CURS nr. 7

4.3 CONTRACŢIA BETONULUI ARMATContracţia betonului armat este consecinţa contracţiei betonului simplu în condiţiile conlucrării acestuia

cu armătura. Experimental s-a constatat că valoarea contracţiei betonului armat este mai mică decât cea a betonului simplu. Explicaţia constă în aceea că aderenţa dintre beton şi armătură diminuează tendinţa de contracţie a betonului, armătura opunându-se contracţiei. În aceste condiţii, în armătură şi beton se nasc eforturi unitare iniţiale, de compresiune în armătură şi de întindere în beton.

Eforturile unitare iniţiale se pot determina dacă se cunoaşte deformaţia din contracţie a betonului simplu

şi cantitatea de armătură Aa din secţiunea transversală. Pentru calcul se admit următoarele ipoteze

simplificatoare: secţiunile plane, normale pe axa elementului înaintea manifestării contracţiei, rămân plane şi după ce

elementul a înregistrat deformaţiile din contracţie; contracţia se consideră constantă în lungul elementului; modulul de elasticitate al betonului rămâne constant în timp; valabilitatea legii lui Hooke.Pentru determinarea eforturilor unitare iniţiale se consideră două prisme identice, de lungime unitară,

una din beton simplu, cealaltă din beton armat cu armare simetrică (fig.4.18).Se adoptă următoarele notaţii:

- deformaţia din contracţie a betonului simplu;

- deformaţia din contracţie a betonului armat;

- diferenţa dintre contracţia betonului simplu şi cea a betonului armat care reprezintă

alungirea specifică convenţională a prismei din beton armat; În aceste condiţii se poate scrie o ecuaţie de echilibru static între rezultantele eforturilor de întindere din

beton şi de compresiune din armătură, adică:Na = Nb sau:

(4.19)

şi având în vedere că şi

(4.20)

Utilizând notaţiile:

- coeficientul de armare al armăturii Aa;

- coeficientul de echivalenţă al armăturii Aa,

din relaţia (4.19) se obţine:

, iar din relaţia (4.20) rezultă:

(4.21)

Valorile eforturilor unitare de compresiune din armătură şi de întindere din beton vor fi:

(4.22)

(4.23)

Din analiza relaţiilor (4.21), (4.22) şi (4.23) rezultă: contracţia betonului armat este mai mică decât cea a betonului simplu, şi anume cu atât mai mică cu

cât procentul de armare este mai mare; eforturile unitare iniţiale în armătură şi beton sunt direct proporţionale cu contracţia betonului simplu;

1

eforturile unitare iniţiale de compresiune din armătură sunt cu atât mai mari, cu cât procentul de armare este mai mic; la valori reduse ale procentului de armare se poate atinge limita de curgere (fig. 4.19a);

eforturile unitare iniţiale de întindere din beton sunt cu atât mai mari, cu cât procentul de armare este mai mare, la valori ridicate ale procentului de armare existând riscul unei fisurări premature a betonului (fig. 4.19b).

Având în vedere rezistenţa mică la întindere a betonului şi faptul că pericolul de fisurare datorită eforturilor iniţiale produse de contracţia betonului armat este mai pronunţat în primele zile de la turnare, când deformaţia de contracţie se dezvoltă puternic, este necesar ca betonul să fie menţinut umed, în prima perioadă de întărire, pentru a micşora influenţa defavorabilă a contracţiei în această perioadă (pct. 2.3.2).

Fig. 4.18 Contracţia betonului armat

Fig. 4.19 Influenţa procentului de armare asupra eforturilor unitare produse de contracţie

4.4 CURGEREA LENTĂ A BETONULUI ARMAT

Curgerea lentă a betonului armat este consecinţa curgerii lente a betonului simplu, în condiţiile conlucrării acestuia cu armătura. Experimental s-a constatat că deformaţiile de curgere lentă ale betonului armat sunt mai mici decât cele ale betonului simplu, pentru aceleaşi valori ale eforturilor unitare. Explicaţia constă în aceea că armătura, prin aderenţa ce o realizează cu betonul, se opune deformaţiilor vâscoase ale acestuia. În aceste condiţii, curgerea lentă produce în timp o modificare a stării de eforturi din beton şi armătură, şi anume o retransmitere a eforturilor de la beton la armătură.

Pentru determinarea valorică a retransmiterii în timp a eforturilor dintre beton şi armătură, în condiţiile curgerii lente liniare, se acceptă aceleaşi ipoteze simplificatoare admise în cazul contracţiei betonului armat. În acest scop, se consideră două prisme identice, de lungime egală cu unitatea, una din ele fiind sub acţiunea

sarcinilor exterioare de durată, deci cu manifestarea deformaţiile de curgere lentă , iar a doua neîncărcată,

pentru a măsura deformaţia specifică din contracţia betonului armat (fig. 4.20). Deformaţia specifică de

curgere lentă a prismei din b. a. rezultă scăzând din deformaţia specifică totală , deformaţia

specifică elastică instantanee şi deformaţia specifică din contracţie .

Se fac următoarele notaţii:

şi - eforturile unitare în beton şi armătură, corespunzătoare momentului încărcării epruvete;

şi - eforturile unitare în beton şi armătură la un timp oarecare t din momentul încărcării

epruvetei;Aa şi Ab - ariile secţiunilor de armătură şi beton.În momentul încărcării epruvetei la sarcina de durată N = const. se produce deformaţia elastică

instantanee comună armăturii şi betonului , iar sarcina de durată se repartizează celor două materiale:

(4.24)

Efortul unitar în armătură în momentul încărcării se poate calcula cu formula:

, iar efortul unitar din beton rezultă din (4.24), adică:

2

După încărcare, betonul începe să se deformeze vâscos (curge) sub acţiunea sarcinilor de durată,

antrenând prin aderenţă şi armătura care se deformează elastic cu şi îşi sporeşte în consecinţă efortul de

compresiune în dauna efortului preluat iniţial de beton. Creşterea efortului unitar în armătură este:

iar efortul unitar în armătură la timpul t va fi:

Ecuaţia de proiecţii la timpul t este:

din care rezultă efortul unitar în beton:

În tot timpul cât durează deformaţia de curgere lentă (3...5 ani) se produce continuu o retransmitere a sarcinii totale N, şi anume o parte din ce în ce mai mare trece asupra armăturii, betonul fiind descărcat în mod corespunzător. Creşterea efortului în armătură şi micşorarea efortului în beton se produce cu o viteză mare la început şi apoi cu o viteză din ce în ce mai mică, până când fenomenul de curgere lentă se amortizează (pct. 2.3.4.2).

Un factor important care influenţează curgerea lentă a betonului armat este procentul de armare, mărirea acestuia conducând la reducerea curgerii lente. La procente de armare reduse este posibil să se producă curgerea

armăturii. Creşterea procentului de armare conduce la scăderea lui , ca urmare a reducerii deformaţiei ,

ajungându-se şi la scăderea efortului unitar în armătură (fig. 4.21a). în privinţa efortului unitar în beton, acesta scade o dată cu creşterea procentului de armare, pentru că mărirea cantităţii de armătură conduce la un transfer

mai mare de forţă de la beton la armătură şi deci la o creştere a lui (fig. 4.21b).

Fig. 4.20 Curgerea lentă a betonului armat

Fig. 4.21 Influenţa procentului de armare asupra variaţiei eforturilor unitare produse de curgerea lentă

La elemente comprimate centric, sau în zona comprimată a elementelor încovoiate dublu armate, contracţia şi curgerea lentă a betonului acţionează în acelaşi sens, mărind eforturile unitare de compresiune în armătură şi micşorându-le în beton.

La elemente de beton armat întinse centric şi în zona întinsă a elementelor încovoiate, curgerea lentă a betonului acţionează favorabil, în sens contrar cu contracţia, micşorând eforturile de întindere din beton şi mărind eforturile de întindere din armătură. Relaxarea eforturilor în betonul întins are ca efect întârzierea formării fisurilor în beton.

Armătura transv. nu influenţează def. de curgere lentă, deoarece aceste def. au un caracter linear.În construcţiile static nedeterminate, variaţia stării de eforturi produsă de curgerea lentă este un fenomen

mai complex, deoarece în afară de retransmiterea eforturilor unitare de la beton la armătură, se produce şi o modificare a distribuţiei eforturilor între elementele structurii faţă de valorile corespunzătoare momentului încărcării cu sarcini de durată, deci o modificare a comportării întregii structuri.

4.5 DURABILITATEA BETONULUI ARMAT

3

Durabilitatea unei construcţii este aptitudinea ei de a menţine, pe toată durata de viaţă, caracteristicile de rezistenţă şi de exploatare pentru care a fost proiectată şi executată, fără să necesite cheltuieli mai mari decât cele uzuale de întreţinere.

Durabilitatea este o condiţie necesară siguranţei, definită ca probabilitatea de a îndeplini o anumită funcţie sub anumite acţiuni.

Măsurile pentru asigurarea unei durate de viaţă adecvate sunt alese în funcţie de condiţiile de mediu şi de importanţa construcţiei. În general, se estimează să se atingă cel puţin următoarele durate de viaţă:

10 ani, pentru construcţii de importanţă redusă;50 de ani, pentru construcţii obişnuite;50... 100 de ani, pentru construcţii foarte importante (spitale, clădiri publice etc);

100... 120 de ani, pentru poduri.Prin condiţiile de mediu se înţeleg toate acţiunile chimice, fizice şi biochimice la care mat., elem.

structurale sau constr. sunt expuse şi care nu sunt luate în considerare ca încărcări sau acţiuni în proiectare.Durata de viaţă a unei construcţii depinde atât de comportarea elementelor structurale, cât şi a celor

nestructurale. Este de remarcat faptul că accesoriile, adică partea nestructurală, cum ar fi diferite finisaje, izolaţii, instalaţii, au în general o viaţă mai scurtă decât a structurii, de aceea trebuie prevăzute măsuri cu privire la întreţinerea sau înlocuirea lor, pentru a nu afecta siguranţa elementelor structurale.

Se constată în ultimele decenii o creştere a cheltuielilor pentru repararea şi întreţinerea constr. existente; aceste cheltuieli sunt cu atât mai mari, cu cât calitatea lucrării finalizate este mai slabă, respectiv, în cazul producerii unor deteriorări, cu cât intervenţia reparatorie se face mai târziu. Rezultă că asigurarea unei durabilităţi corespunzătoare este o problemă tehnică cu largi implicaţii economice. Această observaţie este valabilă şi pentru construcţiile din beton armat, considerate prin tradiţie durabile, ceea ce este adevărat în cazul unor condiţii normale de exploatare.

Presupunând că prin execuţie s-au atins criteriile de proiectare, adică nu s-au înregistrat defecte, după darea în exploatare a construcţiei pot interveni o serie de factori care pot afecta durabilitatea betonului armat.

Analizele efectuate cu privire la problema durabilităţii au relevat aspecte extrem de complexe, care fac imposibilă prevederea acesteia sub forma clasică a metodei de calcul la stări limită, deoarece intervin fenomene care nu pot fi analizate statistic.

S-au constatat următoarele: cauzele deteriorării structurilor din beton sunt inseparabile de condiţiile de exploatare şi de

proprietăţile materialelor componente; ele pot fi:- cauze externe (produse de mediu) de natură fizică, chimică, biochimică sau mecanică, cum ar fi

acţiunea electrolitică, atacul unor substanţe solide agresive care pătrund în beton sub forma soluţiilor, atacul unor gaze naturale sau industriale, temperaturi extreme, abraziunea etc;

- cauze interne (procese fizice sau chimice din interiorul masei betonului), cum sunt permeabilitatea betonului, reacţia dintre alcalii şi agregate etc;

unele constr. prezintă predispoziţie la deteriorare, prin caracteristicile lor de funcţionare, dimensiuni, poziţia în structură, modul de alcătuire şi în special in cazul unui contact cu un mediu agresiv;

fenomenele de deteriorare evoluează pe termen lung, cu un caracter progresiv, datorită acumulării defectelor şi datorită interacţiunii mai multor cauze, de exemplu:

- acţiunea apei de mare asupra betonului este însoţită de efectul distructiv al îngheţului, al impactului valurilor şi al abraziunii;

- coroziunea armăturilor depinde de concentraţia de CO2 din mediu, de grosimea stratului de acoperire cu bet., de starea de fisurare a bet., de tipul de solicitare; de exemplu, rez. la oboseală a armăt. din elem. supuse la încărcări ciclice scade, dacă acestea sunt plasate într-un mediu agresiv.

Tabelul 4.2Factori care produc deteriorarea betonului

Factori Mecanismul de acţiune Efectul produs

4

Pulberile agresive (săruri pulverulente solubile şi higroscopice) şi gazele agresive

- coroziunea chimică, în funcţie de natura agresivităţii agentului

- decalcifierea betonului; formarea unor produşi levigabili; formarea unor geluri greu solubile, lipsite de proprietăţi liante; expansiunea betonului

Temperatura ridicată, incendiile

- mărirea concentraţiei agentului coroziv- încălzirea inegală- reacţii chimice şi pro-cese fizice

- intensificarea coroziunii

- tendinţa de desprindere - descompunerea constituenţilor betonului

Osmoza- mărirea umidităţii bet. - agravarea condiţiilor de îngheţ-dezgheţ;

favorizarea pătrunderii agenţilor agresivi

Variaţia nivelului apelor naturale

- expun. la îngheţ-dezgheţ - alternanţa stării de saturaţie şi de uscare

- exfolierea betonului

- accelerarea coroziunii

Efectul apelor curgătoare

- viteză mare, cu concentraţie mare de particule transportate- curent de apă turbulent

- eroziune

-cavitate

Apa de mare

- valuri, nivel variabil al apei- coroziune sulfatică- cristalizarea sării

- eroziune, îngheţ-dezgheţ

- exfolierea betonului- presiune internă

Îngheţ-dezgheţ - îngheţarea apei - exfolierea betonului

Principalul factor care afectează durabilitatea este transportul combinat al apei şi al substanţelor agresive prin masa bet., respectiv între beton şi mediu, având ca efect coroziunea betonului şi a armăturilor.

4.5.1 Coroziunea chimică a betonului

Coroziunea chimică a betonului se produce de fapt prin coroziunea pietrei de ciment şi are ca rezultat un schimb de masă între beton şi mediul ambiant. Se disting trei tipuri de coroziune, în funcţie de agenţii agresivi responsabili.

Coroziunea de tipul I se produce prin decalcifierea şi transformarea constituenţilor mineralogici ai cimentului într-un amestec de geluri de consistenţă moale, care pot fi dislocaţi printr-o acţiune mecanică (mişcarea apei). Agenţii agresivi sunt în acest caz apele cu conţinut de dioxid de carbon agresiv, apele dulci (lipsite de duritate), soluţiile de acizi care dau săruri solubile de calciu, soluţiile sărurilor de amoniu (cu excepţia sulfaţilor) etc.

Fenomenul se produce deci în condiţii de umezeală, datorită prezenţei în atmosferă a gazelor acide, ca de exemplu CO2, SO2; dioxidul de carbon se găseşte şi în apele minerale sau în zonele de descompunere a substanţelor organice. Apele curgătoare curate, formate din topirea gheţii sau prin condensare, conţin de asemenea o cantitate mică de CO2.

Apele cu conţinut de CO2 agresiv acţionează asupra hidroxidului de calciu, pe care îl transformă în bicarbonat de calciu solubil Ca(HCO3)2, după reacţiile:

Ca (OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O CaCO3 + H2O + CO2 Ca(HCO3)2

După epuizarea Ca(OH)2 liber, începe procesul de decalcifiere a hidrosilicaţilor şi hidroaluminaţilor de calciu; acest fenomen se produce şi în cazul apelor dulci.

Apele menajere, în conductele de canalizare, produc atacul chimic deasupra nivelului de curgere a apelor, prin prezenţa bacteriilor anaerobe şi aerobe; bacteriile anaerobe reduc compuşii sulfului la H2S, care întreţine oxidarea de către bacteriile aerobe, rezultând în final acid sulfuric.

Coroziunea de tipul II se manifestă, pe lângă decalcifierea constituenţilor mineralogici ai cimentului şi transformarea lor într-un amestec de geluri de consistenţă moale, prin precipitarea unor geluri formate din

5

substanţele agresive. Agenţii agresivi sunt grăsimile, soluţiile de zahăr, soluţiile de săruri de magneziu (cu excepţia sulfatului de magneziu). Aceşti agenţi agresivi reacţionează cu aceeaşi componenţi ai pietrei de ciment ca în cazul coroziunii de tipul I.

Coroziunea de tipul III este însoţită de fenomene de expansiune în masa pietrei de ciment, din cauza formării unor compuşi noi, care cristalizează cu multă apă; aceşti compuşi apar în urma contactului cu substanţe agresive, ca soluţiile de sulfaţi solubili, clorura de calciu, sau unele substanţe organice.

Coroziunea sulfatică este produsă de soluţiile sulfatice, cu care betonul poate veni în contact. De exemplu, unele argile conţin alcalii, sulfaţi de magneziu şi de calciu, iar apa subterană în contact cu argila devine o soluţie sulfatică. Betonul din fundaţii este atacat prin pătrunderea acestor soluţii în masa lui. În urma reacţiilor componenţilor pietrei de ciment cu sulfaţii, rezultă produşi cu un volum considerabil mai mare decât al compuşilor pe care îi înlocuiesc, astfel încât se produce exfolierea betonului şi distrugerea lui.

Deteriorarea produsă astfel este accelerată de alternanţa stării de saturaţie şi a stării de uscare a betonului, dacă mişcarea apelor subterane permite acest lucru. Dacă betonul este complet îngropat în pământ, fenomenul este mai puţin periculos.

Betonul atacat de sulfaţi are un aspect albicios şi este friabil sau chiar moale.Cele trei tipuri de coroziune se pot produce separat, dar şi în combinaţie.De exemplu, apa de mare, conţinând NaCl, MgCl2, MgSO4, CaS04, K2SO4, CO2 şi altele, produce

simultan toate cele trei tipuri de coroziune. Pe lângă coroziunea chimică, distrugerea betonului poate fi accentuată de presiunea exercitată de cristalele de sare, pentru betoanele aflate deasupra nivelului apei de mare.

Betonul imersat în întregime este atacat mai puţin, în timp ce betonul aflat deasupra zonei de variaţie a nivelului mării (între cotele +3,00 m şi +5,00 m, deasupra nivelului mării) este atacat puternic.

4.5.2 Reacţia alcalii-agregat

Incompatibilitatea agregatelor cu cimentul se manifestă în cazul utilizării la prepararea betonului a unor agregate care conţin dioxid de siliciu activ şi a cimenturilor bogate în alcalii; formarea unor geluri care se umflă în contact cu apa (reacţia alcalii-agregat), poate cauza expansiunea betonului.

4.5.3 Coroziunea armăturii

Coroziunea armăturii are loc când pH-ul betonului scade de la valoarea din timpul turnării (13), la valori mai mici (sub 9), dacă agenţii agresivi din mediul ambiant, adică dioxidul de carbon şi ionii de clor, pătrund prin stratul de acoperire cu beton, ajungând la armături.

În condiţii normale de exploatare, dacă se respectă condiţiile de acoperire cu beton, respectiv compactitatea satisfăcătoare a acestuia, armătura este bine protejată în mediul alcalin al betonului, dat de prezenţa Ca(OH)2, armătura fiind pasivată.

Prin pătrunderea dioxidului de carbon în masa betonului, se produce reacţia de carbonatare a betonului:Ca (OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O

Carbonatarea este un proces de durată, pătrunzând spre interiorul betonului după un front, conform schemei din figura 4.22. Adâncimea de carbonatare, adică nivelul mediu până la care s-a produs avansarea frontului după un anumit timp t de expunere, este proporţional cu şi depinde de rezistenţa la compresiune a betonului, de tipul de ciment utilizat, de concentraţia de CO2 a mediului.

În urma carbonatării stratului de acoperire, alcalinitatea betonului scade şi se produce depasivarea armăturii, creându-se în lungul ei un potenţial electric diferenţiat. Acest proces constituie premiza coroziunii electrochimice a barelor de oţel, în prezenţa apei şi a oxigenului. Oxigenul ajunge la armătură prin difuzie prin stratul de acoperire, apa fiind necesară numai ca soluţie de electrolit. Deci într-un beton saturat cu apă sau într-un beton uscat, rugina nu se poate produce, în primul caz lipsind oxigenul, iar în al doilea, soluţia de electrolit.

Pe armătură, în urma unei serii de reacţii, se produce în final rugina. Acumularea ruginii produce creşterea volumului armăturilor; din aceasta cauză, în beton pot să apară fisuri paralele cu armătura, iar dacă stratul de acoperire este subţire, se poate produce chiar desprinderea acestuia.

Secţiunea de armătură se reduce, fenomenul fiind cu atât mai periculos, cu cât diametrul barelor este mai mic.

6

Dacă frontul de carbonatare a atins armăturile după o perioadă mai mare sau mai mică de ani, nu este obligatoriu ca procesul de coroziune al armăturii să înceapă; acest proces va demara însă atunci când condiţiile de mediu, prin prezenţa agentului agresiv, vor favoriza acest proces.

Perioada de propagare a coroziunii în armături depinde de viteza de corodare, măsurată în general în mm/an. Viteza de coroziune depinde de mediul ambiant; în mediile obişnuite din interiorul clădirilor civile, în general nu apar fenomene de coroziune. În partea exterioară a clădirilor, corodarea este moderată dacă nu există agenţi agresivi şi umezeală, care să favorizeze transportul acestora în masa betonului. În medii industriale, corodarea se accelerează în funcţie de tipul de agresivitate a mediului, de concentraţia şi caracterul agenţilor agresivi, de condiţiile de umiditate.

Fig. 4.22 Mecanismul de coroziune a armăturii

Viteza de corodare este cu atât mai redusă, cu cât grosimea stratului de acoperire cu beton de bună calitate este mai mare. Armăturile de înaltă rezistenţă, utilizate în general la elementele din beton precomprimat corodează mai rapid decât armăturile din oţel obişnuit; deoarece de multe ori aceste armături au secţiunea redusă, pierderile de rezistenţă prin ruginire sunt mult mai semnificative.

În ceea ce priveşte starea de fisurare produsă de acţiuni directe sau indirecte (contracţie, variaţii de temperatura), unii autori consideră că fisurile nu conduc la accelerarea corodării, cât timp deschiderile fisurilor nu depăşesc 0,15 mm.

Atacul de cloruri se produce datorită utilizării sărurilor de dezgheţ, a agregatelor marine contaminate sau a apei de mare; ionii de clor pătrund prin difuzie în porii betonului umpluţi parţial sau total cu apă. în armăturile din oţel se produce o coroziune locală puternică sub formă de "ciupituri", deoarece depasivarea are loc pe suprafeţe mici; în plus, ionii de clor acţionează ca şi catalizatori în coroziunea electrochimică a oţelului.

4.5.4 Efectele îngheţului

Betonul este un material geliv, adică suferă degradări în urma îngheţului. Dacă temperatura scade sub valoarea de îngheţ, apa conţinută în porii capilari din piatra de ciment îngheaţă, mărindu-şi volumul cu aproximativ 9% şi supunând betonul unei expansiuni. Tendinţe de dilatare în beton sunt cauzate şi de difuziunea apei, sub efectul presiunii osmotice. De exemplu, o placă de beton care îngheaţă dinspre suprafaţă, va fi mai grav avariată, dacă apa are acces şi dinspre partea inferioară, deoarece apa migrează prin osmoză spre gheaţă, mărindu-i grosimea. în felul acesta, conţinutul total de umiditate din beton va fi mai mare decât înainte de îngheţ.

Dacă se produc mai multe cicluri de îngheţ-dezgheţ, creşterea de volum se cumulează; când se depăşeşte rezistenţa la întindere a betonului, aceasta fisurează. Distrugerea betonului poate să se limiteze la o exfoliere superficială, sau să cuprindă toată masa betonului, prin formarea straturilor succesive de gheaţă, începând de la suprafaţa expusă şi progresând spre adâncime. În final betonul este dezintegrat.

Fenomenele produse de îngheţ sunt mai puţin periculoase dacă un beton este supus la un îngheţ de mai lungă durată, decât dacă îngheţul alternează cu perioade de dezgheţ.

7

În cazul drumurilor, se utilizează frecvent săruri (NaCl şi CaCl2) pentru dezgheţare; o parte din sare este absorbită de beton, dând naştere unei presiuni osmotice ridicate, betonul încălzindu-se. În consecinţă, apa se deplasează spre zone mai reci din beton, unde îngheaţă; prin acest mecanism condiţiile de îngheţ-dezgheţ se înăspresc. Dacă soluţia de sare pentru dezgheţ rămâne la suprafaţa betonului, fără să fie curăţată, deteriorarea se accentuează.

4.5.5 Efectul focului

Comportarea la foc a bet. este relativ bună, sub temperaturi de 300°C efectul acestuia fiind foarte redus. Criteriile care determină comportarea la foc se referă la evoluţia rezistenţelor mecanice sub efectul temperaturii ridicate (pericol de colaps), la izolarea termică şi la etanşeitate (compromiterea integrităţii).

ÎN cazul betonului armat, din punctul de vedere al armăturilor, este importantă şi rezistenţa la transferul de căldură. Elementele din beton expuse la foc se încălzesc inegal, datorită diferenţelor mari de temperatură între straturi; rezultatul este tendinţa de desprindere, prin separarea straturilor mai calde de cele mai reci. Desprinderea sau fisurarea poate să apară şi în planul armăturilor compromiţând aderenţa, sau a straturilor de beton cu proprietăţi diferite în urma compactării inegale la turnare.

Rezist. la foc trebuie să asigure timpul necesar evacuării ocupanţilor, în mod curent 0,5...2 ore.

4.5.6 Efectele uzurii mecanice

Durabilitatea betonului poate fi afectată şi de acţiunile mecanice produse la suprafaţa lui de frecări, izbiri, spargeri, perforări, cauzate de factori ce ţin de exploatare.

Dacă mediul de exploatare este apa, aceasta poate avea asupra betonului o acţiune mecanică, chimică sau combinată. Acţiunea mecanică apare la o viteză mare de curgere a apei şi provoacă eroziunea betonului din construcţiile hidrotehnice sau din infrastructura podurilor, prin materialele abrazive transportate. Evoluţia eroziunii depinde de cantitatea, forma şi dimensiunile particulelor transportate, de densitatea lor, de prezenta vârtejurilor etc. Suprafaţa betonului supus eroziunii este netedă şi uzată.

În cazul canalelor deschise sau a conductelor închise pentru transportul apei, apare fenomenul de cavitaţie. Prin cavitaţie se înţelege efectul provocat de bulele de vapori, care curg odată cu curentul de apă; la intrarea într-o arie de presiune ridicată se comprimă şi se sparg, provocând un impact extrem de puternic şi "ciupind" suprafaţa betonului, care se degradează rapid.

Betonul trebuie deci să reziste în condiţii bune pe toată perioada de exploatare prevăzută a construcţiei. Pentru asigurarea durabilităţii corespunzătoare, sunt necesare măsuri care se referă la întregul proces de proiectare, execuţie şi utilizare a structurilor din beton armat.

Durabilitatea corespunzătoare poate fi asigurată prin: alegerea corespunzătoare a materiilor prime care intră în compoziţia betonului, cu scopul

realizării unui beton cât mai compact, cu rezistenţa ridicată şi cu un grad scăzut de permeabilitate;

utilizarea cimenturilor speciale şi a aditivilor; aplicarea unei tehnologii adecvate de compactare a betonului; impermeabilizarea betonului prin tratarea superficială sau prin hidroizolaţii; respectarea prevederilor privind alcătuirea elementelor, în special în ceea ce priveşte grosimea

de acoperire cu beton a armăturilor; sporirea secţiunii elementelor faţă de cele rezultate din calcul dacă este necesar; drenarea apei sau micşorarea agresivităţii ei.

8