XIII. BETONAREA PE TIMP FRIGUROS

XIII.1. GENERALITĂŢI

În ramura construcţiilor se consideră perioadă friguroasă, intervalul de timp în care temperatura aerului exterior este mai mică de +5°C. Temperatura se măsoară dimineaţa la ora 7, la umbră la o înălţime de 2 metri de la sol şi la o distanţă de 5 metri de orice construcţie. Convenţional, perioada de timp friguros este cuprinsă între 15 noiembrie şi 15 martie, când probabilitatea de coborâre a temperaturii sub +5°C este mare, legiferată prin normativul C16/84 si CP 012-2/2010.

La temperaturi sub +5°C pe de o parte, se produc fenomene, care determină întârzieri considerabile în procesul de întărire a betonului sau care pot cauza defecte grave în structura acestuia, iar pe de altă parte, scade productivitatea muncii, ca urmare a senzaţiei de frig şi a îmbrăcăminţii mai groase, folosirea mănuşilor de către muncitori.

Continuitatea execuţiei lucrărilor de construcţii rezultă în principal din:- necesitatea intrării cât mai curând în circuitul economic (intrării în exploatare)

a investiţiilor de orice natură;- necesitatea utilizării continue şi intensive a bazei materiale de producţie din

construcţii;- necesitatea folosirii raţionale a forţelor de muncă şi asigurării venitului

personalului muncitor.

XIII.2. EFECTUL TEMPERATURILOR SCĂZUTE

Efectul temperaturii în perioada de timp friguros, asupra structurii şi proprietăţilor tehnice ale betonului întărit este foarte diferit, în funcţie de nivelul temperaturii mediului în care se face întărirea şi de compoziţia betonului. Din punct de vedere al nivelului temperaturii se disting două situaţii:

- când temperatura este cuprinsă între zero şi plus cinci grade Celsius (+0°C <t<5°C), deci este pozitivă;

- când temperatura este negativă sub zero grade (t<0°C).

XIII.2.1. Efectul temperaturilor scăzute pozitive

Temperaturile scăzute determină o încetinire a interacţiei cu apa a cimentului. Încetinirea proceselor de hidratare-hidroliză are consecinţe nefavorabile asupra vitezei de întărire a betonului, reducând-o sensibil. Aceasta reduce ritmul de execuţie a lucrărilor şi imobilizează pe o durată mai mare de timp cofrajele, micşorând rulajul lor; efectele negative sunt de ordin economic.

Rezistenţa finală a betoanelor întărite la temperaturi scăzute, dar pozitive, este superioară celor păstrate la temperaturi mai ridicate. Explicaţia constă în superioritatea calităţii structurii liantului întărit. La temperaturi scăzute, se dezvoltă structuri cu grad de dispersie mai mare şi mai omogene, cu mai puţine defecte, porozitatea mai redusă şi suprafaţa specifică a produşilor de hidratare mai ridicată.

XIII.2.2. Efectul temperaturilor negative

Temperaturile negative determină îngheţarea fazei lichide. Îngheţarea fazei lichide, pe de o parte, accentuează încetinirea reacţiilor fizico-chimice, până la stagnarea lor, iar pe de altă parte, produce mărirea volumului acesteia, cu aproximativ 9%. Se apreciază că stagnarea proceselor fizico-chimice se produce

între -15 ... -30°C. La noi în ţară s-a admis, convenţional, că stagnarea se produce la -10°C.

Îngheţarea fazei lichide se poate produce când procesul de întărire se află în stadii caracteristice diferite; convenţional, distingem 3 situaţii:

- betonul este proaspăt turnat, cimentul nu a început priza;- priza a început ori s-a terminat sau betonul are rezistenţe slabe sau foarte

slabe;- betonul are rezistenţe mecanice suficient de mari.

XIII.2.2.1. Îngheţarea fazei lichide imediat după turnarea betonului

Îngheţarea imediat după turnarea betonului a fazei lichide, însoţită de o mărire a volumului acesteia, provoacă o expandare (afânare) a betonului, care se păstrează şi după dezgheţare; procesele fizico-chimice încetinesc, foarte mult sau stagnează. După dezgheţare reacţiile de hidratare-hidroliză cresc în intensitate dar betonul întărit va avea o structură accentuat poroasă deci o permeabilitate mare şi rezistenţe mecanice mult diminuate.

Turnarea betonului la temperaturi scăzute, de până la -10°C,(cât se admite la noi în ţară) nu creează condiţii de îngheţare instantanee a betonului în întreaga secţiune a elementelor de dimensiuni curent întâlnite în structuri. Aceasta se datorează temperaturii pozitive minime a betonului, admisă după turnare (>+5°C), exotermiei cimentului şi izolării termice asigurate de cofraj. Cum îngheţarea se produce de la exterior spre interior, foarte probabil că priza cimentului începe sau chiar se termină, înainte de a îngheţa faza lichidă, deci betonul intră într-un stadiu de evoluţie care nu mai permite recompactarea;

Dezgheţarea se produce de la exterior spre interior, într-un ritm foarte lent, în condiţii naturale, astfel că până la dezgheţarea în întreaga secţiune, priza cimentului începe, sau se termină, în straturile periferice ale elementului; trebuie să ţinem seama şi de evoluţia proceselor fizico-chimice care se desfăşoară anterior îngheţării betonului.

XIII.2.2.2. Îngheţarea fazei lichide în timpul sau după sfârşitul prizei

Îngheţarea fazei lichide în timpul sau după sfârşitul prizei, când betonul are rezistenţe foarte slabe sau slabe, aduce prejudicii grave asupra proprietăţilor tehnice ale betonului întărit.

În microstructură se produc degradări fizice importante, datorită presiunii create de mărirea volumului fazei lichide îngheţate care determină afânarea produşilor de hidratare şi ruperi de legături formate; legăturile nu se mai pot reface decât într-o foarte mică măsură după dezgheţare.

Efectul distructiv în acest stadiu de evoluţie a proceselor, depinde de cantitatea de apă liberă care se găseşte în beton în momentul îngheţării şi de rezistenţa betonului în acelaşi moment. Efectul negativ este mai pronunţat la betoanele cu un conţinut mai mare de apă şi care a atins un nivel scăzut de rezistentă în momentul îngheţării. Dacă îngheţarea s-a produs în faza iniţială a întăririi, degradările sunt grave, compromiţând calitatea betonului; îngheţarea şi dezgheţarea repetată, fie şi de un număr foarte mic de ori în această fază, conduce la distrugerea totală şi iremediabilă a structurii betonului.

XIII.2.2.3. Îngheţarea fazei lichide după ce betonul a atins rezistenţe suficient de mari

Îngheţarea fazei lichide, după ce betonul a atins rezistenţe suficient de mari nu mai prezintă pericol de diminuare importantă a calităţii acesteia. Dacă rezistenţa betonului depăşeşte o anumită valoare, îngheţarea sa poate chiar determina o creştere a rezistenţelor finale (lucru valabil pentru un singur ciclu de îngheţare în timpul întăririi, deoarece îngheţarea-dezgheţarea repetată, mai ales a betoanelor saturate cu apă, provoacă degradarea acestora, indiferent de rezistenţa lor).

Rezistenţa minimă pe care trebuie să o aibă betonul, pentru a nu fi degradat de prima îngheţare a fazei lichide, se numeşte "rezistenţă critică". Rezistenţei critice îi corespunde un grad critic de maturizare Mk al betonului.

Gradul de maturizare M al betonului se defineşte prin suprafaţa cuprinsă între izoterma de -10°C (temperatură admisă convenţional, la care procesele fizico-chimice stagnează) şi curba de variaţie a temperaturii betonului sau mortarului de ciment (fig. VI.1), maturitatea se exprimă în h·°C. Maturitatea betonului întărit în condiţii normale (+20°C) este:

M28=(20+10)°C · 28zile · 24ore/zi=20.160 h·°C

Fig. XIII.1: Gradul de maturizare al betonului

Nivelul de întărire beta al betonului sau mortarului de ciment, are corespondenţă în gradul de maturizare, care se determină cu relaţia:

Mβ = (20+10)°C · τβ

M - gradul de maturizare corespunzător nivelului de întărire β (h°C),β - nivelul de întărire al betonului sau mortarului exprimat în procente din

rezistenţa la 28 zile (R28);

τβ - durata de timp în care se obţine nivelul de întărire β la temperatura normală (h).

Gradul de maturizare M, corespunzător nivelului de întărire β, este aproximativ constant, dacă temperatura betonului sau mortarului nu are abateri mai mari de +15°C faţă da temperatura normală de întărire (+20°C):

Mβ = (θm+10) · τ= constant

θm - temperatura medie în perioada τ (°C)

Gradul de maturizare efectiv Mβ, la temperatura θi într-o durată de timp τi, se stabileşte cu relaţia:

Mθi = (θi+10) · τi

Valoarea gradului de maturizare Mβ a betoanelor şi mortarelor de ciment, corespunzătoare diferitelor niveluri de întărire β, este dată în tabelul XIII.1.

Tabel XIII.1: Corelarea gradului de maturizare cu nivelul de întărireal betonului şi mortarului de ciment

Tipul cimentuluiGradul de maturizare Mβ (h·°C) pentru beta=(%R28)

10 20 30 40 50 60 70 80 90Cem II A-S 32,5 600 880 1290 1880 2760 4050 5930 8780 13100

Cem I 32,5 520 770 1150 1690 2510 3720 5520 7880 12100Cunoaşterea evoluţiei gradului de maturizare, respectiv a rezistenţei la

compresiune a betonului este esenţială în condiţiile de întărire pe timp friguros, deoarece pe baza ei se poate stabili cu suficientă precizie;

a) momentul când betonul a ajuns la gradul critic de maturizare MK, respectiv la rezistenţa critică; valorile stabilite necesare gradului critic de maturizare sunt date în tabelul XIII.2.

Tabel XIII.2: Valori ale gradului critic de maturizare a betonului şi mortarului de ciment, preparate cu cimenturi şi raportori A/C diferite

Tipul cimentuluiGradul critic de maturizare Mk (h·°C) pentru A/C

0,40 0,50 0,60 0,70Cem II A-S 32,5 650 1100 1400 1620

Cem I 32,5 620 1000 1270 1540

Realizarea gradului critic de maturizare şi deci a rezistenţei critice, elimină sau reduce foarte mult posibilitatea scăderii rezistenţelor finale ale betonului, chiar dacă acesta va fi ulterior expus îngheţului.

Condiţia pentru ca îngheţarea apei din beton să nu dăuneze calităţii acestuia se exprimă prin relaţia:

ΣMθi =Σ (θi+10) · τi · kθi

Mθi - gradul de maturizare efectivθi - temperatura medie a betonului (°C) în intervalul de timp tau i;τi - durata (intervalul) de timp în care betonul a avut temperatura medie θi

(h);kθi - coeficient de echivalare al gradului de maturizare obţinut la temperatura θ i

cu cel obţinut la temperatura normală (+20 C).

Tabel XIII.3: Valori ale coeficientului kθi de echivalare a gradului de maturizare realizat la temperatura θi

Coeficientul kθi de echivalare (corelare) a gradului de maturizare realizat la temperatura θi, cu gradul de maturizare la +20°C

1...5 6...10 11...15 16...20 21...25 26...30

θi kθi θi kθi θi kθi θi kθi θi kθi θi kθi

1 0,270 6 0,800 11 0,912 16 0,968 21 1,020 26 1,136

2 0,420 7 0,840 12 0,924 17 0,976 22 1,040 27 1,172

3 0,560 8 0,868 13 0,936 18 0,984 23 1,060 28 1,208

4 0,660 9 0,884 14 0,948 19 0,992 24 1,080 29 1,244

5 0,760 10 0,900 15 0,960 20 1,000 25 1,100 30 1,280

Durata critică de maturizare τk se evaluează cu relaţia:

τk = Στi

Valorile coeficientului kθi de echivalare (corelare) a gradului de maturizare realizat la temperatura θi se dau în tabelul XIII.3.

b) nivelul de întărire la care a ajuns betonul, în vederea aprecierii posibilităţii de decofrare. Pe baza gradului de maturizare efectiv calculat, (echivalent cu întărirea în condiţii normale, se stabileşte nivelul de întărire în procente (tabelul XIII.1), care trebuie să fie mai mare sau cel puţin egal cu cel din condiţia de decofrare (tabelul XIII.4). În cazul că nivelul de întărire efectiv este mai mic, trebuie asigurate în continuare betonului temperaturi pozitive, până la atingerea rezistenţei minima de decofrare.

Tabel XIII.4: Condiţii de decofrare pentru elemente din beton armat

Poziţia cofrajuluiDeschiderea

elementului de construcţie (m)

Rezistenţa minimă la compresiune

(N/mm2)

Nivelul de întărire (%R28)

Vertical - 2,5 -

Orizontall ≤ 2 - 50

2 < l ≤ 6 - 70l > 6 - 85

Valorile θi şi τi rezultă din măsurarea temperaturii betonului la intervale de timp, după cum urmează:

- în primele 8 ore după turnare, din 2 în 2 ore;- în următoarele 16 ore din 4 în 4 ore;- după primele 24 ore odată la 8 ore.Se va calcula astfel, gradul de maturizare efectiv realizat în fiecare zi, până

când este îndeplinită condiţia de decofrare. Pe baza aceloraşi măsurători se stabileşte maturizarea critică pentru îngheţ.

XIII.3. PREPARAREA, TRANSPORTUL ŞI PUNEREA ÎN LUCRARE A BETONULUI

Prepararea, transportul şi punerea în lucrare a betonului pun probleme mai deosebite, pe timp friguros. În timpul acestor operaţii se produc pierderi de căldură care trebuie limitate în măsura posibilităţilor, pentru a se reduce cheltuielile suplimentare ocazionale de executarea lucrărilor de beton pe timp friguros.

Prima condiţie este aceea de asigurarea calităţii amestecului proaspăt. Ea se realizează prin utilizarea materialelor de calitatea stabilită, dozarea corectă a acestora şi omogenizarea corespunzătoare a amestecului. În principiu, durata de amestecare trebuie să crească, pe timp friguros, cu cel puţin 50% faţă de durata de amestecare la temperatura normală. Se realizează astfel o omogenizare mai bună a amestecului şi activizarea hidratării cimentului; durata minimă de amestecare este de 1,5-2 minute.

Prepararea betonului trebuie să fie făcută în spaţii închise şi suficient încălzite pentru a nu provoca pierderi importante de căldură în timpul desfăşurării acestui proces.

XIII.3.1. Prepararea betonului

XIII.3.1.1. Alegerea materialelor şi compoziţia betonului

Pentru realizarea compactităţii şi rezistenţelor mecanice a betoanelor turnate pe timp friguros, trebuie să se acorde o importanţă mare alegerii materialelor şi stabilirii compoziţiei acestora.

Cimenturile care se utilizează la prepararea betoanelor turnate în structurile obişnuite, este necesar să aibă viteze iniţiale mari de întărire şi exotermie ridicată. Aceste condiţii sunt îndeplinite de cimenturile alitice şi pot fi accentuate (în faza iniţială de întărire) de către fineţea mai mare de măcinare. Betoanele care se toarnă în structurile masive, se prepară cu cimenturi având o activitate mai redusă; exotermia ridicată a cimentului poate influenţa negativ datorită diferenţelor mari de temperatură şi deci a dilatării diferenţiate care apar între zonele periferice şi cele din interiorul elementului.

Conţinutul în impurităţi a agregatelor trebuie cunoscut; nu se vor folosi acele agregate care au influenţă negativă asupra desfăşurării proceselor de hidratare şi a proprietăţilor tehnice ale betonului întărit.

Raportul A/C să fie cât mai redus, atât pentru a influenţa favorabil asupra vitezei de întărire cât şi pentru a diminua efectul îngheţării fazei lichide.

Lucrabilitatea se recomandă să fie ameliorată prin folosirea aditivilor plastifianţi, cu precădere a celor antrenori de aer, care favorizează formarea unei porozităţi foarte fine, închise şi uniform distribuite, asigurând o comportare bună a betonului la îngheţ.

XIII.3.1.2. Încălzirea materialelor componente ale betonului

La preparare, betonului trebuie să i se asigure temperatura minimă necesară.Temperatura minimă a betonului la ieşirea din maşina de amestecat se

stabileşte pe baza unor calcule termotehnice luându-se în considerare:- temperatura minimă pe care trebuie să o aibă după punerea sa în lucrare;- pierderile de călduri care se produc în timpul transportului, transbordărilor,

aşteptărilor, turnării şi compactării betonului etc.Se recomandă, în general, ca temperatura betonului la ieşirea din maşina de

amestecat să fie de cel puţin +10°C, pentru temperaturi ale mediului exterior în jur de +5°C şi de minimum +15...+20°C, pentru temperaturi exterioare cuprinse între +5°C şi -5°C. Temperatura maximă a betonului, după amestecare, nu este bine să depăşească 40...50°C, ştiut fiind că odată cu creşterea temperaturii amestecului se accentuează fenomenele care influenţează negativ asupra lucrabilităţii şi rezistenţelor finale ale betonului.

Temperatura minimă pe care trebuie să o aibă amestecul după preparare se poate obţine prin încălzirea artificială a componenţilor, cu excepţia liantului, care este interzis a fi încălzit.

Folosirea apei calde, sau introducerea aburului direct în malaxor, sunt soluţii mai eficiente şi comode, dar dată fiind ponderea ei mică în amestec, nu este posibilă ridicarea substanţială a temperaturii amestecului.

Încălzirea apei se poate realiza cu următoarele mijloace:- cazane pentru furnizarea de apă caldă sau abur, se utilizează la consumatori

mari, în staţii de prepararea betonului cu caracter permanent sau de lungă durată. In cadrul fabricilor de prefabricate, sursa de încălzire a apei este de regulă aceeaşi care asigură aburul pentru tratarea termică;

- introducerea directă a aburului de la cazan în rezervor cu apa;- rezervoare cu serpentine, pentru consumatori de cantităţi medii sau mici;- cazane sau vase aşezate pe plite, la lucrări de volum foarte mic.Temperatura apei nu trebuie sa depăşească 60°C, la amestecurile cu

cimenturi alitice şi de fineţe mare, şi 70°C la cele cu cimenturi având activitate mai slabă şi cu adaosuri. Dacă se procedează la o preamestecare a agregatelor cu apa

(înainte de introducerea cimentului), temperatura acesteia sau aburului poate fi mai ridicată.

Agregatul fiind componentul cu cea mai mare pondere trebuie să fie încălzit pentru ca amestecul să ajungă la temperatura cerută, la ieşirea din malaxor.

O atenţie deosebită trebuie acordată încălzirii când agregatul are temperaturi negative şi apa de la suprafaţa granulelor este îngheţată. În această situaţie apar două aspecte distincte. Primul aspect se referă la formarea unor aglomerări (bulgări) ca urmare a legăturilor dintre granulele agregatului formate prin intermediul apei îngheţate. Dispersia granulelor în amestec nu se poate realiza în betonieră, chiar dacă aceşti bulgări se sparg, ei nu pot fi integral sfărâmaţi. Rămân astfel aglomerări de agregate care creează discontinuităţi în beton, reduc omogenitatea acestuia şi îngreunează punerea sa în lucrare. Al doilea aspect se referă la prezenţa apei îngheţate la suprafaţa agregatului, care se interpune între pasta de ciment şi granule, cu consecinţe negative asupra calităţii betonului întărit.

Pentru a se evita efectele negative arătate mai sus este necesar ca agregatul să fie încălzit suficient pentru a ajunge la temperaturi pozitive.

Încălzirea agregatelor se poate face utilizând:- cuptoare speciale- buncăre încălzitoare- abur injectat în masa agregatuluiCuptorul special (fig. XIII.2) este cel mai productiv şi poate încălzi agregatul la

temperaturi de până la 100°C, concomitent cu uscarea acestuia; are funcţionare continuă. Are o lungime cuprinsă între 3,00 şi 8,00m, cu un diametru de 0,70...1,00m. Temperatura din interior este de circa 200...250°C.

Fig. XIII.2: Cuptor de încălzire-uscare a agregatului

1-injector aer cald; 2-cuptor rotativ; 3-pâlnie prin care intră agregat îngheţat;

Buncărele încălzitoare (fig. VI.3) sunt prevăzute cu serpentine, registre de ţevi sau pereţi dubli prin care circulă un agent încălzitor (aburul).

Fig. XIII.3: Dezgheţarea şi încălzirea agregatelor în

buncăreA-A - secţiune orizontală; B-B - secţiune verticală;

Injectarea aburului în masa agregatului (fig. XIII.4) este eficient sub aspectul transferului de căldură. Apa rezultată din condensarea aburului rămâne în agregat, creează o umiditate excesivă a acestuia şi deci dă naştere la probleme dificile de limitarea cantităţii maxime de apă în amestec.

Fig. XIII.4: Încălzirea directă cu abur a agregatului

1-prelată; 2-ace (duze) încălzitoare; 3-agregat dezgheţat; 4-furtun flexibil;5-racord distribuţie; 6-conductă cu abur

Toate procesele şi operaţiile cuprinse între prepararea betonului şi protejarea lui după turnare, trebuie efectuate într-un timp minim pentru a reduce pierderile de căldură.

XIII.3.2. Transportul betonului

Reducerea duratei de transport este posibilă, în primul rând, prin amplasarea staţiei de preparare pe şantier, cât mai aproape de obiect, sau alegerea furnizorului de beton care este amplasat la distanţa cea mai apropiată de şantier. Staţionările la descărcare să fie de asemenea cât mai scurte.

Mijloacele în care se transportă betonul (autobasculante, roabe, tomberoane, vagonete, bene) se izolează termic, căptuşindu-se pereţii metalici, la exterior, cu un strat de pâslă minerală, protejatîmpotriva umezelii şi etanşat cu un strat de carton asfaltat, întregul ansamblu fiind prins de recipientul respectiv cu plase de sârmă. La partea superioară betonul se acoperă cu un capac din scândură şi carton asfaltat, cu sau fără alt material izolant; în acelaşi mod se izolează şi buncărele.

Transbordarea betonului dintr-un mijloc în altul reprezintă, de asemenea,o sursă importantă de pierderi de căldură.

XIII.3.3. Punerea în lucrare a betonului

Punerea în lucrare a betonului principial se face ca în condiţii climatice normale, cu următoarele precizări suplimentare:

- se vor curaţa cofrajele şi armăturile de gheaţă şi zăpadă, iar locul de turnare se va încălzi cu abur;

- armăturile se dezgheţă cu abur sau aer cald (nu cu foc, deoarece pe ele s-ar depune fum şi se micşoreză aderenţa;

- dacă popii rezemă direct pe pământ, se are în vedere fenomenul de îngheţ-dezgheţ;

- turnarea şi compactarea se va face într-un ritm mai alert şi fără întrerupere (dacă este cazul zi şi noapte), până la realizarea structurii sau tronsonului prevăzut a se turna;

- întreruperea turnării se va face când temperatura aerului scade sub -10°C şi când intemperiile (zăpada abundentă, vânt puternic etc.) împiedică circulaţia şi activitatea echipelor de transport,turnare şi protejare a betonului;

- compactarea se va executa cu mijloace mecanice;- se va proteja betonul în cel mai scurt timp după punerea sa în lucrare;- în cazul întreruperii în turnare înainte de reluare se va curăţa suprafaţa, la

rostul de turnare, cu şpiţul, pentru a se îndepărta părţile eventual îngheţate şi se va încălzi cu apa având temperatura de 20...40°C.

XIII.4. METODE ŞI PROCEDEE TEHNOLOGICE UTILIZATE LA TURNAREA BETONULUI PE TIMP FRIGUROS

Caracteristicile generale ale metodelor de execuţie a lucrărilor de betonare pe timp friguros sunt:

- protejarea împotriva îngheţării fazei lichide din beton, până când acesta a ajuns la gradul critic de maturizare, sau la gradul de maturizare necesar decofrării;

- crearea unor condiţii de întărire care să aibă efecte cât mai favorabile asupra vitezei de întărire ei proprietăţilor tehnice ale betonului întărit.

Pentru turnarea pe timp friguros se poate adopta una din urmatoarele metode:- metoda conservării căldurii betonului (metoda termos);- metoda execuţiei lucrărilor de betonare în spaţii închise şi încălzite;- metoda încălzirii betonului după turnare;- metode combinate.Se recomandă adoptarea acelor metode şi procedee, care conduc la un

consum minim de energie, materiale şi forţe de muncă.

XIII.4.1. Metoda conservării căldurii

Metoda conservării căldurii, sau metoda termos, constă în reducerea pierderilor de căldură prin izolarea termică a elementului după turnare, astfel că răcirea betonului să se producă cât mai lent.

Cantitatea de căldură pe care amestecul o are după turnare, plus cea rezultată din exotermia cimentului şi izolarea termică, trebuie să fie capabile de a menţine o temperatură suficient de ridicată şi pe o perioadă suficient de mare în masa betonului pentru că acesta să ajungă la gradul de maturizare cerut, înainte de a îngheţa.

Fig. XIII.5: Protejarea elementelor din beton armat după turnare cu panouri termoizolante

1-fundaţie pahar; 2-material termoizolator; 3-stâlp;

Conservarea căldurii betonului se poate face prin protejarea elementului cu panouri termoizolatoare (fig. XIII.5), sau utilizând cofraje cu pereţi dublii. Spaţiul dintre pereţi dacă este bine etanşeizat poată rămâne gol, izolarea termică constituind-o aerul dintre pereţi, sau se poate umple cu un material termoizolator.

XIII.4.2. Metoda încălzirii după turnare a betonului

Metoda este specifică elementelor de masivitate redusă, cum sunt de exemplu, cele de suprafaţă, cu secţiuni mici etc. si constă în încălzirea betonului după ce el a fost pus în lucrare.

Procedeele de încălzire frecvent folosite sunt:- cu abur- termoelectrică- cu aer caldÎncălzirea se poate face la niveluri şi pe durate diferite. După nivelul de

încălzire deosebim două regimuri:- încălzirea la temperaturi normale sau moderate (regim uşor)- încălzirea la temperaturi ridicate (regim dur).

a) Regimul uşor de încălzire poate avea ca scop: reducerea vitezei de răcire a betonului, menţinerea constantă a temperaturii de după turnare a betonului pe o anumită perioadă de timp, sau ridicarea temperaturii betonului până la cel mult 20-30°C.

Tratarea la regimul uşor se caracterizează în general prin lipsa perioadei de preîntărire; creşterile de temperatură după turnare sunt mici şi se realizează cu viteze foarte reduse.

Procedeul de încălzire cu abur constă în circularea acestuia prin pereţii dublii ai cofrajului sau prin conducte de metal (ţevi) montate în interiorul elementului. Încălzirea se poate face pe una sau mai multe feţe ale elementului. Feţele exterioare ale cofrajului se vor izola termic pentru a reduce pierderea de căldură către mediul exterior.

Încălzirea cu aer cald se va face ca şi în cazul folosirii aburului, evitându-se contactul direct a aerului cald (agentul încălzitor), cu suprafaţa betonului, pentru a preveni evaporarea apei din amestec. Acest lucru poate fi realizat prin acoperirea etanşe a suprafeţei libere a elementului cu o folie de polietilenă. Aburul cald se furnizează frecvent de către aeroterme. În cazul planşeelor, spaţiul de circulaţie a agentului încălzitor, se creează din panouri de cofraj izolate termic, sprijinite pe capre de oţel la aproximativ 10cm deasupra plăcii. Pe măsură ce se toarnă şi se compactează betonul, se montează panourile izolatoare termic, care la rândul lor se vor proteja cu prelate sau folii de polietilenă.

Fig. XIII.6: Tratarea betonului, prin circularea

agentului încălzitor în pereţii dublii ai cofrajelor

a-încălzirea elementului pe patru feţe (secţiune plană); b-încălzirea elementului pe două feţe (secţiune verticală); c-încălzirea pe o faţă (secţiune verticală); 1-elementul de beton armat; 2-panou de cofraj; 3-spaţiu de circulaţie a agentului încălzitor; 4-panou de cofraj izolat termic.

Tratarea termoelectrică (încălzirea electrică), se utilizează cu precădere la elemente cu modul de suprafaţă mare, prin aplicarea pe una sau mai multe feţe ale elementului, a unor panouri încălzitoare.

b) Regimul dur de încălzire, presupune ridicarea temperaturii betonului la niveluri de cel puţin 35-40°C. Se creează astfel condiţii de întărire accelerată, asemănătoare sau identice cu cele din industria prefabricatelor.

Fig. XIII.7: Tratarea betonului în cofraje încălzitoare 1-elementul de beton armat; 2-material pentru izolarea termică a construcţiei;

3-cofrajul încălzitor; 4-conducte pentru circulaţia agentului încălzitor; 5-izolaţia termică a cofrajului; 6-izolaţia termică a suprafeţei libere a elementului.

Aplicarea procedeului de accelerare a întăririi betonului se realizează cu cofraje metalice care sunt prevăzute fie cu conducte, fie pereţi dublii, prin care circulă un agent încălzitor; de regulă este folosit aburul. Procedeul prezintă avantajele şi dezavantajele accelerării întăririi betonului prin tratarea termică, de aceea la adoptarea lui trebuie să fie luaţi în considerare toţi factorii de influenţă şi măsurile necesare. Pentru reducerea pierderilor de căldură în mediul înconjurător; cofrajele se izolează termic; de asemenea se izolează termic suprafeţele deschise ale elementului.

VI.4.3. Metoda turnării şi păstrării betonului în spaţii închise şi încălzite

Metoda constă în crearea unei incinte închise, care se încălzeste. Crearea de spaţii închise se poate face diferit după specificul construcţiei şi a mărimii tronsonului ce se execută într-o etapă. În cazul execuţiei planşeului se poate realiza o închidere simplă spre exteriorul construcţiei şi protejarea cu un material termoizolator la faţa superioară a plăcii (fig. XIII.8).

Fig. XIII.8: Execuţia unui planşeu din beton armat monolit1-planseul; 2-material termoizolator de protecţie a planşeului; 3-prelată (folie de polietilenă);

4-material termoizolator de închidere laterală; 5-mijloc de încălzire

Adesea spaţiile închise se realizează cu ajutorul unor structuri uşoare auxiliare (fig. XIII.9) sau în interiorul unor structuri de dimensiuni mari demontabile, ori gonflabile (fig. XIII.10).

Fig. XIII.9: Execuţia pereţilor de beton armat în spatii închise şi încălzite 1-perete turnat; 2-cofraj; 3-structură auxiliară uşoară pentru închiderea spaţiului;

4-mijloc de încălzireConstrucţiile de protecţie trebuie să fie bine închise şi izolate termic pe cât

posibil, pentru a se reduce pierderea de căldură şi să asigure o iluminare naturală satisfăcătoare. Încălzirea lor se poate face cu diferite mijloace cum sunt: sobe, cocsiere, radiatoare cu raze infraroşii, radiatoare sau registre de ţevi cu abur, apă caldă etc.

Fig. XIII.10: Închideri locale în vederea turnării şi întăririi betonului în spaţii mari încălzite

1-structură gonflantă; 2-sas pentru acces; 3-ancoraj membrană; 4-termosuflantă

VI.4.4. Metode combinate

La turnarea pe timp friguros, se pot combina diferite metode sau procedee, în scopul reducerii duratei de tratare sau protejare a elementelor, respectiv pentru a mări ritmul de execuţie.

Este posibilă combinarea metodelor şi procedeelor prezentate mai sus, dar şi cu procedeele următoare:

- turnarea betonului cald;- utilizarea aditivilor acceleratori de întărire;- folosirea aditivilor coborâtori ai temperaturii de înghetare a fazei lichide

(aditivi antice).