I. NOŢIUNI INTRODUCTIVE Provenind de la cuvintele greceşti techno care înseamnă „artă” sau „meştesug”, respectiv logos ce se traduce prin „ştiinţă”, noţiunea de tehnologie are înţelesul de „ştiinţă a meşteşugurilor”, putând fi identificată şi prin „arta de a construi”. Pornind de la semnificaţia cuvântului tehnologie, se poate afirma aspectul că tehnologia lucrărilor de construcţii reprezintă totalitatea cunoştinţelor asupra proceselor, metodelor, procedeelor şi mijloacelor de execuţie a lucrărilor de construcţii, care aplicate conduc la obţinerea unui anumit produs (finit) într-un interval de timp scurt, cu un consum de manoperă redus, şi în condiţiile creşterii productivităţii, îmbunătăţirii calităţii respectiv a scăderii costurilor de execuţie. În domeniul construcţiilor se întâlneşte frecvent şi termenul de tehnologie de execuţie (sau de realizare) prin care se subînţelege totalitatea proceselor tehnologice ce au drept scop obţinerea unui produs finit. Prin procedeu tehnologic se înţelege modalitatea de realizare a unui proces de producţie, având drept scop realizarea unui produs (a unei transformări). Fluxul tehnologic reprezintă o succesiune logică de procedee tehnologice. Procesul tehnologic reprezintă totalitatea procedeelor tehnologice care conduc la realizarea unui subansamlu.

*** Transformarea de fond şi continuă a proceselor de producţie în construcţii, în sensul apropierii lor de caracteristicile fundamentale ale celor din ramurile industriale avansate din punct de vedere tehnic se numeşte industrializarea lucrărilor de construcţii. Industrializarea reprezintă procesul de introducere a tehnicii mecanizate în locul tehnicii manuale de prelucrare sau montare şi de promovare a metodelor şi procedeeelor tehnice şi organizatorice specifice industriei.

I.1. CONDIŢII DE REALIZARE A INDUSTRIALIZĂRII

LUCRĂRILOR DE CONSTRUCŢII

Pentru realizarea industrializării lucrărilor de construcţii sunt necesare o serie de condiţii, astfel: a) Condiţii privind modul de concepţie şi proiectare: Tipizarea totală a structurilor – reprezintă concepţia şi proiectarea de

construcţii tip, care sunt capabile să raspundă cerinţelor utilizatorilor finali, având o gamă variată de destinaţii;

Tipizarea unor subansambluri – se referă la concepţia si proiectarea unor elemente de constricţii sau subansambluri constructive, care pot fi folosite individual sau prin asociere cu alte elemente/subansambluri, la realizarea de structuri/construcţii complexe.

b) Condiţii privind dependenţa ramurii construcţiilor de alte ramuri ale

industriei: Proiectarea şi realizarea de materiale noi sau cu caracteristici fizico-mecanice

îmbunătăţite – se referă la materiale ce cresc calităţile produselor finale şi/sau reduc costurile finale ale produselor;

Realizarea de utilaje şi/sau alte mijloace necesare pentru mecanizarea proceselor de lucru sau realizarea unor procedee tehnologice noi – reprezintă acele mijloace sau utilaje care sunt necesare la realizarea produselor şi care reduc timpii de fabricaţie (execuţie) şi/sau costurile de realizare.

c) Condiţii legate de execuţie: Ridicarea calificării şi specializării forţei de muncă – se referă la specializarea

muncitorilor implicaţi în activităţile de producţie, pentru obţinerea unor produse de calitate superioară şi într-un timp cât mai scurt;

Realizarea de tehnologii noi – cu implicaţii în costurile finale, precum şi îmbunătăţirea proprietăţilor/calităţilor produsului finit;

Adaptarea tehnologiilor care se pretează cel mai bine pentru unul sau mai multe procese de lucru din cadrul aceluiaşi proces de producţie;

Perfecţionarea formelor de conducere şi organizare – cu implicaţii directe în eficientizarea şi optimizarea proceselor de producţie.

I.2. CĂI DE REALIZARE A INDUSTRIALIZĂRII

LUCRĂRILOR DE CONSTRUCŢII

Industrializarea lucrărilor de construcţii se poate realiza în principal pe următoarele căi: a) Îndepărtarea de pe şantier a tuturor proceselor de prelucrare a materialelor

şi centralizarea lor în ateliere, baze de producţie sau fabrici specializate : Prelucrarea agregatelor – se referă la operaţiile de sortare a acestora, la

îndepărtarea din masa acestora a impurităţilor, precum şi, în unele cazuri, a operaţiilor de concasare;

Prepararea betonului – se referă la operaţiile care apar în procesul de fabricare a betonului, cum ar fi dozarea componenţilor, amestecarea etc.

Realizarea cofrajelor – se referă la operaţiuni de confecţionare, întreţinere şi reparare, sau, uneori, de premontare a cofrajelor;

Confecţionare armături – înseamnă operaţiile de fasonare asupra barelor de armătură;

Lucrări sau elemente de finisaje – realizarea de elemente care nu mai necesită o finisare ulterioară în condiţii de şantier.

b) Îndepărtarea de pe şantier a unor procese sau procedee de lucru care

consumă mult timp şi/sau multă manoperă şi înlocuirea lor cu procese de montaj a unor elemente prefabricate: Mecanizarea lucrărilor – folosirea de utilaje cu performanţe tehnice ridicate,

pentru obţinerea unor rezultate superioare în lucrări de înaltă tehnicitate, cât şi mecanizarea lucrărilor complexe a căror mecanizare este posibilă prin utilizarea unor sisteme de maşini ;

Prefabricarea elementelor de construcţie – realizarea în fabrici de prefabricate a elementelor de construcţii de complexitate tot mai mare care conduc la reducerea manoperei in şantier doar la operaţiile de montaj ;

Lucrări sau elemente de finisaje – realizarea de elemente cu grad cât mai mare de finisare care nu mai necesită o prelucrare ulterioară în condiţii de şantier.

Avantaje :

Asigurarea continuităţii lucrului indiferent de anotimp sau condiţiile meteo;

Utilizarea forţei de muncă calificată şi specializată;

Utilizarea eficientă a materialelor;

Calitate sporită;

Accelerarea întăririi betonului;

Reducerea la şantier a manoperei şi a timpului de execuţie;

Posibilitatea încercării elementelor înainte de punerea lor în lucrare;

Posibilitatea demontării structurilor realizate din elemente prefabricate.

Dezavantaje :

Se pierde continuitatea structurii ;

Creşte înălţimea totală a construcţiei datorită suprapunerii elementelor ;

Sunt necesare utilaje mari de ridicat şi manipulat ;

Consum mai mare de materiale ;

Pot apărea defecte la transport şi manipulare.

Folosirea prefabricării nu este posibilă în toate cazurile, ea având anumite limite :

Limită tehnică, determinată de posibilităţile de confecţionare a prefabricatelor, de transportul şi manipularea lor ;

Limită de eficienţă economică ;

Limită de ordin estetic.

c) Introducerea pe şantier a unor procedee tehnologice noi : - Sisteme de cofrare – realizarea de cofraje cu grat înalt de mecanizare (de ex.

cofraje glisante, sau păşitoare) sau de sisteme modulare care permit utilizarea lor pentru o gamă variată de forme şi dimensiuni de elemente ;

- Tehnologii de betonare – utilizarea de tehnologii noi, care dau un randament crescut, precum şi o creştere a calităţii betoanelor ;

- Tehologii de finisare – realizarea de tehnologii noi de finisare care duc la reducerea timpului de punere în lucrare şi la economii de materiale şi manoperă.

d) Mecanizarea completă a operaţiilor de transport şi punere în lucrare la

nivelul şantierului pentru : - Betoane – transport prin benzi rulante sau prin pompare ; - Armături ; - Lucrări de pământ.

II. COFRAJE PENTRU BETOANE

II.1. GENERALITĂŢI

Cofrajele sunt construcţii auxiliare, specifice şi provizorii care servesc la obţinerea formei, dimensiunilor şi poziţionării elementelor de beton, beton armat şi beton precomprimat în structurile monolite, precum şi la susţinerea acestora până când betonul atinge un grad de maturizare minim pentru decofrare.

Operaţia de cofrare constă în efectuarea operaţiilor de asamblare a componentelor cofrajului, cu scopul realizării unui element sau a unei structuri monolite.

Cofrajele ocupă un rol foarte important în realizarea structurilor de beton, beton armat şi beton precomprimat atât sub aspectul calităţii acestora, cât şi din punct de vedere economic.

Funcţie de tipul construcţiei şi a cofrajului folosit, lucrările de cofrare pot reprezenta 15%÷30% din costul elementului de beton armat monolit. De aceea se caută realizarea unor sisteme industrializate moderne, mereu perfecţionate, de cofrare, care sa conducă la creşterea productivităţii şi la reducerea costurilor.

Industrializarea lucrărilor de cofrare urmăreşte următoarele căi : - tipizarea şi modularea lor; - mecanizarea principalelor activităţi ale lucrărilor de cofrare; - extinderea aplicării sistemelor perfecţionate de cofrare şi introducerea unor

sisteme noi ; - modulul de bază în construcţii 30 (cm) ; - submoduli: 5 (cm), 10 (cm) ;

II.1.1. Clasificări ale cofrajelor

Ținând seama de diversitatea sistemelor de alcătuire şi a utilizării lor,

clasificarea cofrajelor se poate face în funcţie de următoarele criterii:

II.1.1.1. După modul de alcătuire şi utilizare, cofrajele se clasifică în următoarele categorii:

- cofraje demontabile – alcătuite din panouri modulate şi tipizate, elemente de susţinere, elemente de sprijinire, elemente auxiliare şi de asamblare. Principalele tipuri sunt: cofrajele de inventar din panouri demontabile modulate, cofrajele păşitoare, cofrajele căţărătoare etc. ;

- cofraje nedemontabile – care se asamblează şi se demontează o singură dată, la începutul şi respectiv la terminarea realizării structurii. Aceste cofraje sunt echipate cu instalaţii sau dispozitive care permit deplasarea lor în întregime, sau sub forma de ansambluri ori subansambluri mari, utilizând macarale. Din această categorie fac parte: cofrajele glisante, cofrajele rulante, mesele cofrante, cofraje de tip tunel, panourile mari etc.

- cofraje tradiţionale – folosite la elemente şi structuri cu caracter de unicat sau cu forme variabile şi complicate, (cupole, grinzi curbe), unde nu se pot adopta sisteme industrializate de cofrare. Se confecţionează pe şantier din material lemnos şi se folosesc o singură dată sau de un număr mic de ori (limitat).

- cofraje pierdute – care îndeplinesc funcţiile normale ale unui cofraj, dar nu se recuperează, rămânând aderente la elementul format. Ele pot avea rol de rezistenţă (contându-se pe conlucrarea lor cu betonul), de

izolator termic sau estetic. Se pot menţiona: predalele, panourile cu caracter arhitectural, casetele pentru planşeele casetate etc.

II.1.1.2. Din punct de vedere al destinaţiei, în raport cu elementele de construcţii la a căror executare se folosesc, cofrajele se clasifică în :

- cofraje pentru fundaţii ; - cofraje pentru pereţi ; - cofraje pentru stâlpi ; - cofraje pentru grinzi ; - cofraje pentru planşee ; - cofraje pentru arce si bolţi ; - cofraje pentru alte elemente de construcţie.

II.1.1.3. după materialele folosite pentru placa cofrantă, acestea sunt cofraje din:

- cherestea ; - placaj rezistent la umiditate ; - tablă de oţel ; - profiluri din aliaje de aluminiu ; - polimeri (armaţi sau nearmaţi cu fibre de sticlă sau carbon) ; - cauciuc ; - materiale combinate – placaj acoperit cu folie de aluminiu, tablă de oţel

sau cu polimeri.

II.1.2. Condiţii de calitate

Calitatea cofrajelor este apreciată după gradul de îndeplinire a trei categorii de condiţii : tehnice, funcţionale şi economice.

Nerespectarea lor, indiferent care, influenţează negativ calitatea şi costul elementelor sau structurilor realizate. II.1.2.1. Condiţii tehnice

- să se asigure redarea corectă a formei, dimensiunilor şi poziţiei relative în structura a elementelor ;

- suprafaţa plăcilor cofrante să fie riguros conformă cu calitatea cerută a suprafeţei elementelor de beton ;

- să reziste, fără a se deforma peste limitele admise, la solicitările fizico-mecanice la care sunt supuse ;

- sa fie etanşe, pentru evitarea pierderilor de apă şi de parte fină din amestec (ciment, nisip 0÷0.2mm etc.) ;

- plăcile cofrante sa aibă o rezistenţă destul de mare la uzură pentru a nu fi uşor degradate, în timpul montării armăturii, turnării şi compactării betonului, curăţirii, circulaţiei etc. ;

- starea suprafeţelor plăcilor cofrante să nu favorizeze aderenţa betonului la ea ;

- materialele din care se realizează placa cofrantă, să nu atace chimic şi să nu fie atacate de beton.

II.1.2.2. Condiţii funcţionale

- să aibă dimensiunile modulate ; - sa permită o asamblare uşoară ; - să permită o demontare rapidă şi ordinea cerută de decofrare;

- să asigure înlocuirea unor elemente componente uzate, cu un consum redus de manoperă;

- greutatea lor sa se încadreze în limita de 30÷40 (kg), pentru cele manipulate de către un singur muncitor si de 60÷70 (kg), pentru cele manipulate de către doi muncitori;

- să corespundă din punct de vedere al normelor de tehnica securităţii muncii.

II.1.2.3. Condiţii economice.

- realizarea cofrajelor să conducă la un consum cât mai redus de materiale, energie şi manoperă şi la un cost cât mai mic ;

- să asigure un număr cât mai mare de refolosiri ; - să necesite un consum de manoperă cât mai redus pentru montarea şi

demontarea lor ; - să permită o curăţire, ungere, manipulare, depozitare şi reparare cât

mai uşoară şi la un preţ cât mai redus.

II.2. ELEMENTE DE CALCUL ALE COFRAJULUI

Calculul cofrajelor se face în domeniul elastic, la starea limită de exploatare normală.

Dimensionarea elementelor componente din structura cofrajelor se face astfel încât sub acţiunea încărcărilor maxime probabile şi al efectului lor combinat, rezistenţele de calcul ale materialelor din care acestea sunt confecţionate să nu fie depăşite, respectiv starea de deformaţii indusă să nu depăşească valorile admisibile.

II.2.1. Încărcări, grupări de încărcări, caracteristici de materiale II.2.1.1. Clasificarea încărcărilor Încărcările considerate în calculul cofrajelor se clasifică astfel :

a) După modul de producere : încărcări statice, uniform distribuite, sau/şi concentrate ; încărcări dinamice, uniform distribuite.

b) După direcţia de acţiune : pe direcţie verticală; pe direcţie orizontală.

c) După natura încărcărilor : Greutatea proprie a cofrajelor ; Greutatea betonului proaspăt si a armăturilor ; Încărcarea tehnologică, provenită din oameni, căi de circulaţie, mijloace

de transport ale betonului (roabe, tomberoane, bene etc.). II.2.1.2. Încărcări pe direcţie verticală (ce acţionează asupra cofrajelor orizontale - pentru plăci si funduri de grinzi)

a) Greutatea proprie a cofrajelor şi elementelor care susţin cofrajele, stabilită in baza greutăţilor tehnice specifice, aferente materialelor ce le alcătuiesc:

- Cherestea: foioase (fag, gorun, salcâm, stejar) :

uscat în aer (15% umiditate): 8,0 (kN/m3) ; Proaspăt tăiat sau umed: 10,0 (kN/m3) ;

răşinoase (brad, larice, molid, pin) :

uscat în aer (15% umiditate): 6,0 (kN/m3) ; Proaspăt tăiat sau umed: 8,0 (kN/m3) ;

- Placaj din lemn: placaj stratificat de tip TEGO: 8,5 (kN/m3) ; placaj de fag tip F sau S cu umiditatea de 12%: 8,0 (kN/m3) ; placaj de fag protejat cu ţesătură din fire de sticlă, gros de 15

(mm), cu umiditatea de 6,5%: 7,7 (kN/m3) ; placaj de plop protejat cu ţesătură din fire de sticlă, gros de 15

(mm), cu umiditatea de 6,5%: 4,8 (kN/m3) ;

- Elemente de prindere foaie cofrantă de ramă: cuie, holtzşuruburi etc. – conform greutăţilor tehnice ale

materialelor din care sunt realizate (oţel: 78,5 kN/m3). b) Greutatea betonului proaspăt :

- beton – simplu 24 (kN/m3)

– armat 25 (kN/m3) - beton uşor 1,10 x ρb - beton greu 1,15 x ρb

unde: ρb = densitatea betonului în stare întărită.

c) Încărcare tehnologică uniform distribuită pe suprafaţă, provenită din căile de circulaţie (podine de lucru) instalate pe cofraje şi din aglomerarea cu oameni :

- pentru calculul cofrajului – 2,5 (kN/m2) ; - pentru calculul elementelor orizontale de susţinere a cofrajelor – 1,5

(kN/m2) ; - pentru calculul elementelor verticale de susţinere a cofrajelor (popi,

stâlpi, schele) – 1,0 (kN/m2). d) Încărcare concentrată, provenită din greutatea unui muncitor ce transportă o sarcină (materiale) sau din greutatea mijloacelor de transport încărcate, acţionând asupra cofrajului si elementelor orizontale de susţinere:

- pentru 1 muncitor ce transportă materiale – 1,3 (kN) ; - pentru transport cu roaba (sub roată) – 1,7 (kN) ; - pentru transport cu tomberonul de 0,175m3 (sub fiecare roată) – 2,8kN.

În cazul altor metode folosite pentru transportul betonului, sarcinile concentrate se vor determina conform situaţiei, fără însă a fi mai mici de 1,3 kN. e) Încărcare uniform distribuită pe suprafaţă, temporară, datorată vibrării betonului [această încărcare nu acţionează concomitent cu încărcările de tip c) şi d)]: – 1,2 (kN/m2).

II.2.1.3. Încărcări pe direcţie orizontală (ce acţionează asupra cofrajelor verticale - pentru stâlpi si pereţi)

f) Încărcare orizontală statică, provenită din împingerea laterală a betonului (turnat şi apoi compactat prin vibrare) asupra pereţilor cofrajelor, ce se distribuie în funcţie de viteza de betonare vb, conform diagramelor din figura 1.

Viteza de betonare reprezintă raportul dintre înălţimea elementului ce trebuie turnat H, şi durata de timp apreciată pentru umplerea cofrajului cu beton pe înălţimea respectivă.

Fig. II.1: Împingerea laterală a betonului în funcţie de viteza de betonare: a) pentru vb≥10 m/oră; b) pentru 1 m/oră < vb < 10m/oră; c) pentru vb≤1 m/oră.

Se mai poate defini şi ca fiind raportul dintre debitul betonului pus în operă Q şi suprafaţa orizontală a cofrajului S. (vb=Q/S) - Poziţia presiunii maxime se determină cu relaţia: hp= λ1 ∙ H

- Valoarea presiunii maxime se calculează cu relaţia: pmax=λ1 ∙ λ2 ∙ λ3 ∙ λ4 ∙ γb ∙ H

- Presiunea de la partea inferioară pinf se determină pe baza relaţiei: Pinf=α ∙ pmax

unde : λ1, α→ coeficienţi care ţin seama de viteza de betonare; λ2→ coeficient care depinde de lucrabilitatea betonului, exprimată prin tasare; λ3→ coeficient care ţine seama de dimensiunea minimă a elementului; λ4→ coeficient care depinde de temperatura betonului proaspăt.

Caracteristici α λ1 λ2 λ3 λ4

Viteza de betonare (m/oră)

≤1 0 0,55

2 0,25 0,65

3 0,45 0,75

4 0,70 0,85

6 0,80 0,90

8 0,90 0,95

≥10 1,00 1,00

Lucrabilitatea betonului, exprimată prin tasare (cm)

≤1 0,85

1...4 0,95

5...9 1,00

10...15 1,05

≥15 1,10

Dimensiunea minimă a secţiunii (cm)

≤15 0,90

16...54 0,95

≥55 1,00

Temperatura betonului proaspăt (ºC)

≤5 1,00

6...24 0,95

≤25 0,90

g) Încărcare orizontală dinamică pe pereţii cofrajelor, provenită din şocuri ce se produc la descărcarea betonului, se va considera astfel:

- benă cu capacitatea de cel mult 0,2m3 ....... → 2,0 kN/m2

- benă cu capacitatea cuprinsă între 0,2÷0,7m3…..

→ 4,0 kN/m2 - benă cu capacitatea de peste 0,7m3 .................. → 6,0 kN/m2 - turnare cu jgheaburi şi pâlnii ................................ → 2,0 kN/m2 - turnare cu pompa ................................................ → 6,0 kN/m2

h) Încărcare dinamică datorată vântului, se va considera conform NP-082-04 (Cod de proiectare. Bazele proiectării şi acţiunilor în construcţii. Acţiunea vântului) De această încărcare se va ţine seama numai la calculul susţinerilor cofrajelor (cintre, eşafodaje etc.) mai înalte de 6m, precum şi la verificarea la răsturnare dată de presiunea vântului, pentru toate cofrajele de suprafaţă din panouri, care au o masă totală mai mare de 250kg. II.2.1.4. Gruparea încărcărilor

Denumirea elementelor

Gruparea încărcărilor

Starea limită de rezistenţă

Starea limită de deformaţie

Cofrajele plăcilor sau bolţilor, precum şi elementele de susţinere orizontale

ale cofrajelor (grinzi)

a + b + c + d sau

a + b + e a + b

Elementele de susţinere verticale ale cofrajelor (popi, schele, eşafodaje) a + b + c a + b

Fundurile cofrajelor la grinzi şi arce a + b + e a + b

Cintrele sau eşafodajele cu înălţimi de maximum 6m

a + b + c sau

a + b + e a + b

Cintrele sau eşafodajele cu înălţimi mai mari de 6m

a + b + c + h sau

a + b + e + h a + b

Părţile laterale ale cofrajelor grinzilor sau arcelor

f f

Cofrajele stâlpilor cu laturi de maximum 30 cm, şi cofrajele pereţilor cu grosimea

de maximum 10cm f + g f

Cofrajele stâlpilor cu laturi de peste 30cm, cofrajele pereţilor cu grosimea de

peste 10cm, precum şi cofrajele elementelor masive

f f

Stabilirea schemei statice de calcul se va face ţinând cont de materialul din care este realizat elementul, condiţiile de rezemare şi modul de concepţie şi realizare a acestuia.

1

II.3. ALCĂTUIREA CONSTRUCTIVĂ A COFRAJELOR Funcţie de tipurile elementelor structurale executate se poate vorbi de o diversificare mare a cofrajelor, aspect care conduce la moduri diferite de alcătuire a acestora. Indiferent de tipul cofrajelor utilizate, structura acestora înglobează următoarele elemente componente principale : cofrajul propriu-zis, alcătuit din :

placa cofrantă ; elementele de rigidizare ale plăcii cofrante, denumite şi nervuri (diversificate

funcţie de tipul sistemului de cofrare) ; elementele de susţinere sau sprijinire ale cofrajului propriu-zis (structura de

susţinere sau sprijinire) ; elementele auxiliare.

II.3.1. Cofrajul propriu-zis II.3.1.1. Placa cofrantă Placa cofrantă este partea cofrajului care vine în contact direct cu betonul pus în lucrare, conferind forma şi dimensiunile elementelor care se execută, precum şi calitatea suprafeţelor acestora. Placa cofrantă constituie un element de rezistenţă ce aparţine cofrajului propriu-zis şi care are rolul de a prelua presiunea (împingerea) betonului proaspăt în situaţia poziţionării pe verticală (la pereţi şi stâlpi), respectiv încărcările provenite din greutatea proprie a acesteia, a betonului şi armăturilor, a căilor de circulaţie, a muncitorilor, a mijloacelor de transport pentru beton în cazul dispunerii pe orizontală (la planşee), inclusiv solicitările dinamice provenite din turnarea şi compactarea betonului proaspăt. Notă: placa cofrantă, descarcă pe nervurile de rigidizare cărora le transmite toate încărcările ce acţionează asupra acesteia. Materialele utilizate în mod curent la confecţionarea plăcilor cofrante din structura cofrajelor sunt următoarele : a) cherestea – în practica construcţiilor există situaţii când plăcile cofrante se

realizează şi din cherestea, respectiv scânduri cu o grosime de 22÷24 (mm), respectiv dulapi cu grosimea de 38÷48 (mm). În vederea asigurării unei calităţi cât mai bune a suprafeţelor elementelor executate, respectiv pentru preîntâmpinarea aderenţei betonului la placa cofrantă, scândurile se geluiesc (prin rindeluire). De asemenea, pentru permiterea deformării (umflării) scândurilor datorită umidităţii cu care vin în contact, la confecţionarea plăcii cofrante între acestea se lasă spaţii de ≈ 1÷3 (mm). Dezavantajele acestui tip de placă cofrantă constau în amprentarea rosturilor dintre scânduri pe suprafaţa betonului, iar când etanşeitatea nu este asigurată (rosturi neînchise perfect) se produc pierderi de lapte de ciment şi parte fină din amestec. De asemenea, datorită procesului repetat de umezire – uscare a scândurilor (dulapilor), acestea se pot deforma generând suprafeţe cu abateri mari de la planeitate. Un alt dezavantaj înregistrat este consumul mare de material lemnos, suprafaţa plăcilor cofrante din cherestea trebuind a fi prelucrată aproape după fiecare utilizare. Numărul de refolosiri este de circa 8 ÷ 12 ori ;

b) produse superioare din lemn (categoria TEGO) – cel mai frecvent, plăcile cofrante se realizează din placaj multistrat rezistent la umiditate. În România, grosimea de fabricaţie a placajelor TEGO este de 8 (mm) respectiv de 15 (mm). Pe lângă sortimentele menţionate, diverse firme de profil comercializează placaj multistrat având grosimi de: 4, 8, 12, 15, 18, 20, 21(mm), realizate în general din

2

esenţe de răşinoase nordice (pin finlandez), unele fiind tratate pe cele două feţe cu răşini fenolice de mare densitate. Placajul pentru cofraj se obţine dintr-un număr impar de foi de furnir, dispuse cu fibrele alternativ (unele faţă de altele), la unghiuri de 90o. Între straturile de furnir, se introduc foi de TEGOFILM (răşini sintetice), care la temperaturi şi presiuni ridicate asigură încleierea şi impregnarea acestora. Placajul astfel obţinut este impermeabil, cu suprafeţele netede şi rezistente la uzură, ceea ce favorizează reducerea aderenţei betonului. Funcţie de calitatea placajului, respectiv de condiţiile reale de utilizare, aceste plăci cofrante se pot folosi de cca. 10÷25 ori. În cazul plăcilor cofrante realizate din răşinoase nordice, se pot obţine până la circa 100 refolosiri ;

Fig. II.2: Foi cofrante din produse superioare din lemn.

c) tablă de oţel – există sisteme de cofrare la care placa cofrantă este realizată din

tablă de oţel cu grosimea cuprinsă între 1.5÷5 (mm). Comparativ cu placajul multistrat, calitatea feţei văzute a betonului obţinută prin folosirea plăcilor cofrante metalice este net superioară. De asemenea, un real avantaj îl constituie insensibilitatea acestora la apă, respectiv durabilitatea mare. Plăcile cofrante din tablă de oţel pot fi refolosite până la 500 ÷ 600 ori, calitatea feţei văzute a betonului depinzând şi de grija cu care se foloseşte şi se manipulează cofrajul. Dezavantajul pe care îl prezintă este greutatea ridicată ;

d) tablă din aliaje de aluminiu - sunt uşoare, rezistente şi conferă o calitate excepţională feţei văzute a betonului. Aceste tipuri de cofraje oferă un număr de refolosiri de până la 700 ÷ 800 ori, preţul de cost fiind însă ridicat ;

3

e) polimeri duri – pentru realizarea plăcilor cofrante ce intră în componenţa unor sisteme de cofrare, se utilizează şi polimerii duri armaţi sau nu cu fibre de sticlă. Această categorie de plăci cofrante asigură o calitate superioară feţelor văzute ale betonului, numărul de refolosiri fiind ridicat.

Fig. II.3: Foaie cofrantă din polimeri:

1–strat din polipropilenă de înaltă densitate; 2–strat de armare din aluminiu; 3– strat din polipropilenă.

Fig. II.4: Avantajele foii cofrante din polimeri faţă de cea din produse de lemn.

II.3.1.2. Elementele de rigidizare ale plăcii cofrante (nervuri) Elementele de rigidizare ale plăcii cofrante (nervuri) – sunt elemente de rezistenţă ce au rolul de a rigidiza placa cofrantă şi de a prelua de la aceasta toate încărcările (acţiunile) la care este supusă. Împreună cu placa cofrantă, nervurile formează cofrajul propriu-zis. Nervurile de rigidizare ale plăcii cofrante pot fi dispuse preferenţial după o singură direcţie, caz regăsit la unele sisteme moderne de cofrare a planşeelor (fig. II.5-a), sau după două direcţii ortogonale, situaţie întâlnită în mod curent la panourile de cofraj pentru pereţi şi stâlpi (fig. II.5-b). Prin preasamblarea plăcii cofrante cu nervurile de rigidizare, se pot obţine diverse tipuri de panouri de cofraj. În cazul acestora, nervurile de rigidizare a plăcii cofrante se realizează în mod curent din lemn şi metal. Nervurile sunt fixate de placa cofrantă, de obicei nedemontabil, dar la unele tipuri se impune posibilitatea de a fi înlocuite periodic. a) Nervurile din lemn – se utilizează pe scară largă la confecţionarea panourilor

având placa cofrantă realizata din placaj multistrat (categoria TEGO), scânduri sau dulapi. Se obţin din grinzişoare sau prin tăierea pe lăţime a dulapilor, la dimensiunile stabilite ;

b) Nervurile din metal – se regăsesc în structura panourilor de cofraj integral metalice, sau la cele având placa cofrantă confecţionată din placaj multistrat, scânduri sau dulapi. Nervurile metalice se realizează de regulă din profile

4

laminate uşoare din oţel, elemente tubulare din tablă de oţel ambutisată, sau din elemente tubulare din aluminiu.

Fig. II.5: Panouri de cofraj cu nervuri metalice:

a) nervuri pe o singură direcţie; b), c) nervuri pe două direcţii.

II.3.2. Panouri de cofraj (de inventar) Din punct de vedere dimensional respectiv al suprafeţei de cofrare, există panouri modulate cu dimensiuni mici şi panouri mari de suprafaţă (preasamblate). Cele mai utilizate sunt panourile modulate cu suprafaţa de cofrare mică, ce pot alcătui prin alăturarea, sprijinirea şi rigidizarea după anumite reguli, suprafeţe cofrante mari. Acest tip de panouri, se denumesc prescurtat panouri modulate sau panouri de inventar. Panourile mari de suprafaţă sunt realizate pentru cofrarea elementelor de suprafaţă cu dimensiuni identice, adresându-se de regulă atât construcţiilor civile tipizate cât şi construcţiilor industriale specifice. Ele se mai numesc generic panouri mari sau panouri preasamblate. II.3.2.1. Panouri modulate Panourile de cofraj modulate pot fi alcătuite fie numai din lemn sau numai din metal, fie în sistem mixt (lemn şi metal). Panourile modulate din lemn – au răspândirea cea mai mare, fiind uşoare şi relativ ieftine (fig. II.6). De regulă au placa cofrantă realizată din placaj multistrat rezistent la umiditate (categoria TEGO), iar nervurile de rigidizare din cherestea. Placa cofrantă nefiind fixată demontabil de structura nervurilor, odată cu degradarea acesteia panourile sunt scoase din uz (deşi sistemul nervurilor mai este de obicei apt pentru a fi refolosit). Practic, numărul de refolosiri depinde strict de viteza de deteriorare a plăcii cofrante, deci de modul în care se lucrează cu aceste panouri. Panourile având placa cofrantă realizată din scânduri (denumite şi panouri dulghereşti), au un număr mai redus de folosiri comparativ cu cele la care placa cofrantă este din placaj multistrat, fiind totodată mari consumatoare de material lemnos. Se utilizează numai în cazuri particulare. Panourile modulate metalice – au o folosire largă, fiind mai avantajoase decât panourile din lemn deoarece pot fi prevăzute cu conducte pentru circulaţia unui agent încălzitor, permiţând încălzirea sau tratarea termică a betonului după turnare. La montarea (asamblarea) panourilor metalice de cofraj se utilizează de regulă mijloace

5

mai eficiente, aspect care conduce la mărirea productivităţii muncii, reducând durata procesului de cofrare sau decofrare. Ca dezavantaje se poate aminti faptul că masa acestor panouri este mult mai ridicată la aceeaşi suprafaţă de cofrare (comparativ cu cele din lemn), respectiv preţul de cost care este mai ridicat.

Fig. II.6: Panouri de cofraj modulate, realizate din lemn.

a) panouri dulghereşti; b) panouri având placa cofrantă realizată din placaj multistrat; 1-placa cofrantă; 2-nervuri de rigidizare (lonjeroane); 3-traversă; 4-distanţier.

Panourile modulate cu placa cofrantă din lemn şi nervurile metalice (mixte) – au o folosire extreme de largă, dat fiind faptul că permit înlocuirea plăcii cofrante uzate (aspect deosebit de important). Structura metalică a nervurilor de rigidizare a plăcii cofrante se poate refolosi de un număr mult mai mare de ori decât cea din lemn, obţinându-se astfel economii mari de material lemnos. Pe o astfel de structură mixtă a panourilor, firme cu renume în domeniu (PERI, DOKA, etc.), au dezvoltat sisteme de cofrare performante şi versatile, utilizate în aproape toate ţările lumii (fig. II.7). Formarea panourilor mari, asigură condiţii favorabile creşterii gradului de industrializare a lucrărilor de cofrare. Avantajele utilizării panourilor mari de suprafaţă sunt : eliminarea consumului de manoperă necesar operaţiilor de montare şi demontare

a tuturor componentelor cofrajului (macropanoului) la fiecare ciclu de utilizare ; mărirea vitezei de refolosire a cofrajelor ; calitatea suprafeţelor obţinute este superioară, mai ales în cazul utilizării cofrajelor

metalice ; montarea şi demontarea cofrajului mai simplă, fiind astfel nevoie de muncitori mai

puţin calificaţi ;

6

manipularea panourilor mari (macropanouri) se face mecanizat, cu ajutorul macaralelor.

7

Fig. II.7: Panouri modulate cu nervuri metalice şi foaie cofrantă din placaj TEGO.

II.3.2.2. Panouri mari de suprafaţă (preasamblate) Cofrajul propriu-zis se poate obţine fie prin îmbinarea nedemontabilă a plăcii cofrante cu nervurile, la dimensiunile panoului mare proiectat, fie prin asamblarea demontabilă a panourilor modulate. Panourile mari de suprafaţă pot fi alcătuite în următoarele variante : a) Panouri mari cu placa cofrantă din lemn fixată nedemontabil pe nervuri. Acest tip

de macropanouri pot avea placa cofrantă realizată din placaj multistrat rezistent la umiditate (categoria TEGO), scânduri sau dulapi (fig. II.8 b, şi c). Nervurile de rigidizare pot fi confecţionate din lemn ecarisat sau din metal. Cofrajul propriu-zis prezintă o rigiditate de ansamblu redusă (are suprafaţa mare), motiv pentru care la sol se fixează sistemele de moaze sau montanţi, având rol de sprijinire a acestuia. De asemenea, tot la sol se montează tensorii, platformele de lucru, etc., obţinându-se astfel ansamblul unui cofraj de mare suprafaţă, pregătit pentru cofrarea pereţilor structurali din beton armat. Cu excepţia cofrajului propriu-zis care adesea este nedemontabil, restul elementelor componente ataşate (metalice) sunt demontabile, acestea putând fi reutilizate ;

8

Fig. II.8: Panouri mari de suprafaţă.

a) panouri modulate din lemn pregătite pentru formarea unui panou mare; b) panou mare din scânduri (dulapi) asamblate nedemontabil pe fururi (montanţii şi moazele tubulare fiind fixate demontabil);

c) panou mare cu placa cofrantă din placaj, asamblată nedemontabil pe fururi (montanţii şi moazele tubulare fiind fixate demontabil); 1 – panou modulat din lemn; 2 – placa cofrantă din scândură;

3 – montant metalic; 4 – furură; 5 – moază metalică; 6 – menghină; 7 – placa cofrantă din placaj.

b) Panouri mari cu placa cofrantă şi nervurile metalice îmbinate nedemontabil. Acest sistem se întâlneşte mai rar, întrucât dimensiunile panourilor mari nu mai pot fi modificate (îmbinările dintre placa cofrantă din tablă de oţel şi nervurile metalice fiind realizate prin sudură). Utilizarea acestui tip panouri este rentabilă numai în condiţiile în care rulajul este mare (execuţia unui mare număr de structuri identice) ;

c) Panouri mari demontabile realizate din panouri modulate. La această categorie, cofrajul propriu-zis se obţine prin asamblarea demontabilă a panourilor modulate (fig. II.8 a). Funcţie de orientarea laturii lungi a panourilor modulate, asamblarea acestora se face direct pe moaze sau montanţi. De regulă, pentru obţinerea unei rigidităţi corespunzătoare a acestor ansambluri, se utilizează atât moaze cât şi montanţi metalici (elemente de inventar). Există sisteme moderne de panouri modulate, având structura nervurilor de rigidizare a plăcii cofrante special concepută, astfel încât la asamblarea acestora pentru obţinerea de macropanouri se elimină montarea suplimentară de moaze şi montanţi (pentru sporirea rigidităţii cofrajului propriu-zis) (fig. II.9).

9

Fig. II.9: Panouri mari de suprafaţă (macropanouri), obţinute prin asamblarea

demontabilă a panourilor modulate cu structură mixtă (sistem TRIO 270).

Avantajele utilizării panourilor mari de suprafaţă obţinute prin asamblarea demontabilă a panourilor modulate sunt : se pot obţine diverse dimensiuni pentru suprafaţa de cofrare ; cofrajul propriu-zis se asamblează şi demontează uşor, reducându-se astfel

consumul de manoperă ; după terminarea lucrărilor, cofrajul propriu-zis se poate demonta, panourile

modulate din ansamblul acestuia putându-se utiliza la alcătuirea altor cofraje ; în cazul degradării panourilor modulate, acestea pot fi înlocuite relativ uşor,

nefiind necesară scoaterea din uz a panoului preasamblat. II.3.3. Elemente de susţinere sau sprijinire a cofrajului propriu-zis

Indiferent de modul de alcătuire, cofrajul propriu-zis reazemă pe elemente de rezistenţă care preiau nemijlocit toate acţiunile la care acesta este supus, respectiv care limitează în acelaşi timp deformaţiile cofrajului. În funcţie de forma şi poziţia elementului care se execută (orizontală, oblică sau verticală), elementele de susţinere sau sprijinire a cofrajului propriu-zis sunt alcătuite în moduri diferite, având denumiri specifice. II.3.3.1. Elemente de sprijinire a cofrajului propriu-zis dispus în plan vertical Principala solicitare ce acţionează pe suprafaţa cofrajului propriu-zis, respectiv care trebuie transmisă ansamblului elementelor de sprijinire este cea de împingere a betonului proaspăt (presiunea). De asemenea, există şi situaţii când elementele de sprijinire a cofrajului propriu-zis trebuie să preia şi încărcările generate de presiunea vântului care se manifestă pe suprafaţa exterioară a structurii de cofrare (cazul cofrajelor înalte pentru pereţi structurali care au suprafeţe mari), acestea trebuind a fi corect alese şi dispuse la nivelul ansamblului.

10

A. Sprijinirea cofrajelor pentru pereţi structurali

În cazul pereţilor structurali, sistemul de sprijinire a cofrajului propriu-zis înglobează elemente realizate din : profile metalice laminate uşoare, elemente tubulare realizate din tablă îndoită (ambutisată), ţevi de oţel, rigle din lemn ecarisat, buloane şi tiranţi din oţel etc. Elementele de sprijinire sunt : moazele – sunt grinzi orizontale, pe care reazemă nemijlocit cofrajul propriu-zis,

ale cărui nervuri longitudinale sunt dispuse pe verticală (Fig. II.10) ;

Fig. II.10: Sprijinirea panourilor de cofraj pentru pereţi structurali pe moaze.

1) panou modulat din lemn; 2) moază tubular; 2’) moază din profil laminat; 3) tirant oţel; 4) zăvor strângere; 5) plăcuţă de repartiţie (serveşte la rezemarea moazelor);

6) bolţ cu gaură de îmbinare; 7) pană de îmbinare. montanţii – sunt grinzi verticale pe care reazemă direct cofrajul propriu-zis, ale

cărui nervuri longitudinale sunt dispuse orizontal. Există situaţii când, din condiţii de rezistenţă respectiv pentru limitarea deformaţiilor, se utilizează atât moaze cât şi montanţi, unele rezemând pe celelalte, funcţie de poziţia nervurilor cofrajului propriu-zis (Fig. II.11) ;

tiranţii – sunt elemente metalice supuse la întindere, care au rolul de a prelua acţiunile orizontale de la moaze sau montanţi. Transmiterea solicitărilor de la moaze sau montanţi la tiranţi, se face prin intermediul plăcuţelor de repartiţie realizate din tablă de oţel. Tiranţii sunt realizaţi din tije filetate la ambele capete sau pe toată lungimea (Fig. II.12), sârme sau buloane. Sunt de 2 tipuri : tirant filetat - este alcătuit dintr-o tijă filetată şi două piuliţe fluture. Filetul este

de tip special cu pas mare, pentru a evita ancrasarea cu beton ; tirant roluit - este alcătuit dintr-o tijă filetată prin roluire şi două piuliţe. Piuliţele

sunt prevăzute cu disc de rezemare şi două braţe pentru manevrare. La interior, piuliţele sunt prevăzute cu un şanţ care asigură autocurăţirea profilului tirantului ;

şpraiţurile – sunt elemente supuse la solicitare axială de compresiune, provenită din acţiunea orizontală transmisă de moaze sau montanţi. Solicitarea de compresiune preluată de şpraiţuri este transmisă mai departe terenului sau construcţiei pe care se sprijină (fig. II.13). Acest sistem de sprijiniri se utilizează când tiranţarea cofrajului nu este posibilă ;

11

tensorii (când sunt verificaţi în vederea preluării solicitărilor axiale) – sunt elemente liniare reglabile (modulare), având rolul de a sprijini şi stabiliza ansamblul cofrajelor înalte pentru pereţi (când tiranţarea acestora este posibilă) (fig.II.13), expuse rafalelor de vânt. În aceste cazuri, sistemele de tensori (verificate la solicitări axiale) servesc la preluarea respectiv transmiterea suprafeţei de sprijin a încărcărilor din vânt ce acţionează pe suprafaţa cofrajului. Aceste sisteme pot fi utilizate şi la stabilizarea cofrajelor înalte pentru stalpi.

Fig. II.11: Sprijinirea panourilor de cofraj pentru pereţi structurali, pe moaze şi montanţi:

1-panou metalic modulat; 2-moază tubulară; 3-montanţi metalici din profile laminate; 4-tirant oţel; 5-plăcuţă repartiţie (serveşte la rezemarea montanţilor); 6-zăvor;

7-bolţ cu gaură de îmbinare; 8-pană de îmbinare.

Fig. II.12: Tiranţi şi diferite tipuri de piuliţe

12

Fig. II.13: Şpraiţuri şi tensori.

a) tensor reglabil ; b) tensor modular ; c) şpraiţ fix ; d) sprijinirea cofrajului cu tensori reglabili ; e) sprijinirea cofrajului care are o înălţime ≥3,00m cu tensori reglabili şi modulari ;

B. Sprijinirea cofrajelor pentru stâlpi, bulbi şi rezalite

La cofrarea stâlpilor, bulbilor şi rezalitelor, elementele de sprijinire ale cofrajului propriu-zis sunt caloţii şi chingile (fig. II.14 şi II.15), acestea îndeplinind acelaşi rol ca şi moazele în cazul cofrajelor pentru pereţi. Caloţii – sunt elemente ce intră în componenţa structurilor de cofrare pentru

stâlpi, cu rol de sprijinire a cofrajul propriu-zis pe toate laturile elementului de construcţie, respectiv alcătuind contururi închise.

La sistemele clasice de cofrare a stâlpilor, caloţii sunt alcătuiţi din : rigle de lemn solidarizate cu tiranţi din sârmă de oţel (sistem vechi) ; elemente metalice tubulare solidarizate cu tiranţi din oţel beton ; perechi de vincluri metalice care prin solidarizare alcătuiesc contururi închise

cu dimensiuni variabile (caloţi cu cursor) ; elemente metalice triunghiulare care prin solidarizare alcătuiesc contururi

închise cu dimensiuni variabile (caloţi triunghiulari) ; Notă : există sisteme moderne de cofrare pentru stâlpi, la care structura panourilor (modulate) este special alcătuită, astfel încât nervurile de rigidizare ale plăcii cofrante pot juca şi rol de element de calot. Chingile – sunt elemente de rezemare a cofrajelor propriu-zise pentru bulbi şi

rezalite, asemănătoare cu caloţii, dar fără să alcătuiască contururi închise. La sistemele clasice de cofrare a bulbilor şi rezalitelor, chingile sunt alcătuite din :

elemente din platbandă de oţel solidarizate cu şuruburi ; elemente metalice tubulare solidarizate cu eclise şi şuruburi.

13

Fig. II.14: Tipuri de caloţi şi chingi utilizate la cofrarea stâlpilor.

a) calot cu cursor; b) caloţi cu tirant; c) chingă din platbandă; d) calot triunghiular. 1-calot; 2-cursor; 3-pană;4-panou modulat; 5-calot metalic tubular; 6-tirant; 7-plăcuţă de rezemare;

8-zăvor; 9-chingă din platbandă; 10-calot triunghiular; 11-bolţ cu pană; 12-pană.

Fig. II.15: Tehnologia de realizare a subansamblurilor de cofrare pentru stâlpi,

utilizând panouri modulate cu placa cofrantă din placaj multistrat (categoria TEGO) şi caloţi metalici triunghiulari.

14

Fig. II.16: Sprijiniri pentru cofraje la colţuri, rezalite şi bulbi:

a) – la colţuri interioare; b) – la colţuri exterioare; c) la bulbi. 1-panou de cofraj din placaj; 2-moaze tubulare; 3-eclise de colţ;

4-şuruburi; 5-chingă; 6-dulap de completare; 7-şurub de articulaţie. II.3.3.2. Elemente de sprijinire a cofrajului propriu-zis dispus în plan orizontal sau înclinat Ansamblul elementelor de susţinere a cofrajului propriu-zis pentru plăci, dale şi grinzi este solicitat predominant la acţiuni gravitaţionale. Susţinerile acestor cofraje sunt alcătuite din grinzi metalice extensibile sau din lemn (cu zăbrele / inimă plină), dispuse în plan orizontal sau înclinat şi eşafodaj (realizat în general din elemente metalice tubulare).

15

Elementele componente ale susţinerilor sunt : a) Grinzile – au rolul de a susţine cofrajul propriu-zis, respectiv de a transmite eşafodajului pe care sprijină toate încărcările preluate de la acesta. În general sunt dispuse după o singură direcţie a planului, iar în cazuri mai rare pot fi orientate şi după două direcţii. Grinzile metalice extensibile (curent folosite în sistemele clasice), prezintă

următoarele avantaje (fig. II.17): se pot utiliza la deschideri şi încărcări de mărimi diferite ; sunt uşor de maipulat ; simplu de montat şi demontat ; au un număr de refolosiri ridicat.

Fig. II.17: Grindă extensibilă.

1-piesă de sprijin; 2-tronson principal; 3-tronson de prelungire; 4-piuliţă de întindere.

Grinzile din lemn (cu zăbrele sau inimă plină), sunt utilizate tot mai des în ultima perioadă, graţie flexibilităţii mari a sistemelor de cofrare pentru planşee din componenţa cărora fac parte, produse de lideri mondiali ai domeniului precum PERI, DOKA, MEVA, etc. Aceste tipuri de grinzi, fabricate într-o gamă mare de tipodimensiuni, prezintă avantajul obţinerii unor bune capacităţi secţionale raportate la greutăţile proprii reduse (fig. II.18).

Fig. II.18: Grinzi din lemn:

a) cu zăbrele; b) cu inima plină; c) compozită (cu inimă plină şi întărită cu inserţii metalice.

b) Eşafodajul – reprezintă o structură spaţială având rolul de a prelua de la grinzile de rezemare toate solicitările, şi de a le transmite terenului sau construcţiei pe care este asamblat, asigurând totodată stabilitatea întregului ansamblu al cofrajului. În cazul elementelor de construcţie de formă curbă (arce, plăci curbe, etc.), eşafodajul se numeşte cintru.

16

Elementele componente ale eşafodajului sunt : popii (fig. II.19) – sunt elemente verticale pe care reazemă direct grinzile. Popii

de inventar sunt extensibili, putând fi utilizaţi pentru înălţimi diferite ale eşafodajului. De asemenea, au moduri de alcătuire şi capacităţi de încărcare axială diferite. Pentru încărcări axiale mari şi foarte mari, elementele verticale ale eşafodajului sunt alcătuite sub forma unor structuri spaţiale tip turn (eşafodaje distincte);

Fig. II.19: Elemente de susținere verticale:

1-PE 3100 R; 2-PE 5100 R; 3-PES 3100 R; 4-PES 5100 R; 5–PU 1200 R; 6-PU 3100 R; 7- Eşafodaj PERI.

longrinele – sunt bare orizontale, realizate de obicei din ţevi de oţel. Au rolul de

aliniere şi contravântuire a popilor dispuşi pe acelaşi şir. Longrinele se fixează demontabil atât la partea superioară cât şi la partea inferioară a popilor, purtând denumirea de longrine superioare sau inferioare;

contravântuirile - sunt elemente de rigidizare care se montează după două direcţii ortogonale, în vederea asigurării stabilităţii întregului ansamblu al cofrajului. Se realizează de obicei din ţevi de oţel sau tije din oţel cu dispozitive de tensionare (fig. II.20).

Notă : eşafodajele din lemn se alcătuiesc în principiu cu aceleaşi tipuri de elemente prezentate anterior, realizate însă din cherestea şi bile. Se utilizează foarte rar, şi se încadrează în categoria cofrajelor dulghereşti, cu toate dezavantajele ce decurg din acestea.

II.3.4. Elemente auxiliare ale cofrajelor

Pentru definitivarea ansamblului cofrajului (vertical sau orizontal), sunt necesare o serie de elemente şi piese de completare şi asamblare. Acestea sunt : dulapii sau scândurile de aliniere – se aşează la baza panourilor de cofraj

montate vertical, sau înclinat. Dulapii sau scândurile de aliniere, servesc la alinierea panourilor (pe linia de trasare), asigurarea etanşeităţii la baza cofrajului, respectiv asigurarea unei decofrări uşoare (fig. II.23) ;

17

distanţierii – sunt piese tubulare din PVC prevăzute la extremităţi cu elemente tronconice din acelaşi material, necesare măririi suprafeţei de contact dintre distanţier şi placa cofrantă a panoului (fig. II.20). Distanţierii îndeplinesc funcţiile: limitează apropierea panourilor de cofraj dispuse pe feţele opuse ale

elementului de beton, în momentul tensionării tiranţilor ; asigură grosimea proiectată a elementului turnat ; permit recuperarea tiranţilor, împiedicând contactul acestora cu betonul ;

Fig. II.20: Alte elementele auxiliare de solidarizare, asamblare şi montaj a

ansamblului cofrajului. a) prindere panouri cu clemă din oţel rotund Φ18; b) prindere panouri cu clemă din oţel lat cu şurub;

c) tub distanţier din PVC; d) conuri din PVC; e) colier dublu articulat; f) colier cu şurub articulat; g) contravântuire; h) prindere tirant cu zăvor; 1-clemă oţel rotund Φ18; 2-pană din lemn tare;

3-ramele panoului; 4-rigidizare panou;5-menghină;6-şurub; 7-colier; 8-articulaţie; 9-bară vertical; 10-bară orizontală sau înclinată;11-şurub de articulaţie; 12- tirant.

clemele şi cleştii – sunt piese metalice, având rolul de a solidariza între ele

nervurile vecine ale panourilor modulate de cofraj (fig. II.20 a, b, II.21 şi II.22) ; eclisele – sunt piese metalice de îmbinare a moazelor şi montanţilor. Pot avea

formă liniară sau cotită (fig. II.16) ; plăcuţele de repartiţie – au rolul de a prelua acţiunile de la moaze şi montanţi,

respectiv de a le transmite pieselor de blocare a tiranţilor ; conurile de capăt – sunt piesele tronconice de la extremităţile distanţierilor, fiind

parte integrantă din aceştia. Sunt elementele recuperabile (fig. II.20 d) ; zăvoarele şi piuliţele de strângere – au rolul de a bloca tiranţii după punerea lor

sub tensiune. Acestea se reazemă pe plăcuţele de repartiţie (fig. II.12 şi II.20 h) ;

18

Fig. II.21: Cleme şi cleşti.

Fig. II.22: Solidarizarea panourilor cu cleme şi cleşti.

bridele şi colierele – sunt piese metalice care se utilizează la asamblarea

componentelor eşafodajului (popi, contravântuiri, longrine) (fig. II.20 e, f); tensorii – sunt elemente liniare solicitate axial, având rolul de a permite

verticalizarea ansamblului cofrajelor de pereţi şi stâlpi, respectiv de a asigura stabilitatea cofrajului. Se fixează cu unul dintre capete la nivelul moazelor, respectiv cu cel opus la nivelul tălpii de fixare, pe suprafaţa suport. Tensorii au lungime variabilă, şi pot fi utilizaţi pe post de şpraiţ numai dacă sunt verificaţi prin calcul (fig. II.23) ;

bolţurile metalice cu pene – sunt piese care permit îmbinarea demontabilă a două piese alăturate;

menghinele – sunt piese metalice care servesc la solidarizarea, între ele, a moazelor sau montanţilor cu nervurile principale ale cofrajului propriu-zis (fig. II.20 b);

platforme de lucru – se montează de regulă pe moaze sau montanţi la nivelul de lucru, în scopul permiterii accesului muncitorilor pentru betonare (fig. II.23);

şipci – elemente profilate pentru crearea de muchii teşite, sau şanţuri pentru instalaţii (electrice) în elementul care se betonează.

19

Fig. II.23: Tensori reglabili montaţi pe structura cofrajului unui perete.

1-cofraj ; 2-element de beton ; 3-moază ; 4-tirant ; 5–tensor ; 6-talpa de rezemare a tensorului ; 7- dulap de aliniere ; 8-plăcuţă de rezemare ; 9-platformă de lucru.

1

II.4. SISTEME DE COFRARE Reprezintă ansambluri special alcătuite pentru cofrarea diferitelor categorii de elemente structurale, realizate din beton simplu sau beton armat monolit.

II.4.1. Cofrarea fundaţiilor II.4.1.1. Cofrarea fundaţiilor din beton simplu utilizând panouri din lemn Principalele operaţiuni efectuate pentru executarea fundaţiilor din beton simplu, utilizând panouri modulate având placa cofrantă din placaj multistrat (fig.II.24-a), sau cu panouri dulghereşti (fig. II.24-b) sunt: trasarea săpăturii; executarea săpăturii la cota din proiect; trasarea conturului fundaţiilor; baterea montanţilor (2) la poziţiile specificate în proiectul tehnologic; baterea ţăruşilor (1) la poziţiile specificate în proiectul tehnologic (dacă sunt

prevăzuţi); aşezarea panourilor de cofraj - cu placa cofrantă din placaj (9) sau – din

cherestea (8), de-a lungul trasajelor efectuate; verticalizarea panourilor de cofraj (9)/(8); prinderea tiranţilor (11) executaţi din sârmă de oţel răsucită în 2÷3 fire, de partea

superioară a montanţilor (2);

Notă: tiranţii pentru strângerea cofrajului fundaţiilor la partea superioară, se pot realiza şi din bare de oţel beton tip OB 37 filetate la capete, sprijinirea acestora pe montanţi realizându-se prin intermediul unor plăcuţe de repartiţie. În acest caz la partea superioară a montanţilor se practică nişte găuri de trecere a tiranţilor (sau se utilizează câte doi montanţi alăturaţi, tirantul trecând printre aceştia).

Fig. II.24: Cofrarea fundaţiilor din beton simplu cu ajutorul panourilor din lemn.

a) cu panouri modulate; b) cu panouri dulghereşti. 1-ţăruş; 2-montant ; 3-şpraiţ; 4-scoabe; 5-dulap; 6-grindă; 7-pene; 8-panou cofraj dulgheresc;

9- panou cofraj cu placa cofrantă din placaj (categoria TEGO); 10-distanţier; 11-tirant. introducerea distanţierilor (10) şi strângerea tiranţilor (11) (prin răsucirea sârmelor

sau filetarea piuliţelor) pentru asigurarea rezemării panourilor (9)/(8) pe distanţieri; montarea şpraiţurilor (3) respectiv prinderea acestora cu scoabe (4) de ţăruşi (1)

şi montanţi (2). În situaţia în care sprijinirea se face în malul săpăturii (a se vedea figura II.24-b), înainte de montarea şpraiţurilor se dispun în lungul cofrajului la partea inferioară a montanţilor grinzile (6), care se blochează prin intermediul unor bucăţi de grindă ce sprijină pe masivul de pământ prin intermediul dulapilor (5) şi a penelor (7).

2

Notă: în situaţia în care cofrajul depăşeşte înălţimea fundaţiei, pe placa cofrantă a panourilor laterale se marchează nivelul betonului cu vopsea, cuie sau şipci pentru ghidarea dreptarului. II.4.1.2. Cofrarea fundaţiilor din beton simplu utilizând sisteme PERI Principalele operaţiuni efectuate pentru executarea fundaţiilor din beton simplu, utilizând panourile modulate ale sistemului german PERI TRIO sunt: trasarea săpăturii; executarea săpăturii la cota din proiect; trasarea conturului fundaţiilor, respectiv montarea dulapilor de bază (vezi Nota *);

Notă (*): la executarea părţilor din beton simplu ale diferitelor sisteme de fundare, trasajul conturului elementelor din beton simplu se poate materializa pe fundul săpăturilor prin intermediul dulapilor fixaţi la poziţie şi la cota specificată de proiect, cu ajutorul unor cupoane de oţel – beton bătute în teren.

Fig. II.25: Stabilizarea cofrajului pentru fundaţii cu ajutorul riglelor sau dulapilor din lemn, fixaţi în malul săpăturii cu ţăruşi iar la nivelul panourilor montate cu ajutorul

cleştilor BFD. marcarea poziţiilor de aşezare a benzilor metalice perforate (cu rol de împiedicare

a deplasării panourilor la partea inferioară sub efectul împingerii betonului) la nivelul dulapilor fixaţi pe conturul trasajului, conform proiectului tehnologic;

poziţionarea benzilor metalice perforate pe marcajele executate, respectiv fixarea provizorie a acestora (cu cuie);

montarea tensorilor în poziţiile prevăzute la nivelul panourilor de cofraj, care urmează a se monta pe una din laturile fundaţiei (continue), în vederea asigurării stabilităţii şi verticalităţii ansamblului de cofrare;

aşezarea panourilor modulate de cofraj pe dulapii poziţionaţi de-a lungul trasajului (peste benzile perforate), pe una din laturile fundaţiei (continue), procedându-se totodată şi la fixarea plăcilor de bază montate la extremitatea tensorilor la nivelul fundului săpăturii;

verticalizarea panourilor de cofraj montate prin reglarea lungimii tensorilor;

Notă: în situaţiile în care înălţimea malurilor săpăturii este relativ apropiată de poziţia cofrajului pentru fundaţii, stabilitatea panourilor montate în plan vertical poate fi asigurată şi prin intermediul unor elemente din lemn ecarisat fixate în malul săpăturii prin ţăruşi bătuţi, respectiv de cofraj cu cleşti BFD (fig. II.25).

solidarizarea panourilor între ele, cu ajutorul cleştilor BFD; blocarea panourilor la nivelul dulapilor de bază cu ajutorul unor ţăruşi bătuţi în

fundul săpăturii, tangent la rama inferioară a panourilor montate;

3

aşezarea panourilor modulate de cofraj pe latura opusă a fundaţiei (continue) pe dulapii poziţionaţi de-a lungul trasajului, din aproape în aproape, stabilitatea ansamblului montat fiind asigurată prin blocarea panourilor la nivelul dulapilor de bază, respectiv prin montarea distanţierilor la marginea superioară a acestora;

Notă (**): distanţierii sunt confecţionaţi din bucăţi de scândură sau dulapi, fixarea acestora de marginea superioară a panourilor făcându-se cu ajutorul cleştilor BFD (prinderile fiind similare ca cele folosite la stabilizarea cofrajului cu ajutorul elementelor din lemn fixate în malul săpăturii).

Fig. II.26: Întinderea benzilor perforate de la baza cofrajului, prin intermediul

dispozitivelor speciale. (Se distinge aşezarea panourilor de cofraj sistem TRIO pe dulapii de bază.)

Fig. II.27: Cofrarea fundaţiilor izolate cu sistemul de PERI TRIO.

(Se observă modul de fixare al panourilor ortogonale cu ajutorul ecliselor de capăt. Tiranţarea cofrajului a fost realizată cu bare trecute peste panouri, fixate prin intermediul blocajelor AH–2.

Deplasările bazei cofrajului au fost blocate în mod clasic cu ajutorul elementelor din lemn ecarisat sprijinite în malul săpăturii.)

4

solidarizarea panourilor între ele, cu ajutorul cleştilor BFD; montarea tiranţilor din oţel la partea superioara a cofrajului în locaţiile prevăzute

de proiect, fixarea acestora de marginea panourilor realizându-se prin intermediul blocajelor şi a piuliţelor articulate;

fixarea la partea inferioară a panourilor montate în locaţiile indicate de proiect a dispozitivelor pentru întinderea benzilor metalice perforate;

ajustarea poziţiei benzilor perforate (trecute pe sub cofraj) prin ciocănire, respectiv fixarea acestora în dispozitivele de întindere;

strângerea corespunzătoare din aproape în aproape a piuliţelor pentru tensionarea tiranţilor, respectiv întinderea benzilor perforate (fig. II.26).

În cazul fundaţiilor izolate cu înălime relativ redusă (≈1.20m), stabilizarea cofrajului este asigurată prin începerea montajului acestuia dintr-o zonă de colţ, utilizând pentru solidarizarea panourilor funcţie de situaţie cleşti BFD sau eclise de capăt (caz în care se poate renunţa la tensori) (fig. II.27). II.4.1.3. Cofrarea fundaţiilor din beton armat utilizând sisteme PERI

Principalele operaţiuni efectuate pentru executarea fundaţiilor din beton armat (fig. II.28), utilizând panourile modulate ale sistemului german PERI TRIO sunt: trasarea săpăturii; executarea săpăturii la cota din proiect; executarea stratului de beton de egalizare pe fundul săpăturii, la cota prevăzuta

de proiect;

Notă: pentru a se preîntâmpina drenajul apei din masa betonului, înainte de realizarea stratului de beton de egalizare, pe fundul săpăturii se aşează o folie PVC. trasarea conturului fundaţiilor pe suprafaţa betonului de egalizare; marcarea poziţiilor de aşezare a benzilor metalice perforate (cu rol de împiedicare

a deplasării panourilor la partea inferioară sub efectul împingerii betonului) la nivelul betonului de egalizare, conform proiectului tehnologic;

poziţionarea benzilor metalice perforate pe marcajele executate, respectiv fixarea provizorie a acestora (cu cuie);

montarea tensorilor în poziţiile prevăzute la nivelul panourilor de cofraj, care urmează a se monta pe una din laturile fundaţiei (continue), în vederea asigurării stabilităţii şi verticalităţii ansamblului de cofrare;

aşezarea panourilor modulate de cofraj de-a lungul trasajului (peste benzile perforate), pe una din laturile fundaţiei (continue), procedându-se totodată şi la fixarea plăcilor de bază montate la extremitatea tensorilor la nivelul fundului săpăturii;

verticalizarea panourilor de cofraj montate prin reglarea lungimii tensorilor;

Notă: în situaţia în care este posibil, stabilizarea panourilor de pe prima latură a fundaţiei se poate realiza cu elemente din lemn ecarisat fixate în malul săpăturii prin ţăruşi bătuţi, respectiv de cofraj cu cleşti BFD (vezi fig. II.25). solidarizarea panourilor între ele, cu ajutorul cleştilor BFD; montarea carcasei de armătură în corpul fundaţiei, avându-se grija să se dispună

pe feţele laterale şi pe cea inferioară distanţieri cu rol de asigurare a grosimii stratului de acoperire cu beton a armăturilor;

curăţarea spaţiului de la interiorul cofrajului de eventualele impurităţi produse în timpul operaţiei de armare;

aşezarea panourilor modulate de cofraj pe latura opusă a fundaţiei (continue) de-a lungul trasajului, din aproape în aproape, acestea sprijinindu-se de carcasa de

5

armătură, respectiv fiind asigurate la partea superioară cu ajutorul distanţierilor (a se vedea Nota **);

Fig. II.28: Cofrarea fundaţiilor din beton armat cu sistemul TRIO PERI.

solidarizarea panourilor între ele, cu ajutorul cleştilor BFD; montarea tiranţilor din oţel la partea superioara a cofrajului în locaţiile prevăzute

de proiect, fixarea acestora de marginea panourilor realizându-se prin intermediul blocajelor AH–2 şi a piuliţelor articulate;

fixarea la partea inferioară a panourilor montate în locaţiile indicate de proiect a dispozitivelor pentru întinderea benzilor metalice perforate;

ajustarea poziţiei benzilor perforate (trecute pe sub cofraj) prin ciocănire, respectiv fixarea acestora în dispozitivele de întindere;

strângerea corespunzătoare din aproape în aproape a piuliţelor pentru tensionarea tiranţilor, respectiv întinderea benzilor perforate (vezi fig. II.26).

Notă: în situaţia în care cofrajul depăşeşte înălţimea fundaţiei, pe placa cofrantă a panourilor laterale se marchează nivelul betonului cu cretă, sau prin şipci bătute în cuie pentru ghidarea dreptarului.

II.4.2. Cofrarea stâlpilor din beton armat

II.4.2.1. Cofrarea stâlpilor din beton armat utilizând sistemul CMS Principalele operaţiuni efectuate pentru executarea stâlpilor din beton armat, utilizând sistemul metalic CMS (fig. II.29) sunt: curăţarea suprafeţei mustăţilor de armătură ieşite din suprafaţa suport (dacă

situaţia impune); nivelarea (dacă este necesar) şi curăţarea suprafeţei suport; trasarea stâlpului pe suprafaţa suport; montarea armăturii (de regulă carcasă preasamblată cu ajutorul macaralei); montarea caloţilor de bază (prevăzuţi cu bolţuri la nivelul feţei superioare) pe

conturul trasajul şi solidarizarea acestora pe suprafaţa suport; montarea primului rând de panouri pe caloţii de bază (tip P2), cu excepţia unui

astfel de panou la nivelul unei feţe a stâlpului;

6

montarea primului rând de caloţi intermediari (prevăzuţi cu bolţuri la nivelul ambelor feţe);

montarea celui de-al doilea rând de panouri pe caloţii intermediari (tip P1); montarea celui de-al doilea rând de caloţi intermediari; montarea tălpilor de sprijinire a tensorilor pe suprafaţa suport, respectiv a

tensorilor inferiori S1, pe două direcţii ortogonale ale cofrajului; montarea alternativă a panourilor de cofraj P1 (şi P2 când se ating cotele de

pozare a pâlniilor de turnare) şi a caloţilor intermediari; montarea ultimului rând de panouri P1 sau P2 şi a ultimului rând de caloţi

intermediari, respectiv a tensorilor superiori S2, pe cele două direcţii ortogonale ale cofrajului;

ajustarea verticalităţii cofrajului, prin reglarea lungimii tensorilor; montarea panourilor de completare P3 şi P4 (ultimele), respectiv a caloţilor de

capăt (prevăzuţi cu bolţuri la nivelul feţei inferioare); curăţarea spaţiului de la interiorul cofrajului pe fereastra de vizitare de la bază

(lăsată liberă prin evitarea montării unui panou P2 peste caloţii de bază); închiderea ferestrei de vizitare de la baza cofrajului prin montarea a două panouri

P4 şi a unui panou P3 suprapuse (fixate cu cleme şi şuruburi). Aceeaşi procedură se repetă şi pentru obturarea ferestrelor intermediare de turnare (unde au fost montate pâlniile de turnare).

Notă: panourile de cofraj ale setului au lăţimea de 500 (mm), fiind realizate în patru variante (ca înălţime) : P1 – 500x1190 (mm) ; P2 – 500x590 (mm) ; P3 – 500x290 (mm) ; P4 – 500x100 (mm). Panourile au faţa cofrantă realizată din tablă de oţel de 2 (mm) grosime, iar structura portantă din platbandă de oţel cu secţiunea de 50x5 (mm). La nivelul marginii superioare şi inferioare (cu lungimea de 500 mm) sunt prevăzute găuri cu diametrul Ø14 (mm) echidistanţate la 50 (mm). Caloţii sistemului de cofrare (de bază, intermediari şi de capăt) sunt realizaţi din platbandă de oţel cu secţiunea de 50x5 (mm), fiind prevăzuţi pe feţele corespunzătoare cu bolţuri Ø12 (mm) echidistanţate la 50 (mm). Pentru acoperirea unei game variate de secţiuni de stâlp, caloţii se realizează la lungimile de 750 (mm), respectiv 1250 (mm). Notă: asigurarea panourilor de cofraj la nivelul caloţilor intermediari se realizează prin intermediul clemelor (CL1), respectiv la nivelul caloţilor de bază şi capăt cu ajutorul clemelor (CL2). De asemenea, fixarea marginilor verticale comune ale panourilor coplanare se face cu ajutorul cleştilor (K).

Fig. II.29: Cofrarea stâlpilor din beton armat cu sistemul CMS. a), b) ,c) – faze de montaj (I, II şi III); d) – detaliu de prindere a panourilor cu cleşti; e) - faze de montaj IV, V şi VI; f) – detaliu de prindere a panourilor cu clemă; g) – fazele de montaj VII, VIII, IX şi X ; P – panouri tipizate; C – caloţi ; S – tensori; ST – placa de bază pentru fixarea tensorilor ; U – cleme.

7

II.4.2.2. Cofrarea stâlpilor din beton armat utilizând sisteme PERI Principalele operaţiuni efectuate pentru executarea stâlpilor din beton armat cu înălţimi de maxim 3.00 (m), utilizând sistemul TRIO al firmei germane PERI sunt: curăţarea suprafeţei mustăţilor de armătură ieşite din suprafaţa suport (dacă

situaţia impune); nivelarea (dacă este necesar) şi curăţarea suprafeţei suport; trasarea stâlpului pe suprafaţa suport; fixarea blocajelor de scândură la nivelul suprafeţei suport, în exteriorul fiecărei

laturi a stâlpului şi la 12 (cm) distanţă faţă de conturul trasajului; preasamblarea în formă de vinclu a două panouri TRS 270 x 90 (funcţie de

dimensiunile secţiunii transversale a stâlpului) cu ajutorul buloanelor şi al piuliţelor articulate, la nivelul intersecţiei acestora fixându-se profilele de colţ din PVC. Operaţia se realizează în poziţie orizontală pe două capre;

dacă este necesar, pe plăcile cofrante ale celor două panouri se trasează cu cretă nivelul de oprire a betonarii stâlpului, după care acestea se gresează fin cu decofrol (prin pulverizare);

fixarea platformei de betonare la nivelul marginii superioare a ansamblului format; fixarea sistemelor de tensori având rol de verticalizare şi stabilizare a cofrajului la

nivelul celor două panouri montate după direcţii ortogonale (în vinclu); ridicarea în poziţie verticală a ansamblului format cu macaraua, după care acesta

este adus şi aşezat pe două din laturile trasajului astfel încât marginile inferioare ale panourilor să atingă blocajele de scândură fixate pe suprafaţa suport;

se fixează plăcile de bază ale sistemelor de tensori de suprafaţa suport cu ajutorul diblurilor CONEXPAND (fig. II.30), după care se procedează la verticalizarea şi stabilizarea ansamblului montat, prin filetarea corpului central al tensorilor;

montarea carcasei de armătură a stâlpului cu ajutorul macaralei; curăţarea spaţiului de la baza cofrajului de eventualele impurităţi rezultate de pe

urma montajului armăturii; formarea vinclului de închidere a cofrajului prin preasamblarea (în poziţie

orizontală) a încă două panouri TRS 270 x 90, după procedura indicată; gresarea plăcilor cofrante cu decofrol, după care ansamblul nou format este

ridicat cu macaraua şi adus la poziţie aşezându-se pe celelalte două laturi ale trasajului, astfel încât marginile inferioare ale panourilor să atingă blocajele de scândură fixate pe suprafaţa suport. De asemenea, în timpul montajului se procedează şi la fixarea celorlalte două profile de colţ din PVC (cu rol de teşire a muchiilor verticale);

solidarizarea celor două ansambluri de panouri (în formă de vinclu) montate cu ajutorul buloanelor şi al piuliţelor articulate (fig. II.31).

Fig. II.30: Fixarea plăcilor de bază ale sistemelor de tensori pe suprafaţa suport, cu ajutorul diblurilor CONEXPAND sau al şuruburilor speciale pentru beton.

8

Fig. II.31: Fixarea panourilor TRS din ansamblul cofrajului de stâlp, cu ajutorul

buloanelor şi al piuliţelor articulate.

Dacă înălţimea cofrajului pentru execuţia stâlpului depăşeşte 3.00 (m), atunci se procedează: curăţarea suprafeţei mustăţilor de armătură ieşite din suprafaţa suport (dacă

situaţia impune); nivelarea (dacă este necesar) şi curăţarea suprafeţei suport; trasarea stâlpului pe suprafaţa suport; fixarea blocajelor de scândură la nivelul suprafeţei suport, în exteriorul fiecărei

laturi a stâlpului şi la 12 (cm) distanţă faţă de conturul trasajului; preasamblarea în formă de vinclu a perechilor de panouri necesare alcătuirii

întregului cofraj pe două dintre laturile ortogonale ale stâlpului (funcţie de dimensiunile secţiunii transversale) cu ajutorul buloanelor şi al piuliţelor articulate, după care acestea se solidarizează între ele prin intermediul cleştilor BFD. Se are în vedere ca la nivelul intersecţiei panourilor situate pe cele două feţe ortogonale să se fixeze profilele de colţ din PVC. Operaţia se realizează în poziţie orizontală pe capre;

dacă este necesar, pe plăcile cofrante ale celor două panouri se trasează cu cretă nivelul de oprire a betonarii stâlpului, după care acestea se gresează cu decofrol;

fixarea platformei de betonare la nivelul marginii superioare a ansamblului format; la nivelul celor două feţe ortogonale ale ansamblului format, se fixează sistemele

de tensori având rol de verticalizare şi stabilizare a cofrajului; ridicarea în poziţie verticală a ansamblului format cu macaraua, după care acesta

este adus şi aşezat pe două din laturile trasajului astfel încât marginile inferioare ale panourilor să atingă blocajele de scândură fixate pe suprafaţa suport;

ansamblul fiind asigurat în macara, se fixează plăcile de bază ale sistemelor de tensori de suprafaţa suport cu ajutorul diblurilor CONEXPAND (vezi fig. II.30), după care se procedează la verticalizarea şi stabilizarea ansamblului montat, prin filetarea corpului central al tensorilor;

montarea carcasei de armătură a stâlpului cu ajutorul macaralei; curăţarea spaţiului de la baza cofrajului de eventualele impurităţi rezultate; formarea vinclului de închidere a cofrajului pe primul nivel de panouri (H = 2.70m)

prin preasamblarea (la orizontală) a două panouri TRS 270x 90, după procedura indicată;

gresarea plăcilor cofrante cu decofrol, după care ansamblul nou format este ridicat cu macaraua şi adus la poziţie aşezându-se pe celelalte două laturi ale

9

trasajului, astfel încât marginile inferioare ale panourilor să atingă blocajele de scândură fixate pe suprafaţa suport. De asemenea, în timpul montajului se procedează şi la fixarea celorlalte două profile de colţ din PVC (cu rol de teşire a muchiilor verticale);

solidarizarea ansamblurilor de panouri (în formă de vinclu) montate pe primul nivel de pe înălţimea cofrajului cu ajutorul buloanelor şi al piuliţelor articulate;

fixarea la partea superioară a primului nivel de panouri din structura cofrajului şi în dreptul secţiunii libere a stâlpului, a două console TRG 80 pentru realizarea podinii necesare betonării primilor 2.70 (m) de pe înălţimea elementului;

Notă: în paralel se procedează la preasamblarea restului de ansambluri de cofrare tip vinclu (utilizându-se panourile indicate de proiect), pentru închiderea cofrajului de stâlp. Acestea se gresează şi se pregătesc pentru montaj. de pe platforma situată la partea superioară a primului nivel de panouri, se

procedează la turnarea şi compactarea corespunzătoare a betonului pe primii 2.70 (m) de pe înălţimea stâlpului;

montarea cu macaraua a următorului ansamblu de cofrare tip vinclu deasupra porţiunii deja betonate, în vederea închiderii complete a următorului nivel de panouri. Acestea se solidarizează între ele cu ajutorul buloanelor şi al piuliţelor articulate, avându-se grijă ca la efectuarea montajului să se introducă şi profilele PVC corespunzătoare. Solidarizarea pe verticală a nivelurilor de panouri se realizează cu cleşti BFD;

betonarea celui de-al doilea nivel al stâlpului se realizează de pe platforma montată la partea superioara a cofrajului (dacă acesta este ultimul) sau de pe platforma intermediară care se ridică pe structura cofrajului;

procedura continuă până la betonarea completă a stâlpului (fig. II.32).

Fig. II.32: Structuri de cofrare etajate pentru realizarea unor stâlpi din beton armat monolit cu sistemul de cofraj PERI TRIO.

10

Fig. II.33: Sisteme MEVA de cofraje pentru stâlpi: a) sistemul CaroFalt pentru stâlpi dreptunghiulari (1-panou de cofraj; 2-caloţi de bază din oţel; 3-

platformă de lucru; 4-schelă suport; 5-suport suspendat unghiular; 6-balustradă frontală; 7-scară; 8-element de fixare scară; 9-cuşcă de protecţie.) b) sistemul Circo pentru stâlpi circulari (1-panou

circular; 2-platformă; 3-schelă; 4-balustradă; 5-şpraiţ; 6-balustradă pliabilă; 7-trapă acces; 8-podină.)

II.4.3. Cofrarea pereţilor structurali din beton armat Pereţii din beton armat fiind elemente verticale de suprafaţă, necesită o cantitate mare de cofraj şi implicit un consum ridicat de manoperă şi materiale. Pentru reducerea maximă a acestora din urmă, au fost concepute mai multe sisteme de cofrare în funcţie de specificul diferitelor tipuri de construcţii. Alegerea sistemului de cofrare necesar, se realizează numai în baza unei analize tehnico-economice eficiente. II.4.3.1. Cofrarea pereţilor din beton armat cu panouri mari, preasamblate Se utilizează în mod curent la executarea pereţilor structurali din beton armat monolit atât la construcţii civile cât şi la cele industriale. Dat fiind greutatea mare a acestora, manipularea se realizează numai cu macarale. Consumul de manoperă este redus, dar odată preasamblat panoul nu poate oferi decât o singură tipodimensiune de perete structural. Aceste tipuri de panouri se preasamblează în general în ateliere specializate, excepţie făcând sistemele produse de firmele consacrate PERI, DOKA, etc., care prin modul de alcătuire al panourilor modulate, permit formarea de panouri mari preasamblate şi în condiţii de şantier.

11

Principalele operaţiuni tehnologice de cofrare a pereţilor structurali folosind panouri mari preasamblate (fig. II.34) sunt: montarea pasarelei din grinzi metalice, a podinii de lucru şi a balustradei pe

elementele nivelului inferior; curăţarea pojghiţei de lapte de ciment sau de beton întărit de pe mustăţile de

armătură ieşite din suprafaţa suport, prin frecare cu peria de sârmă (dacă este necesar);

curăţarea suprafeţei suport de impurităţi şi peliculă de lapte de ciment (pe zona de trasare a pereţilor structurali);

trasarea axelor pereţilor structurali şi a conturului acestora; montarea de-a lungul trasajului peretelui a tălpilor de aliniere şi decofrare, care se

fixează corespunzător; aducerea cu macaraua şi rezemarea panoului exterior de cofraj pe pasarelă peste

tălpile de aliniere şi decofrare (fixate) şi verticalizarea lui; poziţionarea termoizolaţiei (dacă este prevăzută) respectiv montarea armăturii

peretelui structural; curăţarea spaţiului de la baza cofrajului; aducerea cu macaraua şi montarea panoului interior de cofraj, simultan cu

distanţierii şi tiranţii; calarea cofrajului; strângerea tiranţilor şi corectarea verticalităţii panourilor. II.4.3.2. Cofrarea pereţilor din beton armat cu panouri modulate metalice (sau mixte) Prin eficienţa, siguranţa, simplitatea montajului şi versatilitatea în utilizare, sistemele de cofrare a pereţilor structurali produse de diferite firme specializate în cofraje, se pretează a fi folosite la toate tipurile de construcţii, rezolvând cu succes o gamă geometrică extrem de variată. Reclamă un consum redus de manoperă. Manipularea se face în general cu macarale.

Fig. II.34: Cofraj cu panouri mari preasamblate. a) placă cofrantă; b) montanţi; c) moază. 1-panou mare de cofraj; 2-tălpile de aliniere şi decofrare; 3-tensor; 4-platforma de lucru; 5-plăcuţă de repartiţie; 6-tirant; 7-distanţier;

12

Principalele operaţiuni efectuate pentru executarea pereţilor structurali din beton armat utilizând panourile modulate cu structură metalică sunt: curăţarea pojghiţei de lapte de ciment sau de beton întărit de pe mustăţile de

armătură ieşite din suprafaţa suport, prin frecare cu peria de sârmă (dacă este necesar);

curăţarea suprafeţei suport de impurităţi şi pelicula de lapte de ciment (pe zona de trasare a pereţilor structurali);

trasarea axelor pereţilor structurali şi a conturului acestora; marcarea la nivelul trasajului a poziţiei panourilor de cofraj, conform planului de

panotaj ce reprezintă parte din proiectul tehnologic); fixarea sistemelor de tensori superiori şi inferiori (pereche) la nivelul primului

panou de capăt ce urmează a se monta pe una din feţele peretelui, cât şi a consolelor la partea superioară (necesare rezemării podinii de betonare);

prinderea dispozitivelor de ridicare în macara (2x1.5tone) de marginea superioară a panoului respectiv (ele fiind deja agăţate în cârligul utilajului), după care se procedează la ridicarea acestuia în poziţie verticală (fig.II.35);

Fig. II.35: Montarea cofrajului la pereţi :

a) ridicarea primului set de panouri şi fixarea lor cu şpraiţuri; b) montarea următoarelor panouri,asamblarea între ele cu cleşti şi fixarea cu şpraiţuri; c) montarea podinii de lucru; c) montarea

cofrajului pe faţa cealaltă a peretelui, după finalizarea armării; d) închiderea cofrajului şi betonarea. gresarea plăcii cofrante a panoului cu decofrol (prin pulverizare fină); montarea panoului de cofraj în poziţia indicată de proiect (pe marcaje), acesta

fiind provizoriu ţinut în macara; fixarea plăcilor de bază ale sistemului de tensori pe suprafaţa suport, cu ajutorul

diblurilor CONEXPAND (vezi fig. II.30);

13

desprinderea dispozitivelor de ridicare de la nivelul marginii superioare a panoului, după care se procedează la verticalizarea acestuia prin filetarea corpului central al tensorilor;

Notă: o poziţionare corectă a sistemului de stabilizare presupune înclinarea tensorului superior cu 60o faţă de orizontală. montarea în continuare a restului de panouri pe faţa respectivă a peretelui (după

ce în prealabil plăcile cofrante au fost gresate iar consolele fixate), solidarizarea acestora făcându-se prin intermediul cleştilor respectiv a riglelor de compensare. Se va avea grijă ca la distanţele specificate prin proiect, să se prevadă şi sistemele de tensori cu rol de stabilizare şi verticalizare a ansamblului cofrajului;

verificarea verticalităţii ansamblului montat, după care se procedează la fixarea podinii de betonare de-a lungul peretelui respectiv inclusiv a balustradelor;

montarea armăturii peretelui (inclusiv a distanţierilor cu rol de asigurare a grosimii stratului de acoperire cu beton);

fixarea cutiilor şi a ramelor pentru goluri (cu cuie); montarea la poziţie a distanţierilor din PVC în dreptul canalelor de trecere a

tiranţilor (practicate în panouri), acestea legându-se cu sârmă de armătura peretelui;

introducerea tiranţilor prin distanţieri; curăţarea spaţiului de la baza cofrajului; montarea panourilor de cofraj din aproape în aproape pe cea de-a doua faţă a

peretelui, concomitent cu trecerea tiranţilor şi prin acestea. Odată tirantul trecut prin tot sistemul, la extremităţile lui se fixează piuliţele articulate care strâng panourile, aducându-le în contact cu distanţierii din PVC. Astfel se asigură grosimea peretelui;

solidarizarea panourilor montate pe cea de-a doua faţă a peretelui prin intermediul cleştilor respectiv a riglelor de compensare.

Fig. II.36: Cofrarea unui perete structural din beton armat cu panouri modulate,

sistem PERI Trio 270. Se distinge modul de fixare a tensorilor cu rol de stabilizare şi verticalizare a ansamblului cofrajului.

14

II.4.3.3. Cofrarea pereţilor din beton armat cu panouri modulate cu placaj (CML) Varianta prezintă avantajul universalităţii în folosire, atât pentru executarea elementelor structurale monolite cât şi pentru cele prefabricate. De asemenea, datorită greutăţii reduse a elementelor componente (sub 50 Kgf), manipularea se poate face numai de către muncitori, nefiind necesare utilajele de ridicat. Dezavantajul acestui sistem consta in consumul de manopera ridicat, ceea ce îl recomandă pentru lucrări de mică anvergură. Principalele operaţii tehnologice de montare a cofrajului pentru pereţii structurali sunt: curăţarea pojghiţei de lapte de ciment sau de beton întărit de pe mustăţile de

armătură ieşite din suprafaţa suport, prin frecare cu peria de sârmă (dacă este necesar);

curăţarea suprafeţei suport de impurităţi şi pelicula de lapte de ciment (pe zona de trasare a pereţilor structurali);

trasarea axelor pereţilor structurali şi a conturului acestora; aşezarea tălpilor de rezemare şi aliniere, care se fixează de suprafaţa suport din

loc în loc cu cuie pentru beton; trasarea la nivelul dulapilor de aliniere a poziţiei panourilor de cofraj, conform

planului de panotaj; montarea panourilor de cofraj pe o faţă a peretelui începând cu panoul de colţ,

fiecare panou solidarizându-se de cel montat anterior cu cleme din oţel. De asemenea, în procesul de montaj al panourilor se iau măsurile necesare de sprijinire provizorie a acestora;

montarea armăturii peretelui (inclusiv a distanţierilor cu rol de asigurare a grosimii stratului de acoperire cu beton);

fixarea cutiilor şi a ramelor pentru goluri (cu cuie); curăţarea spaţiului de la baza cofrajului; montarea panourilor de cofraj pe a doua faţă a peretelui (se montează în

pereche). Odată cu montarea acestor panouri, se montează şi distanţierii prin care se introduc şi se fixează provizoriu tiranţii;

montarea perechilor de moaze şi fixarea definitivă a tiranţilor; fixarea tensorilor de moaze şi corectarea verticalităţii cofrajului (prin rotirea

corpului central al tensorilor).

Fig. II.37: Ansamblu de cofrare cuplat, realizat din panouri modulate din lemn.

1-panou modulat din lemn; 2-dulap de aliniere; 3-moază; 4-plăcuţă de repartiţie; 5-tirant; 6-distanţier; 7-pop extensibil; 8-contravântuire longitudinală; 9-contravântuire transversală; 10-talpă de rezemare a popilor; 11-longrină superioară; 12-grindă extensibilă; 13-chingă;

14-traversă; 15-longrină inferioară.

15

Notă: dat fiind faptul că în această variantă cuplată, cofrajele pereţilor vor coexista împreună cu cofrajul planşeului, care reazemă atât pe structura eşafodajului, cat şi pe cofrajele de pereţi şi grinzi (pe contur), stabilitatea şi verticalitatea cofrajelor de pereţi va fi asigurată şi prin fixarea acestora de elementele eşafodajelor vecine. În fig. II.37 este prezentat cofrajul cuplat pentru executarea unei structuri monolite, alcătuită din pereţi structurali şi planşeu (placă + grinzi) din beton armat.

II.4.4. Cofrarea planşeelor din beton armat Dat fiind realizarea lor la o anumită înălţime, cofrarea planşeelor presupune atât montarea cofrajului propriu-zis, cât şi a unui eşafodaj pentru susţinerea acestuia. Toate aceste lucrări conduc la un consum ridicat de manoperă şi materiale. În vederea reducerii acestor dezavantaje, s-au conceput mai multe sisteme de cofrare în funcţie de specificul diferitelor tipuri de construcţii.

II.4.4.1. Cofrarea planşeelor din beton armat cu panouri modulate cu placaj (CML) Reprezintă un sistem de cofrare des răspândit, fiind utilizat aproape la realizarea oricărui planşeu din beton armat monolit. Principalele etape de realizare a cofrajului unui planşeu (fig. II.37) sunt: curăţarea suprafeţei rosturilor de oprire a betonării în elementele structurale

verticale deja executate (stâlpi, pereţi), respectiv a barelor de armătură care ies deasupra acestor rosturi;

curăţarea suprafeţei suport pe care urmează a se executa eşafodajul de susţinere;

trasarea axelor grinzilor viitorului planşeu la nivelul suprafeţei suport de pe care se va începe realizarea eşafodajului, între stâlpii nivelului aflat în curs de execuţie respectiv între stâlpi şi bulbii pereţilor structurali (pe cele două direcţii principale);

prin raportare la aceste axe, conform proiectului tehnologic se procedează la marcarea axelor şirurilor de popi ce vor intra în alcătuirea eşafodajului de susţinere;

aşezarea dulapilor de aliniere a popilor pe marcajele realizate, după care aceştia se fixează de suprafaţa suport cu ajutorul cuielor pentru beton;

confecţionarea şabloanelor pentru extinderea popilor atât pentru susţinerea cofrajelor de grinzi, cât şi pentru susţinerea cofrajelor ochiurilor de placă;

extinderea popilor (pe categorii) pentru montarea eşafodajului de susţinere a cofrajului de planşeu;

marcarea poziţiei popilor la nivelul dulapilor de aliniere fixaţi pe suprafaţa suport; aşezarea popilor pe marcajele de la extremităţile şirurilor situate sub ochiurile de

placă, aceştia fiind susţinuţi la verticală cu ajutorul trepiezilor demontabili; fixarea popilor astfel poziţionaţi pe dulapii de aliniere prin batere în cuie a tălpilor

acestora; montarea longrinelor inferioare şi superioare pe direcţia dulapilor de aliniere

situaţi sub ochiurile de placă, acestea fixându-se de popii de la extremităţi cu ajutorul bridelor articulate;

montarea la poziţiile marcate a restului de popi de pe fiecare şir, fixarea acestora de longrine realizându-se tot cu bride articulate. De asemenea tălpile popilor se fixează de dulapii de aliniere prin batere în cuie;

montarea longrinelor inferioare şi superioare perpendicular pe direcţia dulapilor de aliniere situaţi sub ochiurile de placă, la nivelul popilor de la extremităţile şirurilor;

contravântuirea cu ţeavă a şirurilor de popi pe cele două direcţii, moment în care se poate trece la scoaterea trepiezilor ce au servit la susţinerea popilor de la extremităţile şirurilor;

16

similar se procedează şi pentru montarea pe dulapii de aliniere a popilor ce vor susţine cofrajul grinzilor planşeului, respectiv a longrinelor acestora;

şirurile de popi ce urmează a susţine cofrajul grinzilor, se contravântuiesc atât în lungul acestora cu ţeavă, cât şi pe direcţie perpendiculară cu ajutorul traverselor din ţeavă;

montarea grinzilor extensibile la partea superioară a popilor, atât pentru câmpul plăcilor, cât şi pentru grinzile planşeului;

montarea panourilor ce vor constitui cofrajul propriu-zis al fundurilor de grindă; montarea panourilor de cofraj pentru feţele laterale ale grinzilor, respectiv pentru

feţele verticale ale centurilor situate în zona de intersecţie a plăci planşeului cu pereţii structurali, acestea stabilizându-se corespunzător cu chingi;

Notă (****): la nivelul acestor feţe verticale ale cofrajelor de grinzi si centuri, obligatoriu se lasă unele spaţii libere în vederea asigurării posibilităţilor de evacuare a impurităţilor acumulate în cofrajul grinzilor (mai coborât) pe timpul formării cofrajului planşeului respectiv a armării acestuia. Aceste spaţii lăsate libere se vor obtura definitiv numai după operaţia de armare respectiv după ce s-a curăţat interiorul cofrajului. montarea panourilor de cofraj la nivelul ochiurilor de placă , acestea rezemându-

se pe grinzile extensibile, respectiv pe marginile verticale ale cofrajelor de grinzi şi centuri, cu care se solidarizează prin mijloace dulghereşti.

II.4.4.2. Cofrarea planşeelor din beton armat cu sisteme flexibile de grinzi principale şi secundare, şi foaie cofrantă multistrat Graţie versatilităţii sistemelor flexibile (PERI Multiflex, MevaFlex, DokaFlex etc.), diverse tipuri de planşee, unele cu forme geometrice deosebite, pot fi cofrate extrem de simplu şi cu un consum redus de foră de muncă şi material. Având o structură compusă din popi metalici extensibili pe care sprijină o reţea compusă de grinzi principale şi secundare, realizate din lemn în soluţia cu inimă zăbrelită sau cu inimă plină, sistemele PERI Multiflex, MevaFlex, DokaFlex (fig. II.37, II.38 şi II.39) sunt uşor de manipulat.

Fig. II.38: Elemente componente ale unui sistem de cofraj flexibil :

a) principalele elemente; b) montarea capului bifurcat al popului; c) montarea trepiedului.

17

Fig. II.39: Etapele de montaj ale unui sistem de cofraj flexibil:

a) aşezarea popilor cu trepied lângă un perete sau la colţ; b)-c) aşezarea grinzilor principale pe popi; d) contravântuirea popilor (dacă este cazul); e) montarea grinzilor secundare; f) fixarea foii cofrante pe

grinzile secundare; g) montarea popilor suplimentari pe grinzile principale. Principalele etape tehnologice de montaj a cofrajului în sistem flexibil sunt : curăţarea suprafeţei rosturilor de oprire a betonării în elementele structurale

verticale deja executate (stâlpi, pereţi), respectiv a barelor de armătură care ies deasupra acestor rosturi;

curăţarea suprafeţei suport pe care urmează a se executa eşafodajul de susţinere;

trasarea axelor grinzilor viitorului planşeu la nivelul suprafeţei suport de pe care se va începe realizarea eşafodajului, între stâlpii nivelului aflat în curs de execuţie respectiv între stâlpi şi bulbii pereţilor structurali (pe cele două direcţii principale);

trasarea axelor şirurilor de popi, atât în zona ochiurilor de placă cât şi sub grinzile viitorului cofraj de planşeu, la distanţele din proiect;

confecţionarea şabloanelor necesare extinderii popilor la lungimile indicate de proiect;

extinderea popilor eşafodajului la lungimile prevăzute (pe categorii);

18

montarea pe direcţia şirurilor menţionate şi la distanţele stabilite de proiect a popilor extensibili stabilizaţi cu trepiezi demontabili, la partea superioara a acestora fiind montate capetele cruce pentru rezemarea grinzilor principale;

rezemarea grinzilor principale la partea superioară a popilor, prin introducerea acestora în capetele cruce;

Notă: pentru rezemarea capetelor grinzilor principale dispuse în prelungire unul pe lângă celălalt la nivelul unui pop, capetele cruce se rotesc cu 90o. De asemenea, grinzile principale necesare pentru susţinerea cofrajului grinzilor planşeului se stabilizează suplimentar prin solidarizare de secţiune stâlpilor sau bulbilor din beton armat. dacă înălţimea eşafodajului depăşeşte 3,00m, se va face contravântuirea popilor

pe cele două direcţii cu ajutorul elementelor din lemn ecarisat fixate de popi cu menghine;

montarea grinzilor secundare peste cele principale la echidistanţele stabilite de proiect, capetele acestora joantându-se deasupra reazemelor;

montarea traverselor (la echidistanţa din proiect) perpendicular pe grinzile principale ce vor susţine cofrajele grinzilor planşeului;

montarea fundului cofrajelor de grindă; montarea cofrajului (realizat din foi de TEGO ranforsate) pentru feţele laterale ale

grinzilor, respectiv pentru feţele verticale ale centurilor situate în zona de intersecţie a plăci planşeului cu pereţii structurali, acestea stabilizându-se corespunzător cu juguri (a se vedea Nota ****);

montarea peste grinzile secundare a foii cofrante, realizată din plăci de placaj multistrat de 22 (mm) tratat pe ambele părţi cu răşină fenolică;

solidarizarea feţelor verticale ale cofrajelor de grinzi şi centuri cu faţa cofrantă a ochiurilor de placă prin procedee dulghereşti (la intradosul cofrajului);

îndesirea popilor de-a lungul liniilor de grinzi principale, la distanţele stabilite de proiect (atât pentru câmpul plăcilor cât şi pentru grinzile planşeului).

Fig. II.40: Cofrarea unui planşeu din beton armat utilizând un sistem de cofraj flexibil:

a) sistemul DokaFlex; b) sistemul PERI Multiflex. (Se distinge structura de grinzi principale şi secundare realizate din lemn. Placa cofrantă este compusă din foi de placaj multistrat.)

II.4.4.3. Cofrarea planşeelor din beton armat cu masă de turnare

Se foloseşte la clădiri cu dimensiuni modulate şi trame regulate, de obicei cu planşee tip dală. Masa de turnare este alcătuită din cofrajul propriu-zis susţinut de un eşafodaj extensibil (popi, traverse, contravântuiri). Acest fapt conferă posibilitatea reglării dimensiunilor în plan orizontal şi vertical. Masa se manipulează exclusiv cu

19

macaraua şi se deplasează la poziţie pe roţi demontabile. După maturizarea betonului, placa cofrantă se desprinde de beton prin scurtarea popilor (fig. II.41).

Fig. II.41: Mese de turnare pentru planşee:

a) masă tip 4 MP; b) masă tip 6 MP. 1–picior extensibil; 2–traversă superioară; 3–traversă inferioară; 4–contravântuire;

5–grindă susţinere platelaj; 6–placă cofrantă; 7–roată; 8–şurub de reglare;

III. TIPARE PENTRU BETOANE

III.1. GENERALITĂŢI. CLASIFICĂRI

Tiparele sunt construcţii auxiliare, care au rolul de a da forma şi dimensiunile

elementelor prefabricate din beton, beton armat si beton precomprimat. Elementul prefabricat format, se păstrează în tipar până la atingerea rezistenţei de decofrare.

Pe lângă această funcţiune de bază, tiparele mai pot îndeplini şi alte funcţiuni cum ar fi: asigurarea poziţiei armăturii în timpul turnării, compactării şi întăririi betonului ; încălzirea betonului în vederea accelerării întăririi (tiparele încălzitoare) ; compactarea betonului (tiparele sau cortinele vibratoare) ; preluarea forţei de precomprimare la preîntinderea armăturilor (tiparele purtătoare a

forţei de precomprimare) etc. Având în vedere diversitatea modurilor de alcătuire şi materialele folosite la

realizarea lor, precum şi tehnologiile de prefabricare, tiparele pot fi clasificate astfel :

III.1.1. După modul de alcătuire :

tipare demontabile – la care unele elemente componente se pot demonta sau rabate pentru realizarea decofrării ;

tipare nedemontabile – care au toate elementele componente fixate între ele, decofrarea realizându-se prin expulzare cu dispozitive specifice.

III.1.2. După numărul de piese formate în tipar :

tipare individuale – care formează un singur element ; tipare jumelate (cuplate) – care formează două elemente identice ; tipare în baterie – care formează mai mult de 2 elemente identice.

III.1.3. După solicitările intervenite :

tipare neportante – solicitate din greutate proprie, greutate beton, greutate armături, respectiv împingerea betonului ;

tipare portante – care pot prelua şi acţiunile provenite din armăturile preîntinse.

III.1.4. După poziţia în fluxul tehnologic :

tipare fixe – care au poziţie staţionară permanent ; tipare mobile – care sunt deplasate la diferite posturi de lucru în funcţie de

operaţiunile de formare a prefabricatului.

III.1.5. După soluţia de tratament termic aplicată betonului :

tipare încălzitoare – prevăzute cu sistem propriu de tratament termic ; tipare neîncălzitoare – care sunt introduse în camere de tratament termic.

III.1.6. După materialul din care sunt confecţionate :

tipare metalice ; tipare din lemn ; tipare din polimeri ; tipare din armociment ; tipare din beton ; tipare mixte (lemn-metal, beton-metal, polimeri armaţi etc.) ; tipare din alte materiale (ipsos, carton presat etc.).

III.2. ALCĂTUIREA TIPARELOR

Tiparele se dimensionează din condiţii de indeformabilitate şi nu de rezistenţă. Deformaţiile elastice în timpul lucrului, sumate cu toleranţele de execuţie ale tiparului, nu trebuie să depăşească toleranţele de execuţie ale elementului prefabricat.

Precizia de execuţie a tiparului trebuie să fie, din aceste motive, superioară cu cel puţin o clasă celei a elementului prefabricat.

Principalele părţi componente ale tiparelor sunt : placa cofrantă – elementul care asigură forma, dimensiunile şi calitatea suprafeţelor

elementului prefabricat ; nervuri de rigidizare a plăcii cofrante ; elemente de sprijinire şi rigidizare a tiparului.

Condiţii tehnice de calitate a tiparelor: Tiparele trebuie să îndeplinească, cu adaptarea cuvenită, condiţiile generale cerute

cofrajelor. În plus, ele trebuie să răspundă următoarelor cerinţe : Să permită turnarea uşoară şi în timp cât mai scurt a betonului, luându-se în

considerare modul de formare şi compactare adoptat (vibrarea interioară, cu vibratoare de tipar, pe mese sau grinzi vibratoare, centrifugare, vacuumare, laminare, presare, vibro-presare, vibro-laminare, vibro-vacuumare etc.) ;

Decofrarea să se facă uşor, fără solicitări mari, indiferent de forma şi alcătuirea tiparului, respectiv modul de desprindere a elementului prefabricat de pe tipar (smulgere, expulzare, demontarea unor pereţi sau părţi ale tiparului etc.) ;

Să nu sufere modificări importante dimensionale, în timpul tratării termice ; Să fie suficient de rigide, mai ales în cazul celor mobile. Manipulările şi transportul

acestora se fac inclusiv în situaţia în care sunt umplute cu beton proaspăt. În cazul unor deformaţii (săgeţi) mari, se produc perturbări de compactitate sau chiar discontinuităţi (fisuri şi crăpături) în secţiunile elementului prefabricat format, aceste defecte neputând fi eliminate decât printr-o nouă compactare ;

Să fie rezistente la unele şocuri (lovituri) accidentale ; În ceea ce priveşte alegerea materialului pentru confecţionarea tiparelor, criteriul

principal îl constituie numărul de refolosiri, calitatea aspectului (suprafeţei) elementului prefabricat, cerinţele de precizie, preţul de cost (cota de amortisment) etc. De asemenea, un criteriu important în alegerea materialului, poate fi : alcătuirea tiparului, dimensiunile şi tehnologia de realizare a prefabricatelor. Spre exemplu, tiparele din lemn nu pot fi supuse compactării pe mese vibratoare sau tratamentului termic.

Verificarea dimensiunilor tiparelor confecţionate se face prin măsurare directă sau cu şabloane folosind — şi pentru unele şi pentru altele — instrumente de precizie corespunzătoare clasei din care face parte obiectul măsurat.

Încărcările luate în considerare la dimensionarea tiparelor sunt în mod obişnuit : greutatea proprie a tiparului şi a piesei prefabricate (beton + armătură), pentru feţele

orizontale ; eventuale încărcări utile (oameni, materiale, utilaje), de asemenea pentru feţele

orizontale ; împingerea laterală a betonului, pentru feţele verticale ; încărcări dinamice provenite din şocurile produse la descărcarea amestecului de

beton şi din vibrare, în vederea compactării betonului, atât pentru feţele orizontale cât şi pentru cele verticale ;

sarcini provenite din variaţia temperaturii, dacă elementele prefabricate sunt supuse tratamentului termic ;

sarcini provenite din presiunea aburului, dacă tiparul este recipient de presiune ; efectul forţelor de precomprimare, dacă tiparul este purtător al acestora ; efectul forţelor provenite din mişcarea de rotaţie, în cazul elementelor realizate prin

centrifugare etc.

Principii de alcătuire şi exploatare a tiparelor În vederea asigurării unor condiţii bune de exploatare la alcătuirea tiparelor este

necesar să se ţină seama de următoarele principii : elementele prefabricate se toarnă cu suprafaţa continuă cea mai mare, orizontală,

afară de cazul în care se iau măsuri speciale pentru umplerea corectă a tiparelor şi pentru asigurarea controlului turnării ;

feţele verticale ale tiparelor se prevăd cu o uşoară conicitate, pentru a se uşura decofrarea, în afară de cazul că aceasta este complet liberă ;

numărul elementelor demontabile trebuie să fie cât mai mic, greutatea lor cât mai redusă, iar sistemul de asamblare simplu şi uşor de demontat pentru a se asigura condiţiile unor cofrări şi decofrări cât mai corecte, o manipulare cât mai uşoară, concomitent cu o bună rigidizare a tiparului.

La folosirea tiparelor este necesar să se respecte următoarele reguli : suprafaţa interioară a tiparelor să se cureţe cu grijă şi să se ungă in mod uniform,

imediat după decofrare, folosind substanţe care împiedică aderenţa betonului, dar nu dăunează finisării ulterioare a lui (decofrol) ;

tiparele să fie manipulate cu grijă, agăţate numai în punctele şi numai cu dispozitivele de ridicare prevăzute special pentru aceasta, iar aşezarea să se facă pe reazeme curate şi de înălţime uniformă ;

să se verifice înainte de turnarea betonului dacă tiparele sunt corect montate şi dacă dispozitivele de asamblare sunt bine strânse; periodic să se verifice cu şabloane exactitatea dimensiunilor tiparelor (la cele demontabile după fiecare asamblare, iar la celelalte după numărul de utilizări corespunzător numărului de piese cuprins în 10 loturi) ;

să se cureţe de beton suprafaţa exterioară a tiparului, imediat după finisarea piesei prefabricate, înainte de a începe priza cimentului ;

decofrarea să se facă cu grijă, fără forţarea sau lovirea dispozitivelor de asamblare.

Tiparele utilizate se diferenţiază într-o gamă foarte largă de tipuri, cu particularităţi uneori funcţionale dar alteori specifice doar elementului turnat. Studierea lor nu este posibilă decât prin prisma unor aspecte generale care, pentru claritatea expunerii, trebuie legate de unele soluţii concrete, a căror valoare rămâne însă de „exemplu".

III.3. TIPURI DE TIPARE

III.3.1. Tipare metalice :

Tiparele metalice sunt executate integral din metal şi utilizate ca tipare fixe sau mobile, pentru realizarea elementelor prefabricate de mare serie, eventual de dimensiuni coordonate modular cu cele ale tiparelor.

Sunt cele mai utilizate tipuri de tipare, datorită avantajelor folosirii metalului: peste 1000 de reutilizări ; precizie dimensională ; rezistenţă la temperaturi ridicate ; rezistenţă la solicitări statice şi dinamice.

Principalul dezavantaj îl constituie preţul de cost ridicat si greutatea proprie mare. Tiparele metalice sunt rigide şi de greutate relativ redusă (în comparaţie cu cele din

beton), manipulându-se fără dificultăţi în fluxul tehnologic. Decofrarea lor este uşoară şi rapidă, operaţiile respective putându-se mecaniza, ca şi în cazul cofrării. Compactarea se poate face în condiţii optime prin vibrarea întregului element, putându-se folosi şi celelalte procedee (cu pervibratoare sau cu vibratoare de cofraj). Tratarea termică se poate face prin orice procedeu.

Tiparele metalice se pot utiliza în orice tehnologie, oricât de complexă şi nu reprezintă un consum efectiv de metal deoarece materialul folosit la confecţionarea lor reintră total în circuitul economic după uzarea lor fizică sau morală, spre deosebire de celelalte materiale, lemn sau beton care, prin casarea tiparelor, dispar din circuitul economic.

Tiparele speciale, prin care se ridică nivelul tehnic al tehnologiilor de prefabricare, sunt toate metalice. Ele se pot realiza ca tipare individuale, jumelate, baterii, casete etc.

Tiparele metalice se subdivid în următoarele categorii :

III.3.1.1. Tipare metalice staţionare :

Sunt amplasate pe aceeaşi locaţie în permanenţă, fiind prevăzute cu sisteme

proprii de tratare termică a betonului. Sunt utilizate pentru prefabricate mari şi foarte mari (peste 2 tone). Aceste tipare pot fi nedemontabile (cu sisteme ce asigură decofrarea prin expulzare) sau demontabile cu pereţi rabatabili. III.3.1.2. Tipare metalice mobile :

Acestea nu au sistem propriu de tratament termic, fiind de regulă demontabile.

Manipularea şi deplasarea lor se realizează numai cu maşini de ridicat sau poduri rulante. Sunt utilizate pentru elemente prefabricate mici şi mijlocii. Părţile principale sunt constituite din pereţi laterali demontabili de regulă din profile laminate (până la 200mm) sau din profile uşoare (peste 200mm) aşezaţi pe o structură – suport realizată din profile metalice.

Fig. III.1: Tipare metalice staţionare :

a)– tipar jumelat cu pereţi rabatabili; b)– tipar nedemontabil; 1– suportul tiparului; 2– perete despărţitor fix; 3 – perete rabatabil ; 4,8 – element prefabricat ; 5 – placa cofrantă ; 6 – nervură rigidizare pereţi laterali ;

7–spaţiu circulaţie agent încălzitor ; 9 – dispozitiv de decofrare ; 10 – izolaţie termică.

Fig. III.2: Tipar metalic mobil pentru panouri mari :

1–platforma ; 2 – perete lateral demontabil ; 3 – element prefabricat.

III.3.2. Tipare din lemn :

Sunt utilizate la sistemul de prefabricare prin preturnare (turnare la locul de montaj) deoarece nu se pot transporta umplute cu beton, înainte de întărirea acestuia. Nu se pot trata termic şi nu permit industrializarea, fiind folosite pentru un număr mic de prefabricate netipizate. Se alcătuiesc fie integral din lemn ecarisat, fie cu placa cofrantă din placaje rezistente la umiditate şi nervuri din lemn ecarisat. Interiorul lor poate fi protejat cu tablă de oţel şi rigidizat cu profile uşoare. Sunt asamblate nedemontabil cu excepţia pereţilor laterali.

Fig. III.3: Tipare din lemn:

a)– tipar jumelat demontabil; b)– tipar din cherestea cu tiranţi; 1 – suportul tiparului ; 2 – perete demontabil ; 3 – chingă ;

4 – pană din lemn ; 5 – perete lateral ; 6 – tirant ; 7 – montant.

III.3.3. Tipare din beton :

Acestea sunt tipare fixe, orizontale, cu care se pot realiza, în general, elemente prefabricate de forme mai complicate decât cu tiparele de lemn.

Materialele folosite în afară de beton sunt, mozaicul, pentru finisarea suprafeţelor respectiv metalul, pentru părţile laterale şi dispozitivele de asamblare.

Matriţele (tiparele fixe) se execută (fig. III.4.) pe un strat de beton de egalizare (1) peste care se poate prevedea şi un strat de nisip îndesat (2) în vederea reducerii cantităţii de beton (3). Peste beton se toarnă un strat de mozaic (4) bine frecat. De beton se fixează o ramă metalică (5), iar de aceasta, părţile laterale ale tiparului, realizate din profile laminate (6) asamblate cu eclise (7) şi şuruburi, pene metalice, dor-nuri conice etc. (8).

Tiparele din beton se execută şi ele relativ uşor, nu necesită mijloace deosebite, sunt indeformabile, iar dacă suprafaţa mozaicată este bine frecată şi unsă, elementele prefabricate rezultă de calitate foarte bună. Utilizarea şi întreţinerea lor este uşoară şi

pot fi realizate şi ca tipare încălzitoare prin prevederea unor registre de ţevi în masa tiparului şi acoperirea lor cu panouri metalice, termoizolate.

La aceste tipare vibrarea betonului se poate face însă numai cu pervibratorul şi vibratorul placă, nu pot fi transportate şi au un număr relativ redus de folosiri (80÷100).

Domeniul de folosire este caracterizat prin realizarea unor elemente prefabricate de suprafaţă mare, plăci curbe sau plăci plane casetate etc., care nu necesită desfacerea tiparului la decofrare (cu excepţia părţilor laterale).

Fig. III.4: Tipare din beton :

a)– secţiune; b)– detaliu de îmbinare la colţ a părţilor laterale; 1 – beton de egalizare ; 2 – nisip îndesat ; 3 – beton ; 4 – mozaic frecat ; 5 – bordură ;

6 – perete lateral ; 7 – eclisă ; 8 – pană metalică ; 9 – element prefabricat.

III.3.4. Tipare din beton şi metal :

La aceste tipare în afara unei platforme de beton, toate celelalte elemente sunt metalice (fig. III.5.). Platforma (1) se realizează din beton armat, mozaicată şi frecată, în care se înglobează registre din ţevi (2) pentru vehicularea agentului încălzitor. Platforma este încălzitoare.

Fig. III.5: Tipar din beton şi metal:

De platforma de beton se fixează o ramă metalică (3), de care se prind pereţii

laterali ai cofrajului (4), iar de aceştia diferitele cutii metalice (5) pentru golurile prevăzute în elementul prefabricat (dacă este cazul). Tot cutii metalice, flotante, de formă troncopiramidală se montează pentru formarea nervurilor şi a unor eventuale goluri.

Când elementele prefabricate au dimensiuni identice se poate reduce numărul părţilor laterale prin utilizarea lor pentru mai multe platforme.

Fixarea pereţilor laterali şi a celorlalte elemente metalice se face cu eclise (6) şi cu dornuri conice (7), pene metalice (8) etc.

Pot fi folosite ca tipare fixe dar şi ca tipare mobile. Se pot realiza şi sub formă de cortine încălzitoare, verticale.

Numărul de folosiri al elementelor metalice (200—300) este mai mare decât al platformelor de beton (80—100).

III.3.5. Tipare speciale:

Tiparele speciale cuprind o diversitate foarte mare de tipuri corespunzătoare diferitelor funcţiuni şi moduri de alcătuire şi de exploatare. III.3.5.1. Tipare verticale casetate, mecanizate Această categorie de tipare ilustrează complexitatea pe care o pot atinge aceste mijloace prin perfecţionarea procesului tehnologic de prefabricare. Se folosesc pentru turnarea simultană a panourilor mari interioare, pentru clădirile de locuit, în poziţie verticală.

Condiţia tehnică de bază constă în asigurarea punerii corecte în operă a betonului, condiţie care se poate satisface numai în cazul elementelor realizate într-un singur strat.

Fig. III.6: Tipar vertical, casetat, mecanizat.

Ansamblul instalaţiei (fig. III.6) este alcătuit din două culei metalice (1) în care sunt

montaţi patru cilindri de forţă (2) pentru rezemarea grinzilor (3) ce preiau împingerea laterală a betonului, transmisă de cortinele de margine, care sunt întotdeauna şi încălzitoare. În ansamblul instalaţiei cortinele încălzitoare (4) alternează cu cortine vibratoare (5) formând pereţii tiparului casetat. Cortinele se pot deplasa în lungul insta-laţiei pe câte 4 role (6).

Fiecare cortină este realizată dintr-un cadru metalic, rigidizat pe două direcţii şi placat pe ambele feţe cu tablă. De cortinele de capăt sunt fixate, în exterior, grinzile (3).

Marginile laterale ale casetelor sunt executate din două bucăţi pentru a permite trecerea mustăţilor ce ies din cadrul panoului. Între acestea este prevăzută o bandă de cauciuc care asigură etanşeitatea îmbinării şi serveşte ca element elastic la contactul cortinelor vibratoare cu cele încălzitoare. Marginile inferioare ale casetelor sunt prinse, de asemenea, de cortine.

Cortinele încălzitoare sunt prevăzute cu conducte şi racorduri elastice (furtune) pentru admisia aburului şi evacuarea condensului.

Cortinele vibratoare sunt prevăzute în lung cu două axe cu excentric acţionate de câte un motor electric.

Spaţiul dintre culei este mai mare decât cel corespunzător numărului de elemente ce se realizează în instalaţie cu spaţiul necesar pentru lucru.

După întărirea betonului ansamblul cortinelor se găseşte mai depărtat de una dintre culei. Se deblochează cilindrii de forţă şi cortina extremă, cea mai depărtată de culeea vecină, se deplasează până lângă ea. În continuare se evacuează panoul prefabricat, se curăţă şi se ung cortina încălzitoare şi cea vibratoare, se montează armătura panoului şi apoi se deplasează cortina vibratoare lângă cea încălzitoare, realizându-se cofrarea unui prim element. Se continuă în acelaşi fel până la decofrarea, respectiv cofrarea, tuturor elementelor ce se realizează într-un ciclu de producţie şi care se găsesc acum mai apropiate de culeea de care erau mai depărtate. Se blochează cilindrii de forţă şi se toarnă betonul pe la partea superioară (beton plastic), în timp ce cortinele vibratoare asigură atât umplerea casetelor, cât şi compactarea betonului. Urmează tratarea termică, după care ciclul se reia deplasându-se cortinele în sens invers.

Se pot folosi, eventual, şi cortine încălzitoare din beton armat, cu feţele mozaicate, prin interiorul cărora circulă mediul încălzitor. În acest caz, din cauza inerţiei termice ridicate, cortinele se încălzesc înainte de turnarea betonului, la 20÷30°C, iar în perioada de coborâre a temperaturii se răcesc cu apă.

În vederea turnării betonului se poate monta, pentru muncitori, o platformă de lucru mobilă (7) ce se deplasează eu ajutorul podului rulant sau, lateral, cu un mecanism propriu. III.3.5.1. Tiparele orizontale mecanizate.

Aceste tipare servesc la realizarea panourilor mari cu structură mixtă (în trei straturi) care nu se pot turna în poziţie verticală (fig. III.7). Se realizează ca o platformă basculantă (până la un unghi de 70° cu orizontala) pentru a evita bascularea panoului prefabricat la care, în general, solicitarea la încovoiere în sens transversal apare numai la decofrare, nu şi în timpul exploatării. Saşiul rigid şi încălzitor (1) este asamblat cu un ax de basculare (2) rezemat de pereţii unei cuve (3). O pernă încălzitoare (4) acoperă tiparul şi poate fi ridicată tot prin basculare.

Părţile laterale ale tiparului (5) se deplasează faţă de marginile platformei (1) cu ajutorul unor verine hidraulice (6), permiţând cofrarea şi decofrarea mecanizată, eventual şi modificarea, în anumite limite, a dimensiunilor panoului prefabricat.

La începutul ciclului tehnologic perna se află în poziţie verticală (4), iar tiparul în poziţie orizontală (1).

După curăţirea şi ungerea tiparului se montează armătura şi elementele înglobate, se toarnă primul strat de beton, se montează izolaţia termică şi armătura stratului superior şi se toarnă betonul în acesta. Se aduce apoi perna încălzitoare în poziţie orizontală (4') prin basculare cu ajutorul cilindrului hidraulic (7), etanşându-se suprafaţa liberă a betonului. În acelaşi timp se introduce abur în instalaţia de încălzire a platformei

(1) şi a pernei (4'). După terminarea ciclului de tratare termică se aduce perna încălzitoare din nou în poziţia verticală.

Tiparul se basculează la 70° cu ajutorul cilindrului hidraulic (8), iar panoul este ridicat cu podul rulant sau cu macaraua. După revenirea platformei în poziţie orizontală, se începe ciclul următor.

Fig. III.7: Tipar orizontal basculant, mecanizat.

Variante la soluţia prezentată o poate constitui un tipar similar, la care bascularea

platformei se realizează cu utilajul de ridicat, sau un tipar la care, prin eliminarea cuvei, bascularea se face în jurul marginii inferioare a tiparului. în ultima soluţie se simplifică lucrările de instalare a tiparului, dar în schimb creşte foarte mult forţa de ridicare necesară pentru cilindrul hidraulic.

IV. ARMĂTURI PENTRU BETOANE

IV.1. GENERALITĂŢI

Totalitatea barelor de oţel introduse în beton cu scopul de a prelua eforturilor de întindere (în special), în conlucrare cu acesta, constituie armăturile pentru betonul armat şi betonul precomprimat.

Oţelurile pentru beton armat trebuie să se conformeze specificaţiilor tehnice privind cerinţele şi criteriile de performanţă necesare oţelurilor utilizate în structuri de beton.

Armătura se realizează de obicei din oţel moale cu conţinut redus de carbon, sub formă de bare rotunde netede, bare rotunde cu profil periodic, plase sudate sau profile laminate (armături rigide), precum şi din oţel special (pentru pre- sau postcomprimări), având în comun coeficientul de dilataţie termică (α=1,2x10-5) şi modulul de elasticitate (E=2 x 105 N/mm2).

Conlucrarea oţelului cu betonul se realizează prin : aderenţa dintre barele de oţel şi beton ; încleştarea în beton a plaselor, a carcaselor sau a altor forme în care se prezintă

armătura, în principal prin intermediul barelor transversale ; îmbunătăţirea ancorării în beton prin ciocuri, frete şi etrieri sudaţi.

Comportarea armăturilor pentru beton armat este definită de următoarele

proprietăţi : limita de elasticitate (fyk sau f0,2k) ; limita superioară reală de elasticitate (fy,max) ; rezistenţa la întindere (ft) ; ductilitatea (εuk şi ft/fyk) ; aptitudinea de a fi îndoite ; caracteristicile de aderenţă (fR) ; dimensiunile secţiunii şi toleranţele ; rezistenţa la oboseală ; sudabilitatea ; rezistenţa la forfecare şi rezistenţa sudurilor în cazul plaselor sudate şi a

carcaselor sudate.

Figura IV.1: Diagramele efort-deformaţie ale oţelurilor pentru beton armat

(efortul de întindere şi deformaţia apar în valori absolute) : a) Oţel laminat la cald; b) Oţel laminat la rece

Oţelul pentru beton armat trebuie să prezinte o ductilitate adecvată, definită prin raportul dintre rezistenţa la întindere şi limita de elasticitate (ft/fy)k şi prin alungirea sub încărcarea maximă εuk.

Pentru principalele produse din oţel pentru armături se stabilesc următoarele categorii de rezistenţă, în funcţie de valoarea caracteristică a limitei de curgere, conform tabelului IV.1 :

Tabelul IV.1 Categorii de rezistenţă pentru oţel-beton

Se stabilesc următoarele categorii de ductilitate în funcţie de alungirea la forţă

maximă, Agt,k, precum şi de rapoartele Ank/Agt,k (alungirea la rupere/ alungirea la forţă maximă), respectiv fm.k /fp0.2,k (rezistenţa la rupere/ limita de curgere), conform tabelului IV.2.

Tabelul IV.2 Categorii de ductilitate pentru oţel-beton

IV.2. TIPURI DE OŢELURI PENTRU BETOANE

Principalele tipuri de oţeluri sunt :

IV.2.1. Oţeluri pentru beton armat : - oţeluri beton laminate la cald :

Tabelul IV.3 Mărci de oţel-beton laminat la cald

Netede : OB 37 (C ≤ 0.23%) ; profilate periodic : PC 52 (C ≤ 0.22%) ; PC 60 (C = 0.2 ÷ 0.26%) ; BSt 500S ; Notă: la oţelurile tip OB şi PC, cifrele reprezintă rezistenţele la rupere în Kgf / mm2) ;

Categoria Limita de curgere

(N/mm2)

1 fp 0.2,k=240N/mm2

2 fp 0.2,k=340N/mm2

3 fp 0.2,k== 400N/mm2

4 fp 0.2,k== 450 N/mm2

5 fe,k= 500N/mm2

6 Re,k= 1000N/mm2

7 fp 0.2,k=1300N/mm2

8 fp 0.2,k=1500N/mm2

9 fp 0.2,k=1700N/mm2

Categorie Alungirea la forţă Raportul Raportul

maximă Agt,k (%) Ank/Agţ,k fm,k / fp0 2,k (fe.k)

A min. 2,5

min.3,0

min. 1,08

B min. 5,0 min.1,08

C min.7,5 min.1,15 max.1,30

D min. 3,5 min.1,16

Marca oţel

Diametrul nominal (mm)

Limita de curgere fyk [N/mm2]

Rezistenţa de rupere f, [N/mm2]

Denumire comercială

Alungirea la rupere A5 min

(%) Provenienţă

S 255 6 ........ 12 255 360 OB 37 25

RO.

S 235 14 ........ 40 235

S 355 6 ........ 14 355

510 PC 52 20 S 345 16 ........ 28 345

S 335 32 ........ 40 335

S 420 6 ........ 12 420

590 PC 60 16 S 405 14 ........ 28 405

S 395 32 ........ 40 395

S 500 6 ........ 28 500 550 (525) BSt 500S 7,5 RO., D., H. RO. - România, D. - Germania, H. - Ungaria.

Fig. IV.2: Geometria barei de oţel-beton PC52, conform STAS 438/1-89

Fig. IV.3:

Geometria barei de oţel-beton PC60, conform STAS 438/1-89

Fig. IV.4:

Geometria barei de oţel-beton BSt 500S, conform DIN 488.

- sârmă trasă netedă pentru beton (STNB) şi sârmă trasă profilată pentru beton (STPB). Limita de curgere ≈ 450 [N / mm2]. Se obţin prin trefilarea lui OB 37 ;

Fig. IV.5: Geometria sârmei de oţel STPB, conform STAS 438/4-98

- sârmă trasă recoaptă (STR – cu diametru de 1 (mm) pentru legarea armăturilor

sau 2 (mm) pentru legarea cofrajelor) ; - plase sudate uzinate (sunt sudabile numai prin puncte).

Plasele obişnuite se notează, în ordine, cu următoarele : plasă sudată conform SR 438-3; pasul longitudinal, respectiv transversal, în milimetri; lungime x lăţime, în metri; diametrul sârmelor longitudinale respectiv transversale cu precizarea standardului de produs. Plasele speciale se notează, în ordine, cu următoarele: plasă sudată conform SR 438-3; S (simbol pentru plase sudate speciale); lungime x lăţime, în metri; număr desen; număr poziţie. diametru! sârmelor longitudinale respectiv transversale cu precizarea standardului de produs.

Exemple de notare o Plase obişnuite :

Plasă sudată SR 438-3 - 150mm x 200mm - 5m x 2m, SPPB-8 SPPB-6, SR 438-4, 6 mm. Plasă sudată SR 438-3 - 150mm x 200mm - 5m x 2m STNB-4 STAS 438-2

o Plase speciale : Plasă sudată SR 438-3, S, 6,2 m x 3,4 m, număr desen 318, număr poziţie 3, SPPB 8

SPPB 6 SR 438-4

IV.2.1. Oţeluri pentru beton precomprimat :

Fig. IV.6: Sârme pentru beton precomprimat amprentate:

a. cu muchii drepte; b. cu muchii înclinate.

Fig. IV.7: Toroane şi liţe beton precomprimat.

- oteluri laminate la cald cu profil periodic (PC 90) ; - sârmă de oţel pentru beton precomprimat denumită prescurtat SBP. - sârmă amprentată de oţel pentru beton precomprimat, denumită presc. SBPA. - toroane din 7 sârme de oţel pentru beton precomprimat, denumite presc.TBP. - liţe din 2 sau 3 sârme de oţel pentru beton precomprimat, denumite presc. LBP.

IV.3. LIVRAREA OŢELURILOR

Livrarea oţelului beton se va face în conformitate cu reglementările în vigoare, însoţită de un document de calitate (certificat de calitate/inspecţie, declaraţie de conformitate) şi după certificarea produsului de un organism acreditat, de o copie după certificatul de conformitate.

Documentele ce însoţesc livrarea oţelului beton de la producător trebuie să conţină următoarele informaţii : denumirea şi tipul de oţel, standardul utilizat ; toate informaţiile pentru identificarea loturilor ; greutatea netă ; numele şi adresa producătorului ; numărul certificatului de conformitate ataşat ; valorile determinate privind criteriile de performanţă (nr. standard produs,

tipodimensiunea, limita curgere, alungirea la forţa maximă Agt sau la rupere An respectiv conţinutul de carbon echivalent (CE) pe oţel lichid).

- otelul beton se livrează în colaci sau în legături de bare ; Oţelul-beton în colaci se livrează în loturi unitare de manipulare, de 2 până

la 4 tone sau transcontainerizat. Prinderea în cârligul macaralei se realizează prin intermediul unui cablu cu ocheţi (introdus prin colaci cu ajutorul unei căngi şi extras manual) şi a unei grinzi cu cârlige.

Oţelul-beton în bare se livrează în „unităţi de încărcătură‖, de 1.2÷1,5 tone sau 2.5÷5 tone, solidarizate cu câte cinci legături din oţel-beton Ø 5÷6 (mm), dintre care două pot fi prevăzute cu bucle de apucare (câte trei fire). Barele se livrează în lungimi de 8÷18 (m) pentru Ø > 20 (mm), respectiv în lungimi de 10÷20 (m) pentru diametre mai mici. În mod curent se livrează la lungimea de 12 (m) (dictată de gabaritul trailerelor utilizate la transport).

Încărcarea şi descărcarea mijloacelor de transport se face cu macarale (având capacitatea de cel puţin de 5 tf), folosind diferite dispozitive de manipulare: grinzi cu cabluri, scoabe de prindere sau şpringuri (şufe).

- sârma trasă se livrează în colaci ; - plasele sudate se livrează în pachete sau în rulouri (plase aşezate 2 câte 2

faţă în faţă); - sârmele pentru beton precomprimat se livrează în colaci ambalaţi ; - toroanele se livrează pe tamburi (diametrul de înfăşurare 900 mm); - liţele se livrează în tamburi (diametru de înfăşurare 600 mm pentru d < 2mm şi

1400 mm pentru d > 2 mm). Fiecare colac sau legătură de bare sau plase sudate va purta o etichetă, bine

legată care va conţine : marca produsului ; tipul armăturii ; numărului lotului şi al colacului sau legăturii ; greutatea netă ; semnul CTC.

Tabelul IV.4 Modul de livrare a oţelurilor beton

Tipul oţelului-beton Diametrul [mm] Modul de livrare

OB 37 6÷12 în colaci

Peste 12 în legături de bare

PC 52

PC 60

PC 90

6÷8

în colaci sau In legături de bare drepte sau îndoite

10÷12

în legături de bare drepte sau îndoite cu raza de îndoire de minimum 30 d. (La înţelegerea între beneficiar şi producător se poate livra în colaci)

Peste 12 în legături de bare drepte

BSt 500 S 8÷16 în colaci

≥10 în legături de bare

Oţelul livrat de furnizori intermediari va fi însoţit de un certificat privind calitatea

produselor care va conţine toate datele din documentele de calitate eliberate de producătorul oţelului beton.

IV.4. TRANSPORTUL ŞI DEPOZITAREA

Barele de armătură, plasele sudate şi carcasele prefabricate de armătură vor fi

transportate şi depozitate astfel încât să nu sufere deteriorări sau să prezinte substanţe care pot afecta armătura şi/sau betonul sau aderenţa beton - armătură.

Oţelurile pentru armături trebuie să fie depozitate separat pe tipuri şi diametre în spaţii amenajate şi dotate corespunzător, astfel încât să se asigure:

evitarea condiţiilor care favorizează corodarea armăturii;

evitarea murdăririi acestora cu pământ sau alte materiale;

asigurarea posibilităţilor de identificare uşoară a fiecărui sortiment şi diametru.

IV.4.1 Manipularea, transportul şi depozitarea oţelului-beton livrat în bare şi

colaci

Transportul loturilor se face cu vagoane de cale ferată şi cu camioane simple sau prevăzute cu peridoc, cu remorci sau semiremorci.

Oţelul-beton în bare şi colaci se poate depozita în depozite deschise. Depozitarea de lungă durată se face pe platforme betonate pe reazeme (de beton, ţeavă veche, lemn rotund din foioase etc.), în stive simple sau suprapuse.

Oţelul-beton în bare se depozitează în cazul ―unităţilor de încărcătură‖ pe rânduri perpendiculare, cu interspaţii pentru introducerea şpringurilor, iar în cazul barelor independente, în stive simple sau suprapuse, pe reazeme (din beton, metal sau lemn) dispuse la interspaţii mici, astfel încât barele să nu atingă platforma prin încovoiere. Stivele se separă prin elemente verticale (pari de lemn) la ≈1.50÷2.00m, iar pe înălţime barele se separă în pachete prin intermediul unor bile de lemn (sau ecarisaţi). Oţelul-beton în colaci se depozitează pe reazeme similar „unităţilor de încărcătură‖, aceştia fiind stabilizaţi cu pari de lemn verticali.

Stivuirea se face pe diametre şi calităţi de oţel; colacii se stivuiesc după

aceleaşi reguli, dar reazemele trebuie să fie numai din elemente plate (dulapi, grinzi

de beton etc.). Stivuirea provizorie pe platforme betonate se poate face şi fără reazeme. Colacii constituiţi în loturi unitare legate se pot stivui prin suprapunere. Pentru depozitarea de lungă durată (1 an) stivele se protejează contra intemperiilor prin folii de masă plastică etc., care se fixează de suprafaţa platformei cu scânduri sau alte confecţii.

Oţelul-beton poate să aibă un strat subţire de rugină, chiar aderentă. Nu se admite ca rugina să reducă din secţiunea barelor.

Fig. IV.8: Stive pentru bare de oţel-beton.

IV.6.6.2 Manipularea, transportul şi depozitarea plaselor sudate Plasele sudate se livrează:

- în pachete de cel mult 50 buc. şi cu greutatea de până la 2.5tone; - în rulouri cu diametrul exterior până la 1.10m (pentru Ø<10 mm).

În pachete, plasele se aşează una peste alta, faţă în faţă. De asemenea, pachetele sunt prevăzute cu 4÷6 legături de manevră din sârmă laminată Ø6mm. Manipularea pachetelor de plasă se va face în mod obligatoriu cu ajutorul unui dispozitiv prevăzut cu 4 sau 6 cabluri. Transportul se poate efectua cu vagoane CF (pentru plase cu lăţimea maximă de 2.70m), sau cu camioane sau remorci joase, prevăzute cu țepușe – care să nu fie depăşite de stivă. Depozitarea plaselor sudate se face în locuri amenajate şi curate, similar regulilor de depozitare pentru oţelul-beton. Așezarea plaselor se poate face pe orizontală, acestea rezemându-se pe elemente (din beton, metal sau lemn), organizate astfel încât ochiurile să se suprapună pe vertical, sau în picioare rezemate de rastele stabile (cu depozitare pe o parte sau pe ambele părţi).

Fig. IV.9: Depozitarea corectă a plaselor

Fig. IV.10: Depozitarea incorectă a plaselor pe orizontală

IV.5. VERIFICAREA CALITĂŢII

Armăturile vor fi verificate conform „Specificaţiei Tehnice privind cerinţe şi criterii de performanţă pentru oţeluri utilizate în construcţii‖. Pentru fiecare cantitate şi sortiment aprovizionat, operaţia de control înseamnă : examinarea documentelor de certificare a calităţii ;

Certificatul de calitate în mod obligator trebuie să conţină caracteristicile mecanice, trecându-se valorile găsite de uzină la încercările făcute. În certificatul de calitate sunt trecute: marca de fabrică, denumirea uzinei producătoare, denumirea beneficiarului (şantier), data fabricaţiei, produsul conform STAS, tipul oţelului-beton şi dimensiunea, numărul comenzii, masa, numărul avizului de expediţie, confirmarea de producător a calităţii (semnătura C.T.C. cu ştampilă).

verificarea dimensiunilor şi profilului ; o Verificarea dimensiunilor şi profilului se face cu şublerul pe minimum doi colaci sau

legături de bare a profilului (diametrul inimii, înălţimea nervurilor, distanţa între nervuri) şi se compară cu valorile de referinţă.

o Diametrul se măsoară în 3 secţiuni transversale situate la pătrimile epruvetei şi perpendiculare pe axa ei. Măsurarea diametrului în fiecare loc se face pe două direcţii perpendiculare, valoarea căutată fiind media aritmetică a acestor 6 măsurări.

o Nervurile periodice se măsoară pe 5 nervuri consecutive aşezate pe aceeaşi parte şi se repetă pe partea opusă.

o Distanţa dintre nervuri se măsoară pe o direcţie perpendiculară pe axa epruvetei.

o Nervurile se măsoară cu şublere sau micrometre cu precizia de 0,02 mm la diametrele mici (d≤10 mm) şi cu precizia de 0,05 mm la restul diametrelor.

o Aria secţiunii iniţiale — efective — a epruvetelor se determină pe baza mediilor măsurătorilor. La oţelul cu profil periodic se poate determina prin măsurare adăugând la aria inimii — corespunzătoare diametrului măsurat — aria secţiunilor măsurate ale nervurilor din secţiunea de rupere considerate în mod convenţional ca dreptunghiuri.

verificarea aspectului (calităţii) suprafeţei ; o Pe suprafaţa barei se admite un strat subţire de oxizi (rugină), cu condiţia ca reducerea

dimensiunilor secţiunii barei, după îndepărtarea stratului de oxizi, să nu depăşească abaterea limită la diametru. Nu se admit nervuri rupte.

o Se admit următoarele defecte locale ale suprafeţei: denivelări, zgârieturi rotunjite, striuri sau asperităţi cu condiţia ca abaterea limită prevăzută pentru profilul şi diametrul respectiv să nu fie depăşită.

Fig. IV.11: Depozitarea pe capre

Fig. IV.12: Ridicarea plaselor cu cabluri şi cârlige

verificarea caracteristicilor mecanice şi calităţii sudurii nodurilor o îndoire la banc ;

pe şantier, fără alte utilaje se poate face proba de îndoire similară cu cea prevăzută în standard, condiţia fiind ca diametrul dornului pe care se face îndoirea şi unghiul de îndoire α (fig. IV.8) să corespundă cu valorile prevăzute. Unghiul de îndoire α de 180° se realizează făcând îndoirea până, când cele două ramuri ale barelor ajung paralele (oţelurile OB 37) sau 135° (PC 52, PC 60, BSt 500 S).

Proba de îndoire se consideră satisfăcătoare dacă după efectuarea ei nu apare nici o crăpătură sau fisură pe faţa exterioară curbată.

o proba de tracţiune ; încercarea la tracţiune se face pentru determinarea rezistenţei de

rupere ft, limitei de curgere fy sau fp0.2,k şi alungirii la rupere. Această probă se face unde nu există certificat de calitate sau există dubii asupra calităţii oţelului şi la livrări importate. În cazul execuţiei prefabricatelor în serie încercarea la tracţiune este obligatorie.

o Verificarea nodurilor sudate ; o verificarea săgeţilor la derularea colacilor ;

IV.6. CONFECŢIONAREA ARMĂTURILOR PENTRU BETOANE

IV.6.1. Operaţii pregătitoare :

Pentru confecţionarea armăturilor pe şantier, în ateliere sau uzine, se folosesc

dispozitive şi maşini cu un grad mai mic sau mai mare de complexitate. În general operaţiile pe care le suportă armăturile sunt : îndreptarea, tăierea,

fasonarea (îndoirea), înnădirea şi sudarea, confecţionarea carcaselor şi plaselor legate şi sudate etc.

Operaţia de îndreptare este în funcţie de modul de livrare a armăturii (colaci sau legături de bare), forma profilului, rezistenţa oţelului, diametrul barelor şi dispozitivelor sau utilajelor specifice de care se dispune pe şantier sau în atelier. Această operaţie poate fi făcută manual sau mecanic.

Operaţia de tăiere a armăturilor la lungimea desfăşurată prevăzută în proiect se face şi ea manual sau mecanic în funcţie de dispozitivele sau utilajele de care se dispune.

Fasonarea (îndoirea) se face manual sau mecanic în funcţie de dispozitivele şi utilajele de care se dispune, de grosimea barelor, razele de îndoire, calitatea oţelurilor etc. Fasonarea se face după desenele din proiect.

Operaţiile de sudare, atât cele de înnădire în lung a barelor, cât şi cele de petrecere pentru formarea carcaselor şi plaselor sunt incluse de regulă în tehnica sudării armăturii şi nu se realizează de fierarii-betonişti, ci de sudori specializaţi în

Fig. IV.8: Îndoirea oţelului-beton pe şantier.

sudarea oţelurilor - beton sun se execută de către agregate complexe pe linii semiautomate sau automate de sudare. Unele operaţii simple la sudarea prin puncte se pot executa şi de fierarii betonişti.

Confecţionarea carcaselor şi plaselor se poate face, în ateliere sau direct la locul de montaj a armăturii, respectiv în cofraje.

Industrializarea producerii armăturilor necesită execuţia în ateliere a armăturilor sub formă de carcase şi plase sudate.

Operaţiile pregătitoare fac parte din pregătirea fabricaţiei elementelor de beton armat şi sunt funcţie de gradul de organizare a atelierului de şantier, a atelierului centralizat de armături sau cel al fabricilor de prefabricate etc.

Pregătirea fabricaţiei se face pe baza proiectului de execuţie, din care se extrage armătura, pentru fiecare obiectiv, pe elemente, mărci de armătură, diametre şi număr de bucăţi, întocmindu-se fisa de debitare si fasonarea armăturii.

În planşele de proiectare există şi un extras de armătură. Fişa de debitare şi fasonare se face pe baza datelor din proiect. Fişa poate fi întocmită de organele specializate cu pregătirea fabricaţiei sau de către maistru. Fiecare bară va trebui să poarte un indicator din care să rezulte elementul la care se referă şi marca armăturii prevăzută în proiect. În atelierele de armături este indicat să fie afişate planşe cu tehnologia de fasonare în care se va arăta pe calităţi de oţeluri şi diametre de bază, razele de îndoiri, mărimea dornurilor şi a rolelor pe care se face îndoirea, tehnologia schematică de îndoire, lungimea ciocurilor, lungimea desfăşurată a îndoirilor etc.

După întocmirea fişelor de debitare şi fasonare, se stabileşte, cu câteva zile înainte de începerea operaţiilor de debitare şi fasonare, cantitatea totală de oţel-beton, pe calităţi de oţel (OB 37, PC 52, PC 60 etc.) şi pe diametre, care se vor îndrepta, debita (tăia) şi fasona stabilindu-se pe formaţii de lucru cantitatea totală de armături pentru o perioadă determinată, de regulă pentru 10 zile.

Armăturile care urmează a fi luate din depozit, pentru debitare şi fasonare, vor fi indicate de şeful de depozit, care va trebui să indice pe lângă calitatea oţelului şi diametrul barelor, certificatele de calitate pe care le deţine şi oricare alte date necesare stabilirii calităţii.

Măsurarea diametrului trebuie făcută cu atenţie pentru verificarea diametrului nominal trecut în standard, precum şi a abaterilor dimensionale conform standardului.

Colacii sau barele care depăşesc toleranţele negative nu se folosesc la fasonare, ele se notează şi rămân în depozit pentru alte destinaţii.

Oţelul-beton care corespunde din punct de vedere calitativ se transportă şi se grupează pe diametre lângă linia de îndreptare şi fasonare.

Înainte sau după operaţia de îndreptare, se curăţă oţelul de rugină, pete de ulei, praf etc. prin frecare cu peria de sârmă sau alte procedee de decapare.

IV.6.2. Îndreptarea armăturilor:

Prima operaţie tehnologică de confecţionare a armăturilor este operaţia de

îndreptare care este diferită la armătura livrată în colaci, faţă de armătura livrată în legături de bare.

Dispozitivele de îndreptare sunt funcţie de calitatea oţelului (rezistenţa lui), diametrul barelor colacului, la armăturile livrate în colac şi chiar de greutatea acestuia. Oţelurile-beton laminate la cald şi livrate în colaci se descolăcesc cu atât mai greu, cu cât oţelul are o rezistenţă mai mare, diametrul barelor este mai mare şi diametrul colacului este mai mic, deoarece aceste oţeluri ies din laminor sub formă plastică (bare înroşite), care se răcesc pe vârtelniţa de lângă laminor.

Oţelurile de înaltă rezistenţă pentru beton precomprimat, sârme şi produse de sârme (toroane şi liţe), de regulă sunt înfăşurate în colaci de dimensiuni mari sau pe tamburi de lemn de dimensiuni mari (toroanele), diametrul interior al colacului se alege

astfel ca oţelurile să se deruleze cu o săgeată mică, fără să aibă nevoie de o operaţie de îndreptare ca la oţelurile laminate la cald. Aceste tipuri de oţeluri se numesc autoderulante (diametrul colacului este în jur de 2,00 m.

IV.6.2.1. Îndreptarea prin tracţiune cu troliul manual, a oţelului-beton livrat în colaci

Se utilizează pentru oţeluri cu Φ ≤12. Pentru tehnologie se amenajează o platformă betonată cu lungimea de cca.

50m şi lăţimea de 2-3m, care la un capăt are un stâlp fixat în pământ şi un cleşte special iar la celalalt capăt un troliu manual prevăzut cu un cleşte. Capătul colacului de oţel se fixează în cleştele stâlpului, se descolăceşte oţelul până la troliu, se taie vergeaua cu o foarfeca manuala şi se prinde capătul în cleştele troliului. Prin acţionarea troliului se întinde vergeaua.

Tracţiunea nu va depăşi jumătate din limita de curgere pentru oteluri: - forţa de întindere: F ≤ 0,5 x A x Rp 0,2 .

Dacă controlul se face prin alungiri, atunci alungirea totală maximă se calculează din condiţia ca alungirea procentuală să nu depăşească 0,2%, [2 mm/m] alungire:

- Al ≤ (2/1000) x L Pentru operaţia de întindere sunt necesare următoarele dispozitive: un troliu

manual bine fixat la capătul platformei trebuie să aibă înfăşurat un cablu flexibil, doi cleşti de tipul celui arătat în fig. IV.9; un cablu sau un lanţ de întindere, un punct fix la celălalt capăt al platformei (stâlp bine înfipt în pământ), metru sau ruletă pentru măsurarea alungirii etc.

Fig. IV.9: Îndreptarea manuală a oţelului-beton în colaci:

a) descolăcire; b) îndreptare; c) cleşte.

Operaţii tehnologice : - se fixează troliul ; - se prinde unul din cleşti de capătul fix (stâlp) cu un cablu sau lanţ ; - colacul de oţel-beton se duce lângă stâlpul din capătul platformei (stâlpul

de ancorare), iar capătul liber al barei se prinde în cleştele de la capătul fix; - colacul se rostogoleşte până în apropierea troliului unde bara de oţel-

beton se taie din colac cu foarfece ; - se prinde cu al doilea cleşte de cablul flexibil al troliului (prinderea se poate

face înainte de tăiere dacă barele au tendinţa de reîncolăcire) ; - cu troliul se începe întinderea lentă până oţelul se pune sub tensiune

slabă; - se marchează pe platformă şi pe bară, lungimea barei înainte de

începerea întinderii propriu-zise (se pot folosi şi stative speciale de lemn cu gradaţii pentru urmărirea, deplasării capătului barei) ;

- întinderea troliului se continuă până când oţelul se alungeşte cu mărimea stabilită. Controlul alungirii se poate face cu orice fel de dispozitiv impro-

vizat care poate indica alungirea totală în centimetri. Alungirea se poate măsura cu metrul pe platforma betonată, urmărind deplasarea capătului barei de lingă troliu, până la atingerea reperului stabilit.

- după îndreptare urmează operaţia de debitare la lungime, care se poate face pe platforma betonată sau lângă standul de fasonare.

IV.6.2.2. Îndreptarea prin tracţiune cu troliul electric, a oţelului-beton livrat în colaci

Se utilizează pentru orice diametru de oţel. Instalaţia dispune de următoarele dispozitive (fig. IV.10) :

- o baterie de vârtelniţe (1) bine ancorate în pământ pe care se pun colacii; - troliul electric fixat de platformă (7); - dispozitive anexe :

o stâlpi de ancorare (4); o plăci de ancorare (3); o fixator cu excentric (2); o dispozitiv de întindere (5); o cablu fără sfârşit (6); o cablu de întindere (8).

Descolăcirea presupune montarea colacilor pe vârtelniţe, fixarea vergelelor din colaci pe placa de ancorare, prinderea plăcii în cablul fără sfârşit, pornirea troliului ce acţionează cablul fără sfârşit şi oprirea procesului când cârligul de întindere ajunge la troliu.

Întinderea presupune prinderea vergelelor în fixatorul cu excentric, scoaterea cârligului de pe cablul fără sfârşit şi prinderea lui de cablul de întindere şi pornirea troliului până la atingerea alungirii de 0,2%.

Fig. IV.10: Îndreptarea cu troliul electric a oţelului-beton în colaci:

1 – vârtelniţe; 2 – fixator cu excentric; 3 – placa de ancorare; 4 – stâlp de ancorare; 5 – dispozitiv întindere cablu fără sfârşit; 6 – cablu fără sfârşit; 7 – troliu electric; 8 – cablu de întindere.

Fig. IV.11: Vârtelniţe:

a) simplă, de şantier; b) dublă, de inventar. 1 – cruce; 2 – cerc de rulare; 3 – suporţi din ţeavă.

Fig. IV.12: Dispozitive anexe:

a) fixarea capetelor armăturilor de cablu fără sfârşit prin intermediu plăcii de ancorare; b) fixator cu excentric. 1 – placă de ancorare; 2 – cârlig de întindere; 3 – cablu fără sfârşit.

Operaţii tehnologice: - Operaţia de descolăcire :

o Montarea colacilor pe vârtelniţe ; o Prinderea capelelor barelor de pe colacii puşi pe vârtelniţă în cablu

fără sfârşit prin intermediul plăcutei de ancorare şi cârligului de întindere ;

o Descolăcirea se realizează prin acţionarea cablului fără sfârşit de către troliu, al cărui motor a fost pus în funcţiune; derularea cablului fără sfârşit este asigurată de faptul că celălalt capăt al său este legat de stâlpul de ancorare cu scripete ;

o Operaţia de descolăcire se termină când cârligul de întindere a ajuns la capătul cursei cablului fără sfârşit, când se opreşte şi motorul.

- Operaţia de întindere şi debitare : o Se începe cu fixarea barei de capătul dinspre vârtelniţe prin fixatorul

cu excentric, iar celălalt capăt se leagă de tamburul troliului prin intermediul cablului de întindere şi plăcii de ancorare ;

o îndreptarea propriu-zisă începe prin acţionarea troliului în aceleaşi condiţii ca la îndreptarea cu troliul manual, până când se realizează alungirea procentuală stabilită (maximum 0,2%) ;

o După îndreptare se roteşte tamburul troliului înapoi, bara se aşează prin greutatea proprie pe platformă, apoi se eliberează din fixator şi din placa de ancorare ;

o Se taie barele de pe platformă cu foarfecele la lungimile cerute conform fişei de debitare ;

o Se transportă barele în fascicule până la bancul de lucru.

IV.6.2.3. Îndreptarea oţelului-beton livrat în colaci, cu maşini de îndreptat

Pentru mecanizarea operaţiilor de îndreptare au fost concepute diferite utilaje de îndreptat şi tăiat oţel-beton, caracterizate în principal de următorii parametrii:

- putere mare; - viteză de îndreptare mult superioară mijloacelor enunţate mai sus; - productivitate mare; - diametrele îndreptate pot fi mai mari de 12mm, funcţie de tipul utilajului.

Principalele componente ale unui astfel de utilaj sunt: - vârtelniţa, suport pentru colacul de oţel-beton; - mecanismul de avans şi îndreptare; - mecanismul de tăiat şi degajare automată a barelor; - suportul pentru susţinerea barelor îndreptate şi tăiate;

- elemente electrice de acţionare, reglare şi automatizare a operaţiilor.

a) Utilaj de îndreptat cu tobă rotitoare cu bacuri

Fig. IV.13: Schema maşinii de îndreptat cu tobă rotitoare cu bacuri:

1 – vârtelniţa; 2 – colac; 3 – inel de ghidare; 4 – tobă rotitoare cu bacuri; 5 – role de tragere; 6 – mecanism de taiere; 7 – limitator si întrerupător pentru foarfeca;

8 – jgheab metalic; 9 – bare îndreptate si tăiate

Fig. IV.14: Schema tobei rotitoare cu bacuri:

1 – carcasa tobei ; 2 – bac ; 3 – şurub de reglare ; 4 – vergea de oţel beton ;

Operaţii tehnologice: - Se aşează colacul pe vârtelniţa, se introduce capătul liber al vergelei prin

inelul de ghidare, prin toba rotitoare, printre rolele de tragere şi prin mecanismul de taiere ;

- se reglează distanta dintre bacuri şi dintre rolele de tragere după diametrul vergelei ;

- se fixează limitatorul care comandă mecanismul de tăiere la lungimea dorită a barei ;

- se fixează numărătorul de bare şi se porneşte instalaţia ; - după pornire, toba se roteşte în jurul axului longitudinal cu viteză şi

vergeaua de oţel antrenată de rolele de tragere este trasă printre bacurile reglate după diametrul barei, fiind îndoită în toate direcţiile şi rezultând la ieşirea din tobă bara îndreptată şi curăţată de rugină ;

- când bara trece prin dreptul dispozitivului de taiere, prin jgheabul de ghidare şi atinge limitatorul care comandă tăierea, bara cade în partea inferioară a jgheabului.

b) Utilaj de îndreptat cu role

Se folosesc de obicei la îndreptatul barelor cu diametru mic, de regulă cu diametru de până la 12 (mm).

Operaţii tehnologice : - Se aşează colacul pe vârtelniţă ; - se reglează distanţa dintre rolele de taiere şi îndreptare după diametrul

vergelei ; - se introduce capătul vergelei prin inelul de ghidare, prin rolele de

îndreptare şi prin mecanismul de taiere ; - se fixează limitatorul pentru lungime şi tăiere ;

- se reglează numărătorul de bare şi se porneşte instalaţia ; - după pornire vergeaua este împinsă între rolele verticale şi orizontale şi

prin curbări succesive descrescătoare bara se îndreaptă şi se curăţă. Limitatorul comandă lungimea şi tăierea.

Fig. IV.15: Schema maşinii de îndreptat cu role:

1 – vârtelniţă; 2 – colac; 3 – inel de ghidare; 4 – role de tragere; 5 – role de îndreptare verticale; 6 – role de îndreptare orizontale; 7 – ghilotina; 8 – limitator – întrerupător pentru taiere;

9 – jgheab metalic; 10 – bare îndreptate si tăiate

Fig. IV.15: Schema de funcţionare a rolelor:

IV.6.3. Tăierea armăturilor :

Se poate realiza manual cu foarfece sau ştanţe manuale, sau mecanizat cu

ştanţe mecanice acţionate cu motoare electrice sau hidraulice, precum şi cu agregate complexe de tăiere etc.

Foarfecele (cleştele) de mână (fig. IV.16) se foloseşte pentru tăierea barelor subţiri (cu diametre de până la 14…16mm). Lamele sunt realizate din oţel special aliat tratat, garantat pentru a tăia materiale cu rezistenţă maximă la tracţiune de până la 850 N/mm2.

Lamele sunt interschimbabile prin sistem de înșurubare, cu secţiune transversală triunghiulară, permiţând astfel utilizarea celor trei tăişuri, fără a fi necesară înlocuirea cleştilor, economisirea fiind evidentă.

Fig. IV.16: Foarfece (cleşte) de mână pentru tăiat otel-beton.

Ştanţele manuale, (fig. IV.17) sunt angrenaje acţionate prin pârghii. Cuţitele sunt interşanjabile, putând fi schimbate după diametrul barelor care se taie sau când se uzează.

Sunt numeroase firme care livrează stanţe manuale care asigură tăierea oţelului-beton de toate calităţile până la diametrul de 40 mm. Ştanţa se fixează de o fundaţie, are un batiu masiv şi un braţ robust, acţionat prin pârghii cu sau fără cremaliere, care acţionează cuţitul de tăiat.

La uneltele manuale se taie de regulă — o singură bară.

Fig. IV.17: Ştanţă manuală pentru tăiat otel-beton. Ştanţele manuale hidraulice pot tăia cu uşurinţă oţel-beton de diametru mare.

Transmiterea forţei nu se face prin pârghii, ci prin pompe hidraulice acţionate manual. Stanţa se compune din: batiul ştanţei, organele de tăiere, corpul de pompă şi organele de transmitere a forţei la organele active de taiere (cuţitul).

Ştanţele mecanice sunt alcătuite pe acelaşi principiu cu ştanţele manuale, numai că organele active sunt acţionate prin angrenaje puse in funcţiune de motoare electrice.

Fig. IV.18: Ştanţe mecanice pentru tăiat otel-beton.

Maşinile de regulă sunt autonome, montate pe roţi şi cu dispozitive de

împingere. Maşinile au comenzi manuale sau la picior. Ştanţele mecanice pot tăia toate diametrele de bare şi pot tăia şi un număr mai

mare de bare, chiar până la 12 bare o dată, dacă diametrul acestora este mai mic. Atât la ştanţele manuale, cât şi la cele mecanice, pentru a se asigura o bună

tăiere este necesar să se dispună de cuţite cu duritate corespunzătoare, bine ascuţite, care să se deplaseze în planuri paralele, fiind fixate de organele active ce nu au mişcări laterale, asigurând un bun ghidaj. Tăierea plaselor sudate se face cu : cleşti manuali, care taie bară cu bară ; cleşti cu acţionare electrică, care pot tăia simultan două bare ; ferăstraie circulare electrice de mare turaţie ; maşina de tăiat plase.

1

IV.6.4 Fasonarea armăturilor

IV.6.4.1. Generalităţi

Fasonarea armăturilor constă în prelucrarea acestora conform cotelor din proiect. Operaţia presupune îndoirea barelor (tăiate la lungimea necesară) la unghiurile şi la cotele precizate. Fasonarea poate fi realizată manual sau mecanizat.

Pentru a se putea începe fasonarea armăturilor, barele trebuie să fie drepte (condiţie obţinută în urma operaţiei de îndreptare), respectiv să aibă suprafaţa curată. Astfel, se va proceda la : îndepărtarea oricăror urme de impurităţi precum : pământ, uleiuri, vopsele, etc. ; îndepărtarea ruginei neaderente, prin lovire uşoară cu ciocanul ; îndepărtarea ruginei aderente prin frecare cu peria de sârmă.

Notă: după îndepărtarea ruginei, se va verifica obligatoriu dacă reducerea dimensiunilor secţiunii barei depăşesc sau nu abaterile limită la diametru (tabel IV.5).

Tabelul IV.5

DIAMETRUL NOMINAL (mm)

ABATEREA LIMITĂ

OB 37 PC 52, PC 60 PC 90

6 ±0.3

+0.3 -0.5

±0.3 8

10

+0.3 -0.5

+0.4 -0.5

+0.3 -0.5

12

14

16

18

20

22

+0.5 -0.8

+0.5 -0.8

25

28

32 +0.4 -0.75

36 ±0.8 ±0.8

40

În vederea începerii operaţiei de fasonare, la nivelul barelor îndreptate din oţel –

beton, se procedează la trasarea bucăţilor din care urmează a se confecţiona mărcile de armătură (conform proiectului). Trasarea reprezintă identificarea lungimii desfăşurate a barei care urmează a se debita, aceasta făcându-se prin : măsurare manuală cu metrul sau cu şublerul pentru oţelul-beton îndreptat manual

(livrat în colaci) ; măsurare manuală cu metrul sau cu şublerul pentru barele care se vor debita cu

stanţa fixă ; măsurarea cu limitatori de lungime pentru oţelul cu Ø<12 (mm) (debitat cu maşina

de îndreptat-debitat) şi pentru Ø 12 (mm) cu maşina mobilă de măsurat şi debitat bare.

Îndoirea barelor înclinate, a barelor de trecere din stâlpi în grinzi (pe înălţimea nodului) şi a celor trecute peste colţul unui cadru, se face după un arc de cerc, a cărui rază va fi de cel puţin 10 d, iar la capete dacă au prevăzute ciocuri, acestea vor fi executate conform detaliilor specificate în SR EN 1992 (fig. IV.19) : pentru bare cu diametre d ≤ 16 (mm), realizate din oţel OB şi PC raza de curbură

a ciocurilor se ia R 2 d ;

pentru bare cu diametre d 18 (mm), realizate din oţel OB şi PC raza de curbură

a ciocurilor se ia R 3.5 d ; pentru etrieri (realizaţi din oţel OB şi PC), raza de fasonare a conturului, respectiv

a ciocurilor se ia R 2 d, unde d este diametrul etrierului (fig. IV.20).

2

Fig. IV.19: Razele de fasonare a armăturilor realizate din oţeluri netede şi cu profil periodic. (În cazul oţelurilor de tip PC, ciocurile, dacă sunt prevăzute, se fasonează la un unghi de

90o. În cazul oţelurilor tip OB, ciocurile se fasonează numai la unghiuri de 180

o.)

Fig. IV.20: Fasonarea etrierilor pentru carcasele grinzilor şi stâlpilor.

Ancorajul se realizează prin ciocuri îndoite la 135

o sau la 180

o în cazul etrierilor confecţionaţi din

oţel neted OB 37 şi numai la 135o în cazul celor confecţionaţi din oţel cu profil periodic tip PC 52 sau

PC 60. Pentru asigurarea unei bune ancorări a etrierilor cu rol de fretare a zonelor plastic potenţiale (stâlpi sau bulbi de pereţi structurali), porţiunea dreaptă a ciocurilor etrierilor se consideră 10 d. În rest, porţiunea dreaptă a ciocurilor etrierilor va avea lungimea de cel puţin 5 d sau 50 (mm).

d ≤ 16 mm →R ≥ 2d →D ≥ 4d D ≥ 4d = 4x10=40 mm lc=0,785(d+D)+5d=0,785x50+50=89,2 mm≈90 mm L = L1+2lc = 3,25+2x0,09=3,43 m

d ≥ 18 mm →R ≥ 3,5d →D ≥ 7d D ≥ 7d = 7x18=126 mm lc=1,57(d+D)+5d =1,57x144+5x18 = 316,1 mm ≈ 320 mm L = ΣLi+2lc = 0,70+2x0,14+0,15+1,20+2x0,32=2,97 m ≈ 3,00 m

Etrier grindă Φ 8 OB37 : D≥4d=4x8=32 mm lc=1,18D+max(5d; 50 mm)=87,7 mm≈90 mm L=ΣLi+2lc=1,68≈1,70 m

Etrier stâlp Grupa A Φ 8 PC52 : D≥4d=4x8=32 mm lc=1,18D+10d=117,7 mm≈120 mm L=ΣLi+2lc=2,04≈2,05 m

3

Fasonarea ciocurilor şi îndoirea armăturilor se execută cu o mişcare lentă, fără şocuri. În cazul utilizării maşinilor de îndoit (fasonare mecanizată) cu două viteze, fasonarea barelor din oţeluri cu profil periodic va fi efectuată numai cu viteză mică.

Barele cu diametru mai mare de 25 (mm) se vor fasona numai la cald, după încălzirea locală la forjă la o temperatură care să nu producă transformări periculoase în structura oţelului. Se va evita utilizarea lămpii de benzină, aceasta depunând pe suprafaţa armăturilor funingine care afectează în sens negativ aderenţa acestora cu betonul.

Se recomandă ca fasonarea armăturilor din OB 37 să nu se facă la temperaturi mai scăzute de -10°C, armăturile din PC 52 la temperaturi sub -5°C şi armăturile din PC 60 la temperaturi sub 0°C.

De asemenea, este indicat ca fasonarea să se efectueze numai în ateliere centralizate, unde se pot asigura condiţii optime de lucru permanente şi folosirea unor tehnologii de lucru avansate, ceea ce asigură şi o productivitate ridicată, respectiv o calitate superioară a lucrărilor. IV.6.4.2. Fasonarea manuală a armăturilor Fasonarea manuală a armăturilor se face de regulă pe un banc de lucru, pe care sunt fixate dispozitive ajutătoare de îndoire. Bancul de fasonat se realizează în general din metal, având blatul rigid şi cu suprfaţa plană (executat din tablă groasă).

Fig. IV.21: Banc de lucru.

Cele mai utilizate scule şi dispositive folosite la fasonarea manuală a oţelului beton pentru armături sunt : a) Cheile simple sau duble – cu brat drept sau frânt. Au diferite dimensiuni, funcţie

de diametrul barelor fasonate. Îndoirea barelor cu diametre mici (< 10 mm), poate fi realizată cu ajutorul a două chei (fig. IV.22,a). În cazul utilizării unei singure chei, este necesară şi o placă metalică prevăzută cu 3÷4 dornuri dispuse astfel încât pe ele să se poată monta role cu diferite diametre exterioare, care să permită obţinerea razelor de curbură necesare (funcţie de diametrele barelor de fasonat) (fig. IV.22,b) ;

Fig. IV.22: Fasonarea manuală a armăturilor:

a)-îndoirea barelor cu două chei; b)-îndoirea barelor folosind o cheie şi trei dornuri.

4

b) Placa cu găuri – (fig. IV.23,a); c) Placa turnantă cu două dornuri – (fig. IV.23,c); d) Placa simplă cu trei dornuri - (fig. IV.23,d); e) Placa cu dorn crestat şi cheie fixată de placă - (fig. IV.23,e);

Fig. IV.23: Plăci metalice pentru fasonat armături:

a)-îndoirea barelor pe o placă cu găuri; b)-cheie cu două dornuri; c)-placă turnată cu două dornuri; d)-placă cu trei dornuri; e)-placă cu dorn crestat.

IV.6.4.3 Fasonarea mecanizată a armăturilor La fasonarea mecanizată a barelor din oţel-beton se utilizează maşini de fasonat cu grad ridicat de automatizare, care asigură o productivitate ridicată a acestor lucrări (proces de modernizare). Maşinile de fasonat pot fi de tip fix (numite şi roboţi) (fig. IV.24), fiind integrate în fluxul tehnologic al atelierelor specializate pentru confecţionarea armăturilor, sau mobile (fig. IV.25) situaţie care le permite acestora deplasarea şi instalarea chiar în incinta şantierelor, eliminându-se astfel transportul armăturilor confecţionate la obiectiv.

5

Fig. IV.24: Maşină fixă pentru fasonarea armăturilor.

Se poate observa gradul ridicat de automatizare al maşinii (denumită şi robot), aspect care conduce la un nivel ridicat de productivitate.

Elementele componente ale unei maşini de fasonat armături, sunt în principal cele prezentate în figura IV.25:

Fig. IV.26: Maşini mobile pentru fasonarea armăturilor.

a)-pentru fasonat frete; b)-pentru fasonat bare.

Fig. IV.25: Părţile componente ale unei maşini mobile de fasonat oţel-beton.

1) batiu maşină ce adăposteşte mecanismele de antrenare;

2) dispozitiv de comandă; 3) placă de lucru (metalică); 4) disc rotativ poziţionat într-un decupaj circular

realizat în placa de lucru, care formează organul activ al maşinii;

5) plăci transversale cu poziţie fixă sau reglabilă, prevăzute cu locasuri pentru dornuri sau roţi, şi care formează organele pasive ale maşinii;

6) dornuri cu diverse diametre.

6

În locaşurile practicate la nivelul discului rotativ al maşinii, element care constituie organul activ al acesteia, se pot monta dornuri cu role având diametre diferite, care servesc la obţinerea razelor de curbură necesare pentru îndoirea barelor din oţel – beton. Utilizarea raţională a maşinilor de fasonat este posibilă numai în condiţiile unei bune cunoaşteri a performanţelor acestora, respectiv a folosirii dispozitivelor anexă şi a tabelelor ajutătoare care indică unghiul de rotaţie necsar realizării unei îndoiri simple sau duble. De asemenea, este necesar a se cunoaşte şi diametrul maxim al unei bare sau al barelor care se îndoaie concomitent. În România, s-au utilizat pe scară largă maşinile de fasonat produse de întreprinderile “9 Mai” din Bucureşti, “6 Martie” din Zărneşti, respectiv maşina MF-32 produsă de uzina mecanică Sibiu. Aceasta din urmă, poate efectua operaţiile de îndreptare, îndoire şi spiralizare a barelor (cazul fretelor). Fără reglare automată, barele se pot fasona până la un unghi de 180o, iar cu reglare automată se pot îndoi la unghiuri de 45o, 90o, 135o şi 180o. Cu ajutorul maşinilor de fasonat, se pot prelucra bare din oţel-beton astfel :

OB37 până la diametrul 40 (mm);

PC52 până la diametrul 32 (mm);

PC60 până la diametrul 28 (mm). Principalele operaţii tehnologice efectuate pentru fasonarea barelor din oţel – beton sunt : a) Stabilirea schemei de lucru - se realizează în funcţie de diametrul barelor, cotele

de fasonare şi caracteristicile maşinii, astfel :

îndoire dublă cu un singur dorn fixat pe discul rotativ (fig. IV.27,a);

îndoire dublă cu două dornuri fixate pe discul rotativ (fig. IV.27,b);

îndoire dublă cu un dorn fixat pe un prelungitor al discului (fig. IV.27,c);

îndoire simultană a mai multor bare subţiri, folosind dispozitive de ghidaj (fig. IV.27,d);

Fig. IV.27: Scheme de lucru pentru fasonarea barelor din oţel- beton.

7

b) Montarea pe masa de lucru a riglelor găurite, a dornurilor şi a rolelor de îndoire pe

dornuri (la poziţiile conforme schemei de lucru alese). Cotele „A” şi „B” se calculează în funcţie de cotele din proiect ale armăturilor ce trebuie fasonate, respectiv de diametrul acestora. Dimensiunea rolelor se stabileşte funcţie de diametrul barei de fasonat ;

c) Stabilirea unghiului de îndoire ; d) Aducerea barelor din oţel-beton în poziţia premergătoare fasonării şi însemnarea

cu cretă pe acestea a locului de îndoire, care corespunde cu axul dornului de pe disc ;

e) Acţionarea maşinii şi realizarea fasonării dorite.

A. Fasonarea mecanizată a etrierilor Confecţionarea mecanizată a etrierilor se poate face fie cu ajutorul maşinilor de fasonat bare din oţel – beton (vezi fig. IV.25 şi IV.26), folosind schema de lucru cu două dornuri fixate pe discul rotativ (fig. IV.27,b), fie cu ajutorul unor maşini specializate prevăzute cu limitatoare speciale pentru îndoiri succesive (fig. IV.28).

Fig. IV.28: Schema maşinilor de confecţionat etrieri.

1-role orizontale de îndreptare; 2-role orizontale de tragere; 3-role verticale de îndreptare; 4-role verticale de tragere; 5-mecanism de tăiere; 6-mecanism de îndoire.

Aceste maşini de fasonat sunt automatizate, fiind prevăzute de regulă şi cu dispozitive de îndreptare şi tăiere a vergelelor de oţel-beton. Fazele tehnologice de confecţionare a etrierilor sunt :

îndreptarea vergelei ;

fasonarea etrierului la cotele fixate ;

tăierea ;

fasonarea ultimului cioc ;

expulzarea armăturii fasonate.

Forma etrierilor fasonaţi este variată, geometria acestora fixându-se din plasarea convenabilă a limitatoarelor şi reglarea unghiului de îndoire, care se poate programa.

Fig. IV.29: Forme de etrieri care se pot obţine la maşini de fasonat.

8

B. Fasonarea mecanizată a plaselor sudate De regulă, plasele sudate plane livrate pe şantiere nu au nevoie de îndreptare. În situaţia în care acest aspect este necesar, respctiv în cazul plaselor sudate livrate în rulouri (diametrul sârmelor ≤ 5 mm), îndreptarea acestora se va efectua cu ajutorul maşinilor de îndreptat cu cilindrii metalici (prevăzuţi cu bandaje cauciucate), care funcţionează după acelaşi principiu ca cel al maşinilor de îndreptat tablă. În fig. IV.30 sunt prezentate două tehnologii curent folosite la fasonarea plaselor sudate, una din ele utilizând maşina cu jgheab de fasonat (fig. IV.30,a), iar cea de-a doua abkantul de îndoit (fig. IV.30,a). Jgheabul de fasonat plase (fig. IV.30,a) – permite îndoirea plaselor la unghiuri cuprinse între 30o şi 180o, pentru diametre ale sârmelor de până la 12 (mm), respectiv lăţimi ale plaselor până la 10 (m). Maşina prezintă următoarele părţi componente principale :

batiul ;

jgheabul alcătuit din bare metalice distanţate sau din tablă de oţel ;

cârligele de acţionare, aflate la interax de ≈ 1.00 (m) care pot culisa pe verticală ;

echipamentele hidraulice sau pneumatice de acţionare a sistemului de cârlige ;

echipamentele electrice.

Fig. IV.30: Schema maşinilor de fasonat plase sudate :

a)-Maşina de fasonat plase cu jgheab; b)-Maşina de fasonat cu abkanturi. 1-jgheab metalic; 2-plasa înainte de fasonare; 3-plasă fasonată;

4-cârlig de antrenare; 5-mecanism de antrenare a cârligului.

Etapele tehnologice de fasonare sunt :

iniţial, plasa (2) se aşează la partea superioară a jgheabului (1), carligele de agăţare (4) fiind situate în poziţia superioară (I) ;

se agaţă cârligele de plasă (în poziţiile prevăzute), prin culisarea pe verticală ;

apăsarea pedalei de acţionare, comandându-se electric mecanismul de acţionare (5) ;

tija cu cârlige (4) începe să coboare până la poziţia inferioară (II), antrenând şi plasa care se îndoaie la unghiul pe care îl are jgheabul ;

după îndoirea plasei, cârligele (4) revin din poziţia (II) în poziţia iniţială (I). Notă:

dacă îndoirea plasei se realizează în dreptul unei sârme din ansamblu (paralelă cu axa jgheabului), atunci cârligele se agaţă de aceasta;

dacă îndoirea plasei se realizează între două sârme paralele cu axa jgheabului, atunci cârligele se agaţă de o bară ajutătoare dispusă paralel cu axa jgheabului, aceasta sprijinindu-se de sârmele plasei care urmează a se îndoi.

9

Abkantul de îndoit plase (fig. IV.30,b) - permite îndoirea plaselor la unghiuri de 90o. Instalaţia este compusă dintr-un banc metalic (realizat din tablă groasă), peste care se aşează panourile de plasă care urmează a fi îndoite (acestea dispunându-se cu armătura de repartiţie în jos). Prin acţionarea unei pedale, se comandă electric coborârea peste panoul de plasă a unui jug metalic acţionat de o presă hidraulică sau pneumatică. La extremităţile jugului sunt montaţi nişte cilindrii metalici bandajaţi cu cauciuc, care descriu o mişcare în plan vertical determinând îndoirea plasei peste marginile blatului bancului. De asemenea, există şi sisteme de abkanturi prevăzute cu cilindrii care se deplasează în plan orizontal (peste plasă), îndoirea sârmelor survenind atunci când aceştia depăşesc marginile blatului, schimbându-şi direcţia de deplasare în plan vertical. IV.6.5 Asamblarea plaselor şi carcaselor din bare independente

Asamblarea armăturii în plase şi carcase se poate face prin două metode :

prin legarea cu sârmă a barelor;

prin sudarea barelor între ele. IV.6.5.1 Asamblarea plaselor şi carcaselor prin legarea barelor cu sârmă a) Legarea barelor cu sârmă – se face la încrucişarea armăturilor, utilizând câte două fire de sârmă neagră Ø1÷1.5 (mm). Există două moduri de legare a barelor : Cu sârme simple – acestea fiind pregătite în prealabil pentru legat în mănunchiuri de sârme scurte, îndoite în formă de U. Operaţiile executate la legare sunt : cele două sârme se introduc cu mâna sub încrucişare ; sârmele introduse se răsucesc odată cu mâna ; se procedează la încă o răsucire a sârmelor cu patentul. Legăturile se pot executa cu noduri simple (fig. IV.31,a), dublu încrucişate (fig. IV.31,b) sau cu noduri în formă de furcă (fig. IV.31,c).

Fig. IV.31: Tipuri de legături cu sârmă ale barelor.

Legarea barelor cu cleme şi agrafe cu ochiuri – se face în scopul măririi productivităţii la legarea sârmelor, în locul patentului utilizându-se un dispozitiv cu cârlig pentru răsucirea sârmei. Clema se execută în formă de U şi se introduce manual sub încrucişare, capetele acesteia îndoindu-se ulterior pe ciocul dispozitivului de răsucit (fig. IV.32). Prin rotirea dispozitivului, se realizează împletirea sârmei. Agrafa este o sârmă cu ochiuri la capete, fiind confecţionată cu ajutorul unui dispozitiv special. Ea se introduce sub încrucişare, apoi în cele două ochiuri se introduce ciocul dispozitivului de răsucit şi prin rotirea acestuia se realizează împletirea sârmei.

10

Fig. IV.32: Legarea barelor cu cleme şi agrafe:

a)-Dispozitiv cu cârlig de răsucit; b)-legarea barelor cu cleme; c)-legarea barelor cu agrafe;d)-agrafă. 1-peste barele din oţel-beton se petrece o clemă în formă de U din STR; 2-pe ciocul dispozitivului se

îndoaie capetele clemei; 3-prin rotirea dispozitivului se realizează împletirea capetelor clemei.

Fig. IV.33: Dispozitive mecanice pentru legatul sârmei la armături:

a)-cu acţionare electrică (acumulatori); b)-cu acţionare pneumatică.

11

Pentru eficientizarea legării barelor, au apărut dispozitive mecanice de legat (fig. IV.33), cu acţionare electică sau pneumatică. Productivitatea acestor dispozitive este ridicată, ele fiind capabile să asigure un ritm de legare de cca. 1000 legături/oră. Legarea barelor cu sârmă la încrucişări se face respectând următoarele reguli generale :

plasele din plăcile planşeelor şi din pereţii structurali (elemente de suprafaţă) vor avea legate în mod obligatoriu pe tot conturul cel puţin două rânduri de noduri. Pentru restul încrucişărilor din mijlocul reţelei, se admite legarea din două în două noduri pe ambele direcţii (în şah) ;

plasele plăcilor curbe subţiri vor avea legate în mod obligatoriu toate încrucişările;

la grinzi şi stâlpi (elemente liniare), vor fi legate toate încrucişările barelor longitudinale cu colţurile etrierilor sau cu ciocurile agrafelor. Restul încrucişărilor barelor longitudinale cu porţiunile drepte ale etrierilor vor fi legate în şah (cel puţin din două în două încrucişări) ;

fretele, etrierii şi agrafele înclinate se vor lega de toate barele longitudinale cu care se încrucişează.

b) Asamblarea plaselor – se face pe banc (în cazul plaselor de mici dimensiuni), sau pe o platformă plană (curată) special amenajată, operaţiile tehnologice de asamblare fiind :

la nivelul mai multor bare longitudinale, se procedează la însemnarea cu cretă a poziţiilor barelor transversale ;

însemnarea pe suprafaţa platformei (sau blatul bancului) a poziţiilor (din proiect) a barelor longitudinale ;

aşezarea barelor longitudinale în dreptul marcajelor efectuate pe suprafaţa platformei (sau blatul bancului) ;

de la un capăt se vor aşeza şi lega în dreptul semnelor făcute cu cretă, barele transversale ale reţelei.

Notă: în cazul confecţionării unui număr mare de plase de acelaşi tip, pentru simplificarea activităţii se pot executa şabloane din lemn sau metal.

c) Asamblarea carcasei unui stâlp – se realizează în poziţie orizontală pe suporţi de inventar (capre), operaţiile tehnologice de asamblare fiind (fig. IV.34) :

aşezarea suporţilor ;

aşezarea pe suporţi a barelor longitudinale ;

pe una dintre aceste bare se procedează la însemnarea cu creta a poziţiei din proiect a etrierilor ;

introducerea etrierilor şi aşezarea lor la distanţele marcate cu creta ;

legarea etrierilor în colţuri de barele longitudinale marginale, iar în câmp de barele longitudinale intermediare ale feţei respective ;

rotirea cu 180o a carcasei ;

legarea etrierilor de barele longitudinale de pe faţa opusă ;

legarea barelor longitudinale intermediare de pe celelalte două feţe (laterale) de etrier.

Notă: carcasele stâlpilor cu armătura tip fretă, se asambleaza pe un tambur rotativ, barele longitudinale fiind fixate într-un şablon special. Prin rotirea şablonului, freta se înfăşoară peste barele longitudinale (cu pasul corespunzător), formându-se astfel carcasa.

d) Asamblarea carcasei unei grinzi – este asemănătoare cu cea de asamblare a carcasei unui stâlp. Notă: în funcţie de forma secţiuni transversale, carcasele pot fi:

- pătrate sau dreptunghiulare, în stâlpi, grinzi şi piloţi; - circulare sau poligonale, la stâlpi şi piloţi; - trapezoidale în radiere şi fundaţii; - în formă de T, în grinzi prefabricate şi elemente de acoperiş.

12

Fig. IV.34: Etapele tehologice de asamblare a carcasei unui stâlp.

a)-aşezarea barelor longitudinale pe capre; b)-introducerea etrierilor şi legarea lor la poziţie; c)-rotirea carcasei la 180°;d)-legarea barelor longitudinale de etrieri, pe faţa opusă.

IV.6.5.2 Asamblarea plaselor şi carcaselor din bare independente sudate

Asamblarea plaselor şi carcaselor din bare independente sudate, se realizează de regulă prin procedeul sudării prin puncte, care este o sudare electrică prin presiune, în punctele de intersecţie a barelor plasei sau carcasei. Sudarea se bazează pe încălzirea barelor pe suprafaţa de contact a acestora, cu ajutorul curentului electric, până când, local se atinge starea de topire (apare tendinţa de curgere a oţelului). În tot acest timp, barele sunt presate la intersecţii, pentru a se suda. Curentul electric circulând între perechea de electrozi de cupru şi trecând prin suprafeţele de contact (a barelor cu electrozii şi a barelor între ele), generează la nivelul intersecţiilor dintre bare (unde rezistenţa electrică este cea mai mare) o cantitate sporită de căldură, care aduce suprafeţele de contact în stare plastică. Comprimarea locală a armăturilor (a intersecţiilor dintre acestea) începe înainte de punerea sub tensiune electrică a barelor ce trebuie sudate, şi se întrerupe după oprirea circuitului electric (când suprafeţele de contact au ajuns în stare plastică). Parametrii de sudare sunt : a) intensitatea curentului vehiculat I (Amperi) ; b) timpul de sudare t = t1 + t2 + t3 + t4 unde :

t1 = timpul anterior sudării (de la începerea presării barelor şi până la trecerea curentului electric) ; t2 = timpul de menţinere sub tensiune electrică a zonelor de contact dintre bare ; t3 = timpul în care se ecxecută sudarea ; t4 = timp de pauză (înainte de începerea unui nou ciclu) ;

13

c) forţa de apăsare P (daN) ; d) întrepătrunderea barelor care s-au sudat.

Sudarea prin puncte a barelor din oţel – beton se realizează cu :

maşini de sudat unipunctuale (staţionare sau cu cleşti mobili) (fig. IV.35);

maşini se sudat multipunctuale (până la 36 de puncte) staţionare, care beneficiază de o automatizare complexă (fig. IV.36).

Fig. IV.35: Schema maşinii de sudat unipunctuale fixe.

1-batiu; 2-tablou comandă; 3-pedală de acţionare; 4-electrod mobil; 5-electrod fix; 6-plasă de armătură.

Fig. IV.36: Schema maşinii de sudat fixe cu 10 perechi de electrozi.

1-batiu; 2-electrod mobil; 3-electrod fix; 4-plasă de armătură;

IV.7. ATELIERE DE CONFECŢIONAT ARMĂTURI

Au ca scop mărirea productivităţii muncii (prin ridicarea gradului de mecanizare şi automatizare a operaţiilor şi folosirea unor tehnologii moderne), reducerea consumului de metal (recuperarea deşeurilor) şi sporirea calităţii (control pe parcursul operaţiilor şi la sfârşitul confecţionării armăturilor, mecanizarea şi automatizarea operaţiilor).

Atelierul de confecţionat armături trebuie să satisfacă următoarele cerinţe : asigurarea spaţiului acoperit pentru toate operaţiile de prelucrare ; operaţiile să se desfăşoare în flux continuu, fără încrucişări sau întoarceri ; folosirea la maximum a utilajelor de mare productivitate cu înalt grad de

mecanizare şi automatizare ; utilizarea sudurii prin puncte la asamblare ; dotarea atelierului cu platforme exterioare pentru depozitare şi cu mijloace de

transport şi manipulare adecvate. Depozitele vor asigura o capacitate de depozitare pentru minim 10 zile ;

amplasarea se va face astfel încât să fie deservit de o reţea de drumuri şi o linie de cale ferată ;

atelierele de mică capacitate trebuie să permită modificarea liniilor tehnologice cât mai uşor.

Depozitul de otel-beton are o platformă betonată şi este separată în două zone: o zonă pentru oţel livrat în colaci (1) şi o zonă pentru oţel livrat în bare (2). În fiecare din aceste zone, depozitarea se face separat pe diametre şi tipuri de oţel. În depozit acţionează o automacara şi un autoîncărcător. Din depozit, oţelul-beton poate urmări două fluxuri tehnologice :

Fluxul I: în atelier colacii sunt puşi pe vârtelniţe (3) ; bara se îndreaptă şi se taie la lungimea dorită, la maşina de îndreptat şi tăiat (4) ; armăturile tăiate se depozitează în rastele (5) ; de aici se duc şi se fasonează manual pe masa de lucru (7) sau la maşina de

fasonat (6) şi se depozitează în rastele (5) ; din rastel sunt duse fie pe platforma exterioară (18), fie la maşina de sudat prin

puncte (8), fie la zona de ansamblat carcase (13), fie în depozitul de armături finite (17) ;

de la maşina de sudat prin puncte, armătura este dusă în depozitul de armatură finită (17) ;

barele introduse în atelier se îndreaptă la banc (9) ; se taie dimensiunile dorite cu dispozitivul de tăiat (11) şi se depozitează în rastele

(5) ; cupoanele rămase se sudează cap la cap (10) ; apoi barele se transportă fie pe platforma exterioară (18), fie în depozitul de

armatură finită (17), fie la zona de asamblare a carcaselor (13), fie la maşina de fasonat (6) sau bancul de fasonat (12) ;

de aici se duc fie în depozit (17), fie în zona de asamblare a carcaselor (13). Fluxul II:

► pe platforma exterioară colacii se pun pe o vârtelniţă şi se descolăcesc cu troliul electric ;

► vergelele se întind ; ► se taie la lungimile dorite ; ► se fasonează şi se asamblează în plase sau carcase fie pe platformă (19), fie în

şopron (20) ; ► de aici se duc în depozitul de armatură finită (17).

Transportul din depozitul de otel beton în atelier şi apoi în depozitul de armături finite se face cu un vagonet-platformă care circulă pe o cale ferată îngustă sau cu mijloace de ridicat şi transport suspendate.

Depozitul de armături finite este o platformă betonată, depozitarea armăturilor făcându-se pe tipuri de armături etichetate în prealabil.

Fig. IV.37: Schema de funcţionare a unui atelier de fasonat armături.

IV.8. MONTAREA ARMÃTURILOR

Montarea armăturilor este operaţia de introducere în lucrare a barelor de oţel

fasonate, flotante sau asamblate în carcase, conform prevederilor proiectului de execuţie a elementelor respective de beton armat.

Operaţia de montare este specifică şi se referă la: bare flotante, carcase, plase sudate, elemente glisate, elemente pretensionate (pre sau postcomprimate).

Montarea armăturilor presupune poziţionarea lor corectă în cofraje, fixarea, îmbinarea şi înnădirea lor cu respectarea normelor de proiectare şi execuţie.

În toate situaţiile trebuie să se respecte condiţiile de bază privind aşezarea barelor, spaţiile dintre ele, acoperirea cu beton, dimensiunile de ciocuri ş.a.

Tehnologia de montaj este specifică fiecărui element de construcţie dar există câteva reguli generale care trebuie respectate la orice montaj.

IV.8.1. Reguli generale pentru montarea armăturilor a) Se va respecta distanţa minimă şi maximă dintre armături ; b) Se vor respecta diametrele minime admise ; c) Se va respecta acoperirea minimă cu beton a armăturii. Pentru respectarea acoperirii minime admise se vor folosi în mod obligatoriu distanţierii, iar armăturilor li se va asigura o rigiditate spaţială corespunzătoare prin execuţia corectă (la cotele din proiect) a etrierilor şi barelor ridicate şi prin legarea strânsă şi corectă. d) Lungimea de ancorare se va determina prin calcul sau se va lua conform valorilor date în norme ; e) Înnădirea armăturilor se va face prin sudare sau prin suprapunere cu respectarea indicaţiilor prevăzute în norme ; f) Reguli de aşezare a distanţierilor : la plăci sau pereţi → cel puţin 3 (buc / mp) ; la grindă sau stâlp→ cel puţin 1 (buc / ml) (la grinzile cu armături dispuse pe mai

multe rânduri, în această zonă se va prevedea suplim. cel puţin 1 buc / 2 ml) ;

la partea superioară a plăcilor→ cel puţin un distanţier (capră) / mp (pentru plăcile în consolă→ minim 4 buc / mp) ;

g) Înlocuirea armăturilor prevăzute în proiect se face respectând condiţiile : adoptarea altor diametre se va face astfel încât aria armăturii să fie egală sau cel

mult 5% > decât cea din proiect ; diametrul nou ales va fi cu cel mult 25% mai mare sau mai mic decât cel prevăzut

in proiect ; înlocuirea tipului de oţel se va face numai cu avizul proiectantului ; modificările în armare se vor face cu respectare tuturor regulilor prezentate

anterior (distanţe dintre bare, diametre minime, acoperiri etc.) ; h) Montarea armăturilor se va realiza numai după terminarea şi controlul calităţii cofrajelor. Verificările efectuate la lucrările de armare sunt : numărul, diametrul, poziţia şi tipul oţelului armăturilor în diferite secţiuni

transversale ale elementelor structurii ; diametrul, modul de fixare şi distanţa dintre etrieri ; lungimile de petrecere la înnădiri, poziţionarea şi executarea lor ; lungimile de ancorare ; calitatea sudurilor ; numărul şi calitatea legăturilor dintre bare ; dispozitivele de susţinere a poziţiei armăturilor ; acoperirea cu beton şi modul de asigurare al realizării ei ; poziţia, modul de fixare şi dimensiunile pieselor înglobate.

Prin distanţieri (suporţi) se înţeleg toate mijloacele folosite, executate din beton, oţel, masă plastică sau alte materiale, care asigură poziţia armăturii la cotele prevăzute în proiect în timpul betonării prin fixarea distanţei dintre cofraj şi armătură.

Acoperirea cu beton foloseşte atât pentru protecţia armăturii contra coroziunii, cât şi pentru a asigura rezistenţa elementului de beton.

În general proiectele nu prevăd mijloacele de fixarea armăturii, ca urmare acestea sunt foarte diverse. O fixare sumară şi improvizată poate constitui cauza deplasării armăturii în momentul betonării, aspect care conduce la o acoperire insuficientă sau, prea mare. Acoperirea prea mare poate duce la micşorarea braţului de pârghie interior ceea ce reduce capacitatea portantă a elementului, în special la elementele de grosime mică. Acoperirea prea mică aduce pericolul coroziunii şi poate genera o diminuare a aderenţei armăturii în beton, prejudiciindu-se în consecinţă durabilitatea şi securitatea lucrării.

În lucrările de beton precomprimat punerea la poziţia din proiect a firelor, barelor şi cablurilor au o importanţă şi mai mare, impreciziile putând avea consecinţe mai grave, eforturile unitare din beton şi armătură având valori mult mai ridicate.

Distanţierii trebuie să aibă rezistenţa şi rigiditatea necesară pentru a prelua încărcările provenite din punerea în lucrare a betonului (greutatea betonului şi a armăturii, greutatea muncitorilor care circulă pe reţeaua armăturii, şocurile din descărcarea benei).

Clasificarea distanţierilor: Din punctul de vedere al formei şi modului de fixare :

cale sau blocuri de forma geometrică simplă pe care se aşează armătura ;

suporţi tip călăreţi care se prezintă ca un leagăn pe care se aşează barele sau nodurile plaselor, piese de distanţare între plase sau carcase paralele ;

distanţieri de tip circular care înconjoară barele şi asigură aceeaşi acoperire de beton în toate direcţiile perpendiculare pe axa sa ;

suporţi continui care au rolul de a asigura poziţionarea în acelaşi plan a armăturilor paralele pe fundul cofrajului sau la partea superioară a elementului (plasele superioare) ;

Din punctul de vedere al elementului :

pentru plăci ;

pentru grinzi ;

pentru stâlpi ; Din punctul de vedere al materialului din care sunt confecţionaţi :

suporţi metalici (denumiţi şi purici) ;

suporţi din masă plastică ;

suporţi din mortar de ciment ;

suporţi din azbest – ciment (azbociment).

Suporţi metalici Se disting 3 tipuri :

1. Purici care servesc la sprijinirea armăturilor inferioare, pot fi realizaţi din bucăţi scurte de vergea de oţel-beton (deşeuri) tăiate la lungimi de circa 5—8 cm pentru plăci, iar pentru grinzi la aproximativ lăţimea grinzii ;

2. Călăreţi (capre) care folosesc la fixarea plaselor superioare, pot fi călăreţi simpli confecţionaţi pe şantier (fig. IV.38) sau călăreţi prefabricaţi ;

Fig. IV.38: Călăreţi simpli şi distanţieri confecţionaţi pe şantier.

1-fier de distanţare, 2-etrier, 3-purice.

3. Suporţi continui care la fel ca şi călăreţii prefabricaţi (fig. IV.39,a) folosesc la fixarea plaselor superioare, fiind produşi de unităţi specializate.

Formele suporţilor continui şi a călăreţilor metalici pot fi foarte diferite. Suporţi din mortar de ciment şi azbociment. Se folosesc blocheţi de mortar confecţionaţi adesea pe şantier. Tendinţa este ca

aceşti suporţi să fie prefabricaţi în serie pe maşini simple. Suporţii pot avea două fire din oţel moale recopt pentru fixarea de armătură.

Pentru a se reduce suprafaţa de contact cu cofrajul se poate alege forma semisferică sau cilindrică (fig. IV.39).

Dezavantajul acestor suporţi este acela că rămân aparenţi şi adesea pot absorbi uleiurile de decofrare.

Suporţii din azbociment pot fi utilizaţi cu eficacitate similară.

Fig. IV.39: Distanţieri metalici şi din mortar de ciment şi azbociment.

a) călăreţi şi suporţi metalici continui, b) Distanţieri din mortar de ciment şi azbociment.

Suporţi din masă plastică Se disting trei tipuri : Suporţi tip călăreţ (fig. IV.40) pe care barele sunt prinse. Suporţi tip scaun pe care barele stau simplu rezemat, putând fi folosiţi şi pentru

bare încrucişate. În general aceste tipuri de suporţi pot prelua greutăţi mai mari. Suporţi tip rondelă (fig. IV.40), care sunt fixaţi de armătură prin presiunea axială

exercitată de rondela de plastic. Aceşti suporţi sunt în general mai puţin robuşti decât suporţii tip călăreţ şi se pot desface prin presare laterală. Sunt indicaţi pentru armături verticale. Au avantajul că prezintă o porţiune redusă de contact cu cofrajul.

Fig. IV.40: Tipuri de distanţieri din masă plastică.

Suporţi pentru armătura superioară. Aceştia sunt de obicei sub formă de călăreţi (capre) din armătură îndoită, suporţi

continui metalici, sau chiar blocheţi înalţi din mortar de ciment. Suporţii de oţel pot fi prevăzuţi cu capace din masă plastică.

Condiţii de alegere a tipurilor de suporţi. Alegerea tipurilor de suporţi revine de regulă executantului care trebuie să se

ghideze după considerente economice, tehnice şi modul de punere în operă. Fiecare tip de suport are anumite caracteristici tehnice şi economice (rezistenţă la sarcini locale, deformabilitate, caracteristici tehnice care se modifică la tratamente termice ale betonului sau pe timp friguros, aderenţa cu betonul, coroziunea armăturii, rezistenţa la foc, aspectul de suprafaţă al betonului, rapiditatea de punere în operă, manipulare, depozitare, preţ de vânzare).

IV.8.2. Montarea barelor flotante, legate direct în cofraj

Montarea armăturilor flotante, bară cu bară, direct în cofraje este indicat să fie redusă la minimum, din cauza consumului mare de manoperă şi a calităţii mai slabe, condiţiile de lucru fiind mult mai grele decât în atelier şi controlul mai redus.

Înainte de începerea montării armăturilor se execută o curăţire a cofrajului prin măturare, aspirare, spălare cu jet de apă sau cu jet de aer comprimat.

Notă : este deosebit de important ca la nivelul cofrajelor (unde este necesar) să existe porţiuni lăsate libere (obturabile ulterior curăţirii) prin care să fie evacuate impurităţile de la interior.

IV.8.2.1. Armarea fundaţiilor şi radierelor

Se realizează astfel :

trasarea axelor elementelor structurale verticale pe suprafaţa betonului de egalizare, inclusiv a poziţiei barelor de armătură de la partea inferioară a fundaţiei / radierului (plasa inferioară) ; Notă : în cazul geometriilor complicate a pereţilor structurali ce se „nasc” din radiere, pentru uşurarea montajului mustăţilor de armătură cu rol de ancorare a barelor verticale, pe suprafaţa betonului de egalizare se procedează şi la trasarea conturului pereţilor structurali, cel puţin în zona intersecţiilor acestora ;

montarea în dreptul marcajelor a armăturilor plasei inferioare (încapând cu barele rândului I), acestea aşezându-se corespunzător pe distanţieri (min 3 buc / mp) şi se leagă cu sârmă la fiecare intersecţie ; în cazul fundaţiilor izolate :

montarea carcaselor formate din mustăţile de ancoraj a barelor verticale din stâlpi solidarizate cu etrieii corespunzători, acestea legându-se bine cu sârmă de armăturile plasei inferioare. În vederea exactităţii montajului, pozţionarea carcaselor de mustăţi se va face prin raportare la axele trasate pe suprafaţa betonului de egalizare (în acest sens, se marchează cu cretă mijlocul ramurilor etrierilor carcasei de mustăţi) ;

montarea barelor de armătură de la partea superioară a fundaţie, acestea legându-se bine cu sârmă la intersecţii, respectiv de carcasa de mustăţi verticală ;

dispunerea distanţierilor la nivelul barelor de pe feţele verticale a fundaţiei în vederea asigurării grosimii corespunzătoare a stratului de acoperire cu beton ; în cazul radierelor :

montarea din aproape în aproape a barelor de armătură situate pe rândul II al plasei superioare, acestea aşezându-se pe distanţieri (capre de rezemare) sau pe suporţi continui confecţionaţi din oţel beton, de care se leagă bine cu sârmă. Montajul se realizează păstrându-se corespondenţa cu armăturile pereche situate la nivelul plasei inferioare deja montate. În vederea asigurării echidistanţei

corespunzătoare între armături, pe direcţia ortogonală acestora în cel puţin două locaţii se montează bare ajutatoare (prin legare cu sârmă de caprele de rezemare) pe care se marchează cu creta pasul de montaj ;

în paralel cu montajul barelor de armătură pe rândul II al plasei superioare, se procedează şi la poziţionarea mustăţilor de armătură petru ancorarea în radier a barelor verticale din componenţa pereţilor şi stâlpilor, acestea legându-se bine cu sârmă de armăturile deja montate. În vederea asigurării unui montaj corect al mustăţilor, pozitionarea acestora se face prin raporatare la marcajele trasate pe suprafaţa betonului de egalizare, avându-se grijă să li se asigure verticalitatea ;

montarea din din aproape în aproape a barelor de armătură situate pe rândul I al plasei superioare, după ce în prealabil în câteva locaţii pe barele rândului II a fost trasat pasul de montaj, armaturile celor doua retele (din componenţa plasei superioare) legându-se corespunzător cu sârmă la intersecţii ;

dispunerea distanţierilor la nivelul barelor de pe feţele verticale a radierului în vederea asigurării grosimii corespunzătoare a stratului de acoperire cu beton.

IV.8.2.2. Armarea stâlpilor Constă în următoarele :

se introduc etrierii în jurul mustăţilor lăsate din fundaţii sau din stâlpul etajului inferior (eventual trase şi corectate la profilul şi secţiunea din proiect) ;

se introduc barele verticale fiecare în linie cu mustaţa de marca corespunzătoare şi se leagă de acestea ;

se marchează cu cretă pe una din barele de colţ distanţa prevăzută în proiect pentru etrieri ;

se ridică etrierii şi se leagă la poziţiile marcate, succesiv de sus în jos, la toate 4 colţurile ;

după verificare se aşează distanţierii (min. 1 buc/m), pentru asigurarea acoperirii cu beton, respectiv se montează cofrajul stâlpului pe 3 laturi ;

se închide a 4-a latură a cofrajului (lăsându-se la bază o fereastră de curăţare) ;

în situaţii în care montarea cofrajelor nu urmăreşte imediat montarea armăturilor, carcasa de armătură realizată se verifică şi se ancorează cu tiranţi din sârmă, pentru păstrarea verticalităţii (dacă este necesar).

IV.8.2.3. Armarea pereţilor structurali

Se realizează astfel :

după executarea cofrajului unei feţe a. peretelui, se trasează pe interiorul acestuia distanţele între barele orizontale şi verticale; se montează barele (sau carcasele) de la capetele peretelui, precum şi cele intermediare (la pereţi lungi), legate de mustăţile lăsate din fundaţie sau din planşeu ;

se montează câteva bare orizontale de pe faţa peretelui dinspre cofraj şi se leagă de barele verticale existente ;

se completează toate barele verticale de pe faţa respectivă care se leagă de barele orizontale montate anterior şi apoi toate barele orizontale ;

se montează distanţierii (min. 3 buc/mp) la nivelul plasei de armătură deja montate ;

executarea într-o manieră similară a celei de a doua reţele de armătură (plasă) pe cea de-a doua faţă a peretelui, distanţa între cele două reţele de armătură păstrându-se fixă prin distanţieri capră sau agrafe ;

montarea distanţierilor tubulari din PVC, cu rol de asigurare a trecerii tiranţilor de strângere a cofrajului, aceştia legându-se cu sârmă de armături în poziţiile corespunzătoare (perpendicular pe suprafaţa cofrajului) ;

se montează distanţierii (min. 3 buc/mp) la nivelul celei de a doua plase de armătură executata ;

se verifică armarea executată, dupa care se curăţă spaţiul de la baza peretelui şi se închide cofrajul.

IV.8.2.4. Armarea grinzilor

Se realizează după terminarea armării stâlpilor pe care reazemă (inclusiv cu etrierii din nod) sau a pereţilor structurali şi constă din :

se trasează eu creta pe una din laturile cofrajului poziţia etrierilor ;

se introduc etrierii în cofraj, cu latura de sus deschisă ;

se introduc şi, se leagă barele drepte la partea inferioară a grinzii ; se pun distanţierii (min. 1 buc/m) ;

se introduc şi se leagă la poziţie barele ridicate şi barele drepte de la partea superioară a grinzii ; la grinzile continui se asigură o ţesere corectă a armăturii superioare care pătrunde în deschiderile alăturate ;

se închid etrierii, legându-se de barele de la partea superioară sau de armăturile constructive de montaj şi se pun distanţierii laterali (min. 1 buc/m).

IV.8.2.5. Armarea plăcilor

Constă din următoarele operaţii:

se trasează pe cofraj cu creta poziţia barelor pe ambele direcţii ;

se aşează barele drepte pe o direcţie şi se leagă cu sârmă de armătura grinzilor sau centurilor ;

se montează barele ridicate, pe aceeaşi direcţie; barele sunt aduse pe cofraj fasonate sau se fasonează direct p e cofraj cu o cheie specială ;

se montează călăreţii suplimentar I, prevăzuţi eventual la reazeme intermediare sau pe contur ;

se aşează în aceeaşi ordine şi se leagă cu sârmă la intersecţii armătura de rezistenţă prevăzută în proiect pe rândul II sau armătura de repartiţie, dacă plăcile sunt armate pe un singur rând ;

se montează repartiţia de la armătura ridicată şi se leagă de barele de rezistenţă, se montează distanţierii (caprele) sub barele ridicate (min. 1buc / mp şi respectiv 4 buc / mp la plăcile in consolă).

IV.8.3. Montarea carcaselor

Armăturile asamblate în formă de carcase se montează cu mijloace mecanizate

de ridicat, dotate cu dispozitive adecvate pentru prinderea carcaselor din poziţii care împiedică deteriorarea sau deformarea acestora.

Măsurile iniţiale care se iau sunt următoarele : trebuie lăsat deschis elementul de cofraj în partea prevăzută pentru introducerea

carcasei ; zonele de construcţii din preajma traiectoriei ce va fi urmată de carcasă în timpul

ridicării şi montării trebuie să fie degajate de orice materiale ; se verifică corespondenţa dintre dimensiunile cofrajelor şi cele realizate ale

carcaselor ; în timpul păstrării şi apoi la aşezarea în cofraje, carcasele se manevrează şi se

aşează cu grijă spre a se evita deformarea.

IV.8.3.1. Montarea carcaselor de stâlpi Constă din :

se verifică mustăţile, corectându-se eventual poziţia acestora ; se introduc etrierii din zona petrecerii peste mustăţi ; se trasează cu creta pe o mustaţă poziţia etrierilor ; se montează distanţierii pe caracasă ; se agaţă carcasa la partea ei superioară în cel puţin două puncte în dispozitivul

de manipulare (agăţare) şi se ridică cu macaraua la locul de montaj ; se coboară încet carcasa, dirijându-se manual, până se aşează pe poziţie ; se leagă barele longitudinale de mustăţi şi se leagă etrierii începand de sus în jos,

pe porţiunea de petrecere a carcasei cu mustăţile ; dacă nu se închide imediat în cofraj, carcasa se ancorează pe 3 direcţii (dacă

este necesar). IV.8.3.2. Montarea carcaselor de grinzi

Constă din : se fixează distanţierii inferiori şi laterali ; se agaţă în cârligele unui dispozitiv de manipulare de tip grindă compensatoare

(pentru a evita deformările) şi se ridică cu macaraua la locul de montaj ; se aşează în cofraj cu dirijare manuală (cu atenţie specială la capete, pentru

întrepătrunderea corectă cu mustăţile lăsate pentru stâlpi) ; după ridicarea în acelaşi mod a celorlalte carcase care intră cu un capăt pe

acelaşi stâlp, se montează etrierii stâlpului în zona nodului ; se introduc şi se leagă la poziţia din proiect călăreţii, verificându-se în final poziţia

carcasei în cofraj.

Notă : în cazul grinzilor înalte, este indicat ca feţele laterale ale cograjului grinzilor să se monteze după terminarea armării grinzilor si verificarii acesteia. În această situaţie, distanţierii cu rol de asigurare a stratului de acoperire cu beton pe feţele laterale, se pot monta după poziţionarea carcasei pe fundul cofrajului de grindă.

IV.8.4. Montarea plaselor sudate

Dacă plasele nu au fost prelucrate integral în atelier, înainte de montare se face decuparea, tăierea lor. Montarea armăturii cu plase se face în general în două moduri : la sol, cu introducerea ulterioară în cofraj: se realizează o carcasă completă,

pentru un planşeu întreg sau pentru o parte de planşeu, aşezându-se plasa inferioară şi apoi pe distanţieri plasa superioară, toate bine legate cu sârmă, după care totul se ridică cu un dispozitiv care prinde carcasa din mai multe puncte; metoda permite realizarea în paralel a cofrajului şi a armării. Este metoda cea mai modernă şi de productivitate ridicată ;

aşezarea direct in cofraj (sau pe pardoseală), plasă cu plasă, într-o ordine care să permită montajul nestânjenit al plaselor succesive; productivitatea muncii se diminuează, viteza de realizare a lucrării de asemenea, dar se limitează posibilitatea apariţiei erorilor la montaj.

Plasele sudate care reazemă la ambele capete pe grinzi marginale se pot monta : în cazul plaselor flexibile, prin curbare şi introducere pe reazeme ; în cazul plaselor rigide, prin translaţie.

V. BETONUL – COMPOZIŢIE ŞI PREPARARE

V.1. GENERALITĂŢI

Betonul - este un material compozit obţinut din amestecuri artificiale, omogenizate care, după întărire are un aspect de conglomerat cu rezistenţe mecanice şi fizico-chimice. Betonul este unul din materialele cele mai des utilizate în domeniul construcţiilor.

Este cunoscut din antichitate şi are avantaje majore (realizarea oricărei forme geometrice, rezistenţe mari la compresiune şi la agresivităţi chimice, preţ de cost relativ scăzut) dar şi dezavantaje (greutate proprie mare, rezistenţă mică la întindere, întărire relativ lentă).

În principal componenţii unui beton sunt : agregatele – naturale sau artificiale ; liantul – anorganic sau organic ; aditivi – substanţe introduse în masa amestecului care produc modificări dorite ale

proprietăţilor betonului proaspăt sau întărit, precum: îmbunătăţirea lucrabilităţii, accelerarea sau întârzierea prizei şi/sau întăririi, micşorarea temperaturii de îngheţ etc.;

adaosuri – substanţe sau materiale introduse în masa betonului proaspăt care îmbunătăţesc anumite proprietăţi ale betonului întărit, cum ar fi duritatea suprafeţei, rezistenţa la uzură, rezistenţa la penetrarea radiaţiilor etc. sau ale betonului proaspăt, coeziunea, păstrarea omogenităţii, etc. Pot fi adaosuri minerale, fibre naturale şi/sau artificiale ;

apa – atunci când se impune. Natura diversificată a componenţilor, combinarea şi dozarea lor, conduc la o gamă

foarte mare de tipuri de betoane, cu diferite caracteristici. În betoanele la care liantul este cimentul, sistemul ciment-apă constituie partea

activă amestecului. V.1.1. Clasificări ale betoanelor

V.1.1.1. După destinaţie :

betoane convenţionale – pentru construcţii civile, industriale şi agricole;

betoane rutiere – pentru drumuri, aeroporturi;

betoane hidrotehnice – pentru baraje, ecluze, porturi, canale;

betoane cu destinaţie specială – antiacide, refractare, rezistente la uzură, de protecţie contra radiaţiilor etc..

V.1.1.2. După rezistenţa la compresiune :

betoane de clasă inferioară (nearmate) – C8/10 ;

betoane de clasă normală (armate) – C12/15, C16/20, C20/25, C25/30, C30/37, C35/45, C40/50, C45/55 ;

betoane de înaltă rezistenţă (BIR) – C50/60, C55/67, C60/75, C70/85, C80/95, C90/105, C100/115.

V.1.1.3. După densitatea aparentă a betonului întărit la 28 de zile în stare uscată :

betoane foarte grele – cu densitatea mai mare de 2.500 kg/m3 ;

betoane grele – cu densitatea cuprinsă între 2.201 ÷ 2.500 kg/ m3 ;

betoane semi-grele – cu densitatea cuprinsă între 2.001 ÷ 2.200 kg/ m3 ;

betoane uşoare – cu densitatea cuprinsă între 1.001 ÷ 2.000 kg/ m3 ;

betoane foarte uşoare – cu densitatea sub 1.000 kg/m3 ;

V.1.1.4. După armare:

betoane nearmate ;

betoane armate ;

V.1.1.5. După precomprimare :

betoane neprecomprimate ;

betoane precomprimate :

cu armătură preîntinsă;

cu armătură postîntinsă. În continuare se vor trata betoanele de ciment. Din ansamblul lucrărilor de beton şi beton armat, fac parte următoarele procese de

lucru :

pregătirea agregatelor (concasarea dacă este cazul, sortarea şi spălarea) şi transportul lor la locul de preparare a betonului ;

executarea schelăriei, confecţionarea, transportul şi montarea cofrajelor, precum şi demontarea lor ulterioară ;

fasonarea, transportul şi montarea armăturilor ;

prepararea, transportul, punerea în lucrare (turnarea) şi îngrijirea (tratarea) betonului după turnare.

V.1.2. Principalele proprietăţi ale betonului proaspăt

V.1.2.1. Lucrabilitatea

Exprimă aptitudinea betonului de a umple cofrajele sau tiparele şi de a îngloba armăturile bine şi uşor sub efectul unui mijloc de compactare, cu o cheltuială minimă de energie şi forţă de muncă, precum şi aptitudinea de a conserva omogenitatea amestecului în timpul transportului, manipulării şi punerii sale în lucrare.

Lucrabilitatea este apreciată convenţional şi aproximativ prin metode de determinare a consistenţei betonului proaspăt.

Lucrabilitatea influenţează direct caracteristicile mecanice ale betonului întărit, omogenitatea, comportarea la gelivitate, aderenţa la armatură, etc. Lucrabilitatea depinde atât de factori interni (componenţii betonului), dar şi de factori externi (dimensiunea elementelor, distanţe între armături, frecări cu pereţii cofrajelor, tehnologii de transport şi punere în lucrare etc.).

V.1.2.2. Consistenţa

Se poate defini prin mobilitatea betonului proaspăt sub acţiunea masei proprii sau a unor forţe exterioare care acţionează asupra lui.

Se poate determina prin următoarele metode (de regulă în funcţie de diametrul maxim al agregatelor) : tasarea conului ; remodelarea VE-BE ; determinarea gradului de compactare Waltz ; răspândirea.

Determinarea consistenţei prin metoda tasării conului nu este recomandată pentru betoane cu lucrabilitate redusă. Dacă valoarea tasării conului este mai mică de10 (mm), rezultatul va fi înregistrat ca fiind inferior acestei valori şi se va utiliza o altă metodă (grad de compactare, remodelare VE-BE etc.).

În cazul betoanelor cu lucrabilitate mare se recomandă utilizarea metodei tasării conului sau metoda răspândirii.

În general nu există o corelare între cele patru metode, astfel consistenţa betonului fiind stabilită de la caz la caz cu una din metodele prezentate mai sus.

Având în vedere că cea mai folosită metodă este cea a tasării conului, cu excepţia betoanelor foarte vârtoase, se prezintă pe scurt metoda tasării.

Fig. V.1: Determinarea consistenţei prin metoda tasării conului: 1-formă; 2-mâner de prindere; 3-plăcuţe de imobilizare; 4-placă netedă (neabsorbantă); 5-prelungitor.

Tabelul V.1

Clasa Tasarea conului (mm)

S1 10 ... 40

S2 50 ... 90

S3 100 ... 150

S4 160 ... 210

S5 ≥220

V.1.2.3. Conţinutul de aer oclus

Reprezintă volumul de aer conţinut în masa betonului proaspăt, exprimat în procente.

V.1.2.4. Densitatea aparentă (ρa) Masa unui metru cub de beton în stare proaspătă.

V.1.3. Principalele proprietăţi ale betonului întărit

V.1.3.1. Compactitatea

Reprezintă raportul dintre densitatea aparentă (ρa) şi densitatea absolută a betonului întărit (ρ) sau între volumul fazei solide (Vs) şi volumul total aparent (Va) ;

C=ρa/ρ=Vs/Va V.1.3.2. Porozitatea totală

Reprezintă volumul de goluri din beton exprimat în procente. betoane obişnuite – normale : p= 5 ÷ 7% ; betoane semiporoase : p= 7 ÷ 20 % ; betoane poroase : p = 20 ÷ 50 % ; betoane celulare : p > 70 %.

V.1.3.3. Permeabilitatea la apă Apreciată după uşurinţa de pătrundere a apei în masa betonului (profunzime pe 10-

20 cm) şi se exprimă prin gradul de impermeabilitate la presiuni de 4, 8 sau 12 bari – influentează direct durabilitatea betonului.

V.1.3.4. Rezistenţe mecanice (întindere, compresiune, forfecare) Reprezintă efortul unitar la care se rupe o probă de beton, la diferite tipuri de

încercări. Pentru beton, caracteristică este rezistenţa la compresiune. Clasa betonului – este definită pe baza rezistenţei caracteristice fck,cilindru/fck,cub, şi

reprezintă rezistenţa minimă la compresiune a betonului (exprimată în N/mm2) şi determinată pe cilindrii cu diametrul de 150 mm şi înălţimea de 300 mm sau pe cuburi cu latura de 150 mm la vârsta de 28 zile şi obţinută pe cel puţin 95% din epruvete. S-a introdus ca un factor de respectare a calităţii.

Marca betonului – reprezintă rezistenţa medie la compresiune, obţinută pe epruvete cubice sau cilindrice, după 28 de zile (exprimată în kgf/cm2).

Fig. V.2: Tipare pentru determinarea rezistenţei la compresiune a betonului

a, b-tipare pentru cuburi; c-tipar pentru cilindru; d-vergele pentru îndesat betonul în tipare; e-perii pentru curăţat tiparele.

V.1.3.5. Rezistenţa la îngheţ-dezgheţ Se defineşte prin numărul de cicluri de îngheţ-dezgheţ succesive pe care

epruvetele le pot suporta după o durată de 28 zile de la confectionare, în urma cărora se produce o micşorare a rezistenţei la compresiune cu maximum 25% (G50, G100, G150), respectiv a modulului de elasticitate dinamic cu maxim 15% ;

V.1.3.6. Densitatea aparentă (ρa) Reprezintă masa unităţii de volum total a betonului (inclusiv golurile). Densitatea

aparentă a betonului întărit se determină conform STAS 2414 – 91 ;

V.1.3.7. Densitatea absolută (ρ) Reprezintă masa unităţii de volum a părţii solide (fără goluri).

1

V.2. MATERIALE UTILIZATE LA PREPARAREA BETONULUI DE CIMENT ŞI INFLUENŢA LOR ASUPRA PROPRIETĂŢILOR

BETONULUI PROASPĂT ŞI ÎNTĂRIT Materialele utilizate la prepararea betonului de ciment (numite şi componenţi) sunt : cimentul (liantul) ; apa ; agregatele ; adaosurile ; aditivii. În funcţie de natura componenţilor şi de dozarea acestora, se pot obţine foarte multe compoziţii care conferă betonului astfel preparat (atât la nivelul celui proaspăt cât şi a celui întărit) o mare varietate a proprietăţilor fizico – chimice – mecanice. Materialele componente nu trebuie să conţină substanţe nocive în cantităţi care pot avea un efect dăunător asupra durabilităţii betonului, sau care pot provoca coroziunea armăturilor sau confecţiilor metalice înglobate, ele trebuind să fie apte pentru utilizarea preconizată a betonului. Prepararea betonului este reglementată prin specificaţiile Codului de practică NE 012 – 1/2007.

V.2.1. Cimentul Cimentul este un material pulverulent, de natură bazică, hidrofil şi instabil din punct de vedere chimic. Amestecat cu apa formează paste tixotrope, care fac priză şi se întăresc în timp, formând “piatra de ciment”. Aptitudinea generală de utilizare a cimenturilor este stabilită în conformitate cu SR EN 197-1. Cimentul Portland se obţine prin măcinarea fină a clincherului Portland cu un adaos de gips (2 ÷ 7%) strict necesar pentru reglarea timpului de priză şi cu eventuale adaosuri. V.2.1.1. Compoziţia mineralogică

La baza producerii cimentului Portland (curent folosit la prepararea betoanelor pentru construcţii) se foloseşte clincherul Portland, care este obţinut prin arderea unui amestec de materii prime în cuptoare rotative. Componenţii mineralogici principali ai clincherului Portland, sunt : → silicatul tricalcic 3CaO·SiO2 – notat simbolic C3S, denumit şi alit; → silicatul bicalcic 2CaO·SiO2 - notat simbolic C2S, denumit şi belit; → feroaluminatul tetracalcic 4CaO·Al2O3·F2O3 - notat simbolic C4AF, denumit şi

celit I sau brownmilleritul; → aluminatul tricalcic 3CaO·Al2 O3 – notat simbolic C3A , denumit şi celit II. Compoziţia mineralogică a clincherului Portland poate să varieze, în funcţie de compoziţia chimică a materiilor prime utilizate şi a tehnologiilor de fabricaţie, dar cu respectarea următoarele cerinţe impuse de norma europeană SR EN 197/1,2-2002 : • minimum 2/3 din masa totală să fie constituită de silicaţi (alit + belit) ; • relaţia procentuală dintre oxidul de calciu şi trioxidul de siliciu din compoziţie să fie

mai mare ca 2 ; • conţinutul procentual în masă de oxid de magneziu să fie mai mic de 5%.

2

În cazul clincherului Portland, compuşii mineralogici se pot regăsi, de regulă, în limitele următoarelor procente : - C3S (alit) → 40 ÷ 73 % ; - C2S (belit) → 2 ÷ 35 % ; - C3A (celit II) → 1 ÷ 18 % ; - C4AF (celit I) → 2 ÷ 20 %. Dat fiind faptul că silicaţii bicalcic şi tricalcic (alitul şi belitul) intră în proporţie de cca. 75% în compoziţia clincherului, cimentul Portland se mai numeşte şi ciment silicatic. Dintre componenţii mineralogici ai clincherului, silicatul tricalcic (C3S), are cea mai mare valoare în evoluţia proceselor care au loc la amestecarea cu apa (H2O), respectiv rolul cel mai important în asigurarea rezistenţelor mecanice ale pietrei de ciment. Proprietatile tehnice ale cimenturilor Portland se datorează compoziţiei lor chimice şi mineralogice, respectiv proporţiilor dintre componenţii mineralogici, structurii fizice, fineţei de măcinare, etc. Cele mai importante proprietăţi ale componenţilor mineralogici şi respectiv ale cimentului, care intereseaza pe constructori sunt : • viteza de hidratare şi deci cantitatea de apă legată chimic (Fig.V.3) ; • căldura de hidratare şi ritmul de degajare a acesteia (Fig.V.4) ; • valoarea rezistenţelor mecanice, respectiv evoluţia acestora în timp (Fig.V.5) ; • rezistenţa la acţiunea agresivităţii chimice ; • contracţia la uscare.

F uncţie de ponderea componenţilor mineralogici în clincherul Portland, cantitatea de apă legată chimic poate varia între 18 ÷ 25%. În figura V.3 se poate observa aspectul că viteza de hidratare a componenţilor mineralogici este diferită, respectiv aceştia au nevoie de umiditate un interval de timp semnificativ. Umiditatea trebuie să asigure întreţinerea reacţiilor de hidratare (apă legată chimic) a componenţilor mineralogici în vederea ameliorării continue a structurii pietrei de ciment (matricea), ceea ce este în avantajul tuturor proprietăţilor fizico – mecanice ale betonului, respectiv a durabilităţii acestuia.

Fig. V.3: – viteza de hidratare a principalilor componenţi mineralogici ai cimentului Portland.

Fig. V.4: – viteza de degajare a căldurii, a componenţilor mineralogici ai cimentului Portland.

3

Căldura de hidratare a cimentului Portland, este aproximativ suma căldurilor de hidratare a componenţilor mineralogici, fiecare dintre aceştia aducând un aport diferit la nivel de ansamblu (Tabel V.2). Tabelul V.2

COMPONENTUL MINERALOGIC

CĂLDURA DE HIDRATARE J / g cal / g

C3S 502 120 C2S 260 62

C4AF 419 100 C3A 867 207

Prin varierea ponderii componenţilor mineralogici din alcătuirea clincherului Portland, se pot obţine cimenturi cu degajare mică de căldură (recomandate în structurile masive – cimenturi belitice), cimenturi cu degajare mare de căldură (recomandate la turnări pe timp friguros – cimenturi alitice), cimenturi care oferă rezistenţe iniţiale mari (recomandate în industria prefabricatelor).

Variaţia compoziţiei mineralogice a clincherului de ciment Portland, permite obţinerea unei game foarte largi de cimenturi ce conferă betonului proprietăţi diferite, atât în stare proaspătă cât şi în stare întărită. Pentru cimenturi sunt definite următoarele clase de rezistenţă : 32,5 42,5 52,5 (N sau R), unde partea cifrică (32,5, 42,5 şi 52,5) reprezintă clasa de rezistenţă la compresiune exprimată în (N/mm2), litera N fiind simbolul pentru rezistenţă iniţială normală, iar litera R pentru rezistenţă iniţială ridicată. V.2.1.2. Categorii uzuale de cimenturi În practica construcţiilor, funcţie de necesităţi se utilizează diferite tipuri de cimenturi care se pot grupa astfel : a) Cimenturi Portland unitare (fără adaosuri active) – sunt cimenturile obţinute prin măcinarea fină a clincherului Portland cu un adaos de gips (2 ÷ 7%) strict necesar pentru reglarea timpului de priză.

Fig. V.5: – aportul componenţilor mineralogici ai cimentului Portland, în valoarea rezistenţei la compresiune a betonului.

4

Tipurile de cimenturi Portland unitare, obţinute prin varierea ponderii componenţilor mineralogici din alcătuirea clincherului, sunt grupate astfel : • Cimenturi alitice – cu degajare mare de căldură, priză normală şi întărire rapidă

(oferă rezistenţe iniţiale mari, fiind recomandate a fi utilizate pe timp friguros, în industria prefabricatelor, etc. – fără agresivităţi chimice) ;

• Cimenturi belitice – cu degajare mică de căldură, priză normală şi viteză mică de întărire (recomandate în construcţii masive, zone calde – agresivităţi chimice – coroziune tip I) ;

• Cimenturi brownmilleritice – priză normală, întărire normală (recomandate pentru elemente expuse la îngheţ – dezgheţ repetat – agresivitate chimică sulfatică) ;

• Cimenturi feritice - priza normală, întărire normală (recomandate pentru agresivitate chimică sulfatică ridicată) ;

• Cimenturi normale - priză normală, întărire normală (recomandate în lucrări curente de beton şi beton armat - fără agresivităţi chimice).

Notă : numele tipurilor de cimenturi menţionate a fost dat funcţie de ponderea componenţilor mineralogici. Aceste cimenturi se pot utiliza la majoritatea lucrărilor de construcţii din beton, beton armat şi beton precomprimat, de aceea constituie un volum important în producţia de ciment. Se notează cu clasa I şi au rezistenţe la compresiune după 28 zile pe mortar standard, cu valori 32,5 42,5 şi 52,5 (N/mm2). De asemenea, această gamă de cimenturi se caracterizează printr-o fineţe de măcinare normală (min. 2500 cm2/g), constanţă bună de volum şi o priză normală. b) Cimenturi Portland cu adaosuri - sunt cimenturile care pe lângă clincherul fin măcinat conţin şi gips respectiv alte adaosuri în proporţie de 10 ÷ 70% în greutate. Funcţie de compoziţia, proprietăţile şi rolul lor, adaosurile introduse la fabricarea cimenturilor pot fi : • adaosuri cimentoide – zguri de furnal bazice şi granulate, unele cenuşi zburătoare

de termocentrală, etc.; • adaosuri puzzolanice – trasuri, diatomite, bauxita calcinată, argila calcinată,

majoritatea cenuşilor zburătoare de termocentrală, etc.; • adaosuri inerte – sunt materiale care în mod aparent nu modifică procesele de

hidratare - hidroliză ale cimenturilor (în prezenţa apei), dar modifică prin diluţie proprietăţile acestora.

c) Cimenturi cu adaosuri de zgură de furnal se fabrică prin introducerea la măcinare a clincherului de ciment Portland, a zgurii granulate de furnal înalt şi a gipsului necesar reglării timpului de priză. Utilizarea zgurilor de furnal înalt împreună, eventual cu alte adaosuri conduce la economisirea clincherului Portland, reducând preţurile de cost ale cimenturilor.

În funcţie de combinaţia de adaosuri şi cantitatea de zgură conţinute în masa cimenturilor, acestea pot căpăta una din următoarele proprietăţi : • rezistenţe mecanice iniţiale mai mici şi rezistenţe finale identice cu cimenturile

Portland unitare ; • rezistenţe mecanice iniţiale şi finale mai scăzute, în raport cu cimenturile Portland

unitare (foarte economice pentru clase inferioare de beton) ; • căldura de hidratare a acestor cimenturi, scade odată cu creşterea proporţiilor de

zgură (obligatoriu pentru realizarea construcţiilor masive din beton) ;

5

• au tendinţa de a scădea lucrabilitatea mortarelor şi betoanelor, dezavantaj eliminat prin adăugarea în amestec a aditivilor plastifianţi sau a silicei ultrafine (SUF).

d) Cimenturi cu adaosuri de cenuşă se obţin prin introducerea la măcinarea clincherului de ciment Portland, a cenuşilor volante de termocentrală (puzzolane artificiale). La fel ca şi zgurile de furnal, cenuşiile zburătoare de termocentrală, au drept rezultat, economia de clincher Portland respectiv obţinerea anumitor proprietăţi pentru betoanele (netratate termic) preparate cu acestea : • îmbunătăţirea lucrabilităţii betoanelor proaspete (scăderea cantităţii de apă la

amestecare) ; • creşterea omogenităţii betonului proaspăt ; • reducerea căldurii de hidratare a cimentului ; • scăderea rezistenţelor mecanice a betonului în primele două săptămâni de la

turnare ; • creşterea rezistenţelor mecanice a betonului după 14 zile de le turnare ; • scăderea uşoară a gelivităţii betonului (se impune utilizarea împreună cu un aditiv

antrenor de aer) ; • rezistenţe superioare la şoc termic şi la foc; • creşterea rezistenţelor la anumite agresivităţi chimice.

e) Cimenturile cu adaos de tras (bioxid de siliciu activ) permit obţinerea de betoane la care piatra de ciment este mai impermeabilă, în condiţiile exploatării acestora în medii umede, şi mai rezistentă la coroziunea sulfatică. De asemenea rezistenta la gelivitate a betoanelor preparate cu ciment având adaos de tras se reduce. f) Cimenturi Portland cu rezistenţe iniţiale mari – sunt cimenturile fabricate cu o fineţe de măcinare superioară (min. 3500 cm2/g). Clasele de rezistenţă după 28 de zile variază la aceste cimenturi între 32,5 şi 62,5 (N/mm2), iar rezistenţele iniţiale ale acestora au valori ridicate la 1,2,3 şi 7 zile, comparativ cu cimenturile normale. Sunt utilizate la lucrări de betonare pe timp friguros, industria prefabricatelor de beton etc. Există şi cimenturi Portland cu întărire extrarapidă, obţinute prin măcinarea la o fineţe foarte mare (min. 7000 cm2/g) şi adaosuri de 1…2% clorură de calciu. Cimenturile cu întărire extrarapidă fac priză în 5…30 min. de la contactul cu apa şi sunt utilizate la lucrări de betonare în climat rece, zone cu infiltraţii puternice de apă, etc.

g) Cimenturi Portland cu căldură de hidratare limitată – au o compoziţie mineralogică care asigură creşteri reduse de temperaturi, astfel încât cea mai mare parte a căldurii de hidratare să se poată disipa. Cimenturile de acest tip au viteze de hidratare reduse, astfel încât clasa acestora este garantată la 28 zile, iar clasa betoanelor fabricate cu astfel de cimenturi este garantată prin caietele de sarcini la 28…90 zile de la preparare. Cimenturile Portland cu căldură de hidratare limitată sunt folosite la prepararea betoanelor puse în lucrare în elemente masive (baraje de greutate, blocuri mari de fundaţii), a betoanelor puse în lucrare în zone cu climat cald, etc.

h) Cimenturi Portland rezistente la sulfaţi - sunt caracterizate printr-o căldură de hidratare şi o viteză de întărire mai reduse. În ceea ce priveşte rezistenţele la compresiune după 28 zile, acestea ating valori minime de la 32,5 (N/mm2). Aceste cimenturi constituie unul din remediile împotriva coroziunii sulfatice.

6

i) Cimenturi Portland albe sau colorate – sunt cimenturi care au un preţ de cost ridicat, fiind utilizate la lucrări monumentale, lucrări decorative, finisaje deosebite etc. Pentru cimentul Portland alb se utilizează materii prime cu conţinut redus de oxizi de fier (calcar de foarte bună calitate sau cretă şi caolin). Pentru cimenturile Portland colorate, se utilizează materiile prime ca pentru cimenturi albe, dar la care se adaugă oxizi fondanţi, mineralizatori, coloranţi şi alţi oxizi necesari.

V.2.1.3. Clasificarea cimenturilor a) Funcţie de prezenţa adaosurilor în compoziţia cimenturilor: → cimenturi Portland unitare (fără adaosuri) ; → cimenturi Portland cu adaosuri.

b) Funcţie de compoziţia lor, conform Normei Europene EN 197-1 : → cimenturi Portland ; → cimenturi Portland cu zgură ; → cimenturi Portland cu microsilice ; → cimenturi Portland cu puzzolană ; → cimenturi Portland cu cenuşă zburătoare ; → cimenturi Portland cu şist calcinat ; → cimenturi Portland cu calcar ; → cimenturi Portland compozite ; → cimenturi de furnal ; → cimenturi puzzolanice ; → cimenturi compozite.

c) Conform SR 388 /1995 : → cimenturi Portland fără adaos (tip I); → cimenturi Portland compozite (tip II); → cimenturi de furnal (tip III); → cimenturi puzzolanice (tip IV); → cimenturi compozite (tip V);

d) Conform SR 1500/96, armonizat cu Norma Europeană ENV 197-1 : → cimenturi Portland cu zgură (tip II) ; → cimenturi Portland cu cenuşă (tip II) ; → cimenturi Portland cu puzzolană naturală (tip II) ; → cimenturi Portland cu calcar (tip II) ; → cimenturi Portland compozite (tip II) ; → cimenturi de furnal (tip III) ; → cimenturi puzzolanice (tip IV) ; → cimenturi compozite (tip V).

Notă : clasificarea convenţională are un caracter orientativ, uneori putând exista deosebiri semnificative între cimenturile de acelaşi tip. Din aceste motive, parametrii tehnici, tehnologici şi economici ai lucrărilor, stabilesc pe bază de analiză, încercări şi condiţii concrete, tipul recomandat şi utilizabil de ciment.

7

V.2.1.4. Proprietăţile cimentului

Procesele fizico – chimice care au loc în sistemul ciment Portland – apă sunt deosebit de complexe, produşii reacţiilor de hidratare - hidroliză formând în timp structura pietrei de ciment (matricea betonului). Cele mai importante proprietăţi ale cimenturilor care interesează pe constructori sunt priza, fineţea de măcinare, viteza de hidratare şi respectiv cantitatea de apă legată chimic, căldura de hidratare, etc.

a) Priza cimentului Imediat după introducerea apei, amestecul devine activ, pasta de ciment având unele proprietăţi reologice (procese evolutive ale vâscozităţii, fluidităţii, rgidităţii, coeziunii şi altele). În acest stadiu, asupra pastei de ciment se poate interveni mecanic (transport, punere în lucrare, compactare), legăturile interne rupte putându-se reface, reacţiile de hidratare – hidroliză fiind nesemnificative. În momentul începerii prizei cimentului, parametrii reologici au un salt brusc, indicând existenţa unui sistem structural ce se rigidizează treptat şi nu a unui fluid plastic. Sub aspect termic, procesul este însoţit de schimbări de temperatură în pasta de ciment, începutul prizei corespunzând unei creşteri rapide a temperaturii, iar sfârşitul acesteia unei temperaturi de vârf. După începerea prizei, este interzisă orice acţiune mecanică asupra pastei de ciment (care se rigidizează respectiv în care legăturile rupte ale reţelei cristaline formate nu se mai refac). Începutul şi sfârşitul prizei cimenturilor diferă în funcţie de : compoziţia mineralogică, fineţea de măcinare, conţinutul de adaos, raportul A / C. Întărirea pastei de ciment reprezintă un fenomen foarte complex, constând în principal dintr-o suită de reacţii fizico – chimice datorate hidratării cimentului, care conduc la formarea pietrei de ciment, care înglobează şi leagă între ele restul componenţilor solizi. Ea parcurge trei etape foarte importante şi anume : → etapa iniţială – care are durata cuprinsă între momentul „0”, reprezentând

terminarea amestecării componenţilor şi timpul de începere a prizei (aceasta se poatea determina experimental sau se poate aprecia în funcţie de mai mulţi parametrii care vor fi prezentaţi ulerior). În acest interval de timp reacţiile de hidratare sunt foarte lente, practic betonul putând fi transportat, manipulat, compactat, nivelat etc., fără ca proprietăţile lui să fie afectate în sens negativ. Durata acestei etape depinde de compoziţia betonului (în special de clasa, dozajul şi tipul cimentului, de cantitatea de apă şi de tipul aditivilor folosiţi) şi de temperatura acestuia ;

→ priza – durata cuprinsă între timpul de începerea a prizei şi timpul de terminare a prizei (momentul în care betonul trece din faza fluidă în cea solidă). Ea durează câteva ore şi depinde în principal de tipul cimentului şi de temperatura amestecului. În acest interval este interzisă orice acţiune asupra betonului, întrucât s-au format legăturile între microcristale, iar distrugerea acestora conduce la diminuarea proprietăţilor betonului întărit;

→ întărirea propriu-zisă – se întinde pe o durată de câteva zeci de ani, începând de la terminarea timpului de priză şi prezentând interes deosebit numai în primele 28 de zile.

Un fenomen ce poate fi întâlnit este priza falsă a cimentului, caracterizată prin lipsa temperaturii ridicate în masa betonului, imediat după amestecarea cimentului cu apa. Aceasta se poate datora unor condiţii neadecvate de fabricaţie (măcinarea

8

cimenturilor), de depozitare a cimentului, precum şi datorită tehnologiei de preparare a betoanelor. Reamestecarea betonului fără adăugare da apă suplimentara, restabileşte calităţile acestuia.

b) Fineţea de măcinare

Fineţea de măcinare a cimentului se exprimă prin suprafaţa specifică a acestuia, adică raportul dintre aria suprafeţei totale a granulelor şi unitatea de masă. Se exprimă în (cm2/g) sau în (m2/kg). Explicaţia acestui aspect constă în faptul că hidratarea cimentului începe la suprafaţa granulelor, gradul de fineţe devenind principalul factor care influenţează viteza de hidratare, cu implicatii directe în mărirea sau micşorarea duratei de întărire a betonului. Din punct de vedere al fineţei de măcinare, cimenturile pot fi fine, medii sau grosiere.

Cimenturile fine au suprafaţa specifică mai mare, beneficiind astfel de o viteză sporită de hidratare şi de întărire, dar cu preţul degajării unei cantităţi mari de căldură. Rezistenţele mecanice sporesc rapid în primele zile, permiţând decofrarea timpurie a elementelor de beton şi beton armat executate. În acelaşi timp, un ciment fin este mult mai usor degradabil în atmosferă şi necesită o cantitate mai mare de apă pentru reacţiile de hidratare şi hidroliză, în urma cărora va rezulta o contracţie şi o fisurare mai accentuate (se degajă multă căldură), deci un beton mai putin compact, cu rezistenţe mecanice finale mai scăzute. De asemenea, datorită reducerii compactităţii betonului, scade şi rezistenţa acestuia la agresivitate chimică. De aceea se preferă şi se recomandă cimenturile cu grad mediu de măcinare.

În concluzie alegerea unui ciment din punct de vedere al fineţei de măcinare este stabilită din raţionamente tehnice şi economice.

c) Influenţa dozajului de ciment asupra proprietăţilor betonului

Pentru un amestec în care se păstrează constante, natura şi granulozitatatea agregatelor, consistenţa amestecului (cantitatea de apă utilizată), dozarea diferită a cimentului în amestec conduce la următoarele aspect : coeziunea şi lucrabilitatea betonului se ameliorează odată cu creşterea dozajului

de ciment ; densitatea amestecului se modifica astfel :

• până la 300-400 (kg ciment/mc), se realizează o densitate maximă a betonului; • peste 500 (kg ciment/mc), cimentul devine predominant şi prin densitatea sa

mai scăzută ca valoare decât cea a agregatului, va impune o scădere a valorii totale a densităţii betonului;

rezistenţa la compresiune a betonului creşte semnificativ până la dozajul de aproximativ 400 (kg ciment/mc), moderat până la un dozaj de 600 ÷ 700 (kg ciment/mc) şi nesemnificativ la o valoare a dozajului de peste 800 (kg ciment/mc);

rezistenţa la întindere a betonului începe să scadă la dozaje de peste 600 (kg ciment/mc), ca urmare a contracţiilor sporite ale pietrei de ciment.

Notă : dozajele ridicate de ciment favorizează curgerea lentă şi contracţia la usacre a betonului, cu toate dezavantajele care decurg din acest aspect. Concluzie

Tipul şi clasa cimentului se aleg şi se corelează cu clasa betonului, ţinând cont atât de caracteristicile mijloacelor şi tehnologiilor ce acţionează asupra betonului proaspăt, cât şi de mediul de exploatare al betonului întărit.

9

d) Transportul şi depozitarea cimentului

Dat fiind faptul că cimenturile sunt materiale hidrofile, trebuie îndeplinite următoarele aspecte : asigurarea protecţiei cimentului faţă de umiditate ; aprovizionarea cu cantităţi care se vor consuma în cel mult o lună (pentru

cimenturile unitare) şi cel mult 3 luni (pentru cimenturile obişnuite) ; mecanizarea completă a tuturor operaţiilor de încărcare - descărcare şi

depozitare; evitarea amestecării tipurilor de cimenturi ; reducerea la minimum a manipulării cimentului.

Cimentul se poate altera în contact cu umezeala şi din acest punct de vedere este caracterizat astfel : STADIUL I de alterare se caracterizează printr-o aglomerare a particulelor de

ciment care se pot sfărâma intergral la strângerea în palmă. Înainte de folosirea cimentului se va determina domeniul de utilizare şi corecţia necesară la dozare ;

STADIUL II de alterare se caracterizează printr-o sfărâmare parţială a aglomerarilor particulelor de ciment. Acest ciment necesită o cernere atentă şi nu poate fi utilizat decât pentru betoane de slabă rezistenţă ;

STADIUL III de alterare se caracterizează prin pietrificarea cimentului, deci acesta nu se mai poate utiliza.

Transportul se poate realiza : în recipienţi metalici acoperiţi, în vrac, pentru cantităţi mici si distanţe scurte; cu mijloace auto sau CF, specifice, dotate cu buncăre şi sisteme pneumatice de

încărcare – descărcare; în saci multistrat din hârtie cerată pe interior, inscripţionaţi cu toate caracteristicile

cimentului, producătorului şi a datei de fabricaţie; pneumatic, prin conducte metalice, la distanţe scurte, în cadrul platformelor

industriale utilizatoare sau în şantiere; mecanic cu şnecuri, jgheaburi vibrante sau benzi transportoare capsulate, în

cadrul platformelor industriale utilizatoare sau în şantiere. Depozitarea cimentului se face numai în spaţii închise, aerisite periodic, ferite de umezeală şi de lumina solară directă, pe perioade scurte (max. 3 luni) pentru cantităţi mici sau în buncăre speciale, metalice, prevăzute cu sisteme pneumatice pentru încărcare – descărcare.

V.2.2. Apa utilizată la prepararea betoanelor Apa reprezintă ca şi cimentul respectiv agregatul, un constituent de bază al betonului, influenţând toate proprietăţile acestuia atât în stare proaspătă cât şi în stare întărită. V.2.2.1. Calitatea apei pentru prepararea betoanelor Aptitudinea generală de utilizare a apei de amestec este reglementată în conformitate cu standardul SR EN 1008.

10

În vederea utilizării la prepararea betoanelor, se recomandă analizarea caracteristicilor apei în laboratoare de specialitate. Ea trebuie să îndeplinească următoarele cerinţe : să nu conţină materiale în suspensie (să fie limpede) ; să nu aibă gust şi miros (evitarea apelor sălcii şi mirositoare, ce conţin săruri,

cloruri sau sulfaţi) ; să se înscrie în parametrii normali de bazicitate, aciditate şi alcalinitate

(obligatoriu prin analize de laborator). La nivel de şantier, se poate determina (în afară de testele de culoare, gust şi miros) şi testul de timp de priză a pastei de ciment preparată cu apă potabilă (sau distilată) şi apa nepotabilă din sursa ce se va utiliza. Pentru diferenţe sub ¼ de oră la timpii de început şi sfârşit de priză şi ± 10% din rezistenţa mortarului, apa poate fi utilizată. V.2.2.2. Rolurile apei în compoziţia betonului Principalele roluri pe care le îndeplineşte apa în compoziţia betoanelor sunt următoarele : asigurarea plasticităţii şi lucrabilităţii necesare betonului proaspăt la punerea sa în

lucrare (pe timpul turnării) ; asigurarea declanşării şi întreţinerii reacţiilor de hidratare a cimentului din masa

betonului ; asigurarea nivelului optim de umiditate a agregatului în procesul de preparare a

betonului necesar menţinerii constante a lucrabilităţii amestecului. Apa coexistă în masa amestecului de beton sub formă de : • apă liberă – care ocupă spaţiul dintre particulele solide ; • apă legată fizic – sub forma unor pelicule atrase (electrostatic) în jurul particulelor

de ciment şi a granulelor de agregat, respectiv apa absorbită de agregatele ce prezintă un grad suficient de porozitate;

• apă legată chimic – cantitatea de apă din amestec care participă la reacţiile de hidratare.

Cantitatea de apă necesară la prepararea betonului depinde de : → suprafaţa specifică a agregatului; → dozajul de ciment şi fineţea de măcinare a acestuia; → lucrabilitatea respectiv consistenţa necesare pentru amestecul de beton proaspăt. Cantitatea de apă utilizată la prepararea betonului este divizată în două părţi care au următoarea semnificaţie :

A = A1 + A2 (l/mc) A1 – reprezintă cantitatea de apă necesară pentru hidratarea cimentului, ea reprezentând circa 25% din masa cantităţii de ciment utilizată. Această cantitate de apă urmează a se lega chimic în procesele de hidratare. A2 - reprezintă cantitatea de apă cu care se suplimentează valoarea A1, aceasta din urmă neavând capacitatea de a asigura o lucrabilitate corespunzătoare amestecului de beton produs, existând riscul obţinerii unui beton cu o compactitate deficitară.

A2 = A2’ + A2

” (l/mc) A2

’ – reprezintă cantitatea de apă excedentară pentru siguranţa hidratării tuturor particulelor de ciment. Această cantitate de apă rămâne în masa betonului, evaporându-se ulterior.

11

A2” - reprezintă cantitatea de apă care se pune pentru asigurarea lucrabilităţii

betonului, întrucât A2’ este insuficientă. În timpul operaţiei de compactare, cantitatea

de apă A2” se elimină.

Apa liberă (A2) nu este necesară decât pentru asigurarea lucrabilităţii betoanelor, fiind înlăturată în mare parte prin compactare şi prin evaporare. Apa în exces care se evaporă, generează o reţea de pori şi uneori goluri care vor avea efecte negative importante asupra permeabilităţii betonului, a rezistenţelor mecanice, a gelivităţii şi rezistenţei la agresivităţi chimice ale acestuia. Cantitatea de apă liberă variază în funcţie de gradul de lucrabilitate dorit şi este de preferat ca betoanele să fie preparate cu aditivi specifici (plastifianţi sau superplastifianţi), pentru a se evita pe cât posibil un beton întărit cu porozităţi ridicate. Raportul (A / C) reprezintă raportul dintre întreaga cantitate de apă utilizată la prepararea betonului şi cantitatea de ciment şi nu raportul dintre cantitatea de apă necesară la hidratare şi cantitatea de ciment. Un raport (A / C) mare conduce la prezenţa unei cantităţi sporite de apă în amestecul de beton proaspăt, care va avea o lucrabilitate bună. Acest avantaj îşi are şi reversal, în sensul înregistrării unor dezavantaje la nivel de beton întărit, care sunt: scăderea rezistenţelor mecanice (creşte porozitatea) (Fig. V.6) ; scăderea rezistenţei la gelivitate (creşte porozitatea) ; scăderea rezistenţei la agresivitate chimică (creşte porozitatea) ; creşterea permeabilităţii (creşte porozitatea) ; creşterea contracţiei la uscare, accentuându-se defectele de structură (Fig.V.7) ; reducerea aderenţei beton – armătură (creşte porozitatea). Concluzie – apa utilizată la prepararea betonului trebuie să fie în cantitate redusă, astfel încât să se obţină calităţi superioare la nivel de beton întărit, ajustarea lucrabilităţii amestecului în vederea obţinerii unei bune betonări a elementelor structurale realizându-se prin folosirea aditivilor plastifianţi dozaţi corespunzător (la prepararea betonului).

Fig. V.6: – variaţia rezistenţei la compresiune a betonului preparat cu ciment Portland, la diferite vârste de încercare şi rapoarte A/C. Întărirea s-a făcut în mediu umed la 20oC. valoarea rezistenţei la compresiune a betonului.

12

Fig. V.7: – variaţia contracţiei betoanelor cu 300 şi 400 kg/m3 ciment II A-S 32,5 în funcţie de cantitatea de apă utilizată la prepararea betonului.

1

V.2.3. Agregatele

Agregatele sunt materiale granulare naturale sau artificiale, care se folosesc la prepararea mortarelor şi betoanelor de ciment, respectiv la alte lucrări de construcţii. Obţinerea agregatelor din roci naturale se poate face : prin prelevare directă din albia răurilor şi lacurilor, respectiv prin operaţiuni de

sortare (balast, nisip, pietriş) – agregat de balastieră ; prin procedee industriale de sfărâmare a rocilor (dure) – agregat de concasaj. Fiind un material mult mai ieftin decât cimentul (la a cărui fabricare se consumă multă energie), este avantajos ca agregatul să ocupe în masa amestecului o proporţie cât mai mare, acesta având totodată şi rolul de a stabiliza volumul de beton, respectiv de a-i conferi o durabilitate ridicată. Ocupând o pondere de cel puţin 75% în masa amestecului, agregatul trebuie să fie de calitate, acest aspect fiind capital pentru atingerea caracteristicilor proiectate de rezistenţă şi durabilitate ale betonului. Proprietăţile agregatelor depind în totalitate de cele ale rocii de provenienţă, cum ar fi : compoziţia chimică şi mineralogică, caracterele petrografice, greutatea specifică, durabilitatea, rezistenţele mecanice, stabilitatea fizică şi chimică, structura porilor etc. Pe de altă parte, agregatul poate căpăta şi unele proprietăţi diferite de cele ale rocii de bază, precum : forma şi dimensiunea particulelor, textura, absorbţia, etc. Notă : trebuie acordată atenţia corespunzătoare proprietăţilor agregatelor, întrucât toate acestea pot influenţa capital calitatea betonului, atât la nivel de amestec proaspăt cât şi la nivel de amestec întărit. V.2.3.1. Clasificarea agregatelor

Principalele clasificări ale agregatelor sunt :

a) după natură : minerale (utilizate la prepararea betoaneor obişnuite) ; organice (ex : deşeuri din lemn impregnate utilizate la prepararea

fibrobetoanelor); b) După provenienţă :

naturale (utilizate la prepararea betoaneor obişnuite) ; artificiale ;

c) După densitatea în grămadă în stare afânată şi uscată : Tabel V.3 Densitatea în grămadă în stare afânată

şi uscată (kg/m3) Clasificare după densitate

≥ 2001 Foarte greu 1201- 2000 Greu (utilizat în mod curent) 901- 1200 Semigreu (cu densitate mijlocie) 601- 900 Uşor Sub 600 Foarte uşor

d) După forma granulelor : rotunjită, lamelară (plată), ovoidală, aciculară.

2

e) După mărimea granulelor, agregatele naturale se împart : Nisipuri (agregat fin), cu dimensiuni cuprinse între 0 ÷ 7 (mm) ; Pietrişuri, cu dimensiuni cuprinse între 7 ÷ 70 (mm) ; Bolovani (de râu), cu dimensiuni cuprinse între 71 ÷ 160 (mm) ; Balasturi (amestec natural de nisip şi pietriş) având o granulozitate nedefinită ; Piatră spartă, cu dimensiuni cuprinse între 5 ÷ 63 (mm), cu fracţiunile 5 ÷ 10 (mm)

8 ÷ 16 (mm) ; 10 ÷ 20 (mm) ; 16 ÷ 25 (mm) ; 20 ÷ 40 (mm) ; 40 ÷ 63 (mm). f) După gradul de rotunjire şi gradul de uzură :

Agregate angulare – graulele prezintă o uzură redusă ; Agregate subrotunjite - graulele prezintă o uzură o uzură avansată, suprafeţele

fiind reduse ca dimensiuni ; Agregate rotunjite – granulele păstrează suprafeţele iniţiale, dar aproape şterse ; Agregate bine rotunjite – granulele nu mai păstrează suprafaţa iniţială, nu au

colţuri. g) După granulozitate (compoziţia granulometrică) :

Agregate cu granulozitate continuă, în care se găsesc toate sorturile (fracţiunile) intermediare : • Ag. 0 ÷ 7 (mm), cu sorturile : 0÷0.2 / 0.2÷1 / 1÷3 / 3÷7 (mm) ; • Ag. 0 ÷ 16 (mm), cu sorturile : 0÷0.2 / 0.2÷1 / 1÷3 / 3÷7 / 7÷16 (mm) ; • Ag. 0 ÷ 20 (mm), cu sorturile : 0÷0.2 / 0.2÷1 / 1÷3(5) / 3(5)÷7 / 7÷20 (mm) ; • Ag. 0 ÷ 31 (mm), cu sorturile : 0÷0.2 / 0.2÷1 / 1÷3 / 3÷7 / 7÷16 / 16÷31 (mm) ; • Ag. 0 ÷ 40 (mm), cu sorturile : 0÷0.2 / 0.2÷1 / 1÷3(5) / 3(5)÷7(10) / 7(10)÷20 /

20÷40 (mm) ; • Ag. 0 ÷ 71(mm), cu sorturile : 0÷0.2 / 0.2÷1 / 1÷3 / 3÷7 / 7÷16 / 16÷25 / 25÷31 /

31÷40 / 40÷71 (mm) ; Agregate cu granulozitate discontinuă, în care lipsesc unul sau mai multe sorturi

(fracţiuni) ; Agregate monogranulare în care granulele au aceeaşi mărime, sau mărimi foarte

apropiate : 3÷5 / 5÷7 / 7÷10 / 10÷15 / 15÷20 / 30÷40 / 40÷60. h) Din punct de vedere mineralogic, avem agregate încadrate în :

Grupa Bazaltului ; Grupa Granitului ; Grupa Calcarului, etc.

i) După tehnologia de prelucrare, avem : Agregate neprelucrate - extrase direct din alibii de râuri şi lacuri, numite şi

agregate de balastieră ; Agregate prelucrate – agregatele de concasaj (nisip de concasaj , piatră spartă). V.2.3.2. Condiţii de calitate impuse agregatelor Agregatele minerale grele (naturale) se pot utiliza la prepararea betoanelor numai dacă îndeplinesc condiţiile : stabilitate fizico – chimică, ceea ce înseamnă că nu se alterează în prezenţa

aerului, apei şi a ciclurilor de îngheţ – dezgheţ (gelivitate) ; rezistenţa la compresiune a agregatului trebuie să fie de cel puţin 1.5 ori clasa

betonului care urmează a se prepara cu acestea ; nefavorizarea reacţiilor chimice nocive (alcali – agregate). Există cazuri în

care agregatul reacţionează chimic cu alcalii din piatra de ciment, dând naştere la fenomenul numit reacţie alcali – agregate.

3

Notă : în prezenţa apei (umidităţii), produşii de reacţie (geluri) îşi măresc anormal volumul exercitând o presiune în creştere asupra structurii betonului, producându-se fisurarea pietrei de ciment. Reacţiile alcali – agregate sunt accelerate de creşterea conţinutului de alcali ai pietrei de ciment, respectiv de creşterea temperaturii. Reducerea sau stoparea efectelor acestui tip de reacţie se poate realiza prin introducerea la prepararea betonului a silicei fine reactive. De regulă, în zonele de prelevare a agregatelor (cariere şi balastiere) se efectuează analize în vederea depistării sensibilităţii agregatului la acest tip de reacţie. nedepăşirea limitelor admise a impurităţilor din masa agregatelor, ce pot influenţa

în sens negativ procesele fizico – chimice din masa betonului : → cărbune 0.5% ; → mică 1% ; → argile 0.25 ÷ 1.5% ; → părţi levigabile 1÷ 3%.

interzicerea cu precădere a următoarelor categorii de impurităţi : → resturi animale sau vegetale ; → produse petroliere (păcură, uleiuri, etc.) ; → pelicule aderente de argilă ; → alte materiale aderente care izolează liantul de agregat.

V.2.3.3. Influenţa agregatelor asupra proprietăţilor betonului proaspăt şi întărit

a) Forma şi starea suprafeţei granulelor :

Forma granulelor modifică volumul de goluri dintre acestea şi suprafaţa specifică a agregatului. Granulele de formă neregulată (alungite şi aşchioase) conduc la un volum de goluri mai mare, scăzând lucrabilitatea şi compactitatea amestecului, cu consecinţe negative asupra rezistenţelor mecanice, impermeabilităţii şi durabilităţii betonului. Principalele aspecte legate de forma granulelor de agregat sunt : gradul de rotunjire (se referă la angularitatea muchiilor şi a colţurilor granulelor) ; sfericitatea (depinde de raportul dintre aria totală a suprafeţei granulei şi volum) ; proporţia granulelor solzoase (sunt cele cu Ømin < 0.6 din diametrul luat ca medie

a ochiurilor sitei la care se raportează fracţia).

Notă : cele mai bune sunt agregatele cu forma apropiată de cea sferică, întrucât o sferă are aceleaşi rezistenţe mecanice pe cele 3 direcţii. Agregatele aplatizate sunt interzise.

4

Starea suprafeţei agregatelor influenţează considerabil rezistenţele mecanice ale betonului. Aceasta depinde de dimensiunea granulelor şi de caracteristicile rocii - mamă. În general, rugozitatea unui agregat poate fi apreciată vizual, dar pentru o apreciere obiectivă există clasificarea : Tabel V.4 - textura superficială a agregatelor după BS 12 -1967 Grupa Textura

superficială Caracteristici Exemple

1 Sticloasă Spărtură concoidală Silex (silice, cuarţ), zgură sticloasă

2 Netedă (lustruită)

Provenite din albii de rău sau din spargerea rocilor laminate sau fin-granulare

Pietriş sau nisip grosier, chert, şist, marmură, unele riolite

3 Granulară Granule mai mult sau mai puţin uniform rotunjite

Gresie, oolite

4 Rugoasă Fragmente cu spărtura rugoasă (aspră) din roci cu granulaţie fină sau medie, conţinând constituenţi cristalini greu de distins.

Bazalt, felsit, porfir, calcar

5 Cristalină Conţinând constituenţi cristalini uşor vizibili

Granit, gabrou, gnais

6 Structură în fagure

Cu pori vizibili sau cu cavităţi Cărămidă, piatră ponce, zgură spumoasă, clincher, argilă expandată

Agregatul de concasaj este caracterizat de o textură rugoasă a suprafeţei granulelor, deci de o bună aderenţă a granulelor la piatra de ciment, respectiv de o suprafaţă specifică mare, care reclamă o cantitate de apă sporită la prepararea betonului. Dat fiind acest aspect, pentru evitarea obţinerii de rapoarte (A/C) mari (care sunt defavorabile) la prepararea betonului agregatul de concasaj se foloseşte ca şi fracţiune grosieră, sorturile fine fiind din categoria agregatelor de balastieră (cu suprafeţe specifice mai mici). Aderenţa agregatului la pasta de ciment influenţează în mod direct rezistenţele mecanice, cu precădere rezistenţa la încovoiere a betonului (prin gradul de întrepătrundere a pastei de ciment între asperităţile suprafeţei agregatului). Aderenta este influentata de : proprietăţile fizico – chimice ale agregatului; compoziţia mineralogică a rocilor; caracteristicile electrostatice ale suprafeţei granulelor.

Agregatele rugoase au cea mai mare suprafaţă specifică, respectiv o bună aderenţă la piatra de ciment. Agregatele sticloase au cea mai mică suprafaţă specifică, respectiv o proastă aderenţă la piatra de ciment.

5

b) Mărimea maximă a granulelor

Mărimea sau dimensiunea maximă a granulelor de agregat se stabileşte luând în considerare : dimensiunile minime ale secţiunii elementelor de construcţie ; distanţa minimă dintre armături ; distanţa dintre armături şi eventuale piese înglobate ; grosimea stratului e acoperire cu beton a armăturilor ; tehnologia de transport şi punere în lucrare a betonului ; înălţimea de turnare a betonului.

Cu cât dimensiunea maximă a granulelor de agregat este mai mare, suprafaţa specifică a acestuia este mai redusă, determinând necesitatea unui consum de apă mai scăzut la amestecare. Astfel se obţin rapoarte (A/C) mai reduse, cu avantaje calitative la nivel de beton întărit (creşterea rezistenţelor mecanice). Aceste avantaje sunt însă limitate atât de mărimea maximă a agregatului utilizat, cât şi de dozajul de ciment (Fig.V.8).

La dozaje de 150 ÷ 250 (kg ciment / mc) este avantajoasă folosirea agregatului de dimensiune maximă cât mai mare, inclusiv a bolovanilor dacă acest aspect este permis. Folosirea agregatului cu dimensiune maximă a granule de până la 70 (mm), este avantajoasă în condiţiile unor dozaje de ciment de circa 300 (kg ciment / mc), iar pentru agregatul cu dimensiunea maximă de aproximativ 40 (mm), dozajul de ciment eficient se regăseşte în jurul valorii de 400 (kg ciment/mc).

Fig. V.8: – influenţa dimensiunii maxime a agregatului asupra rezistentei la compresiune a betoanelor la vârsta de 28 zile, preparate cu diferite dozaje de ciment.

6

c) Granulozitatea agregatului

Prin granulozitatea agregatului (compoziţia granulometrică) se înţelege repartiţia procentuală (în grutate) a sorturilor elementare ce alcătuiesc agregatul respectiv. Granulozitatea agregatului este caracterizată de următorii factori : aria totală a granulelor ; volumul relativ ocupat de agregat ; conţinutul de parte fină şi grosieră.

Aria totală a agregatelor din diferite amestecuri poate varia în limite largi, ceea ce înseamnă că pentru umplerea completă a golurilor dintre acestea, sunt necesare cantităţi diferite de pastă de ciment (ciment + apă). Variaţia ariei totale a agregatului depinde de : ponderea diferită a sorturilor (fracţiunilor) ; dimensiunea maximă a granulei dmax ; forma şi aspectul suprafeţelor granulelor.

Pentru un agregat dat şi o dimensiune maximă a granulei dmax stabilită (conform prescripţiilor normative), controlul ariei totale a agregatului, deci şi a golurilor dintre acestea se realizează prin reglarea corespunzătoare a proporţiei sorturilor componente. Proporţiile între sorturi (fracţiuni) se stabilesc astfel încât să se obţină un volum minim de goluri, respectiv o arie totală minimă. Astfel se obţin rezistenţe ridicate ale betonului produs, respectiv porozităţi minime. Principalele curbe granulometrice specifice zonelor de granulozitate (I, II şi III) cu limitele standard ale acestora sunt prezentate în NE 012 – 1999 respectiv în lucrarea “Proiectarea compoziţiei betoanelor cu densitate normală” editura CONSPRESS 2004, în tabelele 3.13, 3.14, 3.15, 3.16, 3.17 şi 3.18. Utilizarea lor este indicată pentru evitarea folosirii incorecte a agregatului sub aspectul granulozităţii. Dacă se tinde spre utilizarea unui agregat caracterizat de o curbă granulometrică bogată în parte fină, aria totală a agregatului va fi mare. Acest lucru impune un consum de apă ridicat la prepararea betonului (suprafaţa specifică a agregatului creşte), deci un raport (A/C) mai mare. Această consecinţă se manifestă în sens negativ asupra calităţii betonului (rezistenţe mecanice finale scăzute, respectiv o compactitate scăzută). Betonul preparat cu un agregat având un conţinut bogat de parte fină (deci cu o arie totală mare), pentru a atinge aceeaşi rezistenţă ca a unui beton preparat cu un agregat mai puţin bogat în parte fină (având aria totală mai scăzută), trebuie să fie mai “gras”, adică să i se sporească dozajul de ciment. Acest lucru (sporirea cantităţii de ciment) trebuie atent făcut, astfel încât sa nu conducă la alte problem legate de utilizarea unui dozaj excesiv de ciment (contracţii mari, deci stare de fisurare pronunţată). Notă: ţinta finală în ceea ce priveşte alegerea agregatului, constă în alegerea unei curbe granulometrice optime, care să conducă la obţinerea unei bune lucrabilităţi a betonului proaspăt şi a unei compactităţi maxime a betonului întărit.

Există şi agregate cu granulozitate discontinuă, caracterizate de aspectul lipsei uneia sau mai multor fracţiuni de dimensiuni intermediare. Pe curba granulometrică, discontinuitatea se prezintă printr-o linie orizontală în intervalele de dimensiuni care lipsesc (fig. V.9).

7

Agregatele cu granulaţie discontinuă se pot utiliza pentru orice beton, dar ele dau rezultate bune în două cazuri : → pentru betoane coloidale (cu agregate preamplasate) ; → pentru betoane cu agregat aparent.

Fig. V.9: - exemplu de curbă de granulozitate discontinuă pentru agregate având dimensiuni maxime de 31 mm

d) Porozitatea şi absorţia agregatului

Porozitatea şi absorţia agregatului influenţează direct aderenţa granulelor la pasta de ciment, rezistenţa betonului la îngheţ-dezgheţ şi rezistenţa la abraziune. Porii agregatului variază ca dimensiune şi pot fi repartizaţi fie numai în interiorul granulelor, fie cu deschidere spre suprafaţa granulelor, fie în ambele cazuri. Când toţi porii agregatului sunt umpluţi se spune că acesta este saturat şi uscat la suprafaţă. Este necesar să se cunoască umiditatea agregatului înainte de introducerea lui în procesul de prepararea a betonului, altfel vor apărea fenomene de inconstanţă a lucrabilităţii acestuia, mai ales în primele 15…30 min după preparare (după primele 15 minute absorbţia se reduce sau se opreşte, ca urmare a „învelirii” granulelor de către pasta de ciment).

e) Umiditatea şi înfoierea agregatului Un agregat expus precipitaţiilor reţine o cantitate considerabilă de umiditate pe suprafaţa granulelor şi păstrează această umiditate în interiorul haldei, un timp îndelungat. Acest fenomen este preponderent în cazul agregatului fin (nisipuri). Agregatul grosier reţine apă în cantităţi mult mai reduse decât nisipul. În cazul nisipului apare şi fenomenul “înfoierii”. Acest fenomen constă în creşterea în volum a nisipului (raportată la unitatea de greutate). Cauza “înfoierii”

8

este constituită de peliculele de apă care fac ca particulele de nisip să se distanţeze între ele. Gradul de “înfoiere” depinde de procentul de umiditate din nisip şi de fineţea acestuia (de exemplu la 5…8% umiditate, se produce o “înfoiere” de 20…30%). La agregatele grosiere, creşterea de volum în prezenţa apei este neglijabilă, fiindcă grosimea peliculei de apă este foarte mică comparativ cu dimensiunea granulelor.

f) Impurităţi în agregat Sunt trei categorii de materiale dăunătoare care pot fi întâlnite în masa agregatului :

- Impurităţi, care perturbă reacţiile de hidratare ale cimentului; - Depuneri pe granule, care reduc aderenţele agregat - pastă de ciment; - Particule fără rezistenţe sau instabile ca volum.

Impurităţile organice reprezintă materia organică din masa agregatului apărută din descompunerea substanţelor organice (în principal taninul şi derivaţii săi), sub formă de humus şi sol organic. Aceste impurităţi se regăsesc de obicei în nisipuri, agregatele grosiere fiind spălate mai uşor. Argila apare în agregat sub formă de învelişuri ale granulelor, având efecte nocive de rupere a aderenţei între agregat şi pasta de ciment, cu modificarea în sens negative a rezistenţelor mecanice şi durabilităţii betonului. Mâlul este constituit din particule fine (până la 0,02 mm), rezultate din alterări naturale. Poate forma pelicule peste granulele agregatelor sau poate acţiona în particule libere. Praful de concasare rezultă din procesul de sfărâmare artificială a rocilor la dimensiunile stabilite prin concasare. Acţionează ca şi mâlul, prin pelicule peste granulele de agregat sau în suspensie de particule. Prin fineţe, praful de concasare

Fig. V.10: - descreşterea volumului real al nisipului datorită înfoierii (pentru un volum constant de nisip umed).

Fig. V.11: - coeficientul de înfoiere pentru nisipuri cu diferite conţinuturi de umiditate.

9

perturbă cantitatea de apă în amestec, având o suprafaţă specifică ce nu poate fi neglijată. Particule cu volum instabil - există două categorii de particule cu volum instabil : → particule care nu îşi menţin integritatea; → particule care se dilată şi se “sparg” la efectul îngheţ-dezgheţului (gelivitate). Cele mai des întâlnite particule cu caracteristicile de mai sus sunt: marno-argilele, bulgării de argilă, lemn şi cărbune. Ele favorizează coroziunea şi oxidarea, respectiv influenţează negativ rezistenţele betonului prin dilatare. Mica acţionează defavorabil asupra reacţiilor de hidratare ale cimentului şi influenţează cantitatea de apă din compoziţie şi deci rezistenţa betonului.

g) Transportul şi depozitarea agregatelor pentru betoane La transportul şi depozitarea agregatelor nu sunt necesare măsuri speciale, acest material nefiind sensibil la factorii atmosferici. Se vor asigura totuşi câteva condiţii lagate de împiedicarea introducerii unor impurităţi în masa agregatului, amestecarea sorturilor şi segregarea agregatelor la descărcare. Transportul agregatelor la distanţe mari se realizează cu mijloace specifice auto sau CF, basculante. Pentru distanţe scurte se folosesc benzi transportoare, elevatoare cu cupe, încărcătoare, tomberoane, roabe, etc. Depozitarea agregatelor este organizată în funcţie de capacitatea şi necesitatea de utilizare a depozitului respectiv. Astfel, cele mai simple depozite constau în amenajarea unor platforme din balast cilindrat, pe care se poziţionează grămezile de agregate pe sorturi. Depozitele sectoriale au platforme din beton sau din balast cilindrat şi se folosesc la staţiile de betoane demontabile. La staţiile de betoane mari şi la fabricile de prefabricate se organizează depozite cu estacadă, complet mecanizate. În unele cazuri, agregatele pot fi depozitate şi în buncăre specifice. V.2.4. Adaosuri pentru betoane Adaosurile sunt substanţe inerte din punct de vedere chimic care se adaugă la prepararea betonului, în vederea îmbunătăţirii (ameliorării) unor proprietăţi la nivel de amestec proaspăt şi întărit. Este acceptată realitatea că este dificil să se proiecteze compoziţii de beton alcătuite numai din ciment, agregate şi apă, capabile să satisfacă exigenţele tehnico-economice ale betoanelor, de aceea folosirea diferitelor adaosuri sub un control tehnic riguros, a devenit o practică curentă. Generic, prin denumirea lor, adaosurile pentru prepararea betoanelor includ diverse grupe de subproduse industriale, preparate special în acest scop şi unele tipuri de fibre naturale , minerale şi organice. Din aceste motive, nu există o clasificare generală unanim acceptată, dar adaosurile pot fi enumerate după unii autori după ponderea utilizării lor astfel : cenuşă volantă uscată, de la centralele termoelectrice. Cantităţile utilizate la 1

m3 de beton diferă în funcţie de caracteristicile cimentului şi ale cenuşilor precum şi de condiţiile de expunere a betoanelor ;

zgura granulată de furnal înalt (măcinată sau nemăcinată) se utilizează pe bază de încercări preliminare şi reprezintă un înlocuitor al agregatelor naturale grele (până la 70% pentru nisipuri) ;

silicea ultrafină sau silicea amorfă (SUF) este un subprodus din industria ferosiliciului, sub formă de microsfere amorfe, cu compoziţie oxidică şi diferite proprietăţi fizice. SUF are o activitate puzzolanică foarte bună, fapt care conduce la creşterea în timp a rezistenţelor betoanelor preparate cu acest material. În

10

combinaţie cu diverşi aditivi, SUF conferă diferite proprietăţi pozitive betonului întărit, în special în privinţa rezistenţei la compresiune. Din acest motiv, SUF este utilizat curent la betoanele de clase superioare şi în mod deosebit în industria betoanelor prefabricate.

IV.2.4.1. Tipuri de adaosuri folosite la prepararea betoanelor prefabricate zgurile de furnal (granulate) măcinate umed folosite curent în prepararea

betoanelor hidrotehnice ; zgurile granulate de furnal înalt activate alcalin, sulfatic sau mixt, se utilizează

în amestec cu nisip şi balast local pentru substraturi de pardoseli industriale şi fundaţii rutiere, economisind agregate şi ciment ;

zgurile de oţel deferizate rezultate după extragerea deşeurilor metalice din zgurile combinatelor metalurgice. Acestea se pot utiliza ca agregate grele, după un repaus de 6 luni în halde, în compoziţie betoanelor simple, pe bază de încercări preliminare ;

calcarele fin măcinate contribuie la mărirea aderenţei de tip fizico- mecanic, a gradului de impermeabilitate, a rezistenţei mecanice şi a gelivităţii. Poate ajunge la 5 ÷ 18 % din masa agregatului ;

bentonita fin măcinată îmbunătăţeşte lucrabilitatea betonului proaspăt şi măreşte rezistenţele mecanice şi impermeabilitatea betonului. Reprezintă 2 ÷ 5% din masa cimentului ;

nisipul silicios fin măcinat se utilizează ca adaos inert la măcinarea cimentului sau ca adaos pentru corecţia compoziţiei granulometrice a agregatelor, ameliorând astfel gradul de impermeabilitate a betoanelor utilizate în special la construcţii hidrotehnice. De regulă nu depăşeşte 15% din masa cimentului ;

pulberile metalice asigură unele proprietăţi speciale betoanelor sau mortarelor utilizate la realizarea pardoselilor rezistente la abraziune şi pardoseli conducătoare de căldură sau electricitate. Principalele materiale din această categorie sunt : → electrocorindonul, carbura de siliciu sau magnetita de fier, în cantităţi de

10 ÷ 30% din masa cimentului, care sporesc rezistenţele mecanice şi la uzură ale betonului ;

→ pulberi metalice, utilizate pentru şape bune conducătoare de căldură şi care reprezintă până la 10% din masa cimentului ;

→ pulberi de aluminiu se utilizează pentru şape bune conducătoare de electricitate şi reprezintă 10 ÷ 30% din masa cimentului ;

coloranţii (pigmenţi) au rolul de efect decorativ la lucrări din beton şi tencuieli. În acest scop, cimentul portland alb sau obişnuit se amestecă cu aceşti coloranţi, reprezentaţi de obicei de oxizi metalici sau pământuri colorate.

Coloranţii trebuie să îndeplinească câteva condiţii de calitate : → să fie stabili în medii alcaline şi în prezenţa aditivilor ; → să nu influenţeze priza cimentului şi rezistenţa betoanelor şi mortarelor ; → să fie stabili la lumină, la raze UV şi la intemperii ; → să fie insolubili în apă ; → să fie uşor de amestecat ; → să fie rezistenţi la îngheţ-dezgheţ.

Tehnologia de utilizare se respectă cu stricteţe şi utilizarea impune încercări preliminare.

11

V.2.4.2. Fibre naturale şi artificiale pentru betoane Fibrele pot fi utilizate în compoziţia betoanelor cu lianţi minerali, în scopul armării disperse sau preferenţiale (după o direcţie) a acestora şi având ca efect îmbunătăţirea comportării betoanelor la diferite solicitări.

Clasificarea fibrelor : Fibre naturale :

→ organice - soia, sisal, in, iută, nuci cocos, bumbac, păr animale, celuloză de lemn şi vegetale etc.;

→ minerale - azbestul (actualmente căzut în desuetudine). b. Fibre artificiale :

→ organice - nitroceluloza sau vâscoză, acetat de celuloză, nailon, poliesteri sau acrilice, polipropilenă modificată, polietilenă etc.;

→ minerale - subproduse industriale (din zgură de furnal), roci naturale (bazalt, loess), ceramică, carbon (grafit), oţel, sticlă etc.

Dintre toate fibrele enumerate mai sus, cele mai utilizate (datorită exigenţelor de ordin tehnic şi economic impuse), sunt următoarele : sticlă, oţel, polipropilenă şi carbon. Dintre caracteristicile importante impuse fibrelor pentru a fi utilizate în compoziţiile de betoane, se pot enumera : rezistenţa la întindere, aderenţa la matricea de ciment, compatibilitatea chimică cu pasta de ciment, modulul de elasticitate etc. V.2.5. Aditivi pentru betoane Aditivii sunt substanţe chimice inerte care introduse în compoziţia betoanelor, asigură unele proprietăţi acestora, fie în stare proaspătă sau întărită, fie în ambele stări. De regulă, aditivii nu depăşesc un dozaj de 5% din masa cimentului stabilit în reţeta betonului şi pot fi fabricaţi în stare solidă (pulberi) sau lichidă. Când aditivii se prezintă sub formă de soluţie, cantitatea corespunzătoare proporţiei optime se adaugă în apa de amestec, iar dacă aceştia sunt sub formă de pulberi se amestecă în prealabil până la omogenizare, cu o cantitate de ciment. Notă : utilizarea aditivilor se face numai pe bază de încercări preliminare şi teste, realizate conform fişelor tehnice ale acestora şi conform instrucţiunilor şi normativelor specifice. Funcţiile aditivilor şi gradul de manifestare a acestora sunt influenţate în mod direct de următorii factori : dozajul de aditiv şi dozarea compoziţiei betoanelor ; caracteristicile cimentului din compoziţie ; condiţiile de preparare a amestecurilor şi respectarea lor ; condiţiile de transport şi punere în lucrare a betoanelor ; tratarea ulterioară a betoanelor. În general, aditivii au o funcţie principală (ce conferă efectul urmărit în compoziţia betonului), însă în unele cazuri se pot manifesta şi cu unele funcţii secundare. Pot exista şi aditivi cu două funcţii importante (micşti).

12

În funcţie de efectul principal asupra betonului, aditivii curent folosiţi în construcţii se pot clasifica (simplificat) astfel : a) aditivi plastifianţi (fluidizanti, superfluidizanti, antrenori de aer) ; b) aditivi acceleratori de priză şi întărire ; c) aditivi întârzietori de priză ; d) aditivi antigel ; e) aditivi hidrofugi (impermeabilizatori) ; f) aditivi inhibatori de coroziune. Fiecare dintre aditivii existenţi, trebuie aleşi cu atenţie, în funcţie de toate condiţiile tehnice obligatoriu cunoscute : parametrii compoziţiei betonului ; efectul principal dorit şi eventual efectele secundare ce pot interveni ; tehnologia de preparare a betonului ; tehnologia de transport şi punere în lucrare a betonului ; condiţiile de protejare şi întărire a betonului.

Aleşi şi utilizaţi corect, aditivii conferă betoanelor, caracteristici deosebite de ordin tehnic şi economic comparativ cu cele neaditivate. În plus, în unele cazuri, aditivii au devenit obligatorii în compoziţia betoanelor (betoane de înaltă rezistenţă, betoane puse în lucrare în condiţii extreme de temperatură, elemente din beton cu armături foarte dese, zone de betoane foarte greu accesibile şi controlabile etc.). Unii aditivi pot fi utilizati si combinati între ei, conferind proprietăţile dorite betonului respectiv, atât în stare proaspată, cât şi după întărirea acestuia. V.2.5.1. Aditivi plastifianţi Această categorie de aditivi au rolul de marire a mobilităţii amestecului proaspăt de beton, permiţând o reducere a raportului (A/C) fără scăderea lucrabilităţii, având efecte favorabile asupra structurii şi proprietăţilor betonului întărit. V.2.5.2. Aditivi fluidizanţi Sunt adsorbiţi la suprafaţa particulelor de ciment, împiedicând formarea de aglomerări la nivelul acestora (flocularea particulelor de ciment), respectiv asigurând o bună dispersie a cimentului, apei şi noilor formaţiuni hidratate. De asemenea, determină o bună distribuţie a porilor si o compactitate superioara a pietrei de ciment, aspecte benefice pentru caracteristicile fizico – mecanice finale ale betonului. Eficienţa aditivilor sporeşte odată cu cantitatea de ciment din amestec, folosirea lor fiind indicată la dozaje moderate şi ridicate de liant (≥ 300 kg ciment / mc). V.2.5.3. Aditivi superfluidizanţi Au efecte mai puternice decât aditivii fluidizanţi. Asigură o foarte bună lucrabilitate concomitent cu reducerea considerabilă a raportului (A/C) respectiv a consumului de ciment cu până la 10 ÷ 20%. Lucrabilitatea superioară conduce la creşterea de până la trei ori a productivităţii la turnare a beonului (prin pompare). Utilizarea acestor aditivi este recomandată pentru betonarea elementelor cu secţiuni reduse, cu armătură deasă, betoane foarte compacte, etc.

13

V.2.5.4. Aditivi antrenori de aer Determina formarea unor bule foarte fine de aer (Ø = 10 ÷ 100 μm) care aderă la particulele de ciment şi nisip foarte fin, favorizand dispersia sistemului. La nivel de amestec proaspăt se obţine o mărire a lucrabilităţii în condiţiile scădereii raportului (A/C), iar la nivel de beton întărit se înregistrează o creştere a impermeabilităţii, deci o bună comportare la agresivitate chimică şi gelivitate. În vederea obţinerii acestor avantaje, dozarea aditivului trebuie atent facută, volumul de aer antrenat netrebuind să depăşească 5 ÷ 6% din volumul betonului (altfel se afectează compactitatea cu toate consecinţele derivate din acest aspect).

V.2.5.5. Aditivi acceleratori de priză şi întărire Aditivii acceleratori de priză şi întărire au rolul de a mări viteza de hidratare şi întărire a cimentului. Se utilizează în scopul efectuării operaţiilor de decofrare la termene reduse de la turnare, la betonări pe timp friguros, in industria prefabricatelor.

V.2.5.6. Aditivi întârzietori de priză Aditivii întârzietori de priză au rolul de a reduce viteza reacţiilor de hidratare şi hidroliză a le cimentului în limitele dorite, fata sa afecteze în sens negativ dezvoltarea ulterioară a reţelei cristaline din piatra de ciment. Se utilizează pentru menţinerea lucrabilităţii betonului pe un interval de timp îndelungat, oferind posibilitatea (când este necesar) de renunţare la rosturile de lucru (de betonare). De asemenea, se utilizează la betonări pe timp călduros, la betoane care se transportă pe distanţe mari, etc.

V.2.5.7. Aditivi antigel Aditivii antigel au rolul de a coborâ temperatura de îngheţ a apei din amestec, respectiv de a favoriza evoluţia proceselor de hidratare a cimentului la temperaturi scăzute. Prin împiedicarea îngheţării apei în amestec, se preîntâmpină degradarea structurii betonului. Unii aditivi antigel au şi efect de accelerator de întărire, respectiv un efect secundar de plastifiant.

V.2.5.8. Aditivi hidrofugi (impermeabilizatori) Aditivii hidrofugi sau impermeabilizatori, au rolul de a mări gradul de impermeabilitate al betonului întărit, faţă de apă şi soluţii agresive.

V.3. PREPARAREA BETONULUI

V.3.1 Generalităţi

Dezvoltarea impetuoasă, fără precedent, a construcţiilor în ultima perioadă, a impus căutarea unor noi tehnologii şi în activitatea de preparare a betoanelor şi mortarelor, ca şi în majoritatea celorlalte activităţi principale din şantier.

Într-o perioadă foarte scurtă s-au proiectat şi fabricat în industrie, utilaje de înaltă productivitate pentru toate etapele de preparare : centrale de preparare a betoanelor şi mortarelor, de diverse capacităţi, mijloace de transport pe distanţe lungi (autobetoniere, autoagitatoare) de mare capacitate, mijloace de transport pe distanţe scurte şi de punere în operă (pompe şi autopompe) de mare productivitate. Toate acestea, care reprezentau noutăţi sau chiar premiere pe şantiere în urmă cu puţini ani, sunt în prezent mijloace de uz aproape general.

Betonierele şi malaxoarele utilizate ca atare la prepararea betoanelor în şantiere, actualmente îşi mai găsesc loc doar la unele puncte de lucru cu volume mici de beton, izolate şi prea depărtate de staţiile centrale de beton, de la care transportul ar fi oneros. Autobasculantele au fost înlocuite în prezent, practic integral, cu autobetoniere şi autoagitatoare, cu capacităţi de 2÷16 m3, majoritatea fiind cu capacităţi între 7 şi 10 m3. În sfârşit, mijloacele de transport la obiect : boburi, elevatoare, benzi transportoare, cu transbordări şi productivitate foarte redusă, au fost înlocuite în mare măsură cu pompe şi autopompe de beton.

Mulţimea mijloacelor noi produse în ultimii ani lărgeşte foarte mult posibilitatea studierii variantelor de organizarea cât mai avantajoasă a tehnologiilor de preparare a betoanelor şi mortarelor, de organizare a unor staţii centrale de mare productivitate, inclusiv a lanţului tehnologic complex de transport la şantier şi, în interiorul acestuia, la obiecte şi locurile de punere în operă a betonului.

Prin procesul de preparare, trebuie să se asigure realizarea integrală a condiţiilor de calitate ale amestecului proaspăt, şi prin aceasta, obţinerea proprietăţilor tehnice ale betonului întărit.

Condiţiile esenţiale de calitate ale amestecului sunt îndeplinite dacă sunt respectate : calitatea materialelor introduse în amestec este cea prevăzută la stabilirea

compoziţiei betonului ; dozarea riguroasă a materialelor componente ; alegerea corectă a tipului de malaxor şi menţinerea duratei corespunzătoare de

amestecare ; proprietăţile prevăzute ale betonului proaspăt sunt realizate.

Pentru ca aceste condiţii să fie îndeplinite, în unităţile de preparare a betonului trebuie asigurate :

aprovizionarea cu materiale de calitatea cerută ;

controlul calităţii betonului preparat ;

livrarea în timp util a betonului preparat.

Aprovizionarea agregatelor se poate face :

direct din balastiere → cu mijloace de transport auto sau pe calea ferată ;

din cariere → cu vagoane CF sau transport auto ;

extrase din albia cursurilor de apă navigabile (Dunăre) → transportate cu şlepuri. Livrarea cimentului se face în saci sau în vrac.

Depozitarea cimenturilor în staţiile de preparare a betoanelor şi mortarelor se realizează pe tipuri, în magazii, silozuri de diferite capacităţi (25—500 t) şi buncăre, în vederea utilizării facile a acestora la prepararea diferitelor sortimente de betoane şi mortare necesare realizării specificului investiţiei în cauză. La transportul şi depozitarea cimentului se va avea grijă la : asigurarea protecţiei cimentului faţă de umiditate (atmosferică, ploaie, zăpadă) ; aprovizionarea cu cantităţi care vor fi consumate în cel mult o lună – pentru

cimenturile active, şi cel mult 3 luni – pentru cimenturile obişnuite ; mecanizarea completă a tuturor operaţiilor de încărcare – descărcare, respectiv

de depozitare ; evitarea amestecării diferitelor tipuri de ciment ; reducerea la minimum a pierderilor de ciment.

Funcţie de volumul şi dinamica de preparare a betoanelor şi mortarelor necesare, se stabileşte modul de preparare al acestora : manual, numai în cantităţi mici şi betoane de clase inferioare (max C10/12) ; mecanizat cu betoniere mobile (de şantier) → până la 5.000 (mc / an) ; mecanizat în staţii de betoane → până la 75.000 (mc / an) ; mecanizat în staţii centralizate → între 75.000 şi 200.000 (mc / an) ; mecanizat în fabrici de betoane → peste 200.000 (mc / an).

V.3.2. Dozarea componenţilor betonului

Dozarea materialelor constă în măsurarea cantităţilor de materiale necesare obţinerii unui volum stabilit, respectând proporţiile impuse prin reţetă.

Dozarea se poate realiza volumetric sau gravimetric.

V.3.2.1. Dozarea volumetrică Se face prin măsurarea cantităţilor de materiale cu ajutorul unor recipienţi

etanşi al căror volum este cunoscut (recipienţi gradaţi şi marcaţi la interior), de regulă având capacitatea impusă de limita de manevrabilitate a două persoane (max. 50 kg).

Dozare volumetrică este admisă numai la prepararea claselor inferioare de betoane (max. C10/12), pentru volume de lucrări mici şi foarte mici, întrucât erorile relative introduse sunt mari, aspect care determină o varietate mare a proprietăţilor amestecurilor, cu consecinţe defavorabile la nivelul betonului preparat.

În cazul agregatului fin (nisipurile – au suprafaţa specifică mare), erori mari de măsurare pot fi cauzate de înfoierea acestuia ca urmare a umidităţii naturale cantonate. Astfel, pentru efectuaerea unei dozări corespunzatoare a agregatului, este necesară cunoaşterea cantităţii de apă din masa acestuia (pentru fiecare sort), respectiv a gradului de înfoiere, în vederea efectuării corecţiilor necesare. Totodată, cantitatea de apă existentă în sorturile de agregat, trebuie luată în considerare şi la dozarea cantităţii de apă necesara amestecului preparat. Notă : prin înfoiere, densitatea nisipului umed scade faţă de cea a nisipului uscat ;

Dozarea volumetrică este permisă şi la prepararea betoanelor având clasa de rezistenţă max. C12/15, utilizând betoniere mobile (de şantier) cu capacitatea maximă de 250 liri (la lucrări de importanţă redusă), numai cu acceptul scris al investitorului, avându-se în vedere următoarele :

pentru agregate se pot folosi ca unitate de măsură cupa betonierei gradată în prealabil sau cutii etalonate ;

pentru ciment se pot folosi ca unitate de măsură sacul, cutii etalonate sau simultan ambele procedee ;

pentru apă şi aditivi se vor folosi recipienţi gradaţi.

Notă : pentru nisip, pe baza curbei de înfoiere, laboratorul va preciza corecţiile necesare, funcţie de starea de umiditate a acestuia. Abaterile la dozarea volumetrică nu vor depăsi ± 5% pentru agregate şi aditivi, respectiv ± 3% pentru ciment şi apă.

V.3.2.2. Dozarea gravimetrică

Se face prin cântărirea materialelor, utilizându-se recipiente de înmagazinare specifice stării materialului şi cântare adecvate.

De regulă, dozarea gravimetrică se aplică materialelor solide, manipularea acestora realizându-se hidraulic, pneumatic sau mecanic. De asemenea, cântarele moderne (balanţe cu pârghii, cu arcuri sau cu doze tensometrice) sunt semiautomatizate sau automatizate. Este o metodă de precizie, utilizată în toate staţiile şi fabricile de preparare a betoanelor / mortarelor.

Abaterile admise la dozarea gravimetrica sunt :

MATERIALE COMPONENTE TOLERANŢE

Ciment ± 3% Apă

Agregate

Adaosuri utilizate în cantitate > 5% din masa cimentului

Aditivi şi adaosuri utilizate în cantitate ≤ 5% din masa cimentului ±5%

Toleranţa este diferenţa dintre valoarea specificată şi valoarea măsurată

Fig. V.12: Înfoierea nisipului în funcţie de umiditate

V.3.3. Prepararea manuală a betonului

Fără să fie deloc o metodă modernă, prepararea manuală a betonului este încă o realitate inevitabilă în unele situaţii cu totul izolate, în care operaţiile de preparare sunt condiţionate de : clasa betonului este mai mică sau egală cu C10/12 ; volumul de beton care se prepară este mic sau foarte mic ; nu se justifică economic organizarea unei staţii mecanizate sau transportul

betonului de la o staţie mecanizată. Amestecarea manuală se face astfel :

se amenajează o platformă tare şi etanşă (balast compactat peste care se aşterne un strat de hârtie KRAFT, placă de beton, podină din cherestea sau panouri de cofraj, peste care este indicat să se pună o folie din PVC) ;

se dozează componenţii volumetric (care se aştern în straturi egale pe platformă), măsurându-se cu cutii confecţionate din scândură, cu volume corespunzătoare cantităţilor de ciment şi agregate necesare volumului de beton dintr-un amestec; Notă : se preferă ca ordinea de aşezare de jos în sus a straturilor să fie urmă-toarea : stratul de agregat grosier, o parte din agregatul fin, cimentul şi apoi cealaltă parte din agregatul fin.

se continuă amestecarea agregatelor şi a cimentului până când culoarea amestecului devine omogenă, după care acesta se strânge cu lopata în grămadă formându –se la centru un crater ;

se introduce o parte din apa de amestec în craterul format din mijlocul grămezii (≈ ¼ ÷ 1/3 din cantitate), după care marginile craterului se împing cu vârful lopeţii spre interior şi se începe amestecarea, urmărindu-se obţinerea unui amestec de culoare omogenă ;

operaţia se repetă, introducându-se treptat alte părţi din cantitatea de apă dozată, continuându-se amestecarea după principiul obţinerii unui amestec de culoare omogenă ;

se introduce restul cantităţii de apă, fără a se mai realiza craterul în gramada de beton formată, continuându-se amestecarea componenţilor până când se obţine un amestec de culoare omogenă satisfăcătoare ;

Notă : este interzisă răsturnarea directă cu lopata sau aruncarea materialelor cu lopata întrucât se poate produce segregarea amestecului obţinut.

Oriunde există posibilitatea instalării unui malaxor mic, cu basculare manuală, este bine ca prepararea manuală a betonului să fie eliminată, chiar şi pentru cantităţi foarte mici.

V.3.4. Prepararea mecanică a betonului

Etapele de preparare a betonului sunt următoarele : Dozarea agregatelor - se poate face volumetric pentru lucrări izolate cu volum

maxim de 500 (mc) şi pentru elemente de beton şi beton armat având clasa până la C10/12. În alte situaţii, dozarea agregatelor se face gravimetric.

Dozarea cimentului - se face volumetric. În cazul livrării cimentului în saci, se permite ca aceştia să constituie unităţi de măsură pentru dozare. Şarjele vor fi astfel stabilite, încât să se folosească pe cât posibil un număr întreg de saci, cântărindu-se eventual numai o mică cantitate suplimentară necesară pentru completare. Acest sistem se poate utiliza numai în staţiile de betoane echipate cu betoniere cu benă.

Dozarea apei - se poate face cu recipiente gradate pentru lucrările având volum redus de betoane, sau cu dozatoare automate sau cu contoare. În cazul defectării acestora, dar numai pe un interval de max. 5 zile, precum şi pentru lucrări de volum redus, dozarea se poate face cu recipiente gradate. Cantitatea de apă corespunzătoare unui amestec se corectează ţinând seama de umiditatea agregatelor, astfel încât să se respecte raportul A/C.

Dozarea aditivilor se face ţinând seama de prescripţiile speciale cores-punzătoare de realizat (emise de producător) şi de tipul de aditiv folosit.

În cazul în care se întrerupe prepararea betonului mai mult de o oră, este obligatoriu ca toba betonierei să fie spălată cu jet puternic de apă.

Descărcarea betonului preparat din betonieră se face într-un buncăr metalic, de unde este preluat prin cădere liberă în mijloacele de transport. Este bine ca durata de menţinere a betonului în buncăr să nu depăşească 15 minute.

Pentru lucrările de volum foarte redus, betonul se poate descărca într-o cutie aşezată la sol în faţa betonierei, din care se încarcă apoi în mijloacele de transport locale (roabe, tomberoane, vagonete, dumpere).

Pentru omogenizarea unui material compozit, există utilaje specifice denumite

malaxoare. Pentru amestecarea componenţilor betonului, s-au proiectat maşini speciale denumite generic betoniere.

V.3.4.1 Clasificări ale maşinilor utilizate la amestecarea componenţilor betonului

a) După metoda de amestecare : maşini cu amestecare prin cădere liberă (gravitaţionale) ; maşini cu amestecare forţată ; maşini vibratoare (vibro-malaxoare) ; maşini turbulente (turbo-malaxoare) ; maşini cu amestecare combinată ;

b) După continuitatea procesului de amestecare : maşini cu amestecare ciclică (periodică) ; maşini cu amestecare continuă ;

Maşinile cu amestecare ciclică realizează omogenizarea betonului preparat

respectând 3 operaţii distincte : încărcărea materialelor componente în cuvă ; pornirea malaxării componenţilor ; descărcarea betonului amestecat (preparat).

Maşinile cu amestecare continuă se caracterizează printr-un proces de amestecare prin care malaxorul este aprovizionat în mod continuu cu toate materialele dozate concomitent cu descărcarea betonului preparat. V.3.4.2. Maşini ciclice gravitaţionale (betoniere)

Sunt construite având ca organ de lucru o tobă realizată din tablă de oţel,

acţionată de un motor electric. Toba are diferite volume (între 50 şi 4500 litri) şi diferite forme. Fiecare din

aceste forme oferă diferite avantaje sau dezavantaje în ceea ce priveşte omogenitatea şi tendinţa de segregare a betonului la descărcare. Tobele sunt prevăzute la interior cu o serie de palete fixe montate solidar pe pereţii interiori ai cuvelor şi care au poziţii caracteristice pentru funcţiunea de amestecare, respectiv cea de descărcare a betonului amestecat.

În funcţie de ciclul în care se află procesul de amestecare tobele sunt înclinate în sus (pentru alimentare sau pentru amestecare) sau sunt înclinate în jos cu gura de descărcare pentru preluarea betonului preparat.

Fig. V.13: Operaţiile de lucru ale unei maşini de amestecare ciclică:

1 – Încărcarea ; 2 – Amestecarea ; 3 - Descărcarea.

Aceste maşini realizează amestecarea prin ridicarea componenţilor cu ajutorul

paletelor în procesul de rotire a cuvei la partea superioară a acesteia, după care amestecul cade la partea inferioară a cuvei, ciclul reluându-se până la omogenizarea masei betonului.

Principalele tipuri de maşini gravitaţionale ciclice sunt : a) basculante, în formă de pară ; b) nebasculante cilindrice ; c) nebasculante reversibile ; d) basculante dublu tronconice. a) Malaxoarele basculante în formă de pară – sunt realizate pentru capacităţi mici

şi foarte mici ale tobei (100 ÷ 150 l), fiind mobile (montate pe roţi). Introducerea

materialelor componente se face pe la partea superioară a tobei, când axul de rotire

al acesteia este vertical sau aproape vertical. Pentru amestecare, toba se înclină la

un unghi α ≈ 20o cu orizontala. Pentru unghiuri α > 20o, scade eficienţa malaxării atât

sub aspect calitativ cât si al productivităţii ca urmare a scăderii înălţimii de cădere,

respectiv al faptului că particulele de la partea inferioară a tobei nu pot fi antrenate

de palete. De asemenea, când unghiul α are valori prea mici, cantitatea de materiale

care poate fi amestecată scade foarte mult, scazând astfel şi productivitatea

malaxorului. Descarcarea betonului se realizează prin înclinarea cu partea deschisă

în jos, timp în care rotirea cuvei continuă. În acest fel se asigură omogenitatea

amestecului de beton şi în timpul descarcării din cuva malaxorului ;

b) Malaxoare nebasculante cilindrice – sunt un model mai vechi având forma

cuvei cilindrică, cu axul de rotaţie orizontal. Dezavantajul acestor maşini este acela

că nu asigură o bună amestecare favorizând totodata şi segregarea la descarcare.

Din aceste motive, betonierele de acest tip au fost scoase din uz în mai multe ţări

(inclusiv România) ;

c) Malaxoare nebasculante reversibile – în construcţia ansamblului, toba

malaxorului este sprijinită pe 4 role (unele modele mai moderne avându-le bandajate

cu cauciuc). În interiorul tobei malaxorului sunt fixate două tipuri de palete : elicoidale

în porţiunea de descărcare, respectiv obişnuite în porţiunea centrală şi cea de

alimentare. În timpul amestecării, paletele elicoidale favorizează omogenizarea

amestecului, iar prin rotirea în sens invers a tobei, generează descărcarea betonului.

Calitatea amestecării componenţilor, este asigurată atât de prezenta paletelor

elicoidale cât şi de conformarea tronconică a tobei malaxorului. Gama de capacităţi

în care se fabrică aceste malaxoare este de 250 ÷ 300 l. În cazul malaxoarelor

mobile sau a celor existente în staţiile de preparare a betonului cu funcţionare

temporară, incarcarea tobei este asigurata prin intermediul cupelor de alimentare, iar

în cazul malaxoarelor din staţiile de preparare a betonului cu caracter permanent sau

de lungă durată, încărcarea tobelor se realizează direct din dozatoare (gravimetrice);

d) Malaxoare basculante dublu tronconice – prin construcţie, toba acestei

categorii de malaxoare este realizată din două trunchiuri de con alipite (la nivelul

bazei mari) prin intermediul unui tronson scurt cilindric. La partea interioară a

pereţilor tobei sunt fixate paletele (max. 12 bucăţi). Bascularea tobei malaxorului

este asigurata prin intermediul sistemelor mecanice, hidraulice sau pneumatice. Se

fabrică în gama de capacităţi 450 ÷ 4500 l. Aceste malaxoare sunt utilizate în

general în staţiile de preparare a betoanelor de capacitate mare şi foarte mare,

acestea fiind grupate (in cuib) cate 3 – 4 unitati

Notă : maşinile în formă de pară sau dublu tronconice conferă cei mai buni parametrii de omogenizare atât la malaxare cât şi la păstrarea acesteia pe durata descărcării betonului preparat.

Principalele calităţi ale malaxoarelor gravitationale, sunt :

construcţie simplă ;

consum redus de energie / mc de beton preparat (putere inst. relativ redusă) ;

întreţinere uşoară (ieftină) ;

preţ de cost relativ redus.

De menţionat este aspectul că odată cu trecerea timpului, prin uzura paletelor montate la interiorul tobei malaxorului, la fiecare rotaţie se produce ridicarea unei cantităţi tot mai reduse de materiale, aspect care influenţează în sens negativ omogenitatea betonului preparat respectiv productivitatea betonierei.

Notă : spre deosebire de malaxoarele basculante, cele care nu au prin construcţie această funcţie, favorizează segregarea betonului preparat în momentul descărcării, mai ales a amestecurilor de consistenţă slabă (granulele agregatului grosier tinzând să rămână în tobă). V.3.4.3. Maşini ciclice cu amestecare forţată

Cuvele acestora (rotitoare sau fixe) nu sunt basculante putând fi realizate atât

cu ax vertical, cât şi cu ax orizontal (cel mai frecvent întâlnite sunt cele cu ax vertical). În interiorul cuvei sunt montate independent diverse sisteme de palete (atât ca formă dar şi ca număr şi aşezare) care se rotesc.

Prin mişcarea de rotaţie a cuvei şi a paletelor, sau numai a paletelor, materialele introduse în cuvă sunt „forţate” să parcurgă traiectorii care se intersectează, asigurându-se astfel amestecarea.

Malaxoarele cu ax vertical se împart în următoarele grupe principale, în funcţie

de tipul paletelor, dispunerea lor şi sensul de rotaţie al acestora în raport cu cuva : 1) în contracurent (cele mai performante) ; 2) în echicurent ; 3) planetare ; 4) turbo-malaxoare ; 5) turbo-planetare. 1) Malaxoarele în contracurent – au toba rotitoare şi unul sau doi arbori verticali cu palete care se rotesc în sens opus cuvei. Încărcarea materialelor se realizează pe la partea superioară a cuvei, iar descărcarea amestecului obţinut pe la partea inferioară. Se fabrică în gama de capacităţi 250 ÷ 1000 l ; 2) Malaxoare în echicurent – la această categorie de masini, atat cuva cât şi arborele cu palete au acelaşi sens de rotaţie. Cuva se roteste cu o viteză de 20 rotaţii / min, iar arborele cu palete cu 40 rotatii / min (ncuvă / narbore = 1 / 2). Ciclul de preparare se compune din : încărcare materiale în cuvă ;

coborârea mixerului (arbore cu palete) în cuvă ;

amestecarea componenţilor ;

ridicarea mixerului ;

bascularea cuvei pentru descarcarea amestecului de beton preparat ;

readucerea cuvei în poziţia de încărcare malaxare ;

Notă : ca urmare a parcurgerii etapelor sus mentionate, durata unui ciclu de preparare este relativ mare, motiv care conduce la scăderea productivităţii malaxorului. Gama de realizare a acestui tip de malaxor este de până la 250 l.

3) Malaxoare planetare – prezintă o cuvă fixă, respectiv un suport rigid montat pe

arborele vertical central. La extremităţile acestui suport rigid sunt montate într-o

variantă o stea de palete (la un capăt) respectiv o paleta individuală la capatul opus

(solidară cu acesta), iar în altă variantă două stele de palete la fiecare extremitate a

suportului rigid, situaţie în care la nivelul pereţilor interiori ai cuvei este fixată de

asemenea o pereche de palete individuale (solidar cu cuva) Paletele individuale şi

stelele de palete se rotesc impreuna cu suportul central concomitent cu rotirea

paletelor în jurul axelor proprii. Astfel se obţine o mişcare complexă a paletelor care

generează amestecarea intensivă a materialelor componente. Amestecul obţinut se

descarcă pe la partea inferioară a cuvei prin intermediul unui orificiu cu închizător

(şuber) ;

4) Turbomalaxoare – sunt prevăzute cu cuvă fixă. În zona centrală unde

intensitatea de amestecare este în general foarte mică este fixat un cilindru de tablă

(aceasta fiind scoasă din procesul de lucru). Amestecarea componenţilor este

realizată cu palete fixate pe un rotor montat în interiorul cuvei, acestea fiind fixate la

distanţe diferite de axul rotorului. Dispuse sub diferite unghiuri faţă de razele de

rotire, paletele dinspre peretele exterior al cuvei, deplasează materialul spre centru,

iar cele dinspre cilindrul interior deplasează materialele în sens invers. Datorită

poziţiei înclinate a paletelor, respectiv a inaltimii mai reduse decât a amestecului,

materialele sunt deplasate de la fundul cuvei în sus. Două palete răzuitoare curăţă

pereţii verticali ai cuvei. Amestecarea componenţilor cu astfel de maşini este foarte

bună. Capacităţile acestor malaxoare produse în România sunt de 250 l şi 500 l ;

5) Malaxoare turbo-planetare - se deosebesc de turbomalaxoare prin faptul că pe

lângă paletele fixate direct pe rotor, mai sunt prevăzute şi cu una sau două stele cu

palete care se rotesc şi faţă de propria lor axă. Acest sistem determină o amestecare

şi mai intensă, dar totodată complică construcţia maşinii acestea fiind scumpe.

Malaxoarele cu ax orizontal pot fi prevăzute cu un arbore cu palete sau cu doi

arbori cu palete. Maşinile cu amestecare forţată efectuează o malaxare mai accentuată decât

cele gravitaţionale. Ele au viteze de amestecare mai mari, determină frecări mai accentuate între componenţi, intensificând procesele de hidratare-hidroliză şi deci, obţinerea unei viteze de întărire mai mari.

V.3.4.4. Influenţa duratei de amestecare

Durata de amestecare reprezintă intervalul de timp dintre introducerea

componenţilor în cuva de amestecare şi începerea descărcării amestecului. Durata optimă se reflectă în timpul minim de obținere a omogenității

corespunzătoare cerute. Mărirea duratei de amestecare conduce la sporirea gradului de omogenizare şi

a rezistenţelor medii a betoanelor, însă fără a se prelungi peste o limită care ar conduce la un consum inutil de energie.

Este necesar ca duratele de amestecare să se coreleze cu gradele de consistenţă sau lucrabilitate ale betoanelor, precum şi cu eficienţa economică a malaxoarelor.

Astfel, duratele nu vor scădea niciodată sub anumite limite ce nu asigură omogenizarea (30 secunde), dar nici nu vor depăşi limitele superioare (120 secunde).

Maşinile gravitaţionale sunt deosebit de eficiente pentru betoanele plastice şi fluide, fiindu-le necesare circa 40÷60 secunde pentru betoane plastice fluide şi între 90÷120 secunde pentru betoane vârtoase sau plastic-vârtoase.

Maşinile cu amestecare forţată sunt eficiente pentru betoane plastice, vârtoase şi foarte vârtoase, fiindu-le necesare circa 45÷60 secunde pentru consistenţe plastice şi circa 60÷90 secunde pentru cele vârtoase.

Alegerea maşinilor de amestecare în ceea ce priveşte metoda de malaxare se adresează consistentei betonului preparat şi direct granulozităţii compoziţiei.

Fig. V.14: Tipuri de malaxoare (betoniere)

a)- mecanice; b), c)- semiautomatizate.

V.3.5. Prepararea mecanizată a betonului în staţii centrale

V.3.5.1. Caracteristici generale

Prin preparare mecanizată înţelegem efectuarea tuturor operaţiilor necesare

obţinerii betonului proaspăt, utilizând maşini şi utilaje adecvate. Pentru obţinerea betonului în cantităţi mari s-au proiectat instalaţii specializate

organizate în diverse sisteme de preparare, dotate cu depozite pentru materiale (pentru minimum 8 ore), mijloace de dozare, malaxoare, mijloace de transport, etc.

În funcţie de mărimea acestor instalaţii, există unităţi pentru prepararea betonului, staţii pentru prepararea betonului sau fabrici de betoane.

Unitatea de preparare a betonului reprezintă ansamblul format din mijloacele care asigură rezerva de materiale pe o perioadă de câteva ore (buncăre de agregate şi ciment, rezervoare de apă etc.), mijloacele de dozare, malaxorul, mijloacele care asigură transportul materialelor între acestea şi sistemele de acţionare.

Două sau mai multe unităţi de preparare, formează o staţie de preparare a betonului, şi deserveşte de obicei mai multe puncte de lucru ale aceluiaşi şantier.

Fabrica de betoane este tot o staţie de preparare, doar că aceasta livrează la cerere betonul-marfă, oricărui consumator. Se mai numeşte şi staţie centralizată de beton.

Instalaţiile pot avea comenzi manuale, semiautomatizate sau complet automatizate.

Staţiile automatizate conferă o serie de avantaje, dintre care :

asigură o calitate superioară betonului prin precizia de dozare a componenţilor şi respectarea duratei de amestecare ;

are o productivitate crescută ; numărul necesar de operatori este redus ; permite schimbarea rapidă a reţetelor, după cerinţele consumatorilor etc.

Sub aspectul duratei de funcţionare pe acelaşi amplasament, unităţile de preparare a betonului pot avea un caracter temporar (de scurtă, medie sau lungă durată), şi caracter permanent.

Din punct de vedere al fluxului tehnologic, prepararea betonului se poate face în unităţi sau staţii cu o treaptă, sau cu două trepte de ridicare a componenţilor.

V.3.5.2. Staţii pentru prepararea betonului cu o treaptă de ridicare

Aceste staţii sunt organizate sub forma unui turn care cuprinde distribuirea pe

4 niveluri a instalaţiilor : I. nivelul buncărelor de depozitare – conţine depozitele tampon, create astfel încât

staţia să lucreze 8÷10 ore maxim, chiar dacă nu se aprovizionează cu materie primă ;

II. nivelul de dozare – conţine dozatoarele de materiale. Dozarea materialelor se face pentru fiecare material în parte cu dozator separat gravimetric ;

III. nivelul de preparare/amestecare – la acest nivel se produce amestecarea componenţilor betonului. Staţiile sunt prevăzute cu minimum două maşini de amestecat (malaxoare) gravitaţionale sau cu amestecare forţată ;

IV. nivelul de livrare – de aici se livrează betonul-marfă către consumatori.

Fig. V.15: Schema tehnologică a unei staţii de betoane cu o treaptă de ridicare 1-conductă pentru transportul pneumatic al cimentului; 2-ciclon; 3 şi 4-celule siloz pentru ciment;

5-bandă transportoare pentru agregate; 6-pâlnie; 7÷10-buncăre pentru agregate; 11-rezervor de apă; 12-dozator de ciment; 13-dozator cumulativ de agregate; 14-pâlnie; 15-conductă de apă;

16-dozator de apă; 17-vibrator; 18-maşină de amestecat; 19-buncăr de livrare a betonului; 20-autoagitator; 21-bandă transportoare pentru beton; 22-structura construcţiei

Nb - nivelul buncărelor de materiale; Nd – nivelul dozatoarelor; Nm – nivelul malaxoarelor; NL – nivelul de livrare al betonului.

Materialele componente ale betonului sunt ridicate la partea superioară a

turnului, în depozite, o singură dată. Cimentul se ridică în depozit cu ajutorul aerului comprimat, prin conducte circulând o suspensie de ciment în aer. Agregatele sunt încărcate în buncăre cu ajutorul benzilor transportoare. Deplasarea materialelor pe fluxul tehnologic de preparare se face gravitaţional.

Aceste stații sunt fie mecanizate complet fie semiautomatizate sau automatizate.

Avantaje calitatea deosebită a betonului ; productivitate foarte mare (non-stop) ; condiţii de lucru foarte bune ; prepararea simultană a unor reţete diferite.

Dezavantaje necesită funcţionarea în două sau trei schimburi pentru a fi rentabilă ; costuri mari de întreţinere ; investiţie iniţială mare ; montare şi demontare greoaie de pe amplasament.

Staţiile au caracter permanent sau de lungă durată de funcţionare pe acelaşi

amplasament. Cele cu caracter de lungă durată au structura de rezistenţă metalică pentru a putea fi dezasamblată şi mutată în alt loc, după necesităţi, dar cheltuielile cu demontarea şi montarea sunt foarte mari.

Pentru a spori eficienţa economică, este necesar ca aceste staţii să fie utilizate intensiv, în 2 – 3 schimburi, la capacitatea proiectată, şi să funcţioneze un timp cât mai îndelungat pe acelaşi amplasament.

V.3.5.3. Staţii pentru prepararea betonului cu două trepte de ridicare

Se caracterizează prin aceea ca materialele componente ale betonului sunt

ridicate în fluxul tehnologic de preparare de două ori. Agregatul este ridicat întâi din depozitul centralizat în zona activă şi de aici a doua oară după ce a fost dozat, este ridicat, cu un schip de regulă, spre malaxor. De asemenea cimentul este ridicat în depozit cu aer comprimat şi apoi a doua oară spre malaxor, de regulă cu un transportor cu şnec.

Staţia este organizată pe orizontală. Este complet mecanizată, foarte rar semi-automatizată şi are în dotare un

singur malaxor gravitaţional de capacitate medie. Staţia prepară betoane de calitate bună şi de clase medii. Este amenajată în aer liber, necesitând un personal mai numeros.

Avantaje prepară beton de calitate bună ; costuri de investiţie mici ; montare şi demontare uşoară pe amplasament ; costuri de întreţinere avantajoase.

Dezavantaje productivitate mai scăzută ; condiţii de lucru mai grele ; timpi morţi în perioadele de revizie.

Fig. V.16: Schema tehnologică a unei staţii de betoane cu două trepte de ridicare: 1-conductă pentru încărcarea celulei-siloz cu ciment; 2-celulă-siloz de ciment; 3-transportor elicoidal (şnec); 4-dozator de ciment;

5-mijloc de transport pentru agregate; 6-agregat în depozit; 7-perete despărţitor al sorturilor de agregat; 8-draglină; 9-cupa draglinei; 10-dozator de agregate; 11-cupa de ridicare a agregatului; 12-ghidaj pentru cupă; 13-rezervor de apă; 14-dozator de apă; 15-maşină de amestecat (malaxor); 16-structură metalică; 17-mijloc de transport al betonului; ZA-zona activă a depozitului.

VI. TRANSPORTUL BETONULUI

VI.1. GENERALITĂŢI

Transportul betonului presupune deplasarea acestuia de la locul de preparare la locul de punere în lucrare. Indiferent de distanţa şi de mijlocul de transport folosit, operaţia de transport se va face cu respectarea obligatorie a următoarelor condiţii : păstrarea intactă a compoziţiei ; asigurarea omogenităţii, respectiv evitarea segregării interioare sau exterioare ; limitarea duratei de transport ; reducerea la maximum a manoperei si a încărcărilor – descărcărilor.

VI.1.1. Păstrarea intactă a compoziţiei

Această condiţie presupune ca mijloacele de transport să fie etanşe pentru a nu se

permite pierderea laptelui de ciment şi pe de alta parte, pe timp de arşiţă sau ploaie, în cazul transportului cu autobasculante pe distanţe mai mari de 3 (km), suprafaţa liberă de beton trebuie să fie protejată cu folii sau prelate din cauciuc, astfel încât să se evite schimbarea caracteristicilor betonului ca urmare a modificării conţinutului de apă din amestec.

VI.1.2 Asigurarea omogenităţii şi evitarea segregării interioare sau exterioare

În timpul operaţiilor de transport, datorită şocurilor şi vibraţiilor ce depăşesc

anumite limite se produce învingerea frecării vâscoase şi ruperea coeziunii dintre componenţii betonului. Ca rezultat apare tendinţa de segregare a granulelor şi de dirijare a lor în jos, fenomen care afectează în special granulele mari de agregat (care sunt mai grele). Acest fenomen este numit segregare interioară.

În cazul căderii de la înălţimi mai mari de 1,5 (m) a betonului (scurgerea prin jgheaburi prea lungi, aruncarea cu lopata la distanţe mari, etc.) granulele mari au tendinţa să se desprindă de masa betonului şi să se rostogolească mai repede ca ceilalţi componenţi. Acest fenomen se numeşte segregare exterioară.

Pentru a preveni fenomenele de segregare interioară şi exterioara pe timpul transportului, trebuie să se respecte următoarele reguli : transportul betoanelor cu tasare mai mare de 50 (mm) se va face cu autoagitatoare,

iar a betoanelor cu tasare de maxim 50 (mm) cu autobasculante cu benă, amenajate corespunzător ;

transportul local al betonului se poate efectua cu bene, pompe, vagonete, benzi transportoare, jgheaburi sau tomberoane.

VI.1.3. Limitarea duratei de transport a betonului

Această condiţie este obligatorie pentru a se asigura începerea prizei betonului

după punerea sa în lucrare. Durata maximă posibilă de transport (considerată din momentul încheierii preparării betonului şi încărcării sale în mijlocul de transport şi până la sfârşitul descărcării acestuia) depinde în special de compoziţia betonului (cantitatea de apă, tipul şi cantitatea de ciment, existenţa unor aditivi etc.) şi de factori externi (temperatura şi tipul mijlocului de transport).

Durata de transport nu poate depăşi valorile orientative prezentate mai jos, pentru cimenturi de clase 32,5 / 42,5 decât dacă se utilizează aditivi întârzietori de priză şi întărire.

VI.1.4. Durate maxime transport cu autoagitatorul

Ciment 32,5 – temp. beton (10°< t < 30°) – max. 50 minute ; Ciment 32,5 – temp. beton ( t < 10°) – max. 70 minute ; Ciment 42,5 – temp. beton (10°< t < 30°) – max. 35 minute ; Ciment 42,5 – temp. beton ( t < 10°) – max. 50 minute ;

Transportul betonului de la locul de preparare la locul de punere în lucrare se poate împărţi în :

a) transportul până la obiect ; b) transportul în cadrul obiectului.

VI.2. TRANSPORTUL PÂNĂ LA OBIECT

VI.2.1. Generalităţi

Transportul până la obiect se face pe orizontală, de regulă la distanţe mai mari de 1000 (m), cu mijloace de transport auto. Betoanele de lucrabilitate L3 sau L4 (tasare 5÷15 cm) se vor transporta cu autoagitatoarele, iar betoanele de lucrabilitate L2 (tasare de la 1 ÷ 4 cm) se pot transporta cu autobasculante (nerecomandat) cu benă amenajate corespunzător. Se admite transportul betonului de lucrabilitate L3 (tasare 5 ÷ 9 cm) şi cu autobasculanta (nerecomandat), cu condiţia ca la locul de descărcare să se asigure reomogenizarea (amestecarea) amestecului.

În cazul transportului cu autobasculante (nerecomandat), durata maximă se reduce cu 15 minute faţă de limitele de mai sus.

În cazul în care nu se poate respecta durata maximă de transport (în general pentru distante mai mari de 8 km), se procedează la transportul cu autobetoniera a amestecului uscat (toţi componenţii betonului mai puţin apa se amestecă la o staţie de preparare a betonului şi apoi amestecul uscat se descarcă în toba autobetonierei). La obiect, se introduce în toba de agitare cantitatea exactă de apă (conform reţetei determinate anterior) şi se amestecă la timpul stabilit. Se pot utiliza şi compoziţii cu cimenturi lente şi cu aditivi întârzietori de priză şi întărire.

În general se recomandă ca temperatura betonului proaspăt, înainte de turnare, să fie cuprinsă între (5 30)°C.

În situaţia betoanelor cu temperaturi mai mari de 30°C sunt necesare măsuri suplimentare cum ar fi stabilirea de către un institut de specialitate sau un laborator autorizat a unei tehnologii adecvate de preparare, transport, punere în lucrare şi tratare a betonului, respectiv folosirea unor aditivi întârzietori eficienţi.

Ori de câte ori intervalul de timp dintre descărcarea şi reîncărcarea cu beton a mijloacelor de transport depăşeşte 1 oră, precum şi la întreruperea lucrului, acestea vor fi curăţate cu jet de apă. În cazul autoagitatoarelor, acestea se vor umple cu circa 1 m3 de apă şi se vor roti cu viteză maximă timp de 5 minute după care se vor goli complet de apă.

VI.2.2. Mijloace de transport autobasculanta – se foloseşte în cazul betoanelor vârtoase folosite pentru fundaţii,

transportate pe distanţe mici de până la 3 ÷ 4 km ; autoagitatoarele – au capacităţi cuprinse între 3,2 şi 5,6m3 :

recipient dublu tronconic (tobă) cu 12÷15 rotaţii pe minut ; la intrare are plăcuţe elicoidale cu care betonul este mişcat în permanenţă,

diminuându-se astfel tendinţa de segregare. Totodată se măreşte timpul (TIP) ; când se ajunge la obiect, betonul se descarcă prin spate prin schimbarea

sensului de rotaţie ; distanţa maximă de transport 12 km ; transportă orice consistenţă de beton.

autobetoniera (automalaxorul) - toba se poate roti până la 30 rotaţii/min.

Autobetoniera se încarcă la staţie cu beton uscat, fără apă. Ajunsă la şantier, în toba autobetonierei se introduce cantitatea de apă dorită şi se amestecă componenţii. După ce se realizează betonul, se opreşte mişcarea de rotaţie şi se descarcă amestecul gata preparat (prin schimbarea sensului de rotaţie).

Notă : pentru betoanele transportate cu autobasculanta, intervalul 0 ÷ TIP este mai redus decât în cazul celor transportate cu autoagitatorul, masa de beton nefiind agitată.

Observaţie. Betonul nu se transportă pe calea ferată, pentru că nu se respectă condiţiile de durată şi de păstrare a omogenităţii → apare fenomenul de segregare.

Fig. VI.1: Schema unei autobetoniere:

a)- Vedere laterală, b)- Vedere frontală; c)- Vedere de sus; d)- Vedere din spate; 1-tobă; 2-rezervor cu dozator de apă; 3-jgheab pentru descărcare

Fig. VI.2: Tipuri de autobetoniere:

a)- Cu capacitate de 1.1m3, b)- Cu capacitatea de 15m3.

VI.3. TRANSPORTUL ÎN CADRUL OBIECTULUI

Se face atât pe verticală cât şi pe orizontală. În cazul folosirii ca mijloace de transport a roabelor, tomberoanelor, benelor, jgheaburilor şi burlanelor, acestea se vor curăţa cu un jet de apă, respectând condiţiile arătate la punctul anterior.

VI.3.2. Mijloace de transport

VI.3.2.1. Transportul cu roaba

Se foloseşte la şantierele mici şi pentru cantităţi reduse de beton. El necesită executarea unei podine de circulaţie din dulapi de 50 ÷ 60 (cm) lăţime având rampe de maximum 4% şi pante de maximum 12%. Acest transport se poate folosi pentru distanţe de până la 70 (m). Roabele sunt în general metalice, prevăzute cu o roată cu pneu şi au o capacitate de 80 ÷ 120 l.

VI.3.2.2. Transportul cu tomberonul

Tomberonul este un recipient pe două roţi, utilizându-se pentru cantităţi reduse de beton. Se poate folosi pentru distanţe de până la 150 (m) şi cu rampe de maximum 4% şi pante de maximum 12%. Tomberoanele sunt în general metalice, prevăzute cu roti mari, axul acestora reprezentând centrul de răsturnare al acestui mijloc. Au o capacitate de 150 ÷ 200 l.

Pentru ca tomberoanele să poată circula în condiţii bune, este necesară amenajarea unei căi de circulaţie din dulapi de 125 ÷ 150 (cm) lăţime având rampe de maximum 4% şi pante de maximum 12%.

Fig. VI.3: Podină circulaţie şi cadru suport:

a)- Podină din dulapi pentru circulaţie, cu cadru-suport din lemn; b)- Cadru-suport metalic pentru podină.

Fig. VI.4: Bene pentru transportul betonului:

a), b)- Roabă clasică; c)- Roabă liftabilă; d)- Roabă-benă basculantă;

Fig. VI.5: Tomberoane pentru transportul betonului:

a)- Tomberon basculabil; c)- Tomberon liftabil.

VI.3.2.3. Transportul prin jgheaburi şi burlane Sunt elemente înclinate deschise (jgheaburi) sau verticale închise (burlane), prin

care se ghidează betonul. Transportul prin jgheaburi şi burlane asigură transportul betonului cu evitarea segregării exterioare a lui. Jgheaburile sunt din tablă cu grosimea de 2 (mm) solidarizată longitudinal şi transversal cu profiluri metalice. Panta maximă va fi 30°, iar înălţimea de cădere liberă a betonului nu va depăşi 1.50 (m). Burlanele metalice (Hobot) sunt alcătuite din tronsoane metalice de formă tronconică (cu baza mare sus şi baza mică jos) articulate între ele. Asigură evitarea segregării şi răspândirea betonului pe o rază de circa 2 (m), iar înălţimea de cădere

liberă a betonului nu va depăşi 1.50 (m). Ultimul tronson va avea gaura de evacuare a betonului prevăzută lateral sau la partea de jos, în funcţie de condiţiile de turnare.

Fig. VI.6: Jgheaburi pentru transportul betonului:

a)- Pâlnie cu jgheab; b)- Jgheab de turnare; c)- Burlan (Hobot).

VI.3.2.4. Transportul cu bena

Permite transportul betonului cu minimum de transbordări şi cu manoperă foarte redusă, însă impune dotarea şantierului cu utilaje de ridicare adecvate (din punct de vedere al capacităţii de ridicare şi al acoperirii suprafeţei pe care urmează să fie pus în lucrare betonul). Benele trebuie sa aibă o greutate cât mai redusă, să fie etanşe, să permită o descărcare treptată a betonului şi să fie uşor de manevrat şi curăţat.

În funcţie de tipul lor, au capacităţi cuprinse între 150 şi 2000 de litri.

Fig. VI.7: Bene pentru transportul betonului: a), b)- Benă basculantă cu furtun; c)- Benă basculantă cu jgheab; d)- Benă-cupă cu descărcare centrală;

e)- Benă-cupă cu descărcare centrală şi furtun; f)- Benă-cupă cu descărcare centrală şi jgheab.

VI.3.2.5. Transportul cu banda transportoare Se foloseşte mai rar, betoanele transportate necesitând consistenţe mai scăzute (T2 sau T2/T3). Rampele admise nu depăşesc 30°, iar viteza este de maximum 1.2 m/s. Căderea limită pentru beton se face de regulă de la cel mult 60 (cm). Transportul betonului pe banda rulantă nu se admite decât în condiţii tehnologice speciale, conform fiselor tehnice elaborate în acest sens.

VI.3.2.6. Transportul prin pompare

Este o metodă modernă de transport a betonului, fiind caracterizată de o mare productivitate.

Transportul prin pompare este asigurat de : unitatea de pompare prevăzută cu un buncăr de alimentare în care este introdus

betonul ; reţeaua de transport formată din conducte metalice de diferite lungimi, care se

asamblează etanş prin bride de strângere ; capul de distribuţie format dintr-un furtun flexibil (armat) care permite introducerea

betonului în cofraj în diferite poziţii.

Tipurile de pompe utilizate sunt : ► cu un piston – conţin : buncăr (circa 1m³), pompa propriu-zisă şi conducta de

evacuare. Betonul refulează cu şoc (betonare discontinuă), efect dăunător pentru acesta ;

► cu două pistoane - transportul pe conductă se realizează continuu, cu aceste pompe putându-se transporta toate tipurile de betoane ;

Observaţie: cimentul este foarte abraziv şi dăunează la frecarea pistonului. ► cu rotor – conţin : buncăr metalic pentru beton, rotor cu palete care presează

betonul să intre prin conducta de evacuare, conductă din cauciuc armat (flexibilă), rotor cu mai mulţi cilindri (role) care presează până la o anumită distanţă conducta flexibilă de evacuare, prin care iese betonul cu o anumită presiune. În cazul acestor pompe, betonul trebuie să fie mai fluid.

► pompe pneumatice;

Se utilizează următoarele tipuri de pompe : pompe staţionare ; autopompe (pe şasiu auto).

Domeniul de utilizare al pompelor pentru beton s-a lărgit odată cu apariţia

autopompelor. Acestea se compun dintr-un autocamion pe al cărui şasiu se găsesc montate: un grup de pompare al betonului, un braţ distribuitor format din mai multe tronsoane acţionate hidraulic şi un grup de acţionare al braţului distribuitor. Braţul se compune din 2÷5 tronsoane articulate (de 10 m lungime fiecare) care susţin o conductă flexibilă. Utilajul are o pompă cu piston sau rotor, cu productivităţi de până la 120 (m3/h).

Transportul betonului se face prin conducte metalice cu Φ = 80 ÷ 180 (mm) la distanţe de 100 (m) pe verticală sau 400 (m) pe orizontală [în cazul transporturilor mixte se echivalează 1 (m) de transport pe verticală cu 8 (m) de transport pe orizontală, iar coturile de 90° se echivalează cu 8 (m) de transport pe orizontală, cele de 45° cu 6 (m) şi cele de 22.5° cu 4 (m)].

Fig. VI.8: Tipuri de pompe pentru transportul betonului:

a)- Pompă cu piston; a.1- Admisia betonului; a.2- împingerea betonului pe conductă; b)- Pompă cu rotor; c)- Dispozitiv de asamblare a tronsoanelor conductei; 1-piston; 2-clapetă de închidere; 3-malaxor; 4-conductă flexibilă; 5-rotor.

Conductele sunt realizate din tronsoane (L=1÷3m) de ţeavă metalică sau din mase

plastice, drepte sau curbe, care se pot asambla rapid între ele cu ajutorul unor prinderi speciale. Betonul pentru a fi pompabil trebuie să fie de consistenţă min. T3/T4 (tasare 8÷12 cm), recomandat de consistenţă T4 (tasare 10÷14 cm), dimensiunea maximă a agregatelor să nu depăşească 1/3 din diametrul interior al conductei (max. 31 mm), iar conţinutul de părţi fine din beton (ciment şi agregat < 0,2 mm) să fie de cel puţin 350 kg/m3 şi de maximum 500 kg/m3. Înainte de începerea pompării betonului, conducta se va amorsa cu un mortar având un dozaj minim de 300 kg ciment / m3. La terminarea betonării, instalaţia trebuie curăţată prin spălare cu apă, folosind şi dispozitive ştergătoare (dopuri de cauciuc şi hârtie, sfere de cauciuc spongios) care se introduc în conductă la o extremitate şi se împing prin pomparea apei sub presiune, până ce sunt expulzate pe la extremitatea cealaltă.

Fig. VI.9. Schema instalaţiei pentru transportul betonului prin pompare : 1-buncăr descărcare beton ; 2-pompă ; 3-conductă orizontală ; 4-conductă verticală ; 5-conductă flexibilă ; 6- construcţie.

Fig. VI.10: Pompă tractabilă pentru transportul betonului :

Avantajele transportului prin pompare :

posibilitatea transportului pe verticală şi orizontală a betonului în mod continuu de la betonieră până în cofraj ;

eliminarea mecanismelor greoaie de transport care necesită o continuă mutare sau refacerea schelăriei pe măsura creşterii înălţimii construcţiei ;

instalaţiile pompei ocupă puţin loc şi sunt uşor de asamblat şi mutat ; se păstrează omogenitatea şi consistenţa betonului, eliminând-se complet

fenomenul de segregare ; se poate realiza o productivitate foarte mare de turnare şi o continuitate perfectă ; betonul se poate transporta şi pune în lucrare în locuri foarte dificile din punct de

vedere al transportului : în tuneluri, la betonare sub apă etc.

Dezavantaje : uzura prematură a unora din piesele în mişcare, ce vin în contact direct cu betonul

(mediu abraziv) ; pompele cu piston nu pot regla cantitatea de beton debitată, iar oprirea lor pe o

perioadă mai mare de 30 de minute, impune golirea şi curăţarea instalaţiei. Folosirea pompelor pneumatice înlătură acest inconvenient ;

buna funcţionare a pompelor este condiţionată de folosirea betoanelor fluide de consistenţă minim S3 (minim 100 mm la tasarea conului);

dimensiunea maximă a agregatului este limitată la maximum 1/3 din diametrul conductei de transport.

Notă : clasa de consistenţă S3 (conform NE012 – 1/2007) este echivalentă cu clasele de consistenţă T3/T4 şi T4 (conform NE 012 – 99).

Pentru cantităţi mici de betoane nu se folosesc pompe staţionare – la acestea fiind

avantajoase utilaje cu autoagitatoare + pompe.