MORTARE

1. Generalităţi

Mortarele folosite în lucrări de construcţii sunt amestecuri bine omogenizate de liant, apă şi nisip (uneori şi alte adaosuri), care se aplică în straturi subţiri pe un suport oarecare, de care aderă şi cu care conlucrează în exploatare. Întărirea mortarelor conduce la obţinerea unei piatre artificiale, cu aspect de gresie.

Mortarele obişnuite sunt utilizate pentru legarea într-un monolit a pietrelor naturale sau artificiale de zidărie (mortare de zidărie), sau pentru protecţia, finisarea şi întreţinerea suprafeţelor construite (mortare de tencuială şi speciale).

Clasificarea mortarelor se poate face după mai multe criterii şi anume: după destinaţie:

Mortare de zidărie, folosite la executarea zidăriilor; au o compoziţie variabilă în funcţie de natura zidăriei (portantă, neportantă), natura pietrei (compactă, poroasă), mediul în care se va găsi zidăria (uscat, umed);

Mortare de tencuială, care se aplică pe suprafeţele construite, în scopul protecţiei contra intemperiilor, izolării termice, fonice sau ignifuge, finisării;

Mortare speciale, care pot fi: decorative, rezistente la coroziune, hidroizolatoare, termoizolatoare, refractare, pentru îmbinarea elementelor prefabricate din beton.

după natura liantului pot fi mortare cu lianţi nehidraulici, hidraulici sau cu polimeri.

Mortarele cu lianţi nehidraulici cele mai utilizate sunt:

Mortare pe bază de argilă, utilizate în special în construcţiile agrozootehnice, se obţin din material argilos local şi eventual adaos de ciment sau var.

Mortare pe bază de var, care sunt de două categorii: mortare de var (cu liant numai varul gras) şi mortare de var - ciment la care cimentul, în cantitate mai mică decât varul, se adaugă în scopul măririi rezistenţelor mecanice şi la umiditate.

Aceste mortare se aplică numai pe suporturi poroase (cărămidă), pentru realizarea părţilor aeriene mai puţin solicitate ale construcţiilor. Dacă liantul este var - ciment (ciment >100 kg/m3) se pot utiliza şi la elementele mai solicitate sau la realizarea zidăriei de fundaţie.

În afara cimentului, la mortarele de var mai pot fi folosite ca adaosuri, care să contribuie la creşterea rezistenţelor mecanice şi la umiditate: zgura metalurgică, cenuşa de termocentrală, trassul.

La prepararea acestor mortare se poate utiliza var stins în pastă, în praf sau var nestins măcinat (pentru lucrări pe timp friguros);

Mortare pe bază de ipsos, pot avea ca liant numai ipsos (utilizat ca pastă pentru glet) sau ipsos cu adaos de var gras, cu rol de întârzietor de priză şi plastifiant, contribuind şi la creşterea rezistenţelor mecanice.

Aceste mortare se utilizează în lucrări ce se găsesc permanent în mediu uscat. Ele nu trebuie să vină în contact cu betonul, cu elemente metalice (armături) deoarece pot produce corodarea acestora.

Mortarele cu lianţi hidraulici uzuale sunt:

Mortare pe bază de ciment, care se realizează ca mortare de ciment, de ciment - var sau de ciment - argilă, în care varul sau argila au rol de plastifiant. Aceste mortare se utilizează la zidirea sau finisarea pietrelor compacte de construcţie, la zidării puternic solicitate sau pentru elemente supuse permanent umidităţii.

Întrucât mortarele suportă solicitări relativ reduse, la prepararea lor nu se recomandă utilizarea cimenturilor de calitate superioară;

Mortare pe bază de var hidraulic, sunt utilizate pentru reparaţii la monumente vechi, sau chiar la lucrările curente de tencuială şi zidărie, liantul folosit fiind considerat ecologic.

Mortarele cu polimeri vor fi tratate în alt subcapitol..

după rezistenţa minimă la compresiune la 28 zile, exprimată în N/mm2, determinată pe epruvete standardizate – marca mortarului, valoare care se ia în calcul la proiectare, mortarele pot fi: M1; M2.5, M5, M10, M20 sau o alta valoare declarata peste 20N/mm2;

după densitatea aparentă în stare proaspătă, pot fi:mortare obişnuite ( a>1950kg/m3);

mortare uşoare ( , preparate cu antrenori de aer sau cu agregate uşoare, a căror densitate variază în funcţie de destinaţie.

2. Rolul şi influenţa componenţilor mortarelor

Componenţii mortarelor au un rol diferit şi influenţează prin natura, calitatea şi cantitatea lor proprietăţile mortarelor, determinând astfel domeniul lor de utilizare.

Liantul, prin legarea granulelor de nisip, conferă mortarului întărit rezistenţe mecanice, iar prin natura şi proporţia sa în mortar determină în mare măsură lucrabilitatea mortarului proaspăt şi viteza de întărire.

Nisipul constituie componentul cantitativ preponderent în compoziţia mortarelor, având o mare influenţă asupra structurii şi proprietăţilor generale ale acestora (atât în stare proaspătă cât şi întărită).

În cazul mortarelor de ciment, nisipul contribuie la reducerea contracţiei la întărire a pietrei de ciment.

Nisipul trebuie să corespundă condiţiilor standard de calitate (conţinut de impurităţi, granulozitate, formă şi dimensiune maximă a granulelor) şi cerinţelor impuse de domeniul de utilizare şi de tipul de mortar.

Apa asigură atât hidratarea liantului cât şi lucrabilitatea mortarului proaspăt. Apa utilizată la prepararea mortarelor trebuie să corespundă condiţiilor de calitate stabilite prin standard.

Aditivii sunt substanţe organice sau anorganice, ce se pot utiliza în anumite cazuri, în cantitate mică, pentru îmbunăţirea unor proprietăţi ale mortarelor proaspete sau întărite (se vor trata la subcapitolul V.2).

3. Proprietăţile mortarelor

3.1. Proprietăţile mortarelor prospete

Prin mortar proaspăt, se înţelege starea acestuia din momentul amestecării componentelor şi până la punerea în lucrare, interval în care trebuie să-şi păstreze constante proprietăţile iniţiale.

Mortarele proaspete se caracterizează prin: densitate aparentă, consistenţă, tendinţă de segregare, capacitate de reţinere a apei, tasarea la amestecare.

Consistenţa exprimă capacitatea de deformare a mortarului sub acţiunea masei proprii sau a unei acţiuni exterioare, determinând lucrabilitatea lui. Se determină prin măsurarea adâncimii de pătrundere în material, a conului etalon (masa 300g şi generatoare 15cm) şi se exprimă în centimetri (cm).

Consistenta se masoara si cu ajutorul unei mese de scuturare prin aplicarea a 15 socuri si masurarea diametrului turtei rezultate.

Consistenţa se alege în funcţie de tipul mortarului şi natura lucrării, în baza normelor în vigoare.

Mortarele de tencuială sunt în general mai plastice pentru a se obţine o mai bună finisare a suprafeţei.

Tendinţa de segregare este proprietatea mortarului de a se dezomogeniza (la transport, depozitare, punere în lucrare), formând straturi de consistenţă diferită. Se determină prin măsurarea consistenţei stratului superior şi inferior de mortar, dintr-un vas de construcţie specială; diferenţa dintre volumele urmelor lăsate de conul etalon în stratul superior şi inferior, măsoară tendinţa de segregare.

Mortarul segregat trebuie reamestecat înainte de punerea în lucrare.

Capacitatea de reţinere a apei este proprietatea mortarului ce caracterizează comportarea sa la aplicarea pe un suport poros. Se determină prin măsurarea cantităţii de apă pierdută de mortar la vacuumare sau la contactul cu un strat poros.

Tasarea la amestecare este proprietatea de reducere a volumului faţă de suma volumelor componenţilor şi se datoreşte pătrunderii pastei liante în volumul intergranular al nisipului.

Tasarea la amestecare poate atinge 30 - 40 % şi trebuie luată în considerare la dozarea volumetrică a componenţilor pentru prepararea unui anumit volum de mortar.

3.2. Proprietăţile mortarelor întărite

Principalele proprietăţi ale mortarelor întărite sunt: rezistenţele mecanice, rezistenţa la îngheţ-dezgheţ repetat, adeziunea la suport, contracţia la uscare.

Rezistenţele mecanice se determină pe corpuri de probă prismatice, cu dimensiuni de 160x40x40mm, păstrate în condiţii standard până la vârsta de încercare, specifice diferitelor tipuri de mortare (în funcţie de natura liantului).

Rezistenţele mecanice la compresiune şi întindere depind de mai mulţi factori, ca: natura componenţilor, dozaj, condiţii de conservare, etc.

Rezistenţa la îngheţ-dezgheţ repetat se determină la mortarele supuse la intemperii.

Adeziunea la suport este proprietatea ce caracterizează conlucrarea mortarului cu suportul (caramidă, b.c.a, beton greu). Ea se determină prin smulgere sau forfecare, conform metodelor standardizate.

Adeziunea la suport depinde de compoziţia mortarului, de modul de aplicare, de natura suportului şi condiţiile de întărire şi exploatare.

Contracţia mare la uscare a mortarului, poate provoca desprinderea de pe suport.

Suprafeţele poroase şi rugoase asigură o mai bună adeziune la suport a mortarului. Pentru mărirea adeziunii la suport, se aplică iniţial, pe suprafeţele lise, un strat subţire de mortar fluid de ciment, după care se aplică straturile următoare.

Contracţia la uscare a mortarului este o consecinţă a proceselor fizico-chimice ce se produc în timpul întăririi şi a evaporării apei în exces. De aceea, contracţia la uscare depinde de compoziţia mortarului, de natura liantului, de natura suprafeţelor pe care se aplică, de temperatura mediului în care se produce întărirea.

Contracţia cea mai pronunţată o au mortarele de consistenţă fluidă şi plastică, datorită pierderii unei cantităţi mari din apa de amestecare.

Contacţia la uscare se determină pe epruvete de mortar prevăzute la capete cu repere metalice axiale, montate la confecţionare. La anumite intervale de timp, cu ajutorul unui dispozitiv prevăzut cu microcomparator, se măsoară distanţa dintre vârfurile reperelor şi se exprimă contracţia în mm/m.

Există, de asemenea, pentru mortarele de tencuială, o serie de proprietăţi referitoare la:impermeabilitatea la apă;

permeabilitatea la vaporii de apă;susceptibilitatea la murdărire şi rezistenţa la mijloacele de curăţare.

4. Prepararea, transportul şi punerea în lucrare a mortarelor

4.1. Stabilirea compoziţiei mortarelor

Stabilirea compoziţiei mortarelor se face ţinând cont de destinaţia lor.Astfel, pentru mortarele de zidărie, compoziţia se stabileşte în funcţie de marca

cerută pentru elementele respective, de lucrabilitatea necesară cât şi în funcţie de umiditatea mediului.

Pentru mortarele de tencuială, stabilirea compoziţiei se face în funcţie de elementele de construcţie pe care se aplică, de adeziunea faţă de ele, de umiditatea mediului şi de cerinţele estetice şi arhitectonice.

Compoziţia mortarelor se exprimă prin raportul volumetric între liant şi nisip. De exemplu, mortarul de var 1 : 3, este un mortar la care pentru un volum de var se utilizează 3 volume de nisip.

Compoziţia se mai poate exprima şi prin cantităţile de constituenţi necesare la 1 m3 de mortar (dozajul real al componenţilor).

Compoziţia principalelor categorii de mortare utilizate pentru lucrări de zidărie şi tencuieli, se poate stabili pe baza unor norme orientative sau prin calcul.

Normele nu precizează şi cantitatea de apă necesară preparării mortarelor, deoarece aceasta depinde în mare măsură de natura şi fineţea nisipului, precum şi de capacitatea de absorbţie a suportului şi trebuie să fie cea necesară pentru asigurarea consistenţei impuse de condiţiile de aplicare.

În tabelele 1 şi 2 sunt prezentate compoziţii orientative de mortare pentru zidărie şi tencuieli, în care cantităţile sunt exprimate în volume.

Tabelul 1. Compoziţii orientative de mortare pentru zidării

Marca Tip mortar Dozajul în părţi de volumCiment Pastă var gras nisip

4 Var - 1 3-410 Var-ciment 1 1 1025 Ciment-var 1 0.7 750 Ciment-var 1 0.4 5

100 ciment 1 - 4

Tabelul 2. Compoziţii orientative de mortare pentru tencuieli Marca Tip mortar Dozajul în părţi de volum Utilizări recomandate

ciment pastă var nisip4 Var - 1 3.25 Tencuieli interioare în mediu

uscat10 Var-ciment 1 2 8 Tencuieli exterioare la pereţi

fără profile10 Var-ciment 1 1.5 7 Tencuieli interioare în mediu

umed

25 Var-ciment 1 1 6.5 Tencuieli exterioare puternic expuse şi tencuieli interioare în mediu umed

50 Ciment-var 1 0.3 4100 Ciment 1 - 3

4.2. Dozarea componenţilor mortarelor

Dozarea componenţilor se poate face volumetric sau gravimetric, în acest ultim caz fiind mai exactă.

La dozarea volumetrică, trebuie să se ţină seama de înfoierea nisipului, iar în ambele cazuri şi de umiditatea acestuia.

4.3. Prepararea mortarelor

Mortarele se realizează mecanizat în malaxor sau manual, pentru cantităţi reduse sau lucrări de mică importanţă.

4.4. Transportul mortarului proaspăt

Transportul mortarului la locul de utilizare se poate face cu roaba, tomberoane sau prin pompare pentru distanţe mici şi cu autoagitatoare, bene sau basculante, la distanţe mari.

Transportul mortarului trebuie efectuat astfel încât să se păstreze compoziţia, omogenitatea şi consistenţa iniţială.

4.5. Punerea în lucrare a mortarelor

Punerea în operă a mortarelor se realizează manual, în cazul executării zidăriilor şi manual sau mecanizat la executarea tencuielilor. Limita maximă de timp pentru punerea în lucrare a mortarelor depinde de natura liantului folosit.

După punerea în lucrare a mortarelor, sunt necesare măsuri care să asigure condiţii normale de temperatură şi umiditate, pentru întărirea liantului.

5. Tipuri principale de mortare

5.1. Mortare de zidărie

Au o compoziţie variată, în funcţie de natura zidăriei, a materialelor de zidit şi caracteristicile mediului de exploatare.

Compoziţii orientative pentru mortare de zidărie sunt prezentate în tabelul 1.

5.2. Mortare pentru tencuieli

La realizarea tencuielilor se utilizează mortare diferite, în funcţie de locul unde urmează a fi folosite şi de particularităţile de execuţie.

În tabelul 2. prezentate compoziţii orientative de mortare în funcţie de natura liantului, pentru mortare obişnuite aplicate într-un singur strat.

După natura elementului de construcţie care se tencuieşte şi condiţiile de funcţionare, există mai multe tipuri de tencuieli:

Tencuiala brută, se execută ca tencuială exterioară la calcanele clădirilor, în podurile acestora sau la construcţii agrozotehnice. Se aplică într-un singur strat, de circa 2cm grosime, mortarul preparându-se cu nisip 0-7.

Tencuiala sclivisită şi gletuită se utilizează pentru acoperirea şi finisarea elementelor de zidărie şi se execută din două straturi: grundul, de grosime 8 – 15mm, din mortar vârtos plastic şi nisip 0 – 3 şi tinciul sau stratul vizibil, de maximum 5 mm grosime, din mortar vârtos cu nisip fin 0 – 1. Cu această tencuială se obţin suprafeţe netede, cu o bună compactitate şi impermeabilitate.

La tencuielile ce urmează a fi vopsite în ulei, sau tratate mai deosebit, pentru stratul vizibil se aplică un glet, executat dintr-un strat subţire de pastă de ipsos sau de var, îngrijit finisat.

Tencuiala executată pe suprafeţe de beton este alcătuită din mai multe straturi.Pentru mărirea aderenţei mortarului pe elementele de beton ce au o suprafaţă

netedă, se creează o rugozitate artificială prin stropirea cu o suspensie apoasă de ciment, numită şpriţ. După întărirea şpriţului se aplică grundul şi tinciul. Această metodă se utilizează şi în cazul altor materiale: piatră naturală, cărămizi silico-calcare, etc.

Tencuiala pe rabiţ se aplică pentru obţinerea tavanelor plane la planşee cu nervuri din beton armat, pentru mascarea unor instalaţii sau la elementele de construcţie executate din materiale cu proprietăţi fizice şi mecanice diferite (de exemplu, stâlpii din lemn şi zidărie), pentru a evita fisurarea tencuielilor datorită modificărilor de volum diferenţiate la variaţii de temperatură sau umiditate.

La tencuielile pe rabiţ primul strat este şmirul, alcătuit din mortar de ipsos, care, prin mărirea de volum din timpul prizei, se ancorează bine în ochiurile plasei de rabiţ. Se aplică apoi grundul şi stratul vizibil.

Tencuielile decorative au rolul de a proteja elementele de construcţie, dar şi de a crea suprafeţe estetice şi se realizează cu mortare speciale.

Tencuielile impermeabile se execută ca straturi protectoare a suprafeţelor elementelor de construcţie care în exploatare sunt în contact permanent sau foarte îndelungat cu umiditatea mediului ambiant, cum sunt: zidurile subsolurilor care se află sub nivelul apelor subterane, socluri, pereţii canalelor sau tuburilor de scurgere, interioarele rezervoarelor sau bazinelor de apă, etc.

Aplicarea acestor mortare se face prin torcretare sau mai rar, manual.Sunt mortare de ciment cu dozaj ridicat de liant şi eventuale adaosuri

impermeabilizante.Datorită calităţilor superioare, aceste mortare sunt folosite şi pentru

consolidarea şi remedierea unor structuri avariate.

5.3. Mortare rezistente la uzură

Mortarele rezistente la uzură se folosesc pentru pardoseli în hale industriale, peroanele gărilor, trotuare, etc.

Pentru realizarea lor se folosesc cimenturi de marcă superioară şi agregate foarte dure, rezultate din concasarea rocilor eruptive, carborundum, deşeuri metalice, etc.

6. Mortare cu lianţi organici de sinteză

După compoziţia şi structura lor, pot fi de două tipuri: mortare de ciment cu adaos de liant organic; mortare cu lianţi organici (fără ciment).

Mortarele de ciment cu adaos prezintă caracteristici superioare faţă de mortarul obişnuit de ciment.

Astfel, aceste mortare sunt mai rezistente la întindere, la compresiune şi la şoc, au o adeziune la suport superioară, sunt mai impermeabile şi mai rezistente la agresiuni chimice.

Proprietăţile lor fizico-mecanice şi chimice sunt în majoritatea cazurilor analoage cu ale betoanelor de ciment cu adaos de liant organic.

Mortarele cu lianţi organici se realizează utilizând răşini pe bază de furfurol-acetonă, compuşi poliesterici, epoxidici, fenolformaldehidici, etc. Pentru realizarea unei structuri compacte, se impune ca nisipul utilizat să aibă o granulozitate bună, care să asigure un volum minim de goluri intergranulare.

Cantitatea de liant organic se determină experimental, în funcţie de proprietăţile impuse mortarelor.

V.1.7. Mortare uscate

Pentru un control compoziţional cât mai bun şi pentru menţinerea cât mai constantă a proprietăţilor mortarelor, tendinţa actuală este ca acestea să fie preparate centralizat, ca mortare uscate.

Ele se fabrică sub formă de amestecuri bine dozate şi omogenizate de nisip spălat şi uscat şi lianţi (ciment, var stins în praf, ipsosuri şi amestecuri), cu eventuale adaosuri (pigmenţi, praf de piatră, etc).

După omogenizare se însăcuiesc etanş (sau se depozitează în containere etanşe) şi se livrează însoţiţi de eventuali aditivi şi cu prescripţia de necesar de apă, ce urmează a fi adăugată pentru atingerea consistenţei optime.

Mortarele uscate pot conţine şi fibre (de sticlă, polimerice) pentru armare, în scopul reducerii sistemului de fisuri, a creşterii rezistenţei, a creşterii adeziunii la suport, etc.

Mortarele uscate se fabrică într-o gamă largă, de la cele de zidărie şi până la cele speciale.