice

Figura 6-21. Defectoscopia magnetică Sursă: American Society for Nondestructive Testing

• poziţia, grosimea stratului de acoperire cu beton şi diametrul armăturilor. Procedeul

constă în perturbarea câmpului magnetic, generat de o bobină, în prezenţa unui element metalic. Evidenţierea perturbaţiei se realizează cu ajutorul unui cuplaj inductiv realizat între primarul şi secundarul unei sonde (galvanometru) şi este proporţională cu mărimea obiectului şi apropierea de traductor. Acest procedeu reprezintă metoda Pachometrului.

1

2

3 4

5

6

7

8 9

Sursă: Tertea, Oneţ 1979, Teodorescu M., 1996, James Instruments, 2003.

Figura 6-22. Schema de funcţionare a Pachometrului 1. Baterie de alimentare, 2. Întrerupător, 3. Oscilator cu curent alternativ, 4. Defazor, 5. Redresor, 6. Galvanometru, 7. Sondă de palpare, 8. Element de beton, 9. Armătură.


120

6.4.5. METODA CURENŢILOR TURBIONARI

Metoda curenţilor turbionari se bazează pe efectul Skin, adică pe concentrarea la suprafaţă a curenţilor electrici turbionari induşi în cazul interacţiunii unui câmp de înaltă frecvenţă cu un material electric conductor. Neomogenităţile de suprafaţă sau zonele structurale cu conductibilitate modificată (de exemplu: fisuri, variaţii de duritate, separări la limite de grăunţi etc.) schimbă comportarea electrică a stratului în care apare efectul Skin, la acţiunea unui câmp generat de o bobină exterioară. (Hutte, 1995; STAS 6652/1-82; Carino, 1997)

a

Figura 6-23. Schema funcţionării aparaturii defectoscopice cu curenţi turbionari: a., b. şi c Câmpul magnetic omogen din interiorul unei bobine cilindrice străbătute de curent şi câmpul de dipol din interiorul acesteia

Sursă: Carino, 1997

b

c


121

6.6. METODE TERMICE

Metodele termice se bazează pe analiza variaţiei câmpurilor termice sau de temperatură, datorate defectelor din obiectul de controlat, din această categorie fac parte (STAS 6652/1-82): metoda radiografică (radiometrică) şi metoda radioscopică (termovizuală).

6.6.1. METODA TERMOGRAFICĂ/ RADIOSCOPICĂ ÎN INFRAROŞU (TERMOVIZIUNII)

Metoda radioscopică (denumită şi metoda termovizuală) constă în întocmirea unei hărţi termice a elementului de examinat, bazându-se pe posibilitatea detectării fluxului de radiaţii infraroşii, ce străbate betonul, prin transformarea lui într-un semnal electric, cu ajutorul unui detector corespunzător şi pe vizualizarea acestui semnal într-un circuit de televiziune cu frecvenţă mare de linii. Prin termografiere se evidenţiază anizotropia structurală a materialului, precum şi cele mai importante defecte specifice.

1 2 3 7

4

5 6

Figura 6-24. Metoda radioscopică 1. Sursă radiaţii, 2. Colimator, 3. Element de beton, 4. Microprocesor, 5. Monitor, 6. Magnetoscop, 7. Receptor.

Sursă: Teodorescu M., 1996

Zona rece

Zona calda

Sursă: Carino, 1994

Metoda termografică în infraroşu este o metodă nedistructivă de control a pierderilor de căldură, a analizării degradărilor şi a defectelor elementelor de construcţii prin măsurare a temperaturii elementelor de construcţii de la distanţă, prin înregistrarea radiaţiilor în IR. (Clemena şi McKeel 1978), (Manning şi Holt 1983), (Carino, 1994) Figura 6-25. Efectul discontinuităţii fluxului termic în materialul

supus controlului a. Flux termic interior spre exterior creează puncte “calde”, b. Flux termic exterior spre interior creează puncte “reci” pe imagini.

Principiul de funcţionare constă în emiterea şi absorbţia energiei (radiaţiei)

electromagnetice de către materiale supuse controlului. Fluxul emis este afectat de proprietăţile izolatoare ale materialului şi de gradul în care suprafaţa materialului radiază energie. Diferenţele de temperatură, sub formă de imagini, sunt înregistrate de câtre aparate foto cu infraroşu speciale, care sunt stocate în calculatoare pentru prelucrare ulterioară. (Georgescu M., Rodan Gh., Georgescu E., 1999), (Boian Fl., Rodan Gh., Georgescu M., Rodan P., 2000, 2001) Imaginile termografice prezintă suprafeţele elementului controlat în care neregularităţile proprietăţilor materialului se traduc în variaţii ale temperaturii, vizualizate prin culori diferite (corespunzătoare unor anumite temperaturi). Scara de culori, variază în plaja, violet – albastru – verde – portocaliu – roşu – galben - alb. Culorile închise ca nuanţă (albastru şi verde) corespund unor temperaturi mai mici, iar cele cu culori deschise corespund unor temperaturi mai ridicate. (Boian Fl., Rodan Gh., Georgescu M., Rodan P., 2000)


122

Anomaliile termice care apar frecvent în cazul structurilor din beton, sunt defecte în structura betonului, şi anume zone de beton poros şi segregat, zone apărute în urma executării necorespunzătoare a lucrărilor (fig 6-26). Metoda termografică în infraroşu semnalează numai anomaliile de suprafaţă şi amplasarea lor, nu poate determina adâncimea şi grosimea acestora, iar rezultatele înregistrate sunt sensibil influenţate de către factorii de mediu (temperatură şi umiditate). Figura 6-26. Detaliu element de beton armat vizualizat

în plaja de culori IR.

6.6.3. METODA RADIOGRAFICĂ CU RADIAŢII INFRAROŞII

Metoda radiografică cu radiaţii infraroşii se bazează pe posibilitatea evidenţierii defectelor ce există în masa elementului de studiat prin măsurarea fluxului prin măsurarea fluxului termic ce traversează obiectul examinat şi pe posibilitatea vizualizării repartiţiei sale, cu ajutorul unei pelicule fotosensibile la radiaţii infraroşii.

1 2

3

4

5

Figura 6-27. a. Schemă metoda radiografică 1. container cu izotopi, 2. colimator, 3. element de beton, 4. film, 5. ecran de protecţie.

Sursă: American Society for Nondestructive Testing

b. Exemple de imagini radiografice Sursă: American Society for Nondestructive Testing


123

6.7. METODA SUBSTANŢELOR PENETRANTE

Metoda controlului nedistructiv folosind substanţe penetrante se bazează pe evidenţierea penetrantului (lichid sau gazos) care pătrunde în discontinuităţile elementului studiat, prin: pulverizare, pensulare, inundare, cufundare sau imersie, în scopul detectării discontinuităţilor deschise la suprafaţa materialului de examinat, de exemplu, fisuri, suprapuneri, cute, porozitate şi lipsă de topire. Această metodă se aplică în principal materialelor metalice, dar poate fi utilizată de asemenea şi pentru alte materiale, precum betonul sau materiale ceramice, cu condiţia ca aceasta să nu atace prin substanţele de examinare a materialul examinat. (STAS 6652/1-82; SR EN 571-1/1999)

6.7.1. DESCRIEREA METODEI

Înaintea efectuării controlului folosind substanţe penetrante, suprafaţa de controlat trebuie pregătită, prin operaţiile de curăţare şi uscare. După care, se aplică penetranţi adecvaţi pe zona de examinat care intră în discontinuităţile deschise la suprafaţă. După trecerea unei anumite perioade de timp necesare penetrării, excesul de pe suprafaţă se îndepărtează, folosind produse speciale pentru îndepărtat excesul de penetrant, şi se aplică developantul.

Principalele operaţii tehnologice necesare realizării examinării sunt: pregătirea şi curăţirea prealabilă a suprafeţei, aplicarea penetrantului, îndepărtarea excesului de penetrant, aplicarea developantului, verificarea lucrărilor, înregistrarea rezultatelor şi curăţarea finală a elementului. (PC-1/1990; Kauw V., Werner M., 1995)

6.7.2. MATERIALE FOLOSITE

Principalele produse folosite pentru controlul nedistructiv folosind metoda substanţelor penetrante, se pot clasifica, în funcţie de rolul pe care îl îndeplinesc (STAS 8539-1991; STAS 10214-1984), în următoarele categorii:

• Substanţele penetrante, de tip I - fluorescent, tip II - cu contrast de culoare sau de tip III - micşti (fluorescent şi contrast de culoare).

• Produsele pentru îndepărtat excesul de penetrant, de tip A – apă, tip B – emulgator lipofil pe bază de ulei, tip C – solvent, tip D – emulgator hidrofil sau tip E – apă şi solvent.

• Developanţii, de tip a – uscat, tip b – solubili în apă, tip c – suspensie în apă, tip d – pe bază de solvent şi tip e – pe bază de apă sau solvent pentru aplicaţii speciale. Important este faptul că materialele penetrante trebuie să fie compatibile între ele, de

preferat să fie livrate de către acelaşi producător, pentru a nu afecta negativ proprietăţile fizico – chimice ale elementelor examinate.

6.7.3. PROCEDURA DE CONTROL

Depinzând de cauza degradării materialului de examinat şi de metoda de pregătire aleasă, suprafaţa existentă trebuie să fie tratată prin următoarea combinaţie de lucrări: pregătirea suprafeţei de examinat - curăţarea – desprăfuirea – degresarea – uscarea – aplicarea penetrant – îndepărtarea excesului de penetrant – uscarea – aplicarea developant – inspecţia finală a lucrărilor – înregistrarea rezultatelor încercării – curăţarea finală – realizarea protecţie materialului împotriva coroziunii – recontrolarea.


124

(Nedelcu N., 1986; Teodorescu M., Ilinoiu G., 2000)

1. Pregătirea suprafeţelor de examinat Lucrările de pregătire a suprafeţelor a elementelor de examinat au ca obiectiv, asigurarea:

• unor suprafeţe curate, fără grăsimi, praf, rugină etc.; • unor suprafeţe compacte, rugoase (sănătoase); • unor umidităţii şi temperaturii corespunzătoare suprafeţei, în funcţie de exigenţele

impuse de specificaţiile penetrantului adoptat. Pregătirea suprafeţei devine o lucrare ascunsă, calitatea ei fiind dependentă numai de

pregătirea profesională şi conştiinciozitatea personalului care o execută, având o influenţă directă şi necondiţionată asupra calităţii lucrărilor executate. Toate procedeele folosite pentru examinarea nedistructivă a materialelor presupun o pregătire prealabilă a suprafeţelor acestora în vederea facilităţii penetrării şi adeziunii penetrantului folosit pentru control. Procedeele de pregătire a suprafeţei sunt diferite în funcţie de scopul pe care trebuie să îl îndeplinească. Ele constau în procedee mecanice, termice şi chimice, specifice anumitor domenii restrânse de utilizare, având avantaje şi dezavantaje, precum şi performanţe diferite. (Nedelcu N., 1986; Teodorescu M., Ilinoiu G., 2000) Procedeul mecanic de curăţare (periere manuală sau mecanizată, dăltuire, polizare, şlefuire, sablare cu nisip cuarţos sau cu jet de apă sub presiune etc.), îndepărtează contaminanţii de pe suprafaţă şi zonele degradate de material, dar, în general, sunt incapabile să îndepărteze contaminanţii din discontinuităţile de suprafaţă ale elementelor. În toate cazurile, dar în special în cazul sablării, trebuie să se asigure că discontinuităţile nu sunt mascate prin deformare plastică sau acumulări de materiale abrazive (în cazul elementelor metalice). Dacă este necesar, pentru a se asigura că discontinuităţile sunt deschise la suprafaţă, se efectuează ulterior un tratament de decapare chimică, urmat de clătire şi uscare corespunzătoare. Procedeul chimic de curăţare se efectuează folosind agenţi de curăţare convenabil, pentru a îndepărta reziduuri precum, grăsimea, uleiul, vopseaua sau materiale de decapare. Reziduurile de la anumite procese de curăţare, pot reacţiona cu penetrantul, reducând sensibilitatea acestora. Astfel, acizii şi cromaţii, pot reduce mult fluorescenţa penetranţilor fluorescenţi, precum şi culoarea penetranţilor cu contrast de culoare. Din acest motiv ei trebuie îndepărtaţi de pe suprafaţa de examinat după procesul de curăţare, folosind metode de curăţare convenabile, care pot include şi clătirea cu apă.

2. Curăţarea suprafeţelor de examinat Simpla operaţie de curăţare a suprafeţei este suficientă doar în cazul în care nu există

degradări structurale ale materialului. O suprafaţă curată nu trebuie să conţină nimic altceva de cât constituenţii originali ai materialului de controlat.

Prin curăţare, se realizează îndepărtarea uleiurilor, grăsimilor, substanţelor chimice, noroiului prafului etc. sau a altor tipuri acoperiri, a exfolierilor sau a altor deteriorări care se dezvoltă pe o adâncime de max. 1 mm.

Procedeele cele mai utilizate pentru curăţare sunt: spălare cu apă, spălare cu solvenţi (curăţare chimică), perierea cu peria de sârmă (manual sau mecanic), şpiţuirea (manual sau mecanic), polizarea, carotarea, tăierea cu disc diamantat şi combinaţii dintre acestora.

3. Desprăfuirea suprafeţelor de examinat Praful, rezultat din operaţiile executate anterior pentru prelucrarea suprafeţei

elementelor sau datorat mediului înconjurător, va fi îndepărtat în mod obligatoriu, utilizând


125

următoarele procedee: ştergerea cu perii sau bidinele prevăzute cu păr moale. Absorbţia cu aspiratorul şi suflarea cu aer comprimat (evitându-se depunerile de ulei pe suprafaţa elementului).

La efectuarea operaţiunii de desprăfuire se va avea în vedere: • evitarea dirijării prafului spre suprafeţele proaspăt acoperite cu straturi de protecţie

anticorozivă sau spre suprafeţe desprăfuite anterior; • protecţia utilajului aflat în zonă; • evacuarea oamenilor din zonă, iar în cazul în care prezenţa acestora în zonă este

necesară, echiparea lor corespunzătoare cu mijloace de protecţie (ochelari de protecţie, măşti contra prafului etc.).

4. Degresarea suprafeţelor de examinat Degresarea suprafeţelor, se realizează numai atunci când această operaţie este necesară

(suprafeţe impregnate cu substanţe pentru decofrare, vopsele, grăsimi, produse petroliere etc.). Degresarea se realizează prin:

• frecarea suprafeţei cu ajutorul unor cârpe, pensule sau perii înmuiate în soluţii de solvenţi organici (white - spirte, acetonă, toluen, benzen, benzină, acizi etc);

• ştergerea suprafeţei curăţate cu o cârpă curată.

5. Uscarea suprafeţelor de examinat Este o operaţie obligatorie în cazul aplicării straturilor de protecţie pe suprafaţa suport,

atunci când acestea au o anumită umiditate mai mare decât cea indicată de furnizorul produsului de protecţie.

În cazul în care umectarea este superficială şi se datorează unei cauze exterioare (intemperii, stropiri etc.) se permite ca uscarea să se realizeze forţat, utilizând lămpi de iradiere, arzătoare etc. şi având grijă ca pe suprafaţa elementului să nu se depună fum, substanţe grase sau alte impurităţi şi respectiv să nu se depăşească temperatura de 30…40 oC.

Atunci când umectarea este de profunzime, elementele vor fi supuse unei uscări lente, folosindu-se jeturi de aer cald.

6. Aplicarea penetrantului pe suprafeţele de examinat Penetrantul se poate aplica pe elementul de examinat prin: pulverizare, pensulare,

inundare, cufundare sau imersie. Indiferent de metoda folosită, trebuie să se asigura ca suprafaţa de examinat să rămână complet umezită, pe întreaga desfăşurare a penetrării. Temperatura la care se recomandă examinarea suprafeţelor, trebuie să fie cuprinsă între +10 oC şi +50 oC, în anumite cazuri, se poate coborî la +5 oC, dar numai în cazul folosirii anumitor tipuri de penetranţi, special proiectaţi pentru a reduce pericolul de condensare a apei în discontinuităţile elementului, precum şi pe suprafaţa acestora, apa împiedicând intrarea penetrantului în discontinuităţi. Durata de penetrare depinde de: proprietăţile penetrantului, temperatura de aplicare, materialul de examinat şi de discontinuităţile de detectat, dar de obicei, nu depăşeşte intervalul 5 … 60 minute, cu condiţia ca penetrantul să nu se usuce pe timpul duratei de penetrare.

7. Îndepărtarea excesului de penetrant de pe suprafeţele de examinat Îndepărtarea excesului de penetrant de pe suprafaţa de examinat se poate realiza

folosind una din următoarele substanţe, cu menţiunea că această operaţie trebuie să se


126

realizeze astfel încât să nu afecteze penetrantul din discontinuităţile materialului (SR EN 571-1999).

• Apă şi solvenţi. În acest caz, îndepărtarea se realizează prin, ştergere cu pânza uscată, după care cu pânza umezită uşor cu solvent, sau clătire prin pulverizare (temperatura apei folosite trebuind să nu depăşească +50 oC).

• Emulgator hidrofil (diluabil în apă). În acest caz, îndepărtarea penetrantului postemulsionabil de pe suprafaţa de examinat, se realizează prin clătire cu apă (prin aplicarea unui emulgator) pentru a se îndepărta majoritatea penetrantului în exces de pe suprafaţa de examinare, precum şi pentru a facilita o acţiune uniformă a emulgatorului hidrofil care va fi aplicat ulterior.

Emulgatorul trebuie aplicat prin imersie sau cu o instalaţie de spumare. Concentraţia şi durata de contact al emulgatorului trebuie evaluată de către utilizator prin încercări preliminare conform instrucţiunilor producătorului. Durata predeterminată de contact a emulgatorului nu trebuie să fie depăşită. După emulsionare trebuie efectuată o spălare finală.

• Emulgator lipofil (pe bază de ulei). În acest caz, îndepărtarea penetrantului postemulsionabil de pe suprafaţa de examinat, se realizează prin clătire cu apă (prin aplicarea unui emulgator) pentru a se îndepărta majoritatea penetrantului în exces de pe suprafaţa de examinare. Aceasta se poate face numai prin imersie. Durata de contact a emulgatorului trebuie evaluată de către utilizator prin încercări preliminare conform instrucţiunilor producătorului.

Această durată trebuie să fie suficientă pentru a permite doar îndepărtarea penetrantului în exces de pe suprafaţa de examinat în timpul spălării ulterioare cu apă. Durata de emulsionare nu trebuie depăşită. Imediat după emulsionare trebuie efectuată o spălare cu apă.

8. Verificarea îndepărtării excesului de penetrant În timpul îndepărtării excesului de penetrant suprafaţa de examinat trebuie verificată

vizual dacă sunt reziduuri penetrante. Pentru penetranţi fluorescenţi, aceasta trebuie efectuată sub o sursă UV – A, a cărei intensitate nu trebuie să fie sub 3 W/m2.

Dacă apare un fond excesiv pe suprafaţa elementului de examinat, după ce s-a efectuat îndepărtarea penetrantului în exces, decizia referitoare la acţiuni viitoare trebuie luată de o persoană calificată corespunzător.

9. Uscarea suprafeţei de examinat Pentru a facilita o uscare rapidă a excesului de apă, trebuie îndepărtaţi orice stropi şi apa de pe suprafaţa elementului de examinat. Cu excepţia cazului folosirii unui developant pe bază de apă, suprafaţa de examinat trebuie uscată cât mai rapid posibil după îndepărtarea excesului de penetrant, folosind una din următoarele metode:

- ştergere cu o pânză uscată, fără scame; - evaporare la temperatură ambiantă după cufundare în apă fierbinte; - evaporare la temperatură ridicată; - circulaţie forţată a aerului; - metode combinate. Dacă se foloseşte aer comprimat, trebuie avut grijă în special să se asigure că acesta

este fără apă şi ulei, iar presiunea pe suprafaţa piesei să fie menţinută cât mai redusă posibil. Metoda de uscare a piesei de examinat trebuie aleasă astfel încât să se asigure că

penetrantul inclus în discontinuităţi nu se usucă. Temperatura suprafeţei nu trebuie să depăşească 50 °C în timpul uscării, dacă nu s-a convenit altfel.


127

10. Aplicarea developantului pe suprafeţele de examinat

Developantul trebuie menţinut în timpul folosirii într-o stare omogenă şi aplicat uniform pe suprafaţa de examinat. Aplicarea developantului trebuie efectuată cât mai rapid posibil după îndepărtarea excesului de penetrant. (SR EN 571-1/1999) Figura 6-28. Aplicarea developantului – pulbere

uscată, prin pulverizare Sursă: American Society for Nondestructive Testing

• Pulbere uscată poate fi folosită numai cu penetranţi fluorescenţi. Developantul trebuie

aplicat uniform, în strat subţire, pe suprafaţa de examinat printr-o serie de procedee, precum: pulverizare electrostatică, pat fluidizat etc. Nu sunt admise aglomerări locale ale pulberii.

• Developant suspensie în apă.

Principalele operaţii tehnologice sunt: - aplicarea uniformă a unui strat subţire a developantului, prin imersie în suspensia

agitată sau prin pulverizare cu un echipament corespunzător conform procedurii aprobate;

- evaluarea duratei de imersie şi a temperaturii developantului de către utilizator prin încercări prealabile conform instrucţiunilor producătorului. Durata de imersie trebuie să fie cât mai scurtă posibil pentru a asigura rezultate optime;

- uscarea prin evaporare şi/sau folosind un cuptor cu circulaţie forţată a aerului a piese de examinat.

• Developant pe bază de solvent.

Principalele operaţii tehnologice sunt: - aplicarea uniformă a unui strat subţire a developantului, prin pulverizare uniformă

cu un echipament corespunzător conform procedurii aprobate; - pulverizarea trebuie să fie efectuată astfel încât developantul să ajungă uşor umed

pe suprafaţă. • Developant solubil în apă.

- aplicarea uniformă a unui strat subţire a developantului, prin imersie în suspensia agitată sau prin pulverizare cu ajutorul unui echipament corespunzător conform procedurii aprobate;

- evaluarea duratei de imersie şi a temperaturii developantului de către utilizator prin încercări prealabile conform instrucţiunilor producătorului. Durata de imersie trebuie să fie cât mai scurtă posibil pentru a asigura rezultate optime;

- uscarea prin evaporare şi/sau folosind un cuptor cu circulaţie forţată a aerului.


128

a

b

Figura 6-29. Aplicarea developantului: a. pe bază de solvent, prin pulverizare, b. solubil în apă, prin imersie

Sursă: American Society for Nondestructive Testing • Developant pe bază de apă sau solvent pentru aplicaţii speciale (de exemplu,

developant pelicular). Principalele operaţii tehnologice sunt: - ştergerea developantul cu o pânză curată, uscată, fără scame; - aplicarea aceluiaşi penetrant prin orice mijloc convenabil; - se urmează exact acelaşi procedeu ca şi cel folosit iniţial, până la aplicarea

developantului. - îndepărtarea excesului de penetrant şi uscarea piesei; - aplicarea developantul pelicular conform recomandării producătorului, iar când

timpul de developare recomandat de producător s-a scurs, se detaşează cu grijă stratul de developant. Indicaţiile apar pe suprafaţa stratului care a fost în contact direct cu piesa.

Durata de developare sunt cuprinse între 10 min şi 30 min, începând imediat după aplicare (dacă se aplică developant uscat) şi sfârşind imediat după uscare (dacă se aplică developant umed).

11. Inspecţie finală a lucrărilor


129

În general se recomandă să se efectueze prima examinare imediat după aplicarea developantului sau de îndată ce developantul este uscat. Aceasta facilitează o interpretare mai bună a indicaţiilor.

Inspecţia finală trebuie efectuată când s-a scurs durata de developare. Se pot folosi mijloace auxiliare pentru examinarea vizuală, cum ar fi aparatură de

filtrare a luminii fluorescente (lumină neagră produsă de becuri electrice prevăzute cu filtre de oxid de nichel, folosit pentru evidenţierea defectului), instrumente de mărire (refractometru) sau ochelari de contrast.

12. Curăţare finală şi protecţie

Figura 6-30. Echipamente şi instrumente folosite

pentru examinarea vizuală a defectelor Sursă: American Society for Nondestructive Testing După inspecţia finală curăţarea piesei este necesară numai în acele cazuri când produsele penetrante pot interfera cu procesul ulterior sau cu condiţiile de utilizare. Dacă se cere, trebuie aplicată o protecţie adecvată împotriva coroziunii.

6.7.4. EXEMPLE DE DETERMINĂRI NEDISTRUCTIVE FOLOSIND SUBSTANŢE PENETRANTE

1. Determinarea adâncimii carbonatării Dintre agenţii cei mai nocivi se menţionează dioxidul de carbon care poate micşora ph-ul stratului de acoperire cu beton a armăturii, conducând la declanşarea procesului de carbonatare a betonului şi respectiv a procesului de coroziune a armăturii. Este important să se determine până la ce adâncime s-a produs penetrarea dioxidului de carbon. (Ilinoiu G., 2000; Teodorescu M., Ilinoiu G., 2000)

Adâncimea de carbonatare se poate determina folosind un indicator colorat (fenolftaleină) care îşi schimbă culoarea în funcţie de gradul de carbonatare (fig. 6-31 şi 6-32). Mărimea adâncimii de carbonatare Xc se stabileşte prin extragerea unei carote. Dacă


130

stratul de acoperire cu beton este în totalitate carbonatat şi dacă umiditatea relativă a mediului nu este prea scăzută, înseamnă că procesul de coroziune a armăturilor s-a declanşat.

Figura 6-31. Epruvetă cilindrică

de beton tratată cu fenolftaleină pentru determinarea adâncimii de carbonatare

Sursă: James Instruments Pentru determinarea mărimi ariei de beton degradat se poate folosi coeficientul de difuzie D’ al dioxidului de carbon în beton, ştiind că: tDxc

'2 = [6.19]

unde: xc - adâncimea de carbonatare; D’ - coeficient de difuzie al dioxidului de carbon în beton; t - intervalul de timp.

Coroziunea armăturilor este un fenomen foarte complex a cărei predicţie presupune

cunoaşterea coeficientului de difuzie a dioxidului de carbon D’, a coeficientului de difuzie a ionilor de clor D şi a conţinutului specific de clor Co din stratul de acoperire. Cu ajutorul acestora se pot determina conţinutul ionilor de clor (formula 1) şi adâncimea de carbonatare (relaţia 6.19).

Folosind legile difuziei şi coeficienţii măsuraţi ai difuziei, se pot trasa curbele conţinutului ionilor Cl- şi OH- la adâncimea x în funcţie de timp t. Conform fig. 6-32, fenomenul de coroziune se declanşează la intervalul de timp corespunzător punctului de intersecţie al celor două curbe.

Timp t

OH-

0

Beton Armătură

Cl-

Iniţializarea coroziunii

X Cl- = OH-

Figura 6-32. Determinarea

nivelului Cl- sau OH- pentru aflarea zonei de corodare a armăturii

2. Determinarea curbei acţiunii clorhidrice Ionii de clor situaţi în porii stratului de acoperire cu beton pot coroda armăturile atunci când concentraţia lor ajunge la o valoare critică, care depind de pH-ul stratului de acoperire. Conţinutul ionilor de clor, variază în funcţie de adâncimea din stratul de acoperire cu beton, alura acestei curbe de variaţie, fiind prezentată în fig. 6-33. De menţionat este faptul că procesul de difuzie a ionilor de clor s-a stabilit în condiţiile unei umidităţi constante şi


131

respectiv a nedeteriorării stratului de beton. În cazul respectării acestei ipoteze coeficientul de difuzie a ionilor de clor (D) în beton poate fi determinat, folosind curba acţiunii clorhidrice, cu care se determină conţinutul acestor ioni (Cl- = C) în raport cu grosimea stratului de acoperire (x) şi în funcţie de timp (t). (Teodorescu M., Ilinoiu G., 2000)

( )⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−=

trf D

xeCtxC2

1, 0 [6.20]

unde: erf - coeficient de eroare; Co - parametru conţinutului specific de clor din stratul de acoperire de beton.

Coeficient de difuzie D

Element de beton

0 X

XAdâncime

Cl-

Figura 6-33. Curba conţinutul de clor folosită

pentru determinarea coeficientului de difuzie D

3. Determinarea existenţei reacţiilor alcali-agregate Este o metodă semidistructivă, care implică aplicarea a două substanţe chimice pe suprafeţele carotelor extrase. Dacă în elementul de beton au început reacţiile alcali-agregate (STAS 5440-70), suprafaţa elementului de beton se va colora astfel încât prin distribuţia pigmentării putem să constatăm extinderea degradării. Cele două substanţe una de culoare galbenă şi cea de a doua – roz, indică nivelul de dezvoltate a degradării. Culoarea galbenă oferă indicaţii asupra începutului degradării iar cea roz asupra progresului degradării. De obicei reacţia alcali-agregate are loc în fisurile existente din agregate, ele nu urmăresc graniţa dintre agregat şi pasta de ciment, ci au tendinţa de a umple porii de aer din beton (fig. 6-34, 6-35 şi 6-36). Spre deosebire de cele două metode clasice de determinare a acestei reacţii: metoda determinării analizei petrografice şi cea a analizei acetatului uranil, metoda prezentată mai sus menţionată are o serie de avantaje: agenţii chimici folosiţi lasă urme vizibile chiar şi după uscarea mostrei, iar un diagnostic este posibil în mai puţin de 5 minute, iar costul de determinare prin această metodă este mai mic în comparaţie cu oricare din celelalte două (metoda petrografică necesitând echipamente de laborator ceea ce implică timp suplimentar pentru determinare, iar metoda analizei acetatului uranil este foarte scumpă datorită folosirii unor materiale radioactive).


132

a. Beton netratat Sursă: James Instruments

b. Beton tratat numai cu gel roz indicând degradarea avansată prin reacţia alcali-agregate

Figura 6-34. Determinarea existenţei reacţiilor alcali-agregate

a. Beton tratat cu gel galben indicând începutul degradării Sursă: James Instruments

b. Beton tratat numai cu gel roz şi galben indicând degradarea avansată prin reacţia alcali-agregate

Figura 6-35. Determinarea existenţei reacţiilor alcali-agregate

Figura 6-36. Epruvetă cilindrică de beton

indicând degradarea avansată prin reacţia alcali-agregate

Sursă: James Instruments


133

6.8. METODA MATURIZĂRII BETONULUI

Maturizarea betonului, este una dine cele mai importante faze din cadrul proceselor de realizare a elementelor din beton, beton armat sau beton precomprimat. Ea evidenţiază indirect stadiul de evoluţie a proceselor fizico – chimice, respectiv a proprietăţilor betonului proaspăt şi întărit.

Metoda maturizării betonului reprezintă un procedeu de determinare nedistructivă a nivelului de rezistenţă a betonului, funcţie de timp şi temperatura betonului. Maturizarea betonului se datorează modificărilor continue a structurii interne ale acestuia, în dependenţă cu:

• factori de compoziţie, de expunere şi mediu: - structura pietrei de ciment şi a betonului; - utilizarea de dozaje de ciment mărite; - utilizarea de cimenturi cu suprafaţă specifică mare; - utilizarea de aditivi acceleratori de priză şi întărire, reducători de apă; - influenţa agregatelor; - influenţa apei din compoziţie şi a umidităţii mediului ambiant; - influenţa temperaturii şi umidităţii mediului ambiant.

• factori tehnologici: - punerea în lucrare a betonului; - compactare corespunzătoare – recompactare; - accelerarea întăriri prin mijloace specifice - tratamente termice; - tratarea betonului după turnare.

Principalele scopuri ale calcului maturizării betonului sunt:

• determinarea maturităţii necesare betonului pentru decofrare; • determinarea maturităţii necesare betonului pentru expunerea la îngheţ; • determinarea maturităţii necesare elementelor de beton pentru transferului

(transmiterea) precomprimării; • determinarea maturităţii necesare elementelor prefabricate pentru transport,

manipulare şi depozitare.

6.8.1. METODE DE DETERMINARE A NIVELULUI DE ÎNTĂRIRE AL BETONULUI

Determinarea nivelului de întărire al betonului (β), după un anumit interval de timp (ti) de la punerea sa în lucrare (la o anumită vârstă a betonului), se poate realiza folosind una din următoarele metode (concepte), conform Hilsdorf 1995 şi Pinto, Hover 1996: 1. Metoda convenţională, definită prin Conceptul (R). Constă în încercarea la compresiune a epruvetelor de beton, la termene diferite, confecţionate şi păstrate în condiţii similare cu cele ale elementului de construcţie (STAS 1275-88). 2. Metoda determinării gradului de carbonatare, definit prin Conceptul (C). Consideră durata de maturizare a betonului ca fiind condiţionată de adâncimea carbonatării, care nu trebuie să depăşească valoarea specificată în timp.


134

3. Metoda determinării gradului de permeabilitate, definit prin Conceptul (P). Consideră durata de maturizare ca fiind condiţionată de realizarea unui anumit grad de permeabilitate propus, la sfârşitul perioadei de întărire. 4. Metoda evaluării gradului efectiv de maturizare al betonului (denumită şi metoda gradului de hidratare), definit prin Conceptul (M). Consideră efectele timp-temperatură asupra dezvoltării nivelului de rezistenţă a betonului (C 16-84).

6.8.5. EFECTUL VÂRSTEI BETONULUI ASUPRA CREŞTERII REZISTENŢEI

Principalii parametrii care influenţează durata de maturizare (Hilsdorf 1995) sunt: 1. Compoziţia betonului (raport A/C şi tip ciment, marcă ciment, fineţe de măcinare). 2. Temperatura betonului (căldură de hidratare). 3. Condiţii de mediu în timpul respectiv după întărire. 4. Condiţii de expunere. Durata minimă de întărire depinde în principal de atingerea maturităţii betonului. Odată definită valoarea specificată, relaţii empirice între timp, tip ciment, raport A/C, temperatură şi clasă de rezistenţă a betonului sunt folosite pentru estimarea duratei minime de întărire(ti). Pe de o parte, corelaţia între raport A/C şi rezistenţa betonului este specifică pentru fiecare tip de ciment şi durată de întărire, iar pe de altă parte, corelaţia rezistenţă şi gel/ spaţiu are o aplicabilitate mai generală, deoarece cantitatea de gel prezentă în pasta (piatră) de ciment este o funcţie tip ciment şi durata de întărire (Neville A. M:, 2003).

Nivelul de întărire (β) este exprimat în procente din rezistenţa la 28 de zile (R28):

100uR

Rββ = unde: Rβ - rezistenţa la compresiune efectivă; Ru- rezistenţa medie la compresiune.

6.8.6. METODA EVALUĂRII GRADULUI DE MATURIZARE AL BETONULUI

Gradul de maturizare al betonului se defineşte prin suprafaţa cuprinsă între ordonata –10 oC (temperatură, admisă convenţional la care procesele fizico – chimice stagnează) şi curba de variaţie a temperaturii betonului sau mortarului de ciment.

Rezistenţa betonului creşte odată cu avansarea proceselor de hidratare - hidratării a cimentului, care depind în mare măsură de creşterea temperaturii acestuia, ceea ce permite exprimarea gradului de maturizare în funcţie de factorii temperatură – timp [h oC].

Figura 6-37. Termometru cu infraroşu Sursă: Romtech


135

Timp [hr]

t i-1

+30

+20

+10

0

Temperatura θ [oC]

θ i-1

t I t I+1 -10

+40

θ i

θ I+1

t k t n

Mθi

Timp [hr]

t i-1

+30

+20

+10

0

Temperatura θ [oC]

θ i-1

t I t I+1

-10

+40

θ i

θ I+1

t k

t n

Figura 6-38. Variaţia temperaturii betonului a. Gradul de maturizare efectiv Mef la betoane cu temperatura de îngheţ de 0 oC

b. La betoane cu temperatura de îngheţ scăzută prin folosirea de aditivi Sursă: C 16-84

( )∑∑==

+=n

iii

n

iii tKkM

1

'

1

' 10 θθθ θ [6.22]

( ) ][10' o11

' ChMktkMn

i

Nii

n

iii ∑∑

==

≥+= βθθθ θ [6.23]

( ) ][10'11

' ChMktkM o

n

i

Nkii

n

iii ∑∑

==

≥+= θθθ θ [6.24]

unde: '

iM θ – gradului de maturizare efectiv al betonului, în [h oC], evaluat pentru zona elementului de construcţie cea mai expusă răcirii, în intervalul de timp ti; Mk - gradul critic de maturizare al betonului, evaluat la temperatura normală de +20 oC, necesar a fi obţinut în beton înainte de îngheţarea lui, pentru ca rezistenţele finale să nu fie afectate defavorabil; Mβ – gradul de maturizare al betonului, evaluat la temperatura normală de +20 oC, corelat cu nivelul de întărire β, necesar pentru a fi permisă decofrarea [h oC]; ti – durata în h a intervalului de timp i, în care temperatura variază liniar; kθi – coeficientul de echivalare a gradului de maturizare al betonului evaluat la o temperatură oarecare θi cu gradul de maturizare evaluat la temperatura normală +20 oC.

6.8.7. MODELE DE CALCUL CARE STAU LA BAZA DETERMINĂRII GRADULUI DE MATURIZARE AL BETONULUI FOLOSITE PE PLAN MONDIAL

Începând cu anul 1949, o serie de modele matematice au fost dezvoltate şi folosite pentru a calcula gradul de maturizare al betonului. Curbele au fost obţinute prin relaţii de echivalenţă între căldură de hidratare a cimentului si timp. Printre cele mai importante modele se pot enumera:

McIntosh (1949), Nurse (1949), Saul (1951): i

n

io tM )(

1∑=

−= θθ [ho C] [6.25]

Plowman (1956): )10*(log21 3

10−+= maturitateBA

RR [h oC][6.26]


136

Dracemnot (1982): nn

inm xASF ∑

=

=1

[h o C] [6.27]

Freiesleben-Hansen şi Pederson (1977):

ατ

β

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

= MueRR [h o C] [6.28]

Knudsen (1984): ( )( )o

ou MMk

MMkRR

−+

−=

1β [ho C] [6.29]

Carino (1991): )(1

)(

0

0

MMkMMk

SS−+

−= ∞ [ho C] [6.30]

ASTM (1993): )log(log12 12 mmbRR += [ho C] [6.31] unde: M – gradul de maturizare efectiv al betonului, evaluat pentru zona elementului de construcţie cea mai expusă răcirii, în intervalul de timp ti [ho C];

Mo – gradul de maturizare iniţial când procesele de întărire încep; t – durata în ore a intervalului de timp i, în care temperatura variază liniar [h]; θ - temperatura [oC] pentru durata ti; Kθi – coeficient de echivalare a gradului de maturizare al betonului evaluat la temperatura oarecare (θi), cu gradul de maturizare evaluat la temperatura normală +20 oC; Rβ - rezistenţa la compresiune corespunzătoare gradului de maturizare M; Ru – rezistenţa ultimă realizabilă (MPa); Fm – factor de maturitate; C – coeficient determinat funcţie de tipul de ciment; τ - constantă de timp; R 1, R 2 – rezistenţe la compresiune înregistrate la vârste diferite (MPa); A, B – coeficienţi funcţie de valoarea rezistenţei betonului (coeficienţi Plowman); m1, m2 – maturitate corespunzătoare rezistenţelor R 1 şi R 2.

6.9. METODE OPTICE

Metoda optică în spectru vizibil se bazează pe examinarea optico-vizuală a suprafeţelor elementului de beton în vederea detectării fisurilor

Metoda holografică se bazează pe urmărirea modificărilor care apar în holograma unui element de beton, iluminat cu un fascicul de raze laser, ca urmare a apariţiei unui defect (fisură, microfisură etc.) pe suprafaţa elementului, în timpul solicitărilor. Astfel, se analizează parametrii radiaţiei optice aflate în interacţiune cu elementul studiat în interacţiune. (STAS 6652/1-82)

6.10. METODA UNDELOR RADIO

Metoda undelor radio se bazează pe evidenţierea variaţiei parametrilor undelor electromagnetice de frecvenţă radio, aflate în interacţiune cu obiectul de controlat. (STAS 6652/1-82)


137

6.11. METODE COMBINATE

Metode combinate se bazează pe utilizarea simultană şi combinată a două sau mai multe metode nedistructive, în vederea măsurării aceleiaşi proprietăţi a betonului, cu o precizie superioară metodelor individuale. (STAS 6652/1-82) Combinaţiile metodelor cel mai frecvent folosite sunt: metoda viteză de propagare- indice de recul, metoda viteză de propagare - atenuarea ultrasunetelor, metoda viteză de propagare - atenuare a radiaţiilor gama, metoda viteză de propagare- amprentă, metoda viteză de propagare - forţă de smulgere şi metoda viteză de propagare- radiometrică (radiografică).

6.11.1. METODA VITEZĂ DE PROPAGARE - INDICE DE RECUL

Metoda viteză de propagare - indice de recul se bazează pe posibilitatea estimării rezistenţei betonului într-o zonă dată, cu ajutorul unor măsurători combinate ale timpului de propagare a impulsurilor ultrasonice şi a durităţii superficiale prin metoda reculului.

6.11.2. METODA VITEZĂ DE PROPAGARE- ATENUAREA ULTRASUNETELOR

Metoda viteză de propagare - atenuarea ultrasunetelor se bazează pe posibilitatea estimării rezistenţei betonului cu ajutorul unei încercări efectuate exclusiv în tehnica de impuls, dar măsurând doi parametrii: timpul de propagare a impulsului ultrasonic şi atenuarea sa la parcurgerea betonului.

6.11.3. METODA VITEZĂ DE PROPAGARE- ATENUARE A RADIAŢIILOR GAMA

Metoda viteză de propagare - atenuare a radiaţiilor gama se bazează pe posibilitatea pe posibilitatea localizării zonelor defecte din beton cu ajutorul unei măsurări simultane a timpului de propagare a impulsurilor ultrasonice şi a coeficientului de atenuare a radiaţiilor gama. Metoda este limitată la grosimi de beton de 45…50 cm.

6.11.4. METODA VITEZĂ DE PROPAGARE- AMPRENTĂ

Metoda viteză de propagare - amprentă este o metodă de estimare a rezistenţei betonului, analoagă celei viteză de propagare – indice de recul, cu deosebirea că determinarea durităţii superficiale se face prin măsurarea diametrului amprentei, rămasă pe beton în urma ciocnirii, în locul măsurării reculului.

6.11.5. METODA VITEZĂ DE PROPAGARE- FORŢĂ DE SMULGERE

Metoda viteză de propagare - forţă de smulgere este o metodă de estimare a rezistenţei betonului pus în lucrare, bazată pe măsurarea concomitentă atât a vitezei de propagare longitudinală a impulsurilor ultrasonice, cât şi a forţei de smulgere necesare extragerii unui dispozitiv înglobat sau introdus în beton.


138

6.11.6. METODA VITEZĂ DE PROPAGARE- RADIOMETRICĂ (RADIOGRAFICĂ)

Metoda viteză de propagare - radiometrică (radiografică) este o metodă de determinare a poziţiei şi diametrului armăturilor în beton, care foloseşte succesiv două tipuri de încercări în două faze:

• în faza preliminară se determină poziţia armăturilor cu ajutorul pachometrului; • în faza finală se determină numărul de bare şi diametrul lor, în zonele indicate prin

prima metodă, cu ajutorul metodelor bazate pe atenuarea radiaţiilor gama (radiografie sau radiometrice).

6.12. MICROSCOPIE ELECTRONICĂ

Microscopia electronică este o metoda de analiză cantitativă petrografică al calităţii probelor de beton. Scopul controlului fiind determinarea existenţei degradărilor datorate coroziunii armăturilor, reacţiilor alcalii-agregate, coroziunii sulfatice, săruri de amoniu etc.

Avantajele metodei: focalizare superioară (aprox. x 10000), posibilitatea folosirii calculatoarelor pentru studierea imaginii generate tridimensional şi analizarea imaginii cu ajutorul fluxurilor de electroni şi a razelor X.

Pentru a se realiza o suprafaţă de control corespunzătoare, aceasta trebuie pregătită în prealabil prin aplicarea (într-o incintă vacuumată) a unei pelicule conducătoare electric (aur, platină, carbon, crom sau aliaj din aur-paladiu), în grosime de 10…20 mm. (Ceukelaire L., 1991)

Figura 6-39. Microscopia unei armături corodate înglobată în beton.

Oţelul neoxidat reflectă puternic lumina, iar produşii de coroziune reflectă mai atenuat lumina decât oţelul, cu o intensitate mai puternic decât agregatele şi piatra de ciment. Sursă: Petersen K., VanDam T., Michigan Technological University, 2003; Struble L., Stutzman P.E., 1989.

Figura 6-40. Aceeaşi imagine ca în fig. 6-39, vizualizată cu lumină emergentă (transmisă).

Armătura de oţel şi produşii de coroziune sunt opaci în transmisia luminii. Agregatele sunt în general transparente în transmisia luminii. La baza imagini, partea stângă, se observă o particulă de agregat compus din cristale lamelare. Sursă: Petersen K., VanDam T., Michigan Technological University, 2003; Struble L., Stutzman P.E., 1989.


139

Figura 6-41. Detaliu mărit al zonei încercuite din fig. 6-39 şi 6-40.

Particula de agregat din poţiunea superioară mediană a imaginii este supusă reacţiilor alcalii – agregate. Porii şi fisurile învecinate sunt umplut cu alcalii - silica gel. Sursă: Petersen K., VanDam T., Michigan Technological University, 2003; Struble L., Stutzman P.E., 1989.

Figura 6-42. Aceeaşi detaliu fig. 6-40., supus la lumină albastră reflectată şi observat cu filtru galben.

Folosirea filtrelor albastre şi galbene conduce la apariţia penetrantului în culoarea verde, pentru a se uşura controlul fisurilor , cavernelor şi a porilor. Particula de agregat este mai poroasă în interior şi mai densă la suprafaţa de contact cu piatra de ciment. Sursă: Petersen K., VanDam T., Michigan Technological University, 2003; Struble L., Stutzman P.E., 1989.

Figura 6-43. Detaliu zonă dreptunghiulară din fig. 6-41 şi 6-42.

Straturi alternante de alcalii – silica gel şi produşi de coroziune depuşi pe feţele laterale ale fisurii din zona mediană a imagini. Sursă: Petersen K., VanDam T., Michigan Technological University, 2003; Struble L., Stutzman P.E., 1989.


140

Figura 6-44. Aceeaşi detaliu fig. 6-43. Sursă: Petersen K., VanDam T., Michigan Technological University, 2003; Struble L., Stutzman P.E., 1989.

Figura 6-44. Aceeaşi detaliu fig. 6-42 şi 6-43 supusă substanţelor fluorescent penetrante.

Sursă: Petersen K., VanDam T., Michigan Technological University, 2003; Struble L., Stutzman P.E., 1989.


1. Axinia P., Avram C., Epure L. M., Râmniceanu V., Analize de calitate şi performanţă. Bucureşti, 2002.

2. Bălan S., Arcan M., Încercarea construcţiilor. Editura Tehnică, 1965. 3. Bentz D. P., Hansen K. K., Preliminary observations of water movement in cement pastes during

curing using X-ray absorption. Cement and Concrete Research, Volume 30, No. 7, 1157-1168 pp., July 2000.

4. Boian Fl., Rodan Gh., Georgescu M., Rodan P., Măsurători termografice pentru controlul barajelor. Antrepenorul, 2000. pag. 4-6.

5. Boian Fl., Rodan Gh., Georgescu M., Rodan P., Termografia coşurilor de fum. Antrepenorul, 2001. pag. 30-33.

6. Carino N.J, Nondestructive testing to investigate corrosion status in concrete structures. Journal of performance of constructed facilities 1999. pag. 96-106.

7. Carino N.J., Nondestructive Test Methods. Concrete Construction Engineering Handbook. Chapter 19, CRC Press, Boca Raton, Fl, Nawy, Editor 19/1-68 pp, 1997.

8. Carino N.J., Nondestructive testing of concrete: History and Challenges. ACI SP 144-30. Concrete Technology Past present and Future, P. K. Mehta, Ed., American Concrete Institute, Detroit, MI., 1994, pag. 623-678.

9. Carino N.J., The impact-echo method: an overview. Building and Fire Research Laboratory National Institute of Standards and Technology Gaithersburg, MD 20899-8611 USA, Proceedings of the 2001 Structures Congress & Exposition, May 21-23, 2001, Washington, D.C., American Society of Civil Engineers, Reston, Virginia, Peter C. Chang, Editor, 2001. 18 p.


141

10. Carino N.J., Meeks K.W., Curing of high-performance concrete for strength: what is sufficient? Building and Fire Research Laboratory. National Institute of Standards and Technology Gaithersburg, MD 20899-8621 USA, SP 193-1.

11. Carino N.J., Meeks K.W., Curing of high-performance concrete: Phase I study. NISTIR 6505. Aprilie 2001. Building and Fire Research Laboratory National Institute of Standards and Technology Gaithersburg, MD 20899-8611 USA.

12. Carino N.J., Lew H.S., The maturity method: from theory to application. Proceedings of the 2001 Structures Congress & Exposition, May 21-23, 2001, Washington, D.C., American Society of Civil Engineers, Reston, Virginia, Peter C. Chang, Editor, 2001, 19 p.

13. Ceukelaire L., Diagnostics of concrete damage by means of scanning electron microscopy. Proceeding of the second international RILEM/ CEB Symposium, 1991

14. Corley W. G., Davis A. G., Forsenic engineering moves forward. Civil Engineering, no. 71, June 2001, pag. 64-65.

15. Dumitrescu G., Asigurarea calităţii în construcţii. Editura UTCB, 1996. 16. Ilinoiu G., Contribuţii la implementarea unor tehnologii şi procedee tehnologie moderne pentru

protecţia şi consolidare elementelor de construcţii. Teză de doctorat. UTCB, 2000. 17. Ilinoiu G., Testing hardened concrete using the maturity concept. Dimensi Teknik Sipil, Indonesia.

Research Center of Petra Christian University. Vol. 5, no. 1, March 2003. 18. Ilinoiu G., Verificarea nedistructivă a calităţii lucrărilor de beton şi beton armat folosind procedeul

radiografic cu raze gama. Construcţii Civile şi Industriale Anul IV, 2003, Nr. 36, pag. 20-22.

19. Ilinoiu G., Studiu asupra Normativului C 16-1984 privind realizarea pe timp friguros a lucrărilor de construcţii.. Al XIV-lea Congres Naţional AICPS, 14 Mai 2004, Sala Palatului, Bucureşti. Nr. 4/2003 – 1/2004. pp. 85-91. ISSN 1454-928X.

20. Ilinoiu G., Budan Ctin, Potorac B., Concrete maturity index determination. SELC XV Piatra Neamţ Octombrie 2003, pag. 8-12.

21. Ionescu I., Ispas T., Proprietăţile şi tehnologia betoanelor. Editura Tehnică, 1997. 22. Feldmann R. P., Non-Destructive Testing of Concrete, CBD, 1977. 23. Ferraris C.F., Alkali-Silica Reaction and High Performance Concrete. NISTIR 5742. August

1995. Building and Fire Research Laboratory. National Institute of Standards and Technology.

24. Fiorato A. E., Burg R. G., Gaynor R. D., Effects of Conditioning on Measured Compressive Strength of Concrete Cores. Concrete Technology Today. No. 3, Vol. 21, 2000.

25. Florea N., Petrescu M., Levai St., Fizică. Lucrări practice. Editura ICB, 1984. 26. Jalinoos, F.,Olson, L. D., Aouad, M. F., and Balch, A. H., Acoustic tomography for QNDE of

structural concrete, Quantitative Nondestructive Evaluation (QNDE) Proceedings, 14, Iowa State University, 1994.

27. Jalinoos, F., Olson, L. D., Aouad, M. F., Ultrasonic crosshole and crossmedium tomography for the detection of defects in structural concrete, Symposium on the Application of Geophysics to Engineering and Environmental Problems (SAGEEP), Orlando, Florida, 1995.

28. Jalinoos, F., Olson, L.D, High speed ultrasonic tomography for the detection of flaws in concrete members, NSF, ACI conference, 1995.

29. Jalinoos, F., Olson, L.D., Sack, A., Use of a combined acoustic impact echo and crossmedium tomography methods for defect characterization in Concrete civil structures, Structural Faults and Repair Conference, London University, 1995.

30. Georgescu M., Rodan Gh., Georgescu E., Utilizarea metodei termografice în infraroşu la analizarea Bisericii “Sf. Nicolae” din Densuş jid. Hunedoara. Antreprenorul. 1999. pag. 28-33.

31. Kauw V., Werner M., Methods of treatment for concrete substrate preparation. Symposium Conferinţă IABSE San Francisco, 1995. pag. 1211-1216.

32. Manning D.G., Holt F.B., The development of DART (Deck assesment by radar and thermography. Report ME 85-03, Ontario Ministry of Transport and Communications, pp.22.


142

33. Meeks K.W., Carino N.J. Curing of High-Performance Concrete: Report of the State-of-the-Art. NISTIR 6295, U.S. Dept. of Commerce, March 1999.

34. Nedelcu N., Protecţiile anticorozive în construcţiile industriale şi civile. Bucureşti, Editura Tehnică 1986.

35. Nunnally S.,W., Construction methods and management. Pearson Prentice Hall, 2004. 36. Popescu P., Degradarea construcţiílor. Editura Fundaţiei România de Mâine. 2002. 37. Popescu P., Experimentarea şi monitorizarea structurilor din beton armat. Editura Fundaţiei

România de Mâine. 2002. 38. Raharinaivo A., Grimaldi G., Forcasting the condition of a reinforced concrete structure under

corrosion. Symposium Conferinţă IABSE San Francisco, 1995. 39. Shengli N., Jun Z., Liuxing H., EGS4 Simulation of Compton Scattering for Nondestructive

Testing. Proceedings of the second international workshop on EGS, 8-12 August 2000, Tsukuba, Japan.

40. Struble L., Stutzman P.E., Epoxy impregnation of hardened cement for microstructural characterization. Journal of Materials Science Letters, vol. 8, pp. 632-634, 1989.

41. Stutzman P.E., Applications of scanning electron microscopy in cement and concrete petrography, in ASTM STP 1215, Petrography of Cementitous Materials, S. DeHayes and D. Stark, eds., 1993.

42. Ştefănescu F., Neagu G., Mihai Al., Materiale compozite. Editura Didactică şi Pedagogică, 1996. 43. Ştefănescu F., Neagu G., Mihai Al., Materiale compozite. Editura Didactică şi Pedagogică, 1996. 44. Teodorescu M., Tehnologia lucrărilor de întreţinere, reparaţii şi consolidări. Universitatea Tehnică

de Construcţii Bucureşti, 1996. 45. Teodorescu M., Ilinoiu G., Protecţia anticorozivă a armăturilor III – Controlul coroziunii. Nr. 5,

Antreprenorul (2000), pp.26-29. 46. Teodorescu M., Ilinoiu G., Pregătirea suprafeţei suport a elementelor din beton pentru reparaţii.

Nr. 8, Antreprenorul (2000), pp.32-34. 47. Teodorescu, M., Ilinoiu G., Gradul de maturizare al betonului. UTCB, 1997. 48. Teodoru G. Y. M., Non-destructive testing in the quality control of buildings: Why, what and

how?. Proceedings of the second international RILEM / CEB symposium. Quality control of concrete structures. pag. 367-376.

49. Tertea I., Oneţ T., Verificarea calităţii construcţiilor de beton armat şi beton precomprimat. Editura Dacia, 1979.

50. Trelea A., Mathematics modeling of the concrete thermal regime. Proceedings International Symposium 15-16 Oct. Cluj-Napoca România. Vol. 1. 1993.

51. Wojcik G.S., The Influence of the Atmosphere on Curing Concrete Temperatures and Maturity. Advances in Cement and Concrete. Proceedings. Engineering Conferences International. Copper Mountain, CO, August 10-14, 2003, 491-500 pp., 2003.

52. REMR Technical note CS-ES-1.10. Nondestructive testing of concrete with ultrasonic Pulse-Echo, 1991.

53. Specificaţii tehnice. Tomografia de Hormigon Armado S.A., Argentina, 2002. 54. ACI 228.1R, In-Place Methods for Estimate Concrete Strength, American Concrete Institute,

Farmington Hills, MI, 1995. 55. ACI228.2R, Nondestructive Test Methods for Evaluation of Concrete in Structures, American

Concrete Institute, Farmington Hills, MI, 1998. 56. ENV 206, 1990. Concrete Performance, Production, Placing and Compliance Criteria. European

Committee for Standardization. 57. NIST GCR 97-715. Curing of High Performance Concrete: Annotated Bibliography. 58. NE 012-99. Practice code for the execution of concrete, reinforced concrete and prestressed

concrete works, Part 1 – Concrete and reinforced concrete. 59. C 16-84. Normativ pentru realizarea pe timp friguros a lucrărilor de construcţii şi a instalaţiilor

aferente. 60. C 26-85. Instrucţiuni tehnice pentru încercarea betonului prin metode nedistuctive. 61. C 30-72. Instrucţiuni tehnice pentru încercarea betonului cu sclerometrul Schmidt tip N. 62. C 54-81. Instrucţiuni tehnice pentru încercarea betonului cu ajutorul carotelor.


143

63. C 111-70. Instrucţiuni tehnice pentru folosirea radiografiei la determinarea defectelor din elementele de beton armat.


65. C 129-71. Instrucţiuni tehnice pentru determinarea rezistenţei betonului prin metoda nedistructivă combinată.

66. C 200-81. Instrucţiuni tehnice pentru controlul calităţii betonului la construcţii îngropate, prin metoda carotajului sonic.

67. C 205-81. Instrucţiuni tehnice privind încercarea în situ prin încărcări statice, conform STAS 1336-80, a construcţiilor civile şi industriale.

68. C 214-83. Îndrumător pentru utilizarea dispozitivului FINT 2. 69. C 222-85. Instrucţiuni tehnice privind utilizarea metodelor acustice prin şoc la controlul calităţii

elementelor prefabricate. 70. C 231-89. Instrucţiuni tehnice privind folosirea metodei semidistructive prin smulgere de pe

suprafaţa de determinarea rezistenţei betonului în lucrare. 71. C 236-91. Determinarea rezistenţei betonului din lucrare prin smulgere din profunzime. 72. C 244-93. Ghid pentru inspectarea şi diagnosticarea privind durabilitatea construcţiilor din beton

armat şi beton precomprimat. 73. PC –1 / 1990. Îndrumător pentru diagnosticarea stării de degradare şi metode de remediere şi

protecţie anticorozivă a elementelor din beton armat degradate prin coroziune în medii agresive pe bază de clor. BC 8-1994

74. STAS 9602-90. Reference Concrete. Specifications for manufacturing and testing. 75. SR EN 571-1/99. Examinări nedistructive. Examinări cu lichide penetrante. Partea 1. Principii

generale. 76. STAS 8539-91. Defectoscopie cu pulberi magnetice. 77. SR EN 583-1/01. Examinări nedistructive. Examinarea cu ultrasunete. Partea 1. Principii generale. 78. SR EN 583-2/01. Examinări nedistructive. Examinarea cu ultrasunete. Partea 2. Reglajul

sensibilităţii şi al bazei de timp. 79. SR EN 583-3/01. Examinări nedistructive. Examinarea cu ultrasunete. Partea 3. Tehnica prin

transmisie. 80. SR EN 583-4/01. Examinări nedistructive. Examinarea cu ultrasunete. Partea 4. Examinarea

pentru detectarea discontinuităţilor perpendiculare pe suprafaţă. 81. SR EN 583-5/01. Examinări nedistructive. Examinarea cu ultrasunete. Partea 5. Caracterizarea şi

dimensionarea discontinuităţilor. 82. STAS 1275-88. Tests of concrete. Tests of hardened concrete. Determination of mechanical

strengths. 83. STAS 6606/86. Defectoscopie cu radiaţii penetrante. Examinarea radiografică a materialelor

metalice. 84. STAS 6652/82. Încercări nedistructive ale betonului. 85. STAS 8619-88. PH-metrie. 86. STAS 9552-74. Defectoscopie ultrasonică. Examinarea îmbinărilor sudate prin topire. 87. STAS 10137-87. Defectoscopie cu radiaţii penetrante. Indicatori pentru stabilirea calităţii imagini. 88. STAS 10214-84. Defectoscopie cu pulberi penetrante. 89. Controls Ltd. – Italia, Fişe tehnice. 90. Elcometer Instruments Ltd. - Anglia, Fişe tehnice. 91. Proqec - Elveţia, Fişe tehnice. 92. Humboldt Co. - SUA, Fişe tehnice. 93. James Instruments Inc. – SUA, Fişe tehnice.

INDEX DE AUTOR

144

INDEX DE AUTOR

CAZURI ACI .......... IV, 140, 156, 159 Agent R., Dumitrescu D.,

Postelnicu T. . 68, 76, 155 Alexis J. ......................... 156 American Society for

Nondestructive Testing.................................. 119

Ammar C. ...................... 153 Andres C. K............... 83, 86 Andres C., Smith R. ...... 156 Aspdin J........................... 33 ASTM.. IV, 98, 99, 104, 136 Avram C. ................. 31, 156 Axinia P., Avram C., Epure

L. M., Râmniceanu V. 95, 140, 156

Bălan S, Arcan M. ......... 102 Bălan S., Arcan M.108, 140,

156 Bentz D.P., Haecker C.J.,

Feng X.P. Stutzman P.E............................. 49, 153

Bentz D.P., Hansen K.K 140 Bentz D.P., Quenard D.A.,

Baroghel-Bouny V., Garboczi E.J., Jennings H.M ..................... 76, 151

Bentz D.P., Snyder K.A., Stutzman P.E....... 49, 153

Bickley .......................... 110 Boian Fl., Rodan Gh.,

Georgescu M., Rodan P................... 121, 140, 151

Bratu P., Necşoiu J., Vlădeanu Al., Şoimuşan V., Mladin Gh., Iofcea D., Dumitrescu G. ..... 151

Brousseau R....... 21, 30, 151 Buchaman I. .................. 156

Buchaman I., Bob C., Jebelean E., Badea C., Iureş L............49, 76, 156

Budan C. ..........................30 C 111-70 ................143, 160 C 117-70 ................143, 160 C 129-71 ................143, 160 C 167-1977 ......................95 C 167-77 ........................160 C 16-84 ..........135, 142, 159 C 200-81 ................143, 160 C 205-81 ................143, 160 C 214-83 ................143, 160 C 222-85 ................143, 160 C 231-89 ................143, 160 C 236-91 ................143, 160 C 244-1993 ......................30 C 244-93 ........................160 C 26-1985 ..............104, 108 C 26-85 ..................142, 159 C 30-72 ..................142, 159 C 54-81 ..................111, 142 C 56 - 85 ..................95, 160 Cadar I., Tudor C., Tudor A

.............................76, 156 Carino ...106, 109, 110, 121,

136, 142, 156, 157 Carino N.J76, 140, 141, 151,

153, 154, 156 Carino N.J., Clifton J.R...76,

151 Carino N.J., Lew H.S. ...141,

154 Carino N.J., Meeks K.W.141,

151 Cărare T. ..............45, 55, 76 CEB – FIP/1990.............163 CECW-EI.......................159 Ceukelaire L...........138, 141 Chabowski, Bryden-Smith

...................................110 Chudley R ......................156

CIB.......................... IV, 157 Clemena şi McKeel ........121 COCC.......................96, 156 Commonwealth of Kentucky

Transportation Cabinet156 Controls Ltd .... IV, 143, 158 Crăciunescu L., Popa E30, 49,

76, 156 Dalban C., Chesaru E., Dima

S., Serbescu C .17, 20, 30, 156

Dean Y .....................76, 156 Deutsche

Forschungsgemeinschaft97 DEX .................................31 Dobre R. C. ........43, 76, 156 Doiron T., Stoup J. .........154 Domşa J., Vescan V., Moga A

...................................156 Dracemnot......................136 Dumitrescu G. ..95, 141, 156 Ehrlich C. D., Rasberry S.D.

...................................154 Elba-Werk ..........81, 86, 158 Elcometer Instruments LtdIV,

143, 158 EN 196-2 ........................161 ENV .......................159, 163 Estler W. Tyler, ..............154 EUROCOD 2 .................163 Feldmann........109, 141, 151 Ferraris C.F. .82, 83, 86, 152 Finn D.W........................151 Fiorato A. E., Burg R. G.,

Gaynor R. D.......141, 151 Fletcher J. .......................151 Flexcrete...................77, 158 Florea N., Petrescu M., Levai

St ........................141, 156 Forster G ........................156 Franco R. J. ..............77, 151

INDEX DE AUTOR

145

Freiesleben-Hansen şi Pederson.................... 136

Frenz H.......................... 154 Fulletron R.L ................. 156 Garboczi E.J., Bentz D.P 49,

151 Georgescu M., Rodan Gh.,

Georgescu E. .... 121, 141, 151

Ghibu M., Gheorghiu N., Otel A........................ 156

Giuşcă N........................ 156 Gould F.E., Joyce N.E... 156 GP 035-1998 ..... 17, 30, 159 Guner A., Dawod A.M., 154 Haecker C.J., Bentz D.P.,

Feng X.P., Stutzman P.E............................ 49, 151

Heisey............................ 106 HG 1046/1996 ............... 159 HG 261/1994 ........... 96, 158 HG 272/1994 ........... 96, 158 HG 273/1994 ........... 96, 158 HG 399/1995 ........... 96, 158 HG 595/1997 ................. 158 HG 766/1997 ... 96, 158, 159 HG 877/1999 ................. 159 HG 964/1998 ................. 159 Humboldt Co. .. IV, 143, 158 Hutte .......... 87, 95, 120, 156 Iacobescu A. ...... 94, 95, 156 Iacobescu A., 2003 .......... 94 ICECON........................ 156 Ilinoiu G . 20, 30, 49, 64, 76,

77, 86, 95, 113, 129, 131, 141, 142, 152, 153, 154, 156, 157, 158

Ionescu I, Ispas T 29, 67, 77, 86

Ionescu I., Ispas T., Popaescu A................ 157

ISO 7031 ....................... 162 ISO 8402 ........... 91, 92, 162 ISO 8402- 1994 ............. 162 ISO 8402/ 1994 ............... 96 ISO 8402/1995 ................ 91 ISO 9000-1/ 1994 ............ 96 ISO 9000-2/ 1993 ............ 96 ISO 9000-3/ 1991 ............ 96 ISO 9000-4/ 1993 ............ 96 ISO 9001/ 1994 ............... 96 ISO 9001: 1994 ............. 162 ISO 9002/ 1994 ............... 96 ISO 9002: 1994 ............. 162 ISO 9003/ 1994 ............... 96

ISO 9003: 1994..............162 ISO 9004....90, 92, 162, 163 ISO 9004-1/ 1994.............96 ISO 9004-2/ 1991.............96 ISO 9004-3/ 1993.............96 ISO 9004-4/ 1993.............96 ISO 9812..................53, 162 ISO GUIDE 34/ 1996 ......95 ISO GUIDE 34: 1996 ....159 ISO/ FDIS 9000-2............96 ISO/FDIS 9000-2...........162 Ivanov I., Căpăţâţână Al. 77,

157 Jalinoos, F., Olson, L. D.,

Aouad, M. F.......141, 154 Jalinoos, F., Olson, L.D 141,

154 Jalinoos, F., Olson, L.D.,

Sack, A ..............141, 155 Jalinoos, F.,Olson, L. D.,

Aouad, M. F., and Balch, A. H ...................141, 154

James Instruments.107, 109, 111, 119, 130, 132, 143, 158

Jourin ...............................64 Juran J. M., Gryna F.95, 157 Kauw V., Werner M ......123 Kauw V., Werner M. ....141,

155 Kierkegsard-Hansen.......110 Knudsen .........................136 La Londe W.S., Janes M.F.

...................................157 Legea nr. 10/1995 ............96 Legea Nr. 10/1995 .........159 Legea nr. 137/1995 ........159 Legea Nr. 50/1991 .........159 Legea nr. 90/1996 ..........159 Legea Nr. 90/1996 .........159 Leschinsky A .................155 Long şi Murray ..............109 Lucaci Gh.....47, 54, 77, 157 Lucaci Gh., Costescu I., Belc

Fl..........................77, 157 Lura P., Bentz D.P. , Lange

D.A., Kovler K, Bentur A., Breugel K.......50, 155

Manning D.G., Holt F.B.141, 157

Manning şi Holt .............121 Martys N., Ferraris C.F ...77,

155 McIntosh ........................135

Michigan Technological University ..........138, 139

Ministerul Constructiilor Industriale ..................157

Moskvin V. M..................29 Muravin G.B.....................37 Muravin G.B., Shcherbakov

E.N., Snezshitskiy Y.S.50 National Research CouncilV,

157 Nazarian .........................106 NE 003-97......................159 NE 012-1999 .30, 31, 48, 58,

68, 76, 86, 154, 159 NE 012-99....45, 68, 77, 142 NE 013-2002 .24, 30, 31, 55,

159 Nedelcu N. .......30, 142, 157 Nelson L.S.,....................155 Neville A. M ......47, 67, 134 Neville A., M. ....50, 86, 157 NIST GCR 97-715 .142, 159 NISTIR 6962......35, 50, 159 NRC .................................42 Nunnally S.,W........142, 157 Nurse ..............................135 Opriş S34, 36, 41, 43, 50, 67,

157 PC-1/1990 ..................29, 30 Perigord M. ..............95, 157 Peştişanu C.........47, 50, 157 Petersen K., VanDam T 138,

139, 140 Phan L.T., Carino N.J77, 153 Philips D. Steven, Eberhadt R.

Keith, .........................155 Phillips S.D., Estler W. T.,

Levenson M.,S., Eberhardt K.,R............................155

Plowman ................135, 136 Popa I. ..............................88 Popa R., Popa E..........85, 86 Popa R., Teodorescu M31, 86 Popa R., Teodorescu M.30, 48,

75, 77, 82, 83 Popescu P. ........30, 142, 157 Popescu V., Pătărniche N.

Chesaru E.............95, 157 Proqec ...............V, 143, 158 Raharinaivo A., Grimaldi G.

.....................30, 142, 155 REMR ....................142, 160 Richard ...........................110 RILEM/CEB Symposium95,

153, 154, 155

INDEX DE AUTOR

146

Saul................................ 135 Shengli N., Jun Z., Liuxing

H........................ 142, 155 Simion Al ..... 30, 50, 74, 77,

157 Simmons H. L ............... 157 Simon M., Snyder K.,

Fronsdorff G........ 50, 155 Skramtajev..................... 109 Snyder K.A. , Feng X.,

Keen B.D., Mason T.077, 153

SR 1500-96.................... 161 SR 227/2-98................... 161 SR 227/4-86................... 161 SR 227/5- 96.................. 161 SR 3011-96.............. 51, 161 SR 388-95...................... 161 SR 6232-96.................... 161 SR 667-2001............ 50, 161 SR 7055-96.................... 161 SR EN !097-4.2001 . 50, 162 SR EN 1097-1.1998 50, 162 SR EN 1097-5.2001 50, 162 SR EN 1097-7.2001 50, 162 SR EN 196/1-95 ............ 161 SR EN 196/3-97 ............ 161 SR EN 196/6-94 ............ 161 SR EN 196-4/95 ............ 161 SR EN 45001/1993........ 161 SR EN 45013/1992........ 161 SR EN 571-1/1999 123, 161 SR EN 571-1/99 ............ 143 SR EN 583-1/01 ............ 143 SR EN 583-1/2001 ........ 161 SR EN 583-2/01 ............ 143 SR EN 583-2/2001 ........ 161 SR EN 583-3/01 ............ 143 SR EN 583-3/2001 ........ 161 SR EN 583-4/01 ............ 143 SR EN 583-4/2001 ........ 161 SR EN 583-5/01 ............ 143 SR EN 583-5/2001 ........ 162 SR EN 932-1 ........... 50, 162 SR EN 932-3. 1998 . 50, 162 SR EN 932-3. C1. 1999.. 50,

162 SR EN 932-3.1998 .......... 43 SR EN 932-6 ........... 50, 162 SR EN 933-10. 2001 51, 162 SR EN 933-5. 2001 . 51, 162 SR EN 933-7. 2001 . 51, 162 SR EN 933-8. 2001 . 51, 162 SR EN 933-9 2001 .. 51, 162 SR EN ISO 9000-1/1996. 88

SR ISO 3951/1998 .........160 SR ISO 7870/1999 .........161 SR ISO 7966/1999 .........161 SR ISO 8258/1998 .........161 SR ISO 8402 ....................87 SR ISO 9000/1996 .........163 SR ISO 9001 ............90, 161 SR ISO 9002/1995 .........161 SR ISO 9003/1995 .........161 SR ISO 9004-4+A1/199691,

95 STAS 10107/0-90 ..........159 STAS 10137-1987 .........161 STAS 10137-87 .............143 STAS 10214-1984 .........161 STAS 10214-84 .............143 STAS 1275/88..................69 STAS 1275-8868, 70, 71, 77,

143, 160 STAS 1667-1976 .............50 STAS 1667-76 ...............160 STAS 1759-88 .........53, 160 STAS 1799-88 ...............160 STAS 2386-1979 .....50, 160 STAS 2414-91 .........55, 160 STAS 2833-80 ...............160 STAS 3518-1989 .............63 STAS 3518-89 ....56, 62, 77,

160 STAS 3519-1976 .............57 STAS 3519-78 .........77, 160 STAS 3622/ 1986.............63 STAS 3622-1986 .............58 STAS 3622-86 ...............160 STAS 4606-1980 .....50, 160 STAS 4606-80 ...............160 STAS 5440-1970. ....77, 160 STAS 5479-88 ....54, 56, 77,

160 STAS 5501-1968 .............72 STAS 6202-1962 .............72 STAS 6606/86........143, 160 STAS 6652/1-82 .....99, 104,

105, 106, 107, 108, 117, 118, 123, 136

STAS 6652/82........143, 160 STAS 7563-1973 .............67 STAS 790-84 .....48, 50, 160 STAS 8539-1991 ...........161 STAS 8539-91 ...............143 STAS 8573-78 .........49, 161 STAS 8619-1988 ...........161 STAS 8619-88 ...............143 STAS 8625-90 .........49, 161 STAS 9552-1974 ...........161

STAS 9552-74................143 STAS 9602-90................161 Steopoe Al................30, 157 Steopoe Al........................31 Struble L., Stutzman P.E138,

139, 140, 142, 157 Stutzman P.31, 33, 35, 38, 50,

155 Stutzman P.E..........142, 157 Suman R., Ghibu M. ......157 Suman R., Ghibu M.,

Gheorghiu N., Oara C., Otel A ................................157

Suman R., Pop S ............157 Swenson E.G..................153 Ştefănescu F., Neagu G.,

Mihai Al.............142, 157 Taerwe L. .......................155 Taylor P. C .......................49 Teleni .............................110 Teodorescu M30, 39, 48, 75,

77, 95, 107, 108, 117, 119, 121, 129, 131, 142, 153, 157, 158

Teodorescu M., Budan C., Ilinoiu G...............50, 158

Teodorescu M., Ilinoiu G.20 Teodoru G. Y. M..............98 Teoreanu I., Moldovan V.,

Nicolescu L13, 31, 63, 65 Teoreanu I., Moldovan V.,

Nicolescu L.25, 30, 77, 158 Tertea I, Oneţ T..............107 Tertea I., Oneţ T.95, 142, 158 Trelea A..................142, 155 Trelea A., Popa R. ..........158 Tretea, Oneţ .....................119 U 9/1996.........................160 Valeriu L ..................86, 155 WINGET............82, 86, 158 Yvonne D. ................50, 158 Zamfirescu D., Postelnicu T.

.............................30, 158

BIBLIOGRAFIE GENERALĂ

147

INDEX ALFABETIC

A abraziunea........................ 13 absorbţie ...... 47, 57, 59, 113 acţiunea corozivă a acizilor

.................................... 29 acţiunea de levigare ......... 13 acţiunile corective............ 92 acţiunile preventive ......... 92 adâncimea de carbonatare

.................................. 129 adaosuri ........................... 48 adaosurile ........................ 48 aderenţa agregatului ........ 46 aditivi......................... 48, 73 agresivitatea sulfaţilor ..... 13 alcalini de sodiu şi potasiu

.................................... 35 alegerea metodei de

malaxare...................... 81 alterare............................. 41 aluminatul tricalcic .......... 35 aluminoferitul tetracalic .. 35 amestecarea mecanică a

componenţilor betonului.................................... 81

amestecul ......................... 78 amestecul de beton .......... 78 amestecul de beton cu

compoziţie prescrisă.... 78 amestecul de beton proiectat

.................................... 78 amestecul neomogen ....... 86 apa de amestecare............ 48 apă şi solvenţi ................ 126 asigurarea calităţii 88, 90, 93 auditul calităţii................. 90 autocontrolul.................... 93

B benchmarking .................. 91

betoane cu agregate uşoare.............................. 32, 69

betoane cu diferite tipuri de agregate naturale ......... 32

betoane cu lianţi minerali32, 50, 160

betoane cu lianţi organici 32 betoane cu lianţi pe bază de

zgură şi cenuşi active .. 32 betoane de izolaţie........... 32 betoane refractare rezistente

.................................... 32 beton cu densitate aparentă

în stare uscată.............. 32 betoniere.......................... 81 betonul............................. 52 betonul întărit .................. 55 betonul proaspăt .............. 52 bigranular ........................ 44 brainstorming .................. 91 Broken off specimens by

splitting “BOSS”....... 112

C calculul porozităţii........... 60 calculul porozităţii funcţie

de compoziţie .............. 60 calitate potenţială ............ 97 calitatea . 73, 76, 87, 88, 102 calitatea amestecului ....... 78 capacitatea malaxoarelor . 83 capacitatea malaxorului... 84 capacitatea utilă ......... 84, 85 capilaritate ................. 57, 64 caracteristicile betonului . 31 caracteristicile principale ale

malaxoarelor ............... 85 carote ............................. 111 cauze externe ................... 13 cauze interne.................... 13 cavernele ......................... 59 căldura de hidratare ... 36, 41

cerinţele........................... 89 cimentul........................... 32 ciuruire ............................ 45 clasa betonului........... 68, 73 clasificarea adaosurilor.... 48 clasificarea porilor funcţie

de mărimea lor ............ 59 clincher.................33, 34, 39 clincherizare .................... 34 coeficientul de variaţie .... 80 coeficientul Valeta .......... 60 Comisia Internaţională de

Electrotehnică ............. 89 Comitetul European pentru

Standardizare .............. 89 Comitetul European pentru

Standardizare în Electrotehnică ............. 89

compactitatea betonului . 55, 63

componenţii betonului.... 64, 73, 82

comportarea betoanelor la acţiuni chimice agresive.................................... 25

conceptul de calitate........ 97 Concrete .154, 159, 161, 162 condiţia de calitate........... 87 condiţiile de mediu şi de

expunere...................... 63 conductivitatea termică ... 74 consistenţa....................... 53 contracţia betonului... 74, 75 contracţia la uscare şi

umflarea la reumezire . 74 contracţia şi expansiunea. 43 control de acceptabilitate. 95 control de conformitate ... 95 control integral ................ 94 controlul (tehnologic)

operativ ....................... 93 controlul calităţii ..49, 76, 87


148

controlul final .................. 94 controlul intermediar ....... 94 controlul în timpul

exploatării construcţiei 94 controlul preventiv .......... 93 controlul prin sondaj

empiric ........................ 94 controlul statistic al calităţii

.................................... 95 conţinutul de umiditate al

agregatului................... 47 coroziune acidă................ 29 coroziune alcalină............ 29 coroziune de contact........ 22 coroziune fisurată ............ 22 coroziune generală........... 23 coroziune intercristalină .. 22 coroziune locală............... 22 coroziune prin cristalizare29 coroziune selectivă .......... 23 coroziune transcristalină.. 23 coroziunea betonului ....... 24 coroziunea biologică ....... 21 coroziunea chimică.......... 20 coroziunea electrochimică21 coroziunea oţelului .......... 17 coroziunea prin levigare .. 29 coroziunea specială.......... 21 creşterea calităţi............... 88 cristale aciculare .............. 42 cristalizarea sărurilor ....... 13 criterii de clasificare ale

agregatelor................... 43 criterii de clasificare ale

cimenturilor................. 39 curba de granulozitate ..... 45

D defectoscopia cu ultrasunete

.................................. 102 deflocularea ..................... 78 deformaţia betonului........ 74 densitatea absolută..... 40, 53 densitatea aparentă .... 46, 53 densitatea betonului......... 55 densitatea betonului

proaspăt ....................... 52 densitatea specifică.... 46, 53 determinarea existenţei

reacţilor alcali-agregate.................................. 132

determinarea nivelului de întărire al betonului ... 133

determinarea rezistenţei la intindere a betonului . 109

Deutsche Forschungsgemeinschaft.................................... 97

developant pe bază de apă sau solvent pentru aplicaţii speciale........ 128

developant pe bază de solvent....................... 127

developant solubil în apă.................................. 127

developant suspensie în apă.................................. 127

developantul . 123, 127, 128, 129

developanţii ................... 123 diagrama arbore............... 91 diagrama cauză-efect....... 91 diagrama de dispersie ...... 92 diagrama de flux.............. 91 diagrama Pareto............... 91 diagrame de afinitate ....... 91 difuzie.............. 57, 130, 131 dilatarea termică .............. 75 dispersia fluxului magnetic

.................................. 118 documentaţia tehnică....... 94 durabilitate....................... 13 durabilitatea betonului.... 13,

57, 60 durata de amestecare a

betonului ..................... 84 durata de descărcare a

betonului din toba malaxorului ................. 85

durata de developare...... 128 durata de tratare............... 75 durata minimă de întărire

.................................. 134 durata optimă de amestecare

a betonului................... 85

E ecrane fluorescente........ 113 ecuaţia Washburn ............ 61 efectele negative provocate

de calitatea deficitară .. 92 efectul Skin .................... 120 eficienţa controlului......... 98 eforturile interne.............. 13 emulgator hidrofil.......... 126 emulgator lipofil............ 126 entiatea ............................ 88 epruvete .. 62, 66, 67, 68, 69,

70, 71, 72, 73, 75, 97, 102, 104, 106, 111

etringit ..................37, 42, 58 evaluarea gradului de

maturizare ................. 135 examinarea cu ultrasunete

.................................. 102 expansiunea termică

diferenţiată .................. 75 Extragere de carote........ 111 extragerea de carote....... 111

F factori care influenţează

permeabilitatea betonului.................................... 62

factori de compoziţie, de expunere şi mediu ..... 133

factori tehnologici ......... 133 factorii de mediu ........... 122 filme Röntgen................ 112 fineţea de măcinare ... 40, 74 fişa de control.................. 91 formulare de colectare a

datelor ......................... 91

G gelurile ............................ 58 gradul de gelivitate.... 62, 63 gradul de gelivitate al

betonului ..................... 63 gradul de impermeabilitate

.................................... 57 gradul de maturizare..... 134,

135, 142 Gradul de maturizare..... 158 gradul de omogenitate al

betonului ..................... 78 gradul de saturaţie al

agregatului .................. 47 granulozitate continuă44, 45 granulozitate discontinuă 44,

45 granulozitatea optimă a

agregatului .................. 45

H hidratare anormală........... 42 hidratarea cimentului....... 36 Hidratarea cimentului...... 37 histograma....................... 91

I iniţierea coroziunii .......... 23 instrumentele şi tehnicile de

bază folosite la îmbunătăţirea calităţii . 91


149

ISO 9001 ......................... 90 ISO 9002 ......................... 90 ISO 9003 ......................... 91 îmbătrânirea betonului... 133 începutul de priză ............ 42 începutul prizei .......... 41, 42 începutul prizei cimentului

.................................... 42 încercările de rezistenţa ... 66 îngheţ-dezgheţului ........... 13 întindere axială .......... 69, 71 întindere din despicare.... 69,

70 întindere din încovoiere.. 69,

70

L lucrabilitatea betonului .... 53 lucrările de pregătire a

suprafeţelor a elementelor de examinat ............... 124

M magnetică nucleară ........ 112 malaxoare ............ 81, 82, 83 marca betonului ............... 68 masa vitroasă ................... 35 material pulverulent......... 32 materiale ceramice......... 123 materialelor metalice ..... 123 matricea ........................... 31 maturizarea betonului ..... 52,

133 maturizării betonului .... 112,

133 mecanisme ale coroziunii 29 mecanismul coroziunii

carbonice ..................... 24 metoda absorbţiei

microundelor ....... 99, 118 metoda analizei spectrale a

undelor de suprafaţă .. 106 metoda bilei ................... 108 metoda capacitivă .... 99, 118 metoda carotajului sonic

.................. 100, 102, 105 metoda controlului

nedistructiv folosind substanţe (lichide) penetrante.................. 123

metoda convenţională.... 133 metoda cu neutroni rapizi

.................................. 112 metoda curenţilor turbionari

.................................. 117

metoda de amprentă ...... 108 metoda de duritate

superficială................ 108 metoda de recul ............. 107 metoda de rezonanţă .... 102,

112 metoda de vibraţii proprii

.................................. 102 metoda determinării

gradului de carbonatare.................................. 133

metoda determinării gradului de permeabilitate............ 134

metoda emisiei acustice 102, 106

metoda evaluării gradului efectiv de maturizare al betonului ................... 134

metoda fracturării interne a betonului ................... 111

metoda gradului de hidratare.................................. 134

metoda gravimetrică .. 54, 56 metoda Hellenică........... 109 metoda holografică ........ 136 metoda inducţiei magnetice

.................................. 118 metoda nedistructivă de

vibraţii proprii ........... 102 metoda neutronilor rapizi

.................................. 117 metoda optică în spectru

vizibil ........................ 136 metoda prin şoc ...... 99, 100,

102, 104 metoda radiografică...... 112,

121, 122 metoda radiografică cu

radiaţii infraroşii ....... 122 metoda radiografică folosind

radiaţii X sau gama ... 112 metoda radiometrică cu

radiaţii gama sau beta 117 metoda radiometrică cu

radiaţii gama sau beta 112 metoda radioscopică ..... 100,

121 metoda rezistenţei la

penetrare.................... 109 metoda rezistivă ............ 118 metoda rezonanţei

magnetice nucleare.... 117 metoda ruperii ............... 112

metoda semidistructivă prin smulgere la suprafaţă 109

metoda smulgerii din profunzime................ 111

metoda tasării .................. 53 metoda termografică în

infraroşu............ 121, 122 metoda termovizuală ..... 121 metoda tipului sau vitezei de

propagare .................. 104 metoda undelor de suprafaţă

.............99, 100, 102, 106 metoda undelor radio..... 136 metoda viteză de propagare

- amprentă ................. 137 metoda viteză de propagare

- atenuare a radiaţiilor gama.......................... 137

metoda viteză de propagare - atenuarea ultrasunetelor.................................. 137

metoda viteză de propagare - forţă de smulgere .... 137

metoda viteză de propagare - indice de recul ........ 137

metoda viteză de propagare- radiometrică .............. 138

metoda volumetrică cu presiune................. 54, 56

metoda volumetrică fără presiune....................... 56

metoda Windsor ............ 109 metode combinate ......... 137 metode de determinare a

omogenităţii betonului 79 metode de duritate

superficială................ 106 metode elastice cu impuls

ultrasonic........... 102, 104 metode nedistructive ....... 98 metode nedistructive de

control al calităţii betonului ..................... 97

metode nedistructive de determinare a calităţii . 97

metode parţial distructive 98 metode semidistructive.... 98 metodele de rezonanţă cu

măsurarea frecvenţei proprii ....................... 102

metodele mecanice ........ 106 metodele nedistructive

electrice şi magnetice 117 metodele termice ........... 121 microscopia electronică. 138


150

modalităţi de control........ 93 monogranular ............ 44, 72 mustire............................. 54

O Organizaţia Internaţională

pentru Standardizare ... 89 oxidul de calciu ............... 35 oxidul de magneziu ......... 35

P particle density ................ 46 penetrat .......................... 123 pentru date care nu sunt

exprimate numeric ...... 91 pentru date numerice....... 91 permeabilitatea ... 55, 56, 58,

60, 62, 63 permeabilitatea unui beton

.................................... 57 piatră spartă şi nisip......... 44 pietriş ......................... 43, 44 planificarea ...................... 90 pori ............................ 58, 59 pori de gel.................. 58, 59 porii capilari .................... 59 porii sferici ...................... 59 porozitatea betonului ....... 63 pregătirea suprafeţei ...... 124 prese hidraulice ......... 67, 70 principalele metode de

control nedistructiv ..... 99 principalele proprietăţi ale

betoanelor.................... 52 principalii factori care

influenţează negativ calitatea ....................... 92

principalii parametrii care influenţează durata de maturizare ................. 134

priza falsă .................. 41, 42 priza normală ................... 41 priza rapidă ...................... 42 priza timpurie .................. 42 priză falsă ........................ 42 procedeele de pregătire a

suprafeţei................... 124 procedeul chimic de

curăţare...................... 124 procedeul curenţilor

turbionari................... 120 procedeul mecanic de

curăţare...................... 124

procedura......................... 91 procesul de amestecare a

betonului ..................... 78 productivitate malaxoarelor

.................................... 85 produse speciale pentru

îndepărtat excesul de penetrant.................... 123

produsele pentru îndepărtat excesul de penetrant.. 123

produsul........................... 89 propagarea coroziunii...... 23 proprietatea.................... 117 proprietăţi ale cimentului 40 pulbere uscată ................ 127

R radiaţii electromagnetice 112 reacţia agregatelor cu

cimentul ...................... 13 refractaritate .................... 34 regula celor 4N................ 94 relaţia Darcy .................... 60 responsabilitatea

producătorului ............. 97 rezistenţa betonului .. 68, 73,

134 rezistenţa la compresiune 43,

67 Rezistenţa la compresiune67 rezistenţa la forfecare ...... 72 rezistenţa la îngheţ - dezgheţ

.................................... 63 rezistenţa la îngheţ-dezgheţ

a betonului....... 62, 63, 65 rezistenţa la întindere 69, 70,

71 rezistenţa la întindere

centrică........................ 69 rezistenţa la întindere din

despicare ..................... 70 rezistenţa la întindere din

încovoiere.................... 69 rezistenţa la întindere prin

despic .......................... 71 rezistenţa la întindere prin

încovoiere.................... 69 rezistenţa la rupere .......... 67 rezistenţa la şoc ............... 72 rezistenţa la uzură............ 72 rezistenţa mecanică ......... 42 risc ................................... 80 roci magmatice ................ 43

roci metamorfice ............. 44 roci sedimentare .............. 44

S segregare ......................... 54 segregarea exterioară....... 55 segregarea interioară ....... 55 sfârşitul prizei cimentului 42 sfărmarea artificială a

rocilor.................... 43, 44 sfărmarea naturală a rocilor

.............................. 43, 44 silicatul bicalcic............... 35 silicatul tricalcic ...35, 37, 58 sistemul de asigurare a

calităţii ........................ 90 solicitările exterioare....... 13 soluţiile acide .................. 13 sortarea agregatelor ......... 45 spiralei creşterii calităţii .. 88 standardizarea.................. 89 starea de conservare ........ 41 structura pietrei de ciment

.......................37, 41, 133 substanţe penetrante 99, 123 substanţele penetrante ... 123

T tendinţa de segregare....... 55 textura suprafeţei

agregatului .................. 46 timpul de priză .......... 41, 42 tipuri de ciment ......... 36, 39 toba cu plate .................... 81

U umezirea alternantă ......... 13 umflarea betonului .......... 75 uscare ............................ 126

V Verificarea calităţii

lucrărilor de beton şi beton armat ....... 141, 152

viteza de dezvoltare a fenomenelor de coroziune.................................... 23

viteza optimă de amestecare a betonului .................. 81

vitrificare......................... 34 Voellmy......................... 109 volumul de aer oclus ....... 54


151


ARTICOLE

1. Bentz D.P., Quenard D.A., Baroghel-Bouny V., Garboczi E.J., Jennings H.M., Modeling drying shrinkage of cement paste and mortar. Part 1. Structural models from nanometers to millimeters. Materials and Structures, 1995, 28, 450-458.

2. Boian Fl., Rodan Gh., Georgescu M., Rodan P., Măsurători termografice pentru controlul barajelor. Antrepenorul, 2000. pag. 4-6.

3. Boian Fl., Rodan Gh., Georgescu M., Rodan P., Termografia coşurilor de fum. Antrepenorul, 2001. pag. 30-33.

4. Bratu P., Necşoiu J., Vlădeanu Al., Şoimuşan V., Mladin Gh., Iofcea D., Dumitrescu G., Neconformităţile echipamentelor tehnologice pentru procesarea materialelor de construcţii. Construcţii Civile şi Industriale, V, nr. 50, martie 2004.

5. Brousseau R., Cathodic Protection for Steel Reinforcement. Construction Canada, Sep-Oct. 1992. 6. Burg R. G., Chemical admixtures for concrete. Structure, November 2001, pag. 32-34. 7. Carino N.J., Nondestructive testing to investigate corrosion status in concrete structures. Journal

of performance of constructed facilities 1999. pag. 96-106. 8. Carino N.J., Clifton J. R., Predicting of cracking in reinforced concrete structures. NISTIR 5634.

Aprilie 1995. Building and Fire Research Laboratory National Institute of Standards and Technology Gaithersburg, MD 20899-8611 USA.

9. Carino N.J., Meeks K.W., Curing of high-performance concrete for strength: what is sufficient? Building and Fire Research Laboratory. National Institute of Standards and Technology Gaithersburg, MD 20899-8621 USA, SP 193-1.

10. Carino N.J., Meeks K.W., Curing of high-performance concrete: Phase I study. NISTIR 6505. Aprilie 2001. Building and Fire Research Laboratory National Institute of Standards and Technology Gaithersburg, MD 20899-8611 USA.

11. Corley W. G., Davis A. G., Forsenic engineering moves forward. Civil Engineering, no. 71, June 2001, pag. 64-65.

12. Dinu D., Incertitudinea de măsurare. Instrumentistul Nr. 2/2000, pag. 7-11. 13. Feldmann R. P., Non-Destructive Testing of Concrete, CBD, 1977. 14. Ferraris C.F., Alkali-Silica Reaction and High Performance Concrete. NISTIR 5742. August

1995. Building and Fire Research Laboratory. National Institute of Standards and Technology.

15. Fiorato A. E., Burg R. G., Gaynor R. D., Effects of Conditioning on Measured Compressive Strength of Concrete Cores. Concrete Technology Today. No. 3, Vol. 21, 2000.

16. Finn D. W. Towards Industrialized Construction. Construction Canada 34(3), May 1992, pag. 25-28.

17. Fletcher J., Misleading accuracy statements. Elcometer Quality Today, July 1998. 18. Franco R. J., Concrete mix and member design considerations. To limit the effects of drying

shrinkage. Structure. National Council of Structural Engineers Associations, pag. 46-49. 19. Garboczi E.J., Bentz D.P., The effect of statistical fluctuation, finite size error, and digital

resolution on the phase percolation and transport properties of the NIST cement hydration model. Cement and Concrete Research, Vol. 31, No. 10, 1501-1514, October 2001.

20. Georgescu M., Rodan Gh., Georgescu E., Utilizarea metodei termografice în infraroşu şa analizarea Bisericii “Sf. Nicolae” din Densuş jid. Hunedoara. Antreprenorul. 1999. pag. 28-33.

21. Haecker C.J., Bentz D.P., Feng X.P., Stutzman P.E., Prediction of cement physical properties by virtual testing. Cement International, Vol. 1, No. 3, 86-92 pp., 2003.


152

22. Ilinoiu G., Optimizări parametrice ale criteriilor de conformitate a clasei de rezistenta a betoanelor. Nr. 1, Antreprenorul (2001), pag. 11-15. Revista Asociaţiei Române a Antrepenorilor de Construcţii;

23. Ilinoiu G., Calitatea betoanelor. Studiu asupra Normativului NE 012-1999. Nr. 2, Buletin AICPS (2001), pag. 37-43. Revista Asociaţiei Inginerilor Constructori Proiectanţi Structuri;

24. Ilinoiu G., Quality of concrete. Study on Code NE 012-99. Nr. 3, Buletin AICPS (2001), pag. 114-120. Revista Asociaţiei Inginerilor Constructori Proiectanţi Structuri;

25. Ilinoiu G., Durabilitatea betoanelor. Construcţii Civile şi Industriale Anul III, Nr. 24, octombrie 2001, pp. 36-37;

26. Ilinoiu G., Abordarea conceptuala a lucrărilor de reparaţii si consolidări ale elementelor de construcţii. Construcţii Civile şi Industriale Anul III, Nr. 26, decembrie 2001, pp. 30-34;

27. Ilinoiu G., Caracteristici structurale si de compozite ale cimentului Portland. Construcţii Civile şi Industriale Anul IV, Nr. 30, Mai 2002, pag. 16-22.;

28. Ilinoiu G., Permeabilitatea betonului. Construcţii Civile şi Industriale Anul IV, Nr. 31, Junie 2002, pag. 18-24;

29. Ilinoiu G., Gelivitatea betonului. Construcţii Civile şi Industriale Anul IV, Nr. 33 August 2002, pag. 18-21.

30. Ilinoiu G., Verificarea nedistructivă a calităţii lucrărilor de beton şi beton armat folosind procedeul radiografic cu raze gama. Construcţii Civile şi Industriale Anul IV, 2003, Nr. 36, pag. 20-22;

31. Ilinoiu G., Amestecarea mecanică a componenţilor betonului. Construcţii Civile şi Industriale Anul IV, Martie 2003, Nr. 39 pag. 38-40;

32. Ilinoiu G., Placarea elementelor din beton armat cu ţesături din fibre de carbon. Tehnică şi Tehnologie. Anul II, 2003, Nr. 6, pag. 38-39, ISSN 14538423;

33. Ilinoiu G., Budan C-tin, Feodor S., Placarea elementelor structurale din beton armat folosind ţesături din fibre de carbon. Construcţii Civile şi Industriale Anul IV, Nr. 40 Aprilie 2003, pag. 12-14;

34. Ilinoiu G., Testing hardened concrete using the maturity concept. Dimensi Teknik Sipil, Indonesia. Research Center of Petra Christian University. Vol. 5, no. 1, March 2003, ISSN 1410-9530.

35. Ilinoiu G., Criterii de măsurare a conformităţii betoanelor. Construcţii Civile şi Industriale Anul IV, Nr. 41 Mai 2003, pag. 14-20;

36. Ilinoiu G., Modelarea incertitudinilor de măsurare a calităţii betoanelor. Construcţii Civile şi Industriale Anul IV, Nr. 44 August 2003, pag. 16-21;

37. Ilinoiu G., Criterii de realizare a conformităţii betoanelor. Buletin AICPS, 2/2003, pag. 49-55. ISSN 1454-928X (republicat);

38. Ilinoiu G., Voiculescu D., Verificarea calităţii betoanelor prin măsurare. Construcţii Civile şi Industriale Anul IV, Nr. 46 Octombrie 2003, pag. 6-10;

39. Ilinoiu G., Voiculescu D., Asigurarea calităţii. Tehnică şi Tehnologie. Anul III, 2003, Nr. 5-6, pag. 31-32, ISSN 14538423.

40. Ilinoiu G., Asigurarea si controlul calităţii lucrărilor de construcţii. Construcţii Civile şi Industriale. Anul IV, Nr. 48 Decembrie 2003, pag. 10-14.

41. Ilinoiu G., Modelarea incertitudinilor de măsurare a calităţii betoanelor. AICPS, 3/2003, ISSN 1454 – 928 X, decembrie, pag. 43-54.

42. Ilinoiu G., Amestecarea mecanică a componenţilor betonului. Construcţii Civile şi Industriale Anul IV, Martie 2003, Nr. 39, pag. 38-40.

43. Ilinoiu G., Noi concepte in studiul si cercetarea maturităţii betonului. Construcţii Civile şi Industriale. Anul V, Nr. 51, Aprilie 2004, pag. 22-24

44. Ferraris C.F., Concrete Mixing Methods and Concrete Mixers: State of the Art. Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology, Vol. 106, No. 2, 391-399, March-April 2001.

45. Kelly P. L., Glenn R. B., Michael L. B., Mauro J. S., Under the microscope. Civil Engineering, no. 71, June 2001, pag. 64-65.


153

46. Phan L. T., Carino N.J., Mechanical properties of high-strength concrete at elevated temperatures. NISTIR 6726. March 2001, Building and Fire Research Laboratory National Institute of Standards and Technology Gaithersburg, MD 20899-8611 USA.

47. Phan L. T., Carino N.J., Effects of Test Conditions and Mixture Proportions on Behavior of High-Strength Concrete Exposed to High Temperatures. ACI Materials Journal, 99-M8. pag. 54-66.

48. Snyder K.A. , Feng X., Keen B. D., Mason T. 0., Estimating the electrical conductivity of cement paste pore solutions from OR-, K+ and Na+ concentrations. Cement and Concrete Research, Vol.-33, No.6, 793-798, June 2003.

49. Swenson E. G., Durability of concrete under winter conditions. CBD-116. 50. Teodorescu M. Utilizarea cimenturilor o chestiune de profesionalism. Antrepenorul 3/2003, pag.

20. 51. Teodorescu M. Utilizarea cimenturilor in construcţii o chestiune de profesionalism (II).

Antrepenorul 4/2003, pag. 37-38. 52. Teodorescu M., Budan C-tin, Ilinoiu G., Aditivii superplastefianţi - o necesitate pentru România.

Antreprenorul Nr. 5 (1998), pag 26-27.; 53. Teodorescu M., Budan C-tin., Ilinoiu G., Betoane preparate cu aditivi superplastifianţi. Revista

“Construcţii Civile şi Industriale”, Anul I, Nr. 3, Iunie 1999, pag. 6-7; 54. Teodorescu M., Ilinoiu G., Sisteme de protecţie a elementelor de construcţii care utilizează

materiale pe bază de polimeri. Antreprenorul Nr. 7 (1999), pag. 8-9. 55. Teodorescu M., Ilinoiu G., Betoane speciale I – Betoane polimerice. Nr. 8, Antreprenorul (1999),

pag. 36-38. 56. Teodorescu M., Ilinoiu G., Betoane speciale II – Betoane armate cu fibre. Nr. 1, Antreprenorul

(2000), pag. 14-16. 57. Teodorescu M., Ilinoiu G., Betoane speciale III – Betoane de înaltă performanţă. Nr. 2,

Antreprenorul (2000), pag. 14-16. 58. Teodorescu M., Ilinoiu G., Protecţia anticorozivă a armăturilor I – Fenomenul de coroziune al

armăturilor de oţel. Nr. 3, Antreprenorul (2000), pag. 43-45. 59. Teodorescu M., Ilinoiu G., Protecţia anticorozivă a armăturilor II – Sisteme de protecţie contra

coroziunii. Nr. 4, Antreprenorul (2000), pag. 43-45. 60. Teodorescu M., Ilinoiu G., Protecţia anticorozivă a armăturilor III – Controlul coroziunii. Nr. 5,

Antreprenorul (2000), pag. 26-29. 61. Teodorescu M., Ilinoiu G., Verificări efectuate de către executant în cadrul controlului calităţii

betoanelor. Nr. 7, Antreprenorul (2000), pag. 39-41. 62. Teodorescu M., Ilinoiu G., Pregătirea suprafeţei suport a elementelor din beton pentru reparaţii.

Nr. 8, Antreprenorul (2000), pag. 32-34. 63. Taylor P. C., Mineral admixtures for concrete. Structure, December –January 2002. pag. 36-37. 64. Veitas R., Structural Inspections. A time for chalange. Structure, April 2001. pag. 33-36.

COMUNICĂRI ŞTIINŢIFICE

65. Ammar C., Concrete conformity: A study of ENV 206 and NBN B15. Proceeding of the Second International RILEM/CEB Symposium, Ghent, 1991, pag. 501-534.

66. Bentz D.P., Haecker C.J., Feng X.P. Stutzman P.E., Prediction of Cement Physical Properties by Virtual Testing. Process Technology of Cement Manufacturing. Fifth International VDZ Congress. Proceedings. Düsseldorf, Germany, September 23-27, 2002, pp. 53-63, 2003.

67. Bentz D.P., Snyder K.A., Stutzman P.E., Hydration of Portland Cement: The Effects of Curing Conditions. 10 th International Congress on the Chemistry of Cement Proceedings. Volume 2, June 1997, Sweden.

68. Carino N.J., The impact-echo method: an overview. Building and Fire Research Laboratory National Institute of Standards and Technology Gaithersburg, MD 20899-8611 USA, Proceedings of the 2001 Structures Congress & Exposition, May 21-23, 2001, Washington, D.C., American Society of Civil Engineers, Reston, Virginia, Peter C. Chang, Editor, 2001. 18 p.


154

69. Carino N.J., Lew H.S., The maturity method: from theory to application. Proceedings of the 2001 Structures Congress & Exposition, May 21-23, 2001, Washington, D.C., American Society of Civil Engineers, Reston, Virginia, Peter C. Chang, Editor, 2001, 19 p.

70. Doiron T., Stoup J., Uncertainty and Dimensional Calibrations. Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology. Volume 102, Number 6 November–December 1997.

71. Ehrlich C. D., Rasberry S.D., Metrological timelines in tracebility. Vol. 103, no. 1., Jan.-Feb 1998. Journal of research of the National Institute of Standards and Technology.

72. Estler W. Tyler, Uncertainty Analysis for Angle Calibrations Using Circle Closure. Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology. Vol. 103, 141 (1998). Number 2, March–April.

73. Frenz H., Calulul impreciziei de măsurarepentru procedeele mecano-tehnologice de verificare. Varianta a-3-a. Facultatea Gelsenkirchen, 2003.

74. Guner A., Dawod A.M., Function of control standard in optimized mix design of concrete. Proceeding of the Second International RILEM/CEB Symposium. Ghent, 1991, pag. 105-112.

75. Ilinoiu G. Calitatea betoanelor. Studiu asupra Normativului NE 012-1999. Nr. 2, Buletin AICPS (2001), pag. 37-43;

76. Ilinoiu G. Quality of Concrete. Study on Code NE 012-1999. Nr. 3, Bulletin AICPS (2001), pag. 114-120.

77. Ilinoiu G. Decision making modeling of concrete requirements. Dimensi Teknik Sipil, Indonesia. Research Center of Petra Christian University. Vol. 3, no. 2, September 2001.

78. Ilinoiu G., Testing hardened concrete using the maturity concept. Dimensi Teknik Sipil, Indonesia. Research Center of Petra Christian University. Vol. 5, no. 1, March 2003, ISSN 1410-9530.

79. Ilinoiu G., Budan C-tin, Potorac B., Concrete maturity index determination. SELC XV Piatra Neamţ Octombrie 2003, pag. 8-12.

80. Ilinoiu G., Procedee de verificare a calităţii betonului prin măsurare. Comunicare ştiinţifică. Republica Moldova, Chişinău. Conferinţa Tehnico - Ştiinţifică Jubiliară -Tehnologii Moderne în Construcţii, 24-26 Mai 2000, pag. 260-265.

81. Ilinoiu G., Decision making modeling of concrete requirements. Dimensi Teknik Sipil, Indonesia. Research Center of Petra Christian University. Vol. 3, no. 2, September 2001, ISSN 1410-9530.

82. Ilinoiu G., Aspecte Privind Amestecarea Mecanică a Componenţilor Betonului. Al XIV-lea Congres Naţional AICPS, 14 Mai 2004, Sala Palatului, Bucureşti. Nr. 4/2003 – 1/2004. pp. 164-170. ISSN 1454-928X.

83. Ilinoiu G., Studiu asupra Normativului C 16-1984 privind realizarea pe timp friguros a lucrărilor de construcţii.. Al XIV-lea Congres Naţional AICPS, 14 Mai 2004, Sala Palatului, Bucureşti. Nr. 4/2003 – 1/2004. pp. 85-91. ISSN 1454-928X.

84. Ilinoiu G., Deteriorarea prin îngheţ-dezgheţ a betoanelor - Fenomene Specifice şi Principalii Factori care contribuie la îmbunătăţirea comportării pe timp friguros. Al XIV-lea Congres Naţional AICPS, 14 Mai 2004, Sala Palatului, Bucureşti, ISSN 1454-928X.

85. Ilinoiu G., Permeabilitatea betonului - Fenomene Specifice şi Optimizarea Proiectării Tehnologice a Compoziţiei Betonului. Al XV-lea Congres Naţional AICPS, 14 Mai 2004, Sala Palatului, Bucureşti, ISSN 1454-928X.

86. Jalinoos, F.,Olson, L. D., Aouad, M. F., and Balch, A. H., Acoustic tomography for QNDE of structural concrete, Quantitative Nondestructive Evaluation (QNDE) Proceedings, 14, Iowa State University, 1994.

87. Jalinoos, F., Olson, L. D., Aouad, M. F., Ultrasonic crosshole and crossmedium tomography for the detection of defects in structural concrete, Symposium on the Application of Geophysics to Engineering and Environmental Problems (SAGEEP), Orlando, Florida, 1995.

88. Jalinoos, F., Olson, L.D, High speed ultrasonic tomography for the detection of flaws in concrete members, NSF, ACI conference, 1995.


155

89. Jalinoos, F., Olson, L.D., Sack, A., Use of a combined acoustic impact echo and crossmedium tomography methods for defect characterization in Concrete civil structures, Structural Faults and Repair Conference, London University, 1995.

90. Kauw V., Werner M., Methods of treatment for concrete substrate preparation. Symposium IABSE San Francisco, 1995. pag. 1211-1216.

91. Lura P., Bentz D.P. , Lange D.A., Kovler K, Bentur A., Breugel K. Measurement of Water Transport from Saturated Pumice Aggregates to Hardening Cement Paste. Advances in Cement and Concrete. Proceedings. Engineering Conferences International. Copper Mountain, CO, August 10-14, 2003, 89-99 pp., 2003.

92. Leschinsky A. Concrete no uniformity, manifested in control. Quality Control of Concrete Structures. Proceedings of the Second International RILEM/CEB Syposium. Ghent 1991.

93. Martys N., Ferraris C.F., Sorption of water in mortasr and concrete. Materials for the New Millennium Conference. Proceedings of the 4 th Materials Engineering Conference, Washington DC. Nov. 10-14, 1996.

94. Nelson L. S., Interpreting Shewhart Charts. Journal of Quality Technology. Vol. 17, No. 2, pag. 114-116.

95. Philips D. Steven, Eberhadt R. Keith, Guidelines for Expressing the Uncertainty of Measurement Results Containing Uncorrected Bias. Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology, Volume 102, Nr. 5, Sept.-Oct. 1997, pag. 577-585.

96. Phillips S.D., Estler W. T., Levenson M. S., Eberhardt K. R., Calculation of measurement uncertainty using prior information. Vol. 103. No. 6, Nov-Dec. 1998. Journal of research of the National Institute of Standards and Technology.

97. Proceedings of Second International RILEM/CEB Symposium. Ghent June 12-14, 1991. Quality control of concrete structures. E &FN SPON. Cambridge, Great Britain. pag. 367-374; 439-448.

98. Raharinaivo A., Grimaldi G., Forecasting the condition of a reinforced concrete structure under corrosion. Symposium IABSE San Francisco, 1995.

99. Simon M., Snyder K., Fronsdorff G., Advances in Concrete Mixture Optimization. Concrete Durability and Repair Technology Conference, September 8-10, 1999, University of Dundee, Scotland UK. Proceedings.

100. Shengli N., Jun Z., Liuxing H., EGS4 Simulation of Compton Scattering for Nondestructive Testing. Proceedings of the second international workshop on EGS, 8-12 August 2000, Tsukuba, Japan.

101. Stutzman P., Contributions of NIST/NBS Researchers to the Crystallography of Construction Materials. Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology, Vol. 106, No. 6, 1051-1061, Nov-Dec., 2001.

102. Taerwe L., Basic Concepts for conformity control of concrete. Proceeding of the Second International RILEM/CEB Symposium, Ghent, 1991, pp. 491-500.

103. Teodoru G. Y. M., Non-destructive testing in the quality control of buildings: Why, what and how?. Proceedings of the second international RILEM / CEB symposium. Quality control of concrete structures. pag. 367-376.

104. Trelea A., Mathematics modeling of the concrete thermal regime. Proceedings International Symposium 15-16 Oct. Cluj-Napoca România. Vol. 1. 1993.

105. Valeriu L., Analiza procesului de amestecare în malaxoare. Conferinţa Tehnico - Ştiinţifică Jubiliară. Tehnologii moderne în construcţii. Facultatea de Construcţii. Universitatea Tehnică a Moldovei, Chişinău, Mai 2000, pag. 247-250.

106. Wojcik G.S., The Influence of the Atmosphere on Curing Concrete Temperatures and Maturity. Advances in Cement and Concrete. Proceedings. Engineering Conferences International. Copper Mountain, CO, August 10-14, 2003, 491-500 pp., 2003.

CĂRŢI

107. Agent R., Dumitrescu D., Postelnicu T., Îndrumător pentru calculul şi alcătuirea elementelor structurale de beton armat. Editura Tehnică, 1992.


156

108. Alexis J., Metoda Taguchi. Editura Tehnică, Bucureşti, 1999. 109. Andres C., Smith R. Principles and Practices of Heavy Construction. Prentice Hall, USA, 1998. 110. Andres C. K., Principles and practices of commercial construction. Pearson Prentice Hall, 2004. 111. Avram C., Făcăoaru I., Filimon I., Mîrşu O, Tertea I., Rezistenţele şi deformaţiile betonului.

Editura Tehnică, 1971. 112. Axinia P., Avram C., Epure L. M., Râmniceanu V., Analize de calitate şi performanţă. Bucureşti,

2002. 113. Bălan S., Arcan M., Încercarea construcţiilor. Editura Tehnică, 1965. 114. Buchaman I., Bob C., Jebelean E., Badea C., Iureş L., Controlul calităţii linaţilor, mortarelor şi

betoanelor. Editura Orizonturi Universitare, Timişoara, 2003. 115. Buchaman I., Betoane de ultra înaltă performanţă. Editura Orizonturi Universitare, Timişoara,

1999. 116. Cadar I., Tudor C., Tudor A., Beton armat. Editura Orizonturi Universitare, Timişoara, 1999. 117. Carare T., Cartea fierarului betonist. Editura Tehnica 1986. 118. Carino N.J., Nondestructiv testing of concrete: History and Challenges. ACI SP 144-30. Concrete

Technology Past present and Future, P. K. Mehta, Ed., American Concrete Institute, Detroit, MI., 1994, pag. 623-678.

119. Carino N.J., Nondestructive Test Methods. Concrete Construction Engineering Handbook. Chapter 19, CRC Press, Boca Raton, Fl, Nawy, Editor 19/1-68 pp, 1997.

120. Cement & Concrete Association of Australia. The housing concrete handbook, 2000. 121. Chudley R. Advanced Construction Technology. Pearson Education Ltd., England. 1999. 122. Chudley R. Building site works, substructure and plant. Longman Scientific and Technical, 1988. 123. COCC, Ghid pentru programarea controlului calităţii executării lucrărilor pe şantier. Editura S.C.

COCC S.A. 1977. 124. COCC, Ghidul şi programul de calcul cadru al responsabilului cu urmărirea în exploatare a

construcţiilor. Redactarea I.. Editura S.C. COCC S.A., Iunie 1998. pag. 7-17; 125. COCC, Metodologie pentru asigurarea cerinţelor de calitate ale construcţiilor pe durata derulării

lucrărilor de construcţii. Editura S.C. COCC S.A. 1977. 126. Commonwealth of Kentucky Transportation Cabinet, Department of Highways. Division of

Materials Frankfort Kentucky. Precast/Prestressed Concrete Manual, USA, 2002. 127. Crăciunescu L., Popa E., Materiale de construcţie. Editura ICB, 1981. 128. Crăciunescu L., Popa E., Materiale de construcţie. Editura UTCB, 1995. 129. Dalban C., Chesaru E., Dima S., Serbescu C., Construcţii cu structură metalică. Ed. Tehnică,

1997. 130. Dean Y. Mitchell’s Building Series. Materials Technology. Pearson Education Ltd., 1999. 131. Dobre R. C., Chimie şi materiale de construcţii pentru instalaţii. Editura Style, 1998. 132. Domşa J., Vescan V., Moga A. Tehnologia lucrărilor de construcţii. Editura Institutului

Politehnic Cluj-Napoca, 1988. 133. Dumitrescu G., Asigurarea calităţii în construcţii. Editura UTCB, 1996. 134. Florea N., Petrescu M., Levai St., Fizică. Lucrări practice. Editura ICB, 1984. 135. Forster G., Building organization and procedures. Longman Scientific and Technical, 1988. 136. Fulletron R. L., Construction Technology. Level 1. Oxford University Press, 1980. 137. Ghibu M., Gheorghiu N., Otel A., Suman R. Tehnologii moderne. Editura Tehnică, 1989. 138. Giuşcă N., Ingineria proceselor de construcţie. Editura Gh. Asachi Iaşi, 1997. 139. Gould F. E., Joyce N. E., Construction project management. Prentice Hall, 2003. 140. Hutte. Manualul Inginerului: Fundamente. Editura Tehnică, Bucureşti, 1998. 141. Iacobescu A., Tehnologia Materialelor. Editura Academiei Fortelor Terestre. 2003. 142. ICECON, Proceduri privind asigurarea calităţii lucrărilor pentru prepararea, transportul şi

punerea în operă a betoanelor. Editura Impuls, 2000. 143. Ilinoiu G., Construction Engineering. Editura ConsPress Bucureşti, 2003. 144. Ilinoiu G., Construction Project Engineering. Editura ConsPress Bucureşti, 2004. 145. Ilinoiu G., Aplicarea conceptului de calitate la realizarea lucrărilor de zidărie, beton şi beton

armat. Referat de doctorat, UTCB, Iunie 1998. 146. Ilinoiu G., Contribuţii la implementarea unor tehnologii şi procedee tehnologie moderne pentru

protecţia şi consolidare elementelor de construcţii. Teză de doctorat. UTCB, 2000.


157

147. International Council for Building Research, Studies and Documentation (CIB). Trends in building construction techniques worldwide. Special report for CIB '89.

148. Ionescu I., Ispas T. Proprietăţile şi tehnologia betoanelor. Editura Tehnică, Bucureşti, 1997. 149. Ionescu I., Ispas T., Popaescu A., Betoane de înaltă performanţă. Editura Tehnică, 1999. 150. Ivanov I., Căpăţâţână Al., Lexicon de materiale tehnologice pentru industrie şi construcţii.

Editura Tehnică, 1995. 151. Juran J. M., Gryna F. Quality planning and analysis. Editura McGraw-Hill Inc., New York 1993,

pag. 1-15, pp. 377-402. 152. La Londe W.S., Janes M.F., Concrete engineering handbook. McGraw-Hill, 1961. 153. Lucaci Gh., Costescu I., Belc Fl., Construcţia drumurilor. Editura Tehnică, 2000 154. Lungu D., Ghiocel D., Metode probabilistice în calculul construcţiilor. Editura Tehnică,

Bucureşti 1982. pag. 83-87; 120-138. 155. Manning D.G., Holt F.B., The development of DART (Deck assesmsnt by radar and

thermography. Report ME 85-03, Ontario Ministry of Transport and Communications, pp.22.

156. Meeks K.W., Carino N.J. Curing of High-Performance Concrete: Report of the State-of-the-Art. NISTIR 6295, U.S. Dept. of Commerce, March 1999.

157. Ministerul Construcţiilor Industriale. Mecanizare – Acţiuni noi pentru asigurarea calităţii lucrărilor de beton, 1984.

158. Mitonneanu H., O nouă orientare în managementul calităţii: Şapte instrumente noi. Editura Tehnică, Bucureşti, 1998.

159. National Research Council. Nonconventional Concrete Technologies. Canada, 1997. 160. Nedelcu N., Protecţiile anticorozive în construcţiile industriale şi civile. Bucureşti, Editura

Tehnică 1986. 161. Neville A., M., Proprietăţile betonului. Editura Tehnică, 2003. 162. Nunnally S.,W., Construction methods and management. Pearson Prentice Hall, 2004. 163. Opriş S., Manualul Inginerului din Industria Cimentului. Editura Tehnică, 1994. 164. Perigord M., Etapele Calităţi: Demersuri şi Instrumente. Editura Tehnică, Bucureşti, 1997. 165. Peştişanu C., Voiculescu M., Darie M., Vierescu R., Construcţii. Editura Didactică şi Pedagogică,

1995. 166. Popa R., Teodorescu M. Tehnologia lucrărilor de construcţii. Editura ICB, Bucureşti, 1984. 167. Popa R., Popa E., Tehnologia lucrărilor de construcţii. Prepararea betonului. Editura UTCB,

1986, pag. 62-87. 168. Popescu P., Degradarea construcţiilor. Editura Fundaţiei România de Mâine. 2002. 169. Popescu P., Experimentarea şi monitorizarea structurilor din beton armat. Editura Fundaţiei

România de Mâine, 2002. 170. Popescu V., Pătărniche N. Chesaru E., Calitatea şi siguranţa construcţiilor. Editura Tehnică,

1987. 171. Simion Al., Materiale de construcţie. Vol. 1. Editura UTCB, 1997. 172. Simmons H. L., Construction Principles, Materials and Methods. John Wiley & Sons Inc. 2001. 173. Steopoe Al., Materiale de construcţie. Editura Tehnică, 1964. 174. Struble L., Stutzman P.E., Epoxy impregnation of hardened cement for microstructural

characterization. Journal of Materials Science Letters, vol. 8, pp. 632-634, 1989. 175. Stutzman P.E. Applications of scanning electron microscopy in cement and concrete petrography,

in ASTM STP 1215, Petrography of Cementitous Materials, S. DeHayes and D. Stark, eds., 1993.

176. Suman R., Ghibu M., Gheorghiu N., Oara C., Otel A., Tehnologii moderne în construcţii. Editura Tehnică, Bucureşti, 1988.

177. Suman R., Pop S., Execuţia lucrărilor de construcţii. Editura Tehnică Bucureşti, 1989. 178. Suman R., Ghibu M., s.a. Tehnologii moderne in construcţii. Editura Tehnica, 1988. 179. Ştefănescu - Goanga A., Încercările mortarului, betonului şi materialelor componente. Editura

Tehnică 1983. pag. 187-215; 260-272. 180. Ştefănescu F., Neagu G., Mihai Al., Materiale compozite. Editura Didactică şi Pedagogică, 1996. 181. Teodorescu M., Tsicura A., Ilinoiu G., Compoziţia betonului. UTCB, 1997.


158

182. Teodorescu M., Tsicura A, Ilinoiu G., Îndrumător pentru examenul de licenţa la disciplina “Tehnologia lucrărilor de construcţii” UTCB, 1998.

183. Teodorescu M., Budan C., Ilinoiu G., Proiectarea compoziţiei betoanelor cu densitate normală, Ed. ConsPress Bucureşti, 2004.

184. Teodorescu M., Budan C-tin., Tehnologia lucrărilor de întreţinere, reparaţii şi consolidări. Editura UTCB, 1996.

185. Teodorescu, M., Ilinoiu G., Gradul de maturizare al betonului. UTCB, 1997. 186. Teoreanu I., Moldovan V., Nicolescu L., Durabilitatea Betonului. Editura Tehnică, 1982. 187. Tertea I., Oneţ T., Verificarea calităţii construcţiilor de beton armat şi beton precomprimat.

Editura Dacia, Cluj, 1979. 188. Trelea A., Popa R., ş.a. Tehnologia construcţiilor. Vol. 1. Editura Dacia, Cluj-Napoca, 1997. 189. Voigt Th., Shah S., NDT of Early Age Concrete with an Ultrasonic Wave Reflection Technique.

Center for Advanced Cement-Based Materials. Northwestern University, Evanston, Illinois, 2003

190. Volumetric mixer standards of the volumetric mixer manufacturer bureau. USA, 2001. 191. Yvonne D., Mitchell’s Materials Technology. Longman 1996, Anglia. 192. Zamfirescu D., Postelnicu T., Durabilitatea betonului armat. Matrix Rom Bucureşti, 2003.

FIŞE TEHNICE

193. Barnagan & Associates, Inc. Fişe tehnice, USA, 2004. 194. British Institute of NDT, Anglia, 2004 195. CHUM. Fişe tehnice, Israel, 2004 196. Controls Ltd, Fişe tehnice, Italia, 2003. 197. DET NORSKE VERITAS, Fişe tehnice, Suedia, 2004. 198. Elba-Werk. Fişe tehnice, Germania, 2001. 199. Elcometer Instruments Ltd, Fişe tehnice, Anglia, 2000. 200. Flexcrete, Fişe tehnice, Anglia, 2002. 201. Humboldt Co., Fişe tehnice, SUA, 2002. 202. James Instruments Inc., Fişe tehnice, SUA, 2004. 203. Proqec, Fişe tehnice, Elveţia, 2003. 204. Tomografia de Hormigon Armado S.A., Fişe tehnice, Argentina, 2002. 205. WINGET. Fişe tehnice, Anglia, 2001.

LEGI

206. HG Nr. 261/1994 - Regulament privind conducerea şi asigurarea calităţii în construcţii. 207. HG Nr. 272/1994 - Regulament privind controlul de stat al calităţii în construcţii. M.Of.

193/1994. 208. HG Nr. 273/1994 - Regulament pentru recepţia lucrărilor de construcţii şi a instalaţiilor aferente. 209. HG Nr. 399/1995 - Regulament privind elaborarea reglementărilor tehnice în construcţii pentru

componentele sistemului calităţii. M. Of. 131/1995. 210. HG Nr. 766/1997 - Regulament privind urmărirea comportării construcţiilor în exploatare,

intervenţii în timp şi postutilizarea construcţiilor; 211. HG Nr. 399/1995 pentru aprobarea Regulamentului privind Elaborarea Reglementărilor tehnice

în Construcţii pentru Componentele Sistemului Calităţii. 212. HG Nr. 595/1997 pentru completarea Regulamentului privind Elaborarea Reglementărilor

tehnice în Construcţii pentru Componentele Sistemului Calităţii. 213. HG Nr. 766/1997 pentru aprobarea unor regulamente privind calitatea în construcţii. Regulament

privind Activitatea de metrologie în Construcţii; Regulament privind Conducerea şi Asigurarea Calităţii în Construcţii.

214. HG Nr. 595/1997 pentru completarea Regulamentului privind Elaborarea Reglementărilor tehnice în Construcţii pentru Componentele Sistemului Calităţii.


159

215. HG Nr. 766/1997 pentru aprobarea unor reglementări privind calitatea în construcţii. 216. HG Nr. 877/1999 privind obligativitatea furnizorilor de materiale, elemente de construcţii şi

produse destinate construcţiilor de a efectua încercări şi analize numai în laboratoare autorizate.

217. HG Nr. 964/1998 privind aprobarea clasificaţiei şi a duratei normale de funcţionare a mijloacelor fixe.

218. HG Nr. 1046/1996 privind înfiinţarea şi organizarea Comisiei Naţionale de Atestare a Maşinilor şi Echipamentelor Tehnologice de Construcţii.

219. Legea Nr. 10/1995 privind Calitatea în Construcţii. 220. Legea Nr. 50/1991, republicata in 1997, privind Autorizarea Executării Construcţiilor. 221. Legea Nr. 90/1996 privind protecţia muncii. 222. Legea Nr. 90/1996 privind Protecţia Muncii. 223. Legea Nr. 137/1995 privind Protecţia Mediului înconjurător.

ACTE NORMATIVE ŞI REGLEMENTĂRI TEHNICE

224. ACI Committee Report, Guide of Concrete 309R-96 ACI Manual of Concrete Practice 1998. Part 2.

225. ACI Committee Report 308. Curing Concrete - State-of-the-Art, 5th Draft 10/94. 226. ACI 228.1R, In-Place Methods for Estimate Concrete Strength, American Concrete Institute,

Farmington Hills, MI, 1995. 227. ACI228.2R, Nondestructive Test Methods for Evaluation of Concrete in Structures, American

Concrete Institute, Farmington Hills, MI, 1998. 228. Asian Concrete Model Code, Part II – Materials and Construction, Level 1, 2001. 229. Euro-International Committee for Concrete-International Federation for Prestressing (CEB-FIP) -

The CEB-FIP Model Code 1990. 230. European Committee for Standardization. Draft of ENV 206, Concrete performance, production,

placing and compliance criteria. 231. CECW-EI. EC 1110-2-6052. Engineering and Design - Structural Design of Precast and

Prestressed Concrete for Offsite Prefabricated Construction of Hydraulic Structures, 2001.

232. ISO GUIDE 34: 1996: Quality System Guidelines for the Production of Reference Materials; 233. ENV 206, 1990. Concrete Performance, Production, Placing and Compliance Criteria. 234. NISTIR 6962. The Virtual Cement and Concrete Testing Laboratory Consortium. Annual Report

2002. 235. NIST GCR 97-715. Curing of High Performance Concrete: Annotated Bibliography. 236. GP 035-1998. Ghid de proiectare, execuţie şi exploatare (urmărire şi intervenţii) privind protecţia

împotriva coroziunii a construcţiilor de oţel. 237. SR ISO 8423+C1/1997. Sequential sampling plans for inspection by variables for percent

nonconforming (known standard deviation) and with the incorporation of Technical Corrigendum 1, Cor. 1:1993.

238. STAS 10107/0-90. Calculul si alcătuirea elementelor structurale din beton, beton armat si beton precomprimat.

239. NE 003-97. Asigurarea cerinţelor de calitate a construcţiilor printr-o mentenanţă eficientă a maşinilor de construcţii.

240. NE 012-1999. Cod de practică pentru executarea lucrărilor din beton, beton armat şi beton precomprimat, (Partea 1 – Beton şi beton armat).

241. NE 013-2002. Practice code for the execution of prefabricated elements. 242. C 16-84. Normativ pentru realizarea pe timp friguros a lucrărilor de construcţii şi a instalaţiilor

aferente. 243. C 26-85. Instrucţiuni tehnice pentru încercarea betonului prin metode nedistuctive. 244. C 30-72. Instrucţiuni tehnice pentru încercarea betonului cu sclerometrul Schmidt tip N. 245. C 54-81. Instrucţiuni tehnice pentru încercarea betonului cu ajutorul carotelor.


160

246. C 56 - 85. Bul. constr. nr. 1-2 / 1986. Normativ pentru verificarea calităţii şi recepţia lucrărilor de construcţii şi instalaţii.



249. C 129-71. Instrucţiuni tehnice pentru determinarea rezistenţei betonului prin metoda nedistructivă combinată.

250. C 167-77. Norme privind cuprinsul şi modul de întocmire, completare şi păstrare a cărţii tehnice a construcţiilor.

251. C 200-81. Instrucţiuni tehnice pentru controlul calităţii betonului la construcţii îngropate, prin metoda carotajului sonic.

252. C 205-81. Instrucţiuni tehnice privind încercarea în situ prin încărcări statice, conform STAS 1336-80, a construcţiilor civile şi industriale.

253. C 214-83. Îndrumător pentru utilizarea dispozitivului FINT 2. 254. C 222-85. Instrucţiuni tehnice privind utilizarea metodelor acustice prin şoc la controlul calităţii

elementelor prefabricate. 255. C 231-89. Instrucţiuni tehnice privind folosirea metodei semidistructive prin smulgere de pe

suprafaţa de determinarea rezistenţei betonului în lucrare. 256. C 236-91. Determinarea rezistenţei betonului din lucrare prin smulgere din profunzime. 257. C 244-93. Ghid pentru inspectarea şi diagnosticarea privind durabilitatea construcţiilor din beton

armat şi beton precomprimat. 258. U 9/1996. Normativ privind asigurarea cerinţelor de calitate a construcţiilor printr-o mentenanţă

eficientă a maşinilor şi utilajelor de construcţii. 259. REMR Technical note CS-ES-1.10. Nondestructive testing of concrete with ultrasonic Pulse-

Echo, 1991. 260. PC-1/1990. Îndrumător pentru diagnosticarea stării de degradare şi metode de remediere şi

protecţie anticorozivă a elementelor din beton armat degradate prin coroziune în medii agresive pe bază de clor. BC 8-1994

261. STAS 790-84. Apă pentru betoane şi mortare. 262. STAS 1275-88. Încercări pe betoane. Încercări pe betonul întărit. Determinarea rezistenţelor

mecanice; 263. STAS 1667-76. Agregate naturale grele pentru betoane şi mortare cu lianţi minerali. 264. STAS 1759-88. Încercări pe betoane. Determinarea densităţii aparente, a lucrabilităţii, a

conţinutului de agregate fine şi a începutului de priză. 265. STAS 1799-88. Construcţii din beton. Tipul şi frecvenţa verificărilor calităţii materialelor şi a

betoanelor destinate executării lucrărilor de construcţii. 266. STAS 2386-1979. Agregate minerale uşoare. Condiţii tehnice generale de calitate. 267. STAS 2414-91. Încercări pe betoane. Determinarea densităţii, compactităţii şi porozităţii

betonului întărit. 268. STAS 4606-1980. Agregate naturale grele pentru mortare şi betoane cu lianţi minerali. Metode

de încercare. 269. STAS 2833-80. Încercări pe betoane. Determinarea contracţiei axiale a betonului întărit. 270. STAS 3518-89. Încercări pe betoane. Determinarea rezistenţei la îngheţ-dezgheţ. 271. STAS 3519-78. Încercări pe betoane. Verificarea impermeabilităţii la apă. 272. STAS 3622-86. Cement concretes. Classification. 273. SR ISO 3951/1998: “Proceduri şi Tabele de Eşantionare pentru Inspecţia prin Măsurare pentru

Procent de Neconformităţi”. 274. STAS 4606-80. Natural heavy weight aggregate for concrete and mortars with mineral binding

material. Testing method. 275. STAS 5440-1970. Betoane de ciment. Verificarea reacţiei alcalii agregat. 276. STAS 5479-88. Încercări pe betonului proaspăt. Determinarea conţinutului de aer oclus. 277. STAS 6606/86. Defectoscopie cu radiaţii penetrante. Examinarea radiografică a materialelor

metalice. 278. STAS 6652/82. Încercări nedistructive ale betonului.


161

279. STAS 6657/3-89. Concrete, reinforced concrete and prestressed concrete elements – procedures, instrumentation and devices for characteristic geometry checks.

280. STAS 8539-1991. Defectoscopie cu pulberi magnetice. 281. STAS 8573-78. Waterproofing additive cement mortars. 282. STAS 8625-90. Mixed plasticized additive for concretes. 283. STAS 8619-1988. PH-metrie. 284. STAS 9552-1974. Defectoscopie ultrasonică. Examinarea îmbinărilor sudate prin topire. 285. STAS 9602-90. Reference Concrete. Specifications for manufacturing and testing. 286. STAS 10137-1987. Defectoscopie cu radiaţii penetrante. Indicatori pentru stabilirea calităţii

imagini. 287. STAS 10214-1984. Defectoscopie cu pulberi penetrante. 288. SR ISO 3951/98. Sampling procedures and charts for inspection by variables for percent

nonconforming. 289. SR ISO 7870/1999. Fişe de Control. Ghid General şi Introducere. 290. SR ISO 7966/1999. Fişe de Control pentru Acceptare. 291. SR ISO 8258/1998. Fişe de Control Shewhart. 292. SR ISO 7966/1999. Acceptance control charts. 293. SR ISO 8258/1998. Shewhart control charts. 294. SR ISO 8423+C1/1997. Sequential sampling plans for inspection by variables for percent

nonconforming (known standard deviation) and with the incorporation of Technical Corrigendum 1, Cor. 1:1993.

295. SR ISO 9000/1995 –Partea 2, 3: “Standarde pentru Conducerea Calităţii şi Asigurarea Calităţii”. 296. SR ISO 9001/1997: “Model pentru Asigurarea Calităţii în Proiectare, Dezvoltare, Producţie,

Montaj şi Service”. 297. SR ISO 9002/1995. Model pentru Asigurarea Calităţii în Producţie, Montaj şi Service. 298. SR ISO 9003/1995. Model pentru Asigurarea Calităţii în Inspecţii şi Încercări Finale. 299. SR 227/2-98. Cements. Physical tests. Determination of grinding fineness. 300. SR 227-4.86. Cements. Physical tests. Setting time determination. 301. SR 227/5- 96. Cements. Physical tests. Determination of hydration heat. 302. SR 388-95. Portland cement. 303. SR 667-2001. Agregate naturale şi piatră prelucrată pentru lucrări de drumuri. Condiţii tehnice

de calitate. 304. SR 1500-96. Usual composite cements, type II, III, IV and V. 305. SR 3011-96. Cimenturi hidrotehnice şi cimenturi rezistente la sulfaţi. 306. SR 6232-96. Cements, mineral admixtures and additives. Vocabulary. 307. SR 7055-96. White Portland Cement. 308. SR EN 196:1-95. Methods of testing cement. Determination of strength. 309. SR EN 196:3-97. Methods of testing cement. Determination of setting time and soundness. 310. SR EN 196-4:95. Methods of testing cement. Quantity determination of constituents. 311. SR EN 196:6-94. Methods of testing cement. Determination of grinding fineness. 312. SR EN 45001:1993. Criterii generale pentru funcţionarea laboratoarelor de încercări. 313. SR EN 45013:1992. Criterii generale pentru organismele de certificare ce efectuează cerificarea

personalului. 314. SR EN 196-2. Methods of testing cement. Chemical analysis of cement. 315. SR EN 571-1:1999. Examinări nedistructive. Examinări cu lichide penetrante. Partea 1. Principii

generale. 316. SR EN 583-1:2001. Examinări nedistructive. Examinarea cu ultrasunete. Partea 1. Principii

generale. 317. SR EN 583-2:2001. Examinări nedistructive. Examinarea cu ultrasunete. Partea 2. Reglajul

sensibilităţii şi al bazei de timp. 318. SR EN 583-3:2001. Examinări nedistructive. Examinarea cu ultrasunete. Partea 3. Tehnica prin

transmisie. 319. SR EN 583-4:2001. Examinări nedistructive. Examinarea cu ultrasunete. Partea 4. Examinarea

pentru detectarea discontinuităţilor perpendiculare pe suprafaţă.


162

320. SR EN 583-5:2001. Examinări nedistructive. Examinarea cu ultrasunete. Partea 5. Caracterizarea şi dimensionarea discontinuităţilor.

321. SR EN 932-1. Încercări pentru determinarea caracteristicilor generale ale agregatelor. Partea 1: Metode de eşantionare.

322. SR EN 932-3:C1. 1999. Încercări pentru determinarea caracteristicilor generale ale agregatelor. Partea 3: Procedură şi terminologice pentru descrierea petrografică simplificată.

323. SR EN 932-6. Încercări pentru determinarea caracteristicilor generale ale agregatelor. Partea 6: Definirea repetabilităţii şi a reproductibilităţii.

324. SR EN 933-2:1998. Încercări pentru determinarea caracteristicilor geometrice ale agregatelor. Partea 2: Analiza granulometrică – Site de control, dimensiuni nominale ale ochiurilor.

325. SR EN 932-3:1998. Încercări pentru determinarea caracteristicilor generale ale agregatelor. Partea 3: Procedură şi terminologice pentru descrierea petrografică simplificată.

326. SR EN 933-5:2001. Încercări pentru determinarea caracteristicilor geometrice ale agregatelor. Partea 5: Determinarea procentului de suprafeţe sparte în agregat.

327. SR EN 933-7:2001. Încercări pentru determinarea caracteristicilor geometrice ale agregatelor. Partea 7. Determinarea conţinutului de elemente cochiliere. Procent de cochilii în agregat.

328. SR EN 933-8:2001. Încercări pentru determinarea caracteristicilor geometrice ale agregatelor. Partea 8: Aprecierea fineţii – Determinarea echivalentului de nisip.

329. SR EN 933-9:2001. Încercări pentru determinarea caracteristicilor geometrice ale agregatelor. Partea 9: Aprecierea fineţii – Încercare cu albastru de metilen.

330. SR EN 933-10: 2001. Încercări pentru determinarea caracteristicilor geometrice ale agregatelor. Partea 10: Aprecierea fineţii – Determinarea granulaţiei filerului (cernere în curent de aer).

331. SR EN 1097-1:1998. Încercări pentru determinarea caracteristicilor mecanice şi fizice ale agregatelor. Partea 1: Determinarea rezistenţei la uzură (micro-Deval).

332. SR EN !097-4:2001. Încercări pentru determinarea caracteristicilor mecanice şi fizice ale agregatelor. Partea 4: Determinarea porozităţii filerului uscat compactat.

333. SR EN 1097-5:2001. Partea 5: Determinarea conţinutului de apă prin uscare în etuvă ventilată. 334. SR EN 1097-7:2001. Partea 7: Determinarea masei volumice reale a filerului – Metode cu

picometru. 335. ISO 7031. Tests on concrete watertightness. 336. ISO 8402: 1994. Quality Management and Quality Assurance – Vocabulary. 337. ISO/FDIS 9000-2. (Final Draft International Standard) Quality Management and Quality

Assurance Standards - PART 2: Generic Guidelines for the Application of ISO 9001, ISO 9002 And ISO 9003 (REVISION OF ISO 9000-2: 1993).

338. ISO 9812. Concrete consistency. Slump test. 339. ISO 9000-1: 1994. Quality Management and Quality Assurance Standards - PART 1: Guidelines

for Selection and Use. 340. ISO 9001: 1994. Quality Systems – Model for Quality Assurance in Design, Development,

Production, Installation and Servicing. 341. ISO 9000-2: 1993. Quality Management and Quality Assurance Standards - PART 2: Generic

Guidelines for the Application of ISO 9001, ISO 9002 And ISO 9003. 342. ISO 9000-3: 1991. Quality Management and Quality Assurance Standards - PART 3: Guidelines

for the Application of ISO 9001 To the Development, Supply and Maintenance of Software.

343. ISO 9000-4: 1993. Quality Management and Quality Assurance Standards - PART 4: Guide to Dependability Programme Management.

344. ISO 9002: 1994. Quality Systems - Model for Quality Assurance in Production, Installation and Servicing.

345. ISO 9003: 1994: Quality Systems - Model for Quality Assurance in Final Inspection and Test. 346. ISO 9004-1. 1994. Quality Management and Quality System Elements - PART 1: Guidelines. 347. ISO 9004-2: 1991. Quality Management and Quality System Elements - PART 2: Guidelines for

Services. 348. ISO 9004-3: 1993. Quality Management and Quality System Elements - PART 3: Guidelines for

Processed Materials.


163

349. ISO 9004-4: 1993. Quality Management and Quality System Elements - PART 4: Guidelines for Quality Improvement.

350. SR ISO 9000/1996. Partea 1: “Standarde pentru Managementul Calităţii şi Asigurarea Calităţii. Ghid pentru Selecţie şi Utilizare”.

351. ENV – 206. Beton – nivele de performanţă, producere, punere în operă şi criterii de conformitate. 352. CEB – FIP / 1990, nr. 205, partea D. Tehnologia Betonului. EUROCOD 2 – “Calculul şi

alcătuirea structurilor din beton”.

TABELE DE CONVERSIE

164

TABELE DE CONVERSIE

1 m = 1650763,73 lungimi de undă în vid ale radiaţiei care corespunde tranziţiei între nivelele 2p10 şi 2d5 ale atomului de kripton 86 1 in = 25,4 mm (valoare exactă) 0,1 daN/cm2 = 1 MPa = 1 N/mm2 1 kgf = 9,80665 N (valoare exactă) 1 kgf m = 9,80665 N m = 9,80665 J 1 kgf s/m2 = 9,80665 Pa s 1 kgfm / s = 9,80665 W 1 kgf / cm2 = 0,980665 bar (valoare exactă) 1 kgf / cm2 = 1 at = 0,980665 x 10 5 bar 1 kgf / m2 = 1 mm H2O = 0,0980665 mbar = 9,80665 Pa 1 Torr = 1,333224 mbar 1 bar = 9,8 N/cm2 = 0,098 N/mm2 = 9,8 x 102 daN 1 mm Hg = 1 Torr = 1,333224 mbar = 133,3224 Pa 1oC = (1oF-32)x5/9 1 CP = 0,735499 kW Newton (N) = kg m/s2 = kilograme x 9.80665 Pascal (Pa) = N/m2 1 secundă = durata a 9192631770 perioade ale radiaţiei corespunzătoare tranziţiei între cele două nivele hiperfine ale stării fundamentale a atomului de cesiu 113

PREFIXE SUBMULTIPLII ŞI MULTIPLII ALE SI

165

PREFIXE - SUBMULTIPLII ŞI MULTIPLII ALE S.I. DE UNITĂŢI DE MĂSURĂ

Nr. crt.

Prefixe

1 E (exa) = 10 18 2 P (peta) = 10 15 3 T (tera) = 10 12 4 G (giga) = 10 9 5 M (mega) = 10 6 6 K (kilo) = 10 3 7 h (hecto) = 10 2 8 Da (deca) = 10 1 9 d (deci) = 10 -1 10 c (centi) = 10 - 2 11 m (mili) = 10 -3 12 μ (micro) = 10 -6 13 n (nano) = 10 -9 14 p (pico) = 10 -12 15 f (femto) = 10 -15 16 a (atto) = 10 -18

LITERE GRECEŞTI UTILIZATE

166

LITERE GRECEŞTI UTILIZATE

Nr crt.

Litera Simbol

1 Alfa α, Α 2 Beta β, Β 3 Gamma γ, Γ 4 Delta δ, Δ 5 Epsilon ε, Ε 6 Zeta ξ, Ζ 7 Eta η, Η 8 Teta θ, Θ 9 Iota ι, Ι 10 Kappa κ, Κ 11 Lambda λ, Λ 12 Miu μ, Μ 13 Niu ν, Ν 14 Pi π, Π 15 Ro ρ, Ρ 16 Sigma σ, Σ 17 Fi φ, Φ 18 Omega ω, Ω

Controlul Calitatii Betoanelor

Documents

Transcript of Controlul Calitatii Betoanelor