Subiecte examen MT2 – Partea I

I. Cap. I şi II – Proprietăţi şi Piatră1. Densitatea materialelor.2. Compactitatea. Porozitatea închisă.3. Porozitatea totală. Volumul de goluri. 4. Porozitatea aparentă raportată la masă şi la volum.5. Absorbţia de apă. Permeabilitatea. Rezistenţa la îngheţ/dezgheţ.6. Propagarea căldurii.7. Încercarea la compresiune.8. Încercarea la întindere.

Încercări nedistructive9. Generalităţi şi metode combinate.10. Metoda acustică – metoda ultrasonică de impuls.11. Metoda mecanică – metoda sclerometrului cu recul.12. Exploatarea şi extragerea pietrei naturale.13. Produse de balastieră.14. Produse de carieră.

II. Cap. III – Lianţi1. Lianţi anorganici – definiţie şi clasificare.

Ipsosul pt. construcţii2. Materii prime, tehnologia de fabricaţie şi domenii de utilizare.3. Priza şi întărirea ipsosului.

Varul aerian4. Materii prime, tehnologia de fabricaţie.5. Stingerea varului.6. Întărirea varului aerian şi domenii de utilizare.

Cimentul portland7. Materii prime, tehnologia de fabricaţie.8. Componenţi mineralogici principali ai CP.9. Tipuri de CP unitare.10. Priza şi întărirea CP.11. Tipuri de adaosuri.12. CPA (cimenturi portland cu adaosuri) – a) CPA uzuale.13. CPA – b) CPA speciale şi doemnii de utilizare ale CPA (grupele + unde se folosesc).

I. Cap. I şi II – Proprietăţi şi Piatră1. Densitatea materialelor.

Există 4 tipuri de densităţi: densitatea reală ρ; densitatea aparentă ρa; densitatea în grămadă ρg; densitatea în stivă ρs.

Densitatea generală: raportul dintre masă şi volumul unui material.Densitatea reală (absolută) ρ: raportul dintre masa materialului m şi volumul său real V din care

se exclud porii.

ρ=mV [ kgm3 ]

Densitatea aparentă ρa: raportul dintre masa materialului m şi volumul său aparent Va inclusiv volumul porilor Vp.

ρa=mV a [ kgm3 ] ,V a=V +V p

V=volumul solid al materialului.Vp=volumul tuturor porilor din material.

Densitatea în grămadă (în vrac) ρg: raportul dintre masa materialului granular m şi volumul său în grămadă Vg, în care intră volumul solid al granulelor V şi volumul de goluri dintre granulele materialului Vgol.

ρg=mV g [ kgm3 ];V g=V +V p+V gol

Densitatea în grămadă sau în vrac ρg se determină la materialele alcătuite din granule între care există goluri (de ex. nisip, pietriş, ipsos, var, ciment, etc.).

Densitatea în grămadă ρg se determină în funcţie de gradul de îndesare al materialelor şi anume: densitatea în gramadă în stare afânată ρga; densitatea în gramadă în stare îndesată ρgî;

ρga=ma

V g [ kgm3 ]; ρgî=mî

V g [ kgm3 ]ma=masa materialelor în stare afânată.mî=masa materialelor în stare îndesată.Pt. determinare se folosesc vase standardizate cu volumul în funcţie de dimensiunea maximă a

granulei materialului cercetat.

Densitatea în stivă ρs: raportul dintre masa materialului din stivă m şi volumul stivei Vs.

ρ s=mV s [ kgm3 ]

2. Compactitatea. Porozitatea închisă.Compactitatea C: raportul dintre volumul solid al materialului V şi volumul său aparent Va.

C= VV a

[m3 ] ,%C= VV a

×100

Compactitatea C reprezintă gradul de umplere al volumului unui material cu substanţă solidă.

ρ=mV→V=m

ρ→m=ρ×V

C=VV a

[m3 ]→C=

mρmρa

=mρ×ρam

=ρaρ,%C=

ρaρ×100

Compactitatea C≤1 (%C≤100 ).V a=V +V p→V a≥V

V a=V→V p=0 (nuare pori )→C=1¿). V a>V →V p≠0→C<1¿).Porozitatea închisă pî: totalitatea porilor închişi care nu comunică cu exteriorul şi se găsesc în

unitatea de volum.% p î=% pt−% pav

3. Porozitatea totală. Volumul de goluri. Porozitatea reprezintă gradul de neumplere al volumului unui material cu substanţă solidă.

Funcţie de natura porilor există: porozitatea totală pt; porozitatea aparentă pa; porozitatea închisă pî.

Porozitatea totală pt: raportul dintre volumul total al porilor închişi şi deschişi din material Vp şi volumul aparent al materialului Va.

pt=V p

V a

,% pt=V p

V a

×100 ,V p=V a−V

pt=V p−VV a

=1− VV a

=1−C=1−ρaρ,%pt=

V p

V a

×100=100−%C=(1− ρaρ )×100

Concluzie: se constată că porozitatea totală pt şi compactitatea C sunt mărimi complementare.pt=1−C→ pt+C=1 ,%pt=100−%C→% p t+%C=100

Volumul de goluri Vgol (caracteristică materialelor granulare): totalitatea spaţiilor libere care se găsesc între granulele unui material, se mai numeşte şi porozitate intergranulară.

%V gol=V g−V a

V g

×100=(1−V a

V g)×100=(1−

mρamρg

)×100=(1−mρa×ρgm )×100=(1− ρg

ρa )×100→%V gol=ρa−ρgρa

×100

Volumul de goluri Vgol se exprimă fie în stare afânată Vgol,a fie în stare îndesată Vgol,î după cum ρg este ρga şi ρgî .

4. Porozitatea aparentă raportată la masă şi la volum.

Porozitatea aparentă (deschisă) pa: totalitatea porilor deschişi ai unui material (comunicanţi cu exteriorul) care se găsesc în unitatea de masă sau de volum, există deci porozitatea aparentă raportată la masă pam şi porozitate aparentă raportată la volum pav.

pam=V pd

mus [m3

kg ]Vpd=volumul porilor deschişi ai materialului.mus=masa probei de material în stare uscată.

V pd=V apă=mapă

ρapă [ms−mus

ρapă ] , ρ=mV →V=mρ

ms=masa probei de material în stare saturată.

ρapă=densitatea apei ≈1000[ kgm3 ]pam=

ms−mus

ρapă×mus[m3kg ]

pav=V pd

V a

[m3 ]=

ms−mus

ρapămusρa

=ms−musρapă

×ρamus

=pam× ρa ,% pav=V pd

V a

×100=pam×ρa×100

5. Absorbţia de apă. Permeabilitatea. Rezistenţa la îngheţ/dezgheţ.Absorbţia de apă a: proprietatea unui material de a absorbi şi reţine apa în porii şi capilarele sale.Absorbţia de apă a se determină astfel:

la presiune normală: la subpresiune; la suprapresiune; prin fierbere.

Absorbţia de apă a se determină raportată la masă am sau la volum av.

%am=mapă

mus

×100=msa−mus

mus

×100

msa=masa saturată a materialului.mus=masa uscată a materialului.

%aV=V apă

V a

×100=

mapă

ρapămus

ρa

×100=msa−mus

ρapă×ρamus

×100→%aV=% am×ρaρapă

ρ=mV→V=m

ρ→m=ρ×V

Permeabilitatea corpurilor solide: proprietatea corpurilor solide de a lăsa să treacă prin ele în anumite condiţii standardizate o cantitate de lichid (de ex. apă sau vapori).

Se apreciază prin indicele de permeabilitate şi prin gradul de impermeabilitate.

Rezistenţa la îngheţ/dezgheţ (rezistenţa la gelilitate): proprietatea unui material de a rezista la un număr cât mai ridicat de cicluri îngheţ/dezgheţ atunci când sunt îmbibate cu apă.

Se apreciază prin scăderea rezistenţelor mecanice dată de coeficientul de înmuiere la gelilitate ηg respectiv coeficientul de gelivitate μg pt. pierderea de masă.

6. Propagarea căldurii.

Q

T1

d

A

T2

F

F

A

A

plataneprobă

Propagarea căldurii: tendinţa de trecere a căldurii de la corpurile mai calde la cele mai reci, ducând în final la uniformizarea temperaturilor.

Propagarea se poate face prin conducţie, convecţie şi radiaţie (pt. corpurile solide, este proprie propagarea prin conducţie).

Se consideră o secţiune transversală printr-un perete de lungime d şi temperaturile T1 şi T2 (T 1>T2 ), se va produce un transfer de căldură Q [joule] de la temperatura mai ridicată T1 spre tempertura mai scăzută T2.

Căldura Q se calculează astfel: Q= λ Ad

(T 1−T2 ) t [ J ]

λ=coeficientul de conductivitate termică;A=aria sau suprafaţa prin care se face transferul de căldură;t=timpul considerat pt. transfer.Coeficientul λ este o caracteristică foarte importantă a materialelor de construcţii.

λ= Q×dA (T1−T 2 ) t [ WmK ]

Concluzia: cu cât λ are valori mai reduse, cu atât materialul are mai bune proprietăţi termoizolatoare.

de ex.: λoţel=58 [ WmK ], λlemn=0,40 [ WmK ], λpolistiren=0,040 [ WmK ].7. Încercarea la compresiune.

Încercarea la compresiune: se realizează pe probe sau epruvete cubice, prismatice, cilindrice sau pe diferite cupoane extrase din materialul cercetat (carote). Se utilizează pt. încercare, o prismă hidraulică.

Încercarea se face conform schemei următoare.

Rezistenţa la compresiune fc(Rc) se determină cu formula: f c (Rc)=FmaxA [ N

mm2 ]Fmax=forţa maximă la ruperea probei [N].

se prezintă la betonul greu.

A=aria secţiunii solicitate (în contact cu platanul) [mm2].

8. Încercarea la întindere.Încercara la întindere se determină în 3 moduri:

î î centrică fct(Rt); î î prin încovoiere; î î prin despicare.

Încercarea la întindere centrică fct(Rt): se determină cu ajutorul maşinii universale cu acţionare hidraulică.

Probele au diferite forme şi dimensiuni în funcţie de natura materialului (de ex. lemn, metal, polimeri, piatră naturală etc.)

Încercarea la întindere centrică fct(Rt) se determină cu o formulă asemănătoare cu cea de la

încercarea pt. compresiune: f ct (R t )=FmaxA [ N

mm2 ]Fmax=forţa maximă de rupere la întindere centrică [N].A=aria secţiunii în zona calibrată [mm2].

Încercări nedistructive9. Generalităţi şi metode combinate.

Generalităţi: Utilizarea metodelor nedistructive, la determinarea unor caracteristici fizico-mecanice şi chimice ale materialelor, s-a extins mult în ultimele decenii. Faţă de metodele mecanice distructive, metodele nedistructive prezintă o serie de avantaje, precum:

probele cercetate nu sunt distruse, o determinare putându-se efectua de mai multe ori; pe aceeaşi probă se pot determina mai multe caracteristici (ex. rezistenţă, densitate,

module de elasticitate etc.); anumite metode permit determinarea directă pe construcţie (în situ); sunt rapide şi economice.

Metodele nedistructive se pot clasifica astfel: metode acustice; metode mecanice de suprafaţă; metode atomice; metode electro-magnetice; metode combinate etc.

l

Emiţător (E)

BETONOSCOP

cadran (timpul t sau viteza ultrasunetelor v)

Receptor (R)

Probă (P)

cablumaterial cuplant

(ex. vaselină, plastelină, unsoare, etc.)

Metode combinate: utilizează combinaţii de 2 sau mai multe metode nedistructive, având un grad de precizie mai ridicat decât în cazul metodelor considerate individuale.

Cea mai utilizată metodă combinată este metoda viteza ultrasunetelor – indice de recul.Rezistenţa la compresiune a betonului se determină cu formula: f c=c t×f c

referinţă

ct=coeficient total de influenţă al metodei combinate, determinat în funcţie de biografia betonului.

f creferinţă=rezistenţa la compresiunea de referinţă. f c

ref=f ( v ,n ) .v=viteza ultrasunetelor determinate în metoda ultrasonică de impuls.n=indicele de recul al metodei sclerometrului cu recul.Pt. determinare se folosesc grafice sau tabele.

10. Metoda acustică – metoda ultrasonică de impuls.Cea mai importantă metodă acustică este metoda ultrasonică de impuls: ea constă în producerea

unor impulsuri, de frecvenţă 40-150 kHz.Se aplică prin intermediul unui emiţător de ultrasunete, impulsuri unei probe, care apoi sunt

receptate de către un receptor de ultrasunete. Schematic, fenomenul se prezintă astfel:

Palpatorii (emiţătorii şi receptorii) se pot dispune pe aceeaşi faţă a probei sau pe feţe diametral opuse.

În primul caz, informaţia se referă la un strat subţire de material 3-5 cm iar în al doilea caz la întreaga grosime a materialului (se preferă această variantă).

În cadrul metodei ultrasonice de implus se determină în principal timpul în care ultrasunetele străbat proba, în funcţie de această caracteristică se pot determina: rezistenţa la compresiune a betonului, defectoscopia sa, modulul de elasticitate dinamic etc.

Rezistenţa la compresiune a betonului se determină pe baza legăturii care există între aceasta şi viteza ultrasunetelor, se utilizează următoarea formulă: f c (Rb)=a×e

b× v

f c (Rb)=rezistenţa la compresiune a betonului, cod european fc, cod românesc Rb.a,b=constante care ţin seama de biografia betonului.e=logaritm natural ln.

v=viteza ultrasunetelor. v=lt

l= distanţa în linie dreaptă între palpatori (E şi R).t=timpul în care ultrasunetele străbat proba determinată pe cadranul aparatului.

Pt. utilizarea mai uşoară a acestei relaţii, în practică se foloseşte relaţia: 11. Metoda mecanică – metoda sclerometrului cu recul.12. Exploatarea şi extragerea pietrei naturale.13. Produse de balastieră.14. Produse de carieră.

II. Cap. III – Lianţi14. Lianţi anorganici – definiţie şi clasificare.

Ipsosul pt. construcţii15. Materii prime, tehnologia de fabricaţie şi domenii de utilizare.16. Priza şi întărirea ipsosului.

Varul aerian17. Materii prime, tehnologia de fabricaţie.18. Stingerea varului.19. Întărirea varului aerian şi domenii de utilizare.

Cimentul portland20. Materii prime, tehnologia de fabricaţie.21. Componenţi mineralogici principali ai CP.22. Tipuri de CP unitare.23. Priza şi întărirea CP.24. Tipuri de adaosuri.25. CPA (cimenturi portland cu adaosuri) – a) CPA uzuale.26. CPA – b) CPA speciale şi doemnii de utilizare ale CPA (grupele + unde se folosesc).