Top Banner
1: raportul apă/ciment - prea multă apă conduce la obţinerea unui beton cu mai multe defecte de structură (poros), de rezistenţă mai scăzută [i, implicit, mai puţin durabil. Pietrișurile sunt roci sedimentare constituite din fragmente de roci și de minerale rotunjite, cu dimensiunile cuprinse între 2-70 mm, care se formează pe litoral , în albiile apelor curgătoare sau în regiunile ocupate de ghețari . 1. Definiția betonului. Scurt istoric. Betonul este un material compozit obținut din amestecuri artificiale, omogenizate, care după întărire are un aspect de conglomerate cu rezistente mecanice si fizico-chimice. Betonul este unul din materialele cele mai des utilizate în domeniul construcțiilor. La piramidele de la Shaanxi, China, construite cu mii de ani in urma, s-a descoperit un amestec de var și cenușă vulcanică. În Egiptul Antic se folosea un ciment preparat din var și ghips. În Imperiul Roman se folosea un material similar cu betonul, un amestec de var nestins, cenușă vulcanică și un agregat preparat din piatra ponce. Tot romanii au descoperit, daca se adaugă păr de cal se reduce riscul ca la întărire compoziția să devină prea casantă și să se crape.Secretul compoziției betonului a fost uitat timp de aproape 13 secole, până în 1756, când un inginer britanic, John Smeaton, a amestecat pentru prima oară cimentul cu var, folosind ca agregat praf de cărămidă și piatră.Pe lângă drumuri, apeducte și temple romane, care s-au păstrat de-a lungul istoriei, au mai existat și alte construcții care i-au uimit pe geologi. Unele dintre acestea sunt porturile romane de pe țărmul Mediteranei, care mulțumită materialului din care au fost create, s-au păstrat într-o stare foarte bună de mai bine de 2000 de ani. Primul patent referitor la betonul armat îi aparține lui A. Berard și datează din 1874. Berard a încercat să mărească rezistența materialului adăugând în compoziție resturi inegale de otel. În 1918 se introduceau în beton fibre mai lungi de oțel, lemn sau alte materiale, mărindu-i în acest fel rezistența la întindere. Conceptul utilizării actuale a armăturilor datează din 1945, fiind prezent în lucrările inginerului român Gogu Constantinescu, în Anglia și SUA.Betonul este cunoscut din antichitate (Egipt) și are avantaje majore (realizarea oricărei forme geometrice, rezistențe mari la compresiune și la agresivități chimice, preț de cost relativ scăzut), dar și dezavantaje (greutate proprie mare, rezistență mică la întindere, întărire relativ lentă). În principal componenții unui beton sunt: agregatele (naturale, artificiale); liantul (anorganic, organic); aditivi (substanțe introduse în masa amestecului care produc modificări dorite ale proprietăților betonului proaspăt sau întărit, precum: îmbunătățirea lucrabilității, accelerarea sau întârzierea prizei sau/și întăririi, micșorarea temperaturii de îngheț etc.); adaosuri (substanțe sau materiale introduse în masa betonului proaspăt care îmbunătățesc anumite proprietăți ale betonului întărit, cum ar fi duritatea suprafeței, rezistența la uzură, rezistența la penetrarea radiațiilor etc. sau ale betonului proaspăt, coeziunea, păstrarea omogenității, etc. - adaosuri minerale (pulverulente), fibre naturale si artificiale); apa (atunci când se impune). Natura diversificată a componenților, combinarea și dozarea lor, conduc la o gamă foarte mare de tipuri de betoane, cu diferite caracteristici. În beton, sistemul ciment-apă constituie partea activă amestecului. În 1845, Joseph-Louis Lambot, inventatorul „oficial" al betonului armat, a utilizat fibre metalice și mortar la construirea de jardiniere pentru portocali. În 1867, Joseph Monier a construit un sistem de bazine mobile, din beton armat, utilizat în horticultură, un concept pe care l-a perfecționat de-a lungul timpului. Tehnica de armare a betonului a fost studiată câțiva ani mai târziu. În 1892, François Hennebique a depus brevetul care l-a transformat în inventatorul oficial al betonului armat. La Târgul Mondial din 1900 el a fost numit "cel mai important contractor de lucrări publice din beton armat". Adevărata aventură în inovația betonului a început odată cu acest secol. Guvernul francez a autorizat în octombrie 1906 utilizarea betonului armat ca material de construcție.După 2000 de ani, oamenii de știință au descifrat secretul unuia dintre cele mai rezistente materiale de construcții creat vreodată: betonul folosit de romani în construcțiile arhitecturale. Potrivit specialiștilor, această descoperire va avea implicații majore în creațiile arhitecturale din viitor.Cel mai des întâlnit amestec de ciment modern, cunoscut sub numele de ciment Portland, folosit de mai bine de 200 de ani, nu este nici pe departe la fel de rezistent ca betonul roman. Mediul marin, în mod special, afectează cimentul Portland. În apă de mare, are o durată de viață mai mică de 50 de ani. După aceea începe să se erodeze. Acum, după ce au analizat o mostră de beton din golful Pozzuoili, Italia, care datează din anul 37, î.e.n., oamenii de știință cred că au descoperit rețeta betonul roman. Pe lângă faptul că este foarte
64

raspuns beton.docx

Dec 25, 2015

Download

Documents

Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: raspuns beton.docx

1:raportul apă/ciment - prea multă apă conduce la obţinerea unui beton cu mai multe defecte de structură (poros), de rezistenţă mai scăzută [i, implicit, mai puţin durabil.Pietrișurile sunt roci sedimentare constituite din fragmente de roci și de minerale rotunjite, cu dimensiunile cuprinse între 2-70 mm, care se formează pe litoral, în albiile apelor curgătoare sau în regiunile ocupate de ghețari.1. Definiția betonului. Scurt istoric.

Betonul este un material compozit obținut din amestecuri artificiale, omogenizate, care după întărire are un aspect de conglomerate cu rezistente mecanice si fizico-chimice. Betonul este unul din materialele cele mai des utilizate în domeniul construcțiilor.

La piramidele de la Shaanxi, China, construite cu mii de ani in urma, s-a descoperit un amestec de var și cenușă vulcanică. În Egiptul Antic se folosea un ciment preparat din var și ghips. În Imperiul Roman se folosea un material similar cu betonul, un amestec de var nestins, cenușă vulcanică și un agregat preparat din piatra ponce. Tot romanii au descoperit, daca se adaugă păr de cal se reduce riscul ca la întărire compoziția să devină prea casantă și să se crape.Secretul compoziției betonului a fost uitat timp de aproape 13 secole, până în 1756, când un inginer britanic, John Smeaton, a amestecat pentru prima oară cimentul cu var, folosind ca agregat praf de cărămidă și piatră.Pe lângă drumuri, apeducte şi temple romane, care s-au păstrat de-a lungul istoriei, au mai existat şi alte construcții care i-au uimit pe geologi. Unele dintre acestea sunt porturile romane de pe țărmul Mediteranei, care mulțumită materialului din care au fost create, s-au păstrat într-o stare foarte bună de mai bine de 2000 de ani.

Primul patent referitor la betonul armat îi aparține lui A. Berard și datează din 1874. Berard a încercat să mărească rezistența materialului adăugând în compoziție resturi inegale de otel. În 1918 se introduceau în beton fibre mai lungi de oțel, lemn sau alte materiale, mărindu-i în acest fel rezistența la întindere. Conceptul utilizării actuale a armăturilor datează din 1945, fiind prezent în lucrările inginerului român Gogu Constantinescu, în Anglia și SUA.Betonul este cunoscut din antichitate (Egipt) și are avantaje majore (realizarea oricărei forme geometrice, rezistențe mari la compresiune și la agresivități chimice, preț de cost relativ scăzut), dar și dezavantaje (greutate proprie mare, rezistență mică la întindere, întărire relativ lentă).

În principal componenții unui beton sunt:

agregatele (naturale, artificiale); liantul (anorganic, organic); aditivi (substanțe introduse în masa amestecului care produc modificări dorite ale proprietăților betonului proaspăt sau întărit, precum: îmbunătățirea

lucrabilității, accelerarea sau întârzierea prizei sau/şi întăririi, micșorarea temperaturii de îngheț etc.); adaosuri (substanțe sau materiale introduse în masa betonului proaspăt care îmbunătățesc anumite proprietăți ale betonului întărit, cum ar fi duritatea

suprafeței, rezistența la uzură, rezistența la penetrarea radiațiilor etc. sau ale betonului proaspăt, coeziunea, păstrarea omogenității, etc. - adaosuri minerale (pulverulente), fibre naturale si artificiale);

apa (atunci când se impune).Natura diversificată a componenților, combinarea și dozarea lor, conduc la o gamă foarte mare de tipuri de betoane, cu diferite caracteristici. În beton,

sistemul ciment-apă constituie partea activă amestecului.

În 1845, Joseph-Louis Lambot, inventatorul „oficial" al betonului armat, a utilizat fibre metalice și mortar la construirea de jardiniere pentru portocali. În 1867, Joseph Monier a construit un sistem de bazine mobile, din beton armat, utilizat în horticultură, un concept pe care l-a perfecționat de-a lungul timpului.

Tehnica de armare a betonului a fost studiată câțiva ani mai târziu. În 1892, François Hennebique a depus brevetul care l-a transformat în inventatorul oficial al betonului armat. La Târgul Mondial din 1900 el a fost numit "cel mai important contractor de lucrări publice din beton armat". Adevărata aventură în inovația betonului a început odată cu acest secol.

Guvernul francez a autorizat în octombrie 1906 utilizarea betonului armat ca material de construcție.După 2000 de ani, oamenii de știință au descifrat secretul unuia dintre cele mai rezistente materiale de construcții creat vreodată: betonul folosit de romani în construcțiile arhitecturale. Potrivit specialiștilor, această descoperire va avea implicații majore în creațiile arhitecturale din viitor.Cel mai des întâlnit amestec de ciment modern, cunoscut sub numele de ciment Portland, folosit de mai bine de 200 de ani, nu este nici pe departe la fel de rezistent ca betonul roman. Mediul marin, în mod special, afectează cimentul Portland. În apă de mare, are o durată de viață mai mică de 50 de ani. După aceea începe să se erodeze.

Acum, după ce au analizat o mostră de beton din golful Pozzuoili, Italia, care datează din anul 37, î.e.n., oamenii de știință cred că au descoperit rețeta betonul roman. Pe lângă faptul că este foarte durabil, se pare că betonul roman este şi mai prietenos cu mediul decât materialele actuale. Problema este că producerea cimentului Portland este responsabilă pentru 7% din nivelul de dioxid de carbon pe care îl eliberează industria. Secretul betonului roman stă în amestecul unic de minerale şi în tehnica de producere. Romanii produceau beton prim amestecarea varului şi a rocii vulcanice. Pentru structurile subacvatice se amesteca var cu cenușă vulcanică pentru a forma mortar. Apoi, acest mortar se amesteca cu tuf vulcanic şi se punea în forme de lemn. Instantaneu, apa de mare activa o reacție chimică fierbinte. Când moleculele de apă intrau în structura varului, acesta reacționa cu cenușa în așa fel încât întreg materialul se cimenta.

Tocmai această reacție chimică, ce reușește să unească atât de bine varul de cenușa vulcanică, îi dă betonului roman duritatea pentru care a devenit renumit. Industria materialelor de construcții va fi revoluționată dacă se adoptă utilizarea acestor materiale şi a tehnicii romane de introducere a cimentului, reducând totodată emisiile de CO2. Totuși, întrebarea care rămâne este dacă vom reuși să aplicăm principiile străvechi utilizate de romani pentru producerea betonului modern.

2. Clasificări ale betoanelor. după destinație:-betoane convenționale-pentru construcții civile, industriale și agricole;

-betoane rutiere-pentru drumuri, aeroporturi;

-betoane hidrotehnice-pentru baraje, ecluze, porturi, canale;

-betoane cu destinație specială.

după rezistența la compresiune:-betoane de clase inferioare (nearmate) - C4/5;

-betoane de clasa normală (armate) - C8/10, C12/15, C16/20, C20/25, C25/30, C30/37;

-betoane de înalta rezistenta (BIR) - cel puțin C50/60.

după densitatea aparentă a betonului întărit la 28 de zile în stare uscată: -betoane foarte grele, mai mari decât 2500 kg/mc;

Page 2: raspuns beton.docx

2: -betoane grele, 2201…2500 kg/mc;

-betoane semi-grele, 2001…2200 kg/mc;

-betoane ușoare, 1001…2000 kg/mc;

-betoane foarte ușoare, sub 1000 kg /mc;

după armare:-betoane nearmate;

-betoane armate.

după precomprimare:-betoane neprecomprimate;

-betoane precomprimate.

3. Proprietățile principale ale betonului proaspăt. Proprietățile betonului întărit. lucrabilitatea - exprimă aptitudinea betonului de a umple cofrajele sau tiparele și de a îngloba armăturile bine și ușor sub efectul unui mijloc

de compactare cu o cheltuială minimă de energie și forță de muncă, precum și aptitudinea de a conserva omogenitatea amestecului în timpul transportului, manipulării și punerii sale în lucrare.

Lucrabilitatea este apreciată convențional și aproximativ prin metode de determinare a consistenței betonului proaspăt.

Lucrabilitatea influențează direct caracteristicile mecanice ale betonului întărit, omogenitatea, comportarea la gelivitate, aderență la armătura, etc. Lucrabilitatea depinde atât de factori interni (componenții betonului), dar și de factori externi (dimensiunea elementelor, distanțe între armături, frecări cu pereții cofrajelor, tehnologii de transport și punere în lucrare, etc.).

consistența - se poate defini prin mobilitatea betonului proaspăt sub acțiunea masei proprii sau unor forțe exterioare care acționează asupra lui.

Se poate determina prin următoarele metode (de regulă în funcție de diametrul maxim al agregatelor):

o tasarea conului;o remodelarea VE-BE;o determinarea gradului de compactare Waltz;o răspândirea;o determinarea conţinutului de aer.

Proprietățile betonului întărit

densitatea aparentă – reprezentând masa unității de volum a betonului, inclusiv golurile; compactitatea - reprezintă raportul dintre densitatea aparentă (ρa) și densitatea betonului întărit (ρa) sau între volumul fazei solide (Vs) și

volumul total aparent (Va);C=ρa/ρ=Vs/Va

porozitatea totală - reprezintă volumul de goluri din unitatea de volum. - betoane obișnuite – normale p=5-7%;- betoane semiporoase p=7-20%;- betoane poroase p=20-50%;- betoane celulare p>70%. permeabilitatea la apa - apreciata după ușurința de pătrundere a apei in masa betonului ( profunzime pe 10-20 cm) si se exprima prin gradul

de impermeabilitate la presiuni de 4,8 sau 12 bari – influențează direct durabilitatea betonului. clasa betonului este definita pe baza rezistentei caracteristice fck cilindru/fck cub si reprezintă rezistenta minima la compresiune a betonului

exprimata in N/mm si determinata pe cilindrii cu diametrul de 150mm si înălțimea de 300mm sau pe cuburi cu latura de 150 mm la vârsta de 28 zile si obținuta pe 95% din epruvete . S-a introdus ca un factor de respectare a calității.

marca betonului reprezintă rezistenta medie la compresiune, obținuta pe epruvete cubice sau cilindrice, după 28 de zile.

4. Definiția cimentului. Scurt istoric.Cimentul este un material pulverulent (având dimensiunile particulelor de 0,5 până la 50 μm), de natură bazică, hidrofil, instabil din punct de

vedere chimic. Amestecat cu apă formează paste tixotrope (transformarea reversibilă a unui gel în sol), care fac priză şi se întăresc în timp, formând “piatra” de ciment.

Încă din antichitate o serie de lianţi naturali, destinaţi să lege într-un tot elementele aflate sub formă de particule sau bucăţi erau folosiţi în construcţii: gipsul de către egipteni şi argila, varul, calcarul şi tuful vulcanic de către romani şi greci. Produsul obţinut de către romani, din amestecuri de nisip, piatră spartă, tuf vulcanic şi apă a fost denumit “caementum” – “ciment” sau “mortarium” – “mortar”.

În perioada Evului Mediu, datorită evenimentelor furtunoase care au însoţit prăbuşirea orânduirii sclavagiste, numeroase realizări ale moştenirii ştiinţifice a lumii antice au fost îngropate pentru multe secole, sub ruine. Ceea ce a rămas din această moştenire (păstrată într-o mare măsură datorită Bizanţului şi apoi a arabilor) a fost adaptat nevoilor şi cerinţelor societăţii feudale medievale.

Începând cu epoca Renaşterii (sec. XVI), oamenii de ştiinţă s-au educat şi instruit, studiind experienţa lumii antice care a avut o deosebită importanţă în dezvoltarea gândirii tehnice. De abia, începând cu secolul al XVIII–lea, datorită revoluţiei industriale, a început dezvoltarea reală a preocupărilor legate de cercetarea şi aplicarea noilor descoperiri ale cimentului. Astfel, în anul 1824, Aspdin J., un zidar din Anglia, a obţinut patentul pentru “cimentul Portland”. Inventatorul a încălzit într-un cuptor un amestec de calcar şi argilă, şi a măcinat fin amestecul, realizând cimentul hidraulic: numit de către el - ciment Portland, deoarece se asemăna cu piatra de Portland - un calcar exploatat pe insula Portland aflată pe coasta Britanică. Datorită aceste invenţii, Aspdin J. a pus bazele progresului în domeniul tehnologiei cimentului şi al lucrărilor de construcţii din beton şi beton armat.

Page 3: raspuns beton.docx

3:Cimentul Portland este un material mineral, fin măcinat, care după amestecarea cu apă face priză şi se întăreşte, prin reacţiile chimice ce au loc în

procesul de fabricaţie, care după întărire îşi conservă rezistenţa şi stabilitatea şi sub apă. Cimenturile Portland se obţin din măcinarea fină a clincherului Portland sau a clincherului Portland împreună cu un mic adaos de gips şi / sau alte substanţe pentru reglarea timpului de priză.Cimentul portland (silicios), reprezintă un amestec de silicaţi şi aluminaţi de calciu şi este obţinut prin măcinarea fină a clincherului de ciment portland cu un adaos de 2…7 % ghips pentru reglarea timpului de priză.Clincherul de ciment portland este obţinut prin arderea unui amestec de materii prime în cuptoare rotative.Materiile prime utilizate la fabricarea clincherului de ciment portland sunt: calcare, marne, argile, leossuri, subproduse industriale (zguri, cenuşi, şisturi), adaosuri de corecţie (silicioase, aluminoase, ferugionase etc.), gipsuri.

5. Compoziția mineralogică a cimentului. Clincherul Portland este fabricat prin arderea în cuptoare speciale rotative, la temperaturi de 1450-1550 oC, până la clincherizare (faza procesului

tehnologic de producţie în care amestecul de materii prime este transformat prin prelucrări prin ardere într-un compus mineralogic, din constituenţi, care determină proprietăţile cimentului, este numită clincherizare - arderea clincherului) a unui amestec brut şi omogenizat, de obicei din calcar şi argilă. La aceste temperaturi, materialele componente suferă modificări fizico-chimice, datorate reacţiilor de formare a componenţilor mineralogici, aglomerându-se şi fuzionând în granule numite clincher care au dimensiunile cuprinse între 5 până la 25 mm.

Indiferent de materiile prime folosite şi de modul de preparare (pe cale umedă, semiumedă, semiuscată sau uscată), precum şi de caracteristicile instalaţiei de fabricare a clincherului, succesiunea principalelor faze şi procese fizico-chimice pe care le suferă amestecul de materii prime în procesul de obţinere a clincherului este acelaşi, respectiv:

• dozarea amestecului de materii prime în funcţie de capacităţile instalaţiei;

• uscarea (deshidratarea), preîncălzirea, decarbonatarea şi clincherizarea propriu-zisă;

• răcirea clincherului (cristalizarea amestecului mineral).

La încălzirea progresivă, în funcţie de natura lor, materialele neorganice pot prezenta unul din următoarele fenomene:

• mărirea porozităţii din cauza evaporării apei de cristalizare;

• topirea parţială a materialului şi umplerea parţială a porilor este denumit clincherizare, (când porozitatea se consideră a fi mai mică de 8%). Dacă umplerea porilor este aproape completă, fenomenul se numeşte vitrificare (când porozitatea se consideră a fi mai mică de 2%);

• deformarea unor materiale sub propria greutate, la temperaturi ridicate, este denumit refractaritate (când temperatura depăşeşte 1600 oC).

În procesele de ardere a materiilor prime, oxizii existenţi în compoziţia acestora, reacţionează între ei formând compuşi mineralogici. Cei mai importanţi ca pondere sunt următorii:

Silicatul tricalcic (alitul) - 3CaOSiO2 - C3S; Silicatul bicalcic (belitul) - 2CaOSiO2 - C2S; Feroaluminatul tetracalcic (celitul I sau brownmilleritul) - 4CaOAl2O3F2O3 - C4AF; Aluminatul tricalcic (celitul II) - 3CaOAl2O3 - C3A.

Tabel 1. Compoziţia mineralogică a clincherului de ciment Portland

Component mineralogic CaO3 SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO SO3 P2O5

% 60-67 19-24 4-7 2-6 4-5 3 1,5

Compoziţia mineralogică a clincherului de ciment portland poate să varieze, în funcţie de compoziţia chimică a materiilor prime utilizate şi a tehnologiilor de fabricaţie.

Norma europeană SR EN 197/1,2-2002 impune pentru clincherul portland următoarele cerinţe:

- minimum 2/3 din masa totală să fie constituită de silicaţi (alit + belit) – cimenturi silicatice;- relaţia procentuală dintre oxidul de calciu şi trioxidul de siliciu din compoziţie să fie mai mare ca 2;- conţinutul procentual în masa de oxid de magneziu să fie mai mic de 5%.

În cazul clincherului de ciment portland, compuşii mineralogici se pot regăsi, de regula, in limitele următoarelor procente:

- C3S 40…73%;- C2S 2…35%;- C3A 1…18%;- C4AF 2…20%;

Principalele proprietăţi ale cimentului, legate de influenta componenţilor mineralogici sunt: viteza de hidratare, căldura de hidratare, rezistenţele mecanice şi evoluţia lor, rezistenţa la agresivităţi chimice, cantitatea de apa legata chimic, etc.

6. Hidratarea cimentului. Structura pietrei de ciment întărite.Procesele fizico-chimice care au loc în sistemul ciment Portland – apă, sunt deosebit de complexe, produşii de hidratare – hidroliză formând, în timp,

structura pietrei de ciment. Aceste procese determină, concomitent, modificări importante reologice ale pastei de ciment.

Structura pietrei de ciment întărite se poate clasifica în trei faze principale:

• faza solidă, alcătuită din granule nehidratate şi produse de hidratare diferite (ca structură, compoziţie, formă şi dimensiuni) pentru acelaşi ciment, la diferite interval de întărire;

• faza lichidă, constituită din apă sau soluţii (cu compoziţie şi concentraţie diferită) sub

formă absorbită sau liberă;

• faza gazoasă, constituită în porii de gel, capilari, sferici şi fisuri.

Page 4: raspuns beton.docx

4:Sub aspect reologic (studiul curgerii lente şi a deformării în timp a corpurilor solide sub acţiunea forţelor exercitate asupra lor), după amestecarea

cimentului cu apa, limita de curgere şi vâscozitatea plastică a pastei de ciment cresc continuu.

În contact cu apa, silicaţii de calciu (C2S şi C3S) reacţionează cu moleculele de apă formând hidrosilicaţi de calciu (3CaO·2SiO2·3H2O) şi hidroxid de calciu (Ca[OH]2). Aceşti componenţi sunt cunoscuţi sub notaţia de C-S-H (C3S2H3) şi CH, iar hidratarea lor este reprezentată de ecuaţiile chimice [1] şi [2].

2C3S + 6H = C3S2H3 + 3CH [1]

2C2S + 4H = C3S2H3 + CH [2]

Dacă se urmăreşte microscopic desfăşurarea procesului de hidratare a particulelor de ciment, se poate observa că, atunci când granulele de ciment intră în contact cu apă reacţionează întâi aluminatul tricalcic (C3A), care se dizolvă şi se cristalizează în stare hidratată, formând etringit (3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O). În acelaşi timp, reacţionează şi silicatul tricalcic (C3S), care formează o peliculă în jurul granulelor de ciment.

Se constată că, pelicula de geluri are o grosime de două ori mai mare decât particule de ciment din care provine. Astfel, s-a format un sistem de granule de ciment învelite în pelicule de geluri aflate într-o soluţie de aluminat tricalcic (C3A).

De menţionat este faptul că, hidratarea granulelor de ciment se realizează numai pe o adâncime de câţiva microni (aproximativ 15% din volumul său). Din acest motiv, proprietăţile cimentului întărit depind de volumul de geluri şi cristale care se formează în timpul proceselor de hidratare - hidroliză.

Variaţia compoziţiei mineralogice a clincherului de ciment portland, permite obţinerea unei game foarte largi de cimenturi cu proprietăţi diferite conferite betonului, atât în stare proaspătă cât şi în stare întărită.

Pentru cimenturi sunt definite următoarele clase de rezistenţă: 32,5 , 32,5 , 42,5 , 42,5 , 52,5 , 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, N este simbolul pentru rezistenţă iniţială normala şi litera R este simbolul pentru rezistenţă iniţială ridicata.

7. Tipuri de ciment. Clasificări.Principalele criterii de clasificare ale cimenturilor sunt:

• după caracteristicile clincherului: cimenturi Portland normale, cimenturi Portland alitice şi cimenturi Portland belitice.

• după conţinutul şi natura adaosurilor: cimenturi fără adaos şi cimenturi cu adaos.

• după domeniile de utilizare: cimenturi pentru construcţii obişnuite, cimenturi pentru elemente prefabricate şi cimenturi pentru domenii cu condiţii specifice (de ex.: hidrotehnice, rezistente la agresivitatea sulfatică, construcţii rutiere, de sondă, cimenturi albe şi colorate, expansive pentru etanşări la lucrări speciale, rezistente la temperaturi ridicate).

Conform NE 012-1999, SR EN 196-2/1995 şi SR EN 197-1/2002, cimenturile Portland se clasifică în următoarele grupe, diferenţiate în funcţie de procentul de clincher şi adaosuri folosite în fabricaţie: ciment Portland (tip I), ciment Portland compozit (tip II), ciment de furnal (tip III), ciment puzzolanic (tip IV) şi ciment compozit (tip V).

Clasificări

Dintre principalele clasificări ale cimenturilor se pot menţiona:

a. În funcţie de prezenţa adaosurilor în compoziţia cimenturilor:

cimenturi portland unitare (fără adaosuri); cimenturi portland cu adaosuri;

b. În funcţie de compoziţia lor, conform Normei Europene SR EN 197-1:

cimenturi Portland ; cimenturi Portland cu zgura; cimenturi Portland cu microsilice; cimenturi Portland cu puzzolana; cimenturi Portland cu cenuşa 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, cimenturile se împart astfel: 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 Normei Europene SR EN 197-1, cimenturile se împart astfel:

cimenturi Portland cu zgura (tip II); cimenturi Portland cu cenuşa (tip II);

Page 5: raspuns beton.docx

5: cimenturi Portland cu puzzolana naturala (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).

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 analiza, încercări şi condiţii concrete, tipul recomandat şi utilizabil de ciment.

Ponderea componenţilor mineralogici, împarte cimenturile după denumirea si proprietăţile lor astfel:

Cimenturi alitice – au degajare mare de căldura, priza normala si întărire rapida (rezistente iniţiale mari, timp friguros, prefabricare, etc. – fără agresivităţi chimice);

Cimenturi belitice – au degajare mica de căldura, priza normala si viteza mica de întărire (construcţii masive, zone calde – agresivităţi chimice – coroziune tip I);

Cimenturi brownmilleritice – priza normala, întărire normala (îngheţ – dezgheţ repetat – agresivitate chimica sulfatică); Cimenturi feritice - priza normala, întărire normala (agresivitate chimica sulfatică ridicata); Cimenturi normale - priza normala, întărire normala (lucrări curente de beton si beton armat - fără agresivităţi chimice).

8. Categorii uzuale de cimenturi. Proprietăți ale cimenturilor.Cimenturi portland unitare (fără adaosuri active)

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/mm 2. De asemenea, aceste cimenturi sunt caracterizate printr-o fineţe la măcinare normală (min. 2500 cm2/g), constanţă bună de volum şi o priză normală.

Cimenturi portland cu adaosuri

Aceste cimenturi se pot clasifica astfel:

Cimenturi cu adaosuri de zgură de furnal. Aceste cimenturi 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 şi se reduc 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:

o rezistenţe mecanice iniţiale mai mici şi rezistenţe finale identice cu cimenturile portland unitare;o rezistenţe mecanice iniţiale şi finale mai scăzute, în raport cu cimenturile portland cu adaosuri (foarte economice pentru clase inferioare de

beton);o căldură de hidratare a acestor cimenturi, scade odată cu creşterea proporţiilor de zgură (obligatoriu pentru construcţii masive din beton);o au tendinţa de a scădea lucrabilitatea mortarelor şi betoanelor, dezavantaj eliminat prin adăugarea în amestec a aditivilor plastifianţi sau a

silicei ultrafine (SUF).

Cimenturi cu adaosuri de cenuşăAceste cimenturi se obţin prin introducerea la măcinare a 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 şi obţinerea unor proprietăţi pentru betoanele (netratate termic) preparate cu acestea:

o îmbunătăţirea lucrabilităţii betoanelor proaspete (scăderea cantităţii de apă la amestecare);o creşterea omogenităţii betonului proaspăt;o reducerea căldurii de hidratare a cimentului;o scăderea rezistenţelor mecanice a betonului în primele două săptămâni de la turnare;o creşterea rezistenţelor mecanice a betonului după 14 zile de le turnare;o scăderea uşoară a gelivităţii betonului (se impune utilizarea împreună cu un aditiv antrenor de aer);o rezistenţe superioare la şoc termic şi la foc;o creşterea rezistenţelor la anumite agresivităţi chimice.

Cimenturi portland cu rezistenţe iniţiale mari

Aceste cimenturi sunt 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/mm 2, iar rezistenţele iniţiale ale acestora au valori ridicate la 1,2,3 şi 7 zile, comparativ cu cimenturile normale. Sunt utilizate la lucrări de beton 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 cm 2/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 betoane în climat rece, zone cu infiltraţii puternice de apă, etc.

Page 6: raspuns beton.docx

6:Cimenturi portland cu căldură de hidratare limitată

Aceste cimenturi au compoziţii chimico – mineralogice care asigură creşteri reduse de temperaturi, încât cea mai mare parte a căldurii de hidratare să s 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.

Cimenturile portland rezistente la suflaţi

Aceste cimenturi constituie unul din remediile împotriva coroziunii sulfatice. Ele 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.

Cimenturi albe sau colorate

Pentru cimentul portland alb se utilizează materii prime cu conţinut redus de oxizi de fier (calcar de foarte bună calitate sau cretă şi caolin). Aceste cimenturi au preţ de cost ridicat şi se utilizează pentru lucrări monumentale, lucrări decorative, finisaje deosebite etc.

Pentru cimenturi portland colorate, se utilizează materii prime pentru cimenturi albe, la care se adaugă oxizi fondanţi, mineralizatori, coloranţi şi oxizi necesari.

PROPRIETATI ALE CIMENTURILOR

Cele mai importante proprietăţi ale cimenturilor care interesează pe constructori sunt priza, fineţea de măcinare, viteza de hidratare si respectiv cantitatea de apa legata chimic, căldura de hidratare, etc.

Cimenturile folosite la prepararea betoanelor se caracterizează prin: densitate, fineţe de măcinare, stare de conservare, căldură de hidratare, timp de priză, rezistenţă mecanică, durabilitatea şi contracţia şi expansiunea.

Astfel, dintre principalele proprietăţi ale cimentului se pot enumera:

1. Densitatea absolută a cimentului Portland variază între 3050…3150 kg/m3 în funcţie de compoziţia mineralogică a cimentului.

2. Fineţea de măcinare (SR EN 196-6/94) influenţează viteza de hidratare a particulelor. Se exprimă cantitativ prin suprafaţa specifică, uzual cuprinsă între 3000 (cm2/g) -

cimenturi obişnuite…5500 (cm2/g) - cimenturi cu întărire rapidă.

Fineţea de măcinare se exprima ca fiind raportul intre aria suprafeţei specifice totale a granulelor pe unitatea de masa deoarece hidratarea cimentului începe la suprafaţa granulei, gradul de finite devine principalul factor care influenţează viteza de hidratare, deci măreşte sau micşorează durata întăririi betonului. Din punct de vedere al fineţei, cimenturile pot fi fine, medii sau grosiere. Un ciment fin are viteza mai mare de hidratare si de întărire, atingând rapid rezistentele minime pentru decofrare. In acelaşi timp un ciment fin este mult mai uşor degradabil in atmosfera si necesita o cantitate mai mare de apa pentru hidratare si hidroliza, in urma căreia va rezulta o contracţie si o fisurare mai accentuate, deci un beton mai puţin compact. De aceea se prefera si se recomanda cimenturile cu grad mediu de măcinare.

In concluzie alegerea unui ciment din punct de vedere al fineţei este stabilita din raţionamente tehnice si economice.

3. Starea de conservare (SR EN 196-6/94), este determinată de hidrofilia granulelor de ciment şi umiditatea mediului care provoacă, prin păstrare, o hidratare prematură şi, în funcţie de evoluţia hidratării, alterarea cimentului.

Starea de conservare se apreciază prin examinarea probelor de ciment, funcţie de gradul de alterare a acestora.

4. Căldura de hidratare, este cea care se degajă în timpul reacţiilor chimice care au loc în pasta de ciment. Cantitatea de căldură este dependentă de componenţi mineralogic ai cimentului, respectiv de C3A şi C3S, care sunt puternic exotermi (aproximativ 500 j/g).

5. Timpul de priză (SR EN 196/3-95) – produşii de hidratare-hidroliză formează, în timp, structura pietrei de ciment prin modificări reologice ale pastei; care indică faptul că după amestecarea cimentului cu apa, limita de curgere şi vâscozitatea plastică a pastei de ciment cresc continuu.

Datorită creşterii şi împâslirii cristalelor, precum şi a pierderii fazei lichide a gelurilor, pasta de ciment se rigidizează şi îşi reduce volumul la uscare, dar păstrează reţeaua celulară nemodificată, conducând spre o structură poroasă. În acest moment, al începerii prizei cimentului, parametrii reologici au salt brusc, indicând existenţa unui sistem structurat şi nu a

unui fluid plastic.

Sub aspect termic, procesul de priză este însoţit de schimbări de temperatură în pasta de ciment; începutul prizei corespunde unei creşteri rapide a temperaturii, iar sfârşitul prizei unei temperaturi de vârf. Începutul şi sfârşitul prizei cimenturilor diferă după compoziţia mineralogică, fineţea de măcinare, conţinutul de adaos, raportul A/C, de aceea este necesar a se stabili aceste caracteristici generale pentru fiecare tip de ciment folosit.

Spre deosebire de priza normală, priza falsă indică o rigidizare accentuată prematură, după câteva minute de la amestecarea cimentului cu apa. Priza falsă diferă de priza normală prin faptul că nu este însoţită de o degajare importantă de căldură. Ea se poate datora unor condiţii neadecvate de fabricaţie sau de depozitare. Reamestecarea pastei de ciment, fără adăugare de apă, restabileşte consistenţa acestora; toate procesele fizico-chimice decurgând normal, nefiind afectate proprietăţile amestecului proaspăt sau întărit.

Începutul prizei cimentului, reprezintă realizarea unui salt important ai parametrilor reologici, prin formarea unui sistem structurat (schelet rigid) şi nu a unui fluid plastic. Începutul şi sfârşitul prizei cimentului variază în funcţie de compoziţia mineralogică a fiecărui tip de ciment, fineţea de măcinare, conţinutul de adaos, raportul A/C etc.

Page 7: raspuns beton.docx

7:Timpul de priză (SR EN 196-3/97). Conform standardelor în vigoare, începutul prizei

nu trebuie să se producă mai devreme de 45 min. şi mai târziu de 10 ore. Hidratare anormală a C 3A poate conduce la priză rapidă, priză falsă, pierdere de consistenţă şi incompatibilitate ciment-aditiv.

Priza timpurie se poate clasifica în: priză falsă – întărire prematură a cimentului, fără degajare puternică de căldură, plasticitatea (consistenţa) iniţială se poate redobândi prin reamestecare fără adăugare de apă şi priza rapidă – pierderea plasticităţii imediat după prepare, însoţit de degajare puternică de căldură, plasticitatea iniţială nu se poate redobândi prin reamestecare.

Priza cimenturilor. Imediat după introducerea apei, amestecul devine activ, pasta de ciment având unele proprietăţi reologice (procese evolutive ale vascozitătii, fluiditătii, rgiditătii, coeziunii si altele). In acest stadiu, asupra pastei de ciment se poate interveni mecanic, legaturile interne rupte, putându-se. Începutul prizei cimentului marchează si creşterea temperaturii amestecului, iar sfârşitul prizei este insoţit de un vârf de temperatura, după care este interzisa orice acţiune mecanica asupra pastei de ciment (pasta se rigidizează si legaturile rupte nu se mai refac).

Întărirea reprezintă un fenomen foarte complex, constând în principal dintr-o suită de reacţii fizico – chimice datorate hidratării cimentului şi care conduc la formarea pietrei de ciment, care înglobează şi leagă între ele restul componenţilor solizi. Ea parcurge deci 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 poate determina experimental sau se poate aprecia în funcţie de mai mulţi parametrii care vor fi prezentaţi ulterior). 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 practic influenţate 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 lui;

- 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. In 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 terminarea timpului de priză şi prezentând interes deosebit numai în primele 28 de zile.

Un fenomen ce poate fi întâlnit este priza falsa a cimentului, caracterizata prin lipsa temperaturii ridicate in masa betonului, imediat după amestecarea cimentului cu apa. Acest fenomen are cauze provenite din măcinarea cimenturilor, depozitarea lui precum si din tehnologia de preparare a betoanelor. Reamestecarea betonului fără adăugare da apa suplimentara, restabileşte calităţile acestuia.

Începutul si sfârşitul prizei cimenturilor este legat de compoziţiile mineralogice, fineţea de măcinare, adaosuri rapoarte A/C, etc.

7. Contracţia şi expansiunea sunt fenomene ale inconstanţei de volum care apar la priza şi întărirea cimentului.

Contracţia însoţită de microfisurare este o proprietate a cimentului, având loc datorită pierderii apei în exces, utilizată la obţinerea pastei de ciment, exces de apă care este determinat de existenţa unei fineţi mari de măcinare a cimentului, dar şi a compoziţiei mineralogice a cimentului.

Expansiunea cimentului are loc datorită apariţiei hidroxizilor, în urma reacţiilor chimice de hidroliză, a prezenţei ghipsului (expansiune sulfatică) şi prezenţei unor impurităţi care determină la apariţia fenomenului de îngheţ-dezgheţ, presiuni ridicate de cristalizare.

8. Durabilitatea este o noţiune extrem de complexă şi care poate fi definită sumar ca fiind capacitatea cimentului de a satisface exigenţele pentru care acesta a fost proiectat şi executat şi pus în lucrare, o perioadă cât mai îndelungată de timp sub acţiunea fizico – chimico – mecanice luate în considerare la proiectarea lui. Aceste acţiuni pot fi de tipul: solicitărilor mecanice, îngheţ-dezgheţ repetat, permeabilităţii etc.

9. Influenta dozajului de ciment asupra proprietăților betonului. Transportul si depozitarea cimentului.Influenta dozajului de ciment asupra proprietăţilor betonului

Pentru un amestec in care se păstrează constante, cantitatea de apa, granulozitatea agregatului, dozarea diferita cu ciment a amestecului conduce la următoarele aspecte:

coeziunea si lucrabilitatea se ameliorează odată cu creşterea dozajului de ciment; densitatea amestecului se modifica astfel:

o pana la 300-400kg ciment/mc, se realizează o densitate maxima a betonului;o peste 500kg ciment/mc, cimentul devine predominant si prin densitatea sa mai scăzuta ca valoare decât cea agregatului va impune o

scădere a valorii totale a densităţii amestecului. rezistenta la compresiune creste semnificativ pana la 400kg/mc, moderat pana la 600-700kg/mc si nesemnificativ, peste 800kg/mc.

Concluzie.........Tipul si clasa cimentului se aleg si se corelează cu clasa betonului si in funcţie de caracteristicile tuturor mijloacelor si tehnologiilor ce acţionează asupra betonului proaspăt precum si in funcţie de mediul de exploatare al betonului întărit.

TRANSPORTUL SI DEPOZITAREA CIMENTULUI

Deoarece cimenturile sunt materiale hidrofile, trebuie îndeplinite următoarele aspecte:

o asigurarea protecţiei cimentului fata de umiditate;o aprovizionarea cu cantităţi care se vor consuma in cel mult o luna (pentru cimenturile unitare) si cel mult 3 luni (pentru cimenturile obişnuite);o mecanizarea completa a tuturor operaţiilor de încărcare-descărcare si depozitare;o evitarea amestecării sorturilor de ciment;o reducerea la minimum a manipulării cimentului;

Cimentul se poate altera in contact cu umezeala si din acest punct de vedere este caracterizat astfel:

STADIUL I. de alterare se caracterizează printr-o aglomerare a particulelor de ciment care se pot sfărma integral la strângerea in palma. Înainte de folosirea cimentului se va determina domeniul de utilizare si corecţia necesara la dozare;

STADIUL II. de alterare se caracterizează printr-o sfărmare parţiala aglomerărilor particulelor de ciment. Acest ciment necesita o cernere atenta si nu poate fi utilizat decât pentru betoane de slaba rezistenta;

STADIUL III. de alterare se caracterizează prin pietrificarea cimentului, deci acesta nu se mai poate utiliza.Transportul se poate realiza:

in recipienţi metalici acoperiţi, in vrac, pentru cantităţi mici si distante scurte; cu mijloace auto sau CF, specifice, dotate cu buncăre si sisteme pneumatice de încărcare – descărcare;

Page 8: raspuns beton.docx

8: in saci multistrat din hârtie cerata pe interior, înscripţionaţi cu toate caracteristicile cimentului, producătorului si datei de fabricaţie; pneumatic, prin conducte metalice, la distante scurte, in cadrul platformelor industriale utilizatoare sau in şantiere; mecanic, cu şnecuri, jgheaburi vibrante sau benzi transportoare capsulate, in cadrul platformelor industriale utilizatoare sau in şantiere.

Depozitarea se face numai in spatii închise, aerisite periodic, ferite de umezeala si de lumina solara directa, pe perioade scurte (max. 3 luni) pentru cantităţi mici sau in buncăre speciale, metalice, prevăzute cu sisteme pneumatice pentru încărcare – descărcare.

10. Definiția agregatelor. Clasificări ai agregatelor. Agregatele sunt materiale granulare naturale sau artificiale care se folosesc la prepararea mortarelor şi betoanelor de ciment şi la alte lucrări de construcţii.

Agregatele se pot obţine din roci naturale, în mod direct sau prin operaţiuni de sortare-concasare (balast, nisip, pietriş, provenite din albiile râurilor şi lacurilor sau piatră spartă, prin concasare ori prin procedee industriale – agregate de concasaj).

Agregatele trebuie să provină din roci stabile, adică nealterabile la aer, apă, radiație solară sau îngheț.

Agregatele trebuie să fie inerte și să nu conducă la efecte dăunătoare asupra liantului folosit la prepararea mortarelor și betoanelor.

Agregatele ocupă cel puţin 75% din volumul betonului şi de aceea calitatea acestora influenţează direct caracteristicile de rezistenţă şi durabilitatea betonului.

Toate agregatele sunt reactive, diferenţa dintre ele constând numai prin caracteristicile reacţiilor la care participă (natură, intensitate, viteză, efect).

Agregatul este un material mult mai ieftin decât cimentul şi de aceea este avantajos să aibă o pondere cât mai mare în compoziţia betonului. De asemenea, agregatul asigură betonului o mai mare stabilitate a volumului şi o durabilitate ridicată. Proprietăţile unui agregat depind în totalitate de proprietăţile rocii originale: compoziţie chimică şi mineralogică, caracterele petrografice, greutatea specifică, durabilitate, rezistenţă, stabilitate fizică şi chimică, structura porilor etc. Pe de altă parte, agregatul poate căpăta şi unele proprietăţi diferite de roca din care a derivat: forma şi dimensiunea particulelor, textura, absorbţia etc. Toate aceste proprietăţi pot influenţa capital calitatea betonului fie în stare proaspătă, fie în stare întărită.

CLASIFICĂRI

Principalele criterii de clasificare ale agregatelor sunt următoarele:a. după natură: agregate minerale sau organice;

b. după proveniență: agregate naturale şi artificiale (pentru betoanele obișnuite se vor considera in aceasta lucrare doar agregatele naturale);

Agregate naturale:

din roci eruptive: granit, granodiorit, sienit, bazalt, porfir, diorit, andezit, gabrou etc.; din roci sedimentare necimentate, rezultate prin degradarea şi sfărmarea naturală a unor roci eruptive, metamorfice sau sedimentare; din roci sedimentare de cimentare: brecii, gresii, calcare, travertin, ori prin acumulări de resturi organice: calcare cochilifere (cotileț), diatomitul etc.;- provenite din sfărâmarea artificiala a rocilor:

Ø Filer 0-0,125 mm si nisip de concasare 0-8 mm;

Ø Piatra sparta 8-63 mm;

Ø Piatra sparta mare 63-125 mm.

Agregate ușoare naturale: provin din roci magmatice obținute prin solidificarea magmei în prezența vaporilor de apă:

- piatra ponce - obținută prin solidificarea magmei în prezenta vaporilor de apă sau gaze;

- scoria bazaltica - obținută prin răcirea bruscă a magmei sau lavei vulcanice în prezența vaporilor de apă;

- tuful vulcanic - format din depozite de cenușă vulcanică, cimentate natural cu calcar și argilă;

- diatomitul - provenit din acumularea scheletelor diatomee (conținut bogat în silice).

Agregate ușoare artificiale - reprezintă produse secundare industriale (zgură de furnal, spărturi ceramice, steril ars, cenușa de termocentrala), fie sunt fabricate special (perlit, argilă expandată-cheramzit):

- zgură de furnal - topită este răcita brusc fie cu vapori de apă sub presiune sau cu aer umed prin introducere în bazine cu apă; se obține astfel fie o expandare, fie o granulare.

- agloporitul - se obține prin sintetizarea (încălzire prin presare) a unor sterile de la minele de cărbune sau de la prepararea cărbunilor, a unor cenuși de termocentrală, bogate în materiale combustibile;

- spărturile ceramice - sunt sfărâmături de produse ceramice (cărămizi, țigle, tuburi de drenaj) ce pot fi utilizate în betoane ca înlocuitor de pietriș;

- granulit (cheramzit) - obținut prin expandarea argilei expandabile (bogate în Fe2O3) prin încălzire la 1100 C; produsul se obține sub forma de granule sferice cu suprafața vitrificată și structură poroasă; se livrează pe sorturi și se utilizează la prepararea betoanelor ușoare de umplutură, pentru betoane ușoare portante și pentru betoane armate și precomprimate;

- perlitul expandat - se obține prin expandarea rocii din perlit natural (roca vulcanică sticloasă cu un conținut ridicat de alcalii și apă și cu structura stratificată lamelară sau fibroasă); se prezintă sub forma de nisip cu granule sub 5 mm și se utilizează ca agregat pentru mortarele si betoanele termoizolante.

c. după densitatea în grămadă:

Clasificarea agregatelor după densitatea în grămadă în stare afânată şi uscată

Densitatea în grămadă în stare afânată şi uscată (kg/m3) Clasificare după densitate

Page 9: raspuns beton.docx

9: 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: ovoidală, rotunjită, poliedrică, lamelară (plată, solzoasă, aşchioasă), aciculară (alungită) etc.;

e. după mărimea granulelor, agregatele naturale se clasifică astfel:

nisipuri (agregat fin); 0-7 mm, având sorturile (fracțiunile): 0-0,2; 0,2-1; 1-3; 2-5; 3-5; 3-7 (3-8) mm; pietrișuri 7-70 mm, având sorturile: pentru pietriș 7-16; 16-31; 31- 40; 40-71 mm; balasturi (amestecuri naturale de nisip şi pietriș) 0-31; 0-40; 0-63; 0-71; piatra sparta 5 - 63 mm, având sorturile: 5-10; 8-16; 10-20; 16-25; 20-40; 25-3; 40-63 mm;

f. după gradul de rotunjire şi gradul de uzură:

bine rotunjite, fără păstrarea suprafețelor şi colțurilor inițiale; rotunjite, cu suprafeţele iniţiale aproape şterse; subrotunjite, cu grad mare de uzură şi suprafeţe reduse ca dimensiuni; angulare, cu semne slabe de uzură.g. după granulozitate:

agregate cu granulozitate continuă, în care se găsesc toate sorturile (fracţiunile) intermediare: 0-2; 0-3; 0-5; 0-7; 0-10; 0-20; 0-31; 0-71 mm; agregate cu granulozitate discontinuă, în care lipsesc unul au mai multe sorturi (fracţiuni); agregate monogranulare, în care granulele au aceeași mărime sau mărimi foarte apropiate: 3-5; 5-7; 7-10; 10-15; 15-20; 30-40; 40-60 mm.h. din punct de vedere mineralogic, agregatele se împart astfel:

În funcție de proveniență există:

- agregate naturale (cele de mai sus);

- agregate artificiale (obținute prin tehnologii industriale).

i. după tehnologia de prelucrare, agregatele se împart în:

agregate neprelucrate (extrase direct din albiile râurilor şi lacurilor – de balastieră); agregate prelucrate (de concasaj): nisip de concasaj şi piatră spartă - cu granule colţuroase, muchii vii şi suprafaţă rugoasă;

11. Condiții de calitate a agregatelor minerale grele. Agregate organice.Agregatele minerale grele (naturale), pot fi utilizate în compoziţii de betoane dacă îndeplinesc următoarele condiţii:- stabilitate fizico – chimică; nu se alterează în prezenţa aerului, apei şi îngheţ-dezgheţului;- rezistenţă la compresiune mai mare de min. 1,5 ori decât marca betonului propusă;- nefavorizarea reacţiilor alcalii – agregat;- inexistenţa unor impurităţi în masa de agregate, care să influenţeze negativ procesele chimice şi fizice din masa betonului: particule vegetale, cărbune,

argile, mică etc.In anumite limite sunt admise in masa de agregate urmatoarele impuritati: mica (1%), carbune (0,5%), humus galben, argila (0,25-1,5%), parti levigabile (1-3%), săruri solubile (1,2%), etc. Nu sunt admise urmatoarele impuritati: resturi animale sau vegetale, pacura, uleiuri, pelicule aderente de argila, materiale aderente care izoleaza agregatul de liant, sulfați, sulfuri, etc.

AGREGATE ORGANICEa) naturale - vegetale - deșeuri ca: talaș, rumeguș, coji de orez. Acestea, înainte de a fi folosite se mineralizează cu: clorură de calciu, sulfat de fier, hidroxid de calciu etc., cu scopul evitării degradării prin putrezire și a măririi aderenței la pasta de ciment.b) artificiale - obținute prin expandarea compușilor macromoleculari tip stiropor, ampora, deșeuri de cauciuc, etc.

12. Granulozitatea agregatelor şi mărimea granulelor. Forma granulelor şi textura acestora.Granulometria este operaţia de laborator prin care se determină granulozitatea (compoziţia granulometrică) a agregatului în diferite sorturi (fracţiuni).

Prin granulozitate (sau compoziţia granulometrică) a unui agregat se înţelege compoziţia procentuală (în greutate) a diferitelor sorturi ce alcătuiesc agregatul.

Se numește sortare trecerea agregatelor printr-un set de site (ciururi) standardizate. Se numește clasa de granulozitate (sau granulară) agregatul care rămâne între două site consecutive din seria standardizată. Se poate nota cu d/D (d - cea mai mică dimensiune a ochiurilor sitei - inferioare; D - cea mai mare dimensiune a ochiurilor sitei - superioare). Se numește subdimensiune materialul care trece prin sita minimă și supradimensiune materialul care rămâne pe sita maximă dintre cele utilizate pentru descrierea granulozității agregatului.

Există trei posibile combinații de site (cu ochiuri pătrate):

Ø seria de baza: 0; 1; 2; 4; 8; 16; 31,5 (32); 63 mm;

Ø seria de baza + seria 1: 0; 1; 2; 4; 5,6 (5); 8; 11,2 (11); 16; 22,4; 31,5; 45; 56; 63; 90 mm;

Ø seria de baza + seria 2: 0; 1; 2; 4; 6,3 (6); 8; 10; 12,5 (12); 14; 16; 20; 31,5; 40; 63; 80 mm.

Granulozitatea agregatelor este caracterizată în principal de următorii factori:

Page 10: raspuns beton.docx

10:- aria totală a granulelor;- volumul relativ ocupat de agregat;- conţinutul de parte fină şi de parte grosieră.

Mărimea maximă a granulelor de agregat se stabileşte după mai mulţi parametrii (vezi rezolvarea calitativă a compoziţiei betonului), dar în principal este influenţată de dimensiunile minime ale elementului de construcţie, distanţa minimă dintre armături, înălţimea de turnare a betonului etc.

Un aspect important îl constituie suprafaţa specifică totală a volumul de agregat, care influenţează direct cantitatea de apă necesară la amestecare, cu toate avantajele şi dezavantajele care decurg din acestea.

Pentru un agregat dat şi o dimensiune maximă a granulei stabilită după criteriile din normative, aria totală depinde de proporţiile fracţiunilor componente ale agregatului total. Proporţiile fracţiunilor vor fi stabilite astfel încât să se obţină un volum minim de goluri.

Principalele curbe de granulozitate şi limitele de granulozitate standard sunt prezentate în tabelele 3.13, 3.14, 3.15, 3.16, 3.17 şi 3.18 şi se utilizează pentru evitarea folosirii incorecte a agregatului sub aspectul granulozităţii.

Pentru fiecare dimensiune maximă a agregatelor sunt trasate câte patru curbe dar ţinând cont de prezenţa unor fragmente de agregat mai mari sau mai mici decât intervalul de granulaţie folosit şi de variaţie dimensională din fiecare fracţiune, granulaţia practică se va găsi în vecinătatea acestor curbe. Astfel, exista “zone de granulometrie”, care se desfăşoară de la granulaţia cea mai fină până la cea mai grosieră.

FORMA GRANULELOR ŞI TEXTURA ACESTORA

Se studiază prin indicele de aplatizare (conform EN 933-3). Agregatele se trec prin grătare standardizate și rezultă % de treceri. Se utilizează mai ales pentru agregate grosiere.Forma granulelor modifică volumul de goluri dintre acestea. Granulele de formă neregulată alungite şi aşchioase, conduc la un volum de goluri mai mare şi scad lucrabilitatea şi compactitatea amestecurilor, fapt ce va influenţa negativ durabilitatea betonului întărit.

Principalele aspecte care sunt importante din punct de vedere al formei şi texturii agregatelor sunt:

- gradul de rotunjire; se referă la angularitatea (inversul rotunjirii) muchiilor şi colţurilor granulei, dictată de rezistenţa şi abraziune a rocii şi de uzură la care a fost supusă;

- sfericitatea; definită ca o funcţie a raportului dintre aria totală a suprafeţei granulelor şi volumul agregatului; sfericitatea depinde în principal de stratificaţia rocilor din care au derivat granulele agregatului;

- proporţia granulelor solzoase; (cu diametrul minim sub 0,6 din diametrul luat ca medie a ochiurilor sitei la care se raportează fracţia);- textura suprafeţei; (care influenţează considerabil rezistenţa betonului) depinde de dimensiunea granulelor şi de caracteristicile rocii-mamă. În general,

rugozitatea unui agregat poate fi apreciată vizual, dar pentru o apreciere obiectivă există o clasificare:

Textura superficială a agregatelor după BS 12 -1967

Grupa Textura superficială

Caracteristici Exemple

1 Sticloasă Spărtură concoidală Silex (silice, cuart), zgură sticlo.

2 Netedă (lustruită) Provenite din albii de rău sau din spargerea rocilor laminate

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 din roci cu granulaţie fină sau med.

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 a expandată

În concluzie, se poate afirma că forma şi textura de suprafaţă a unui agregat influenţează rezistenţa betonului. De asemenea, un agregat mai rugos măreşte forţa de aderenţă dintre granule şi matricea de ciment, dar scade lucrabilitatea betonului.

13. Aderența agregatului la pasta de ciment. Porozitatea şi absorbţia agregatului.Aderenţa dintre agregat şi pasta de ciment influenţează direct, în special, rezistenţa la încovoiere a betonului, prin gradul de interpătrundere a pastei de

ciment între rugozităţile suprafeţei agregatului.Suprafeţe neregulate (specifice agregatelor de concasaj, împreună cu o natură moale şi eterogenă a rocilor, conduc la o aderenţă sporită cu pasta de ciment.Există de asemenea, influenţe asupra acestei aderenţe, legate de proprietăţile fizico – chimice ale agregatelor, compoziţiei mineralogice ale rocilor şi caracteristicile electrostatice a suprafeţei granulelor.În general, într-o epruvetă de beton spart, trebuie să se observe o predominare a granulelor smulse din masa de beton, în raport cu cele sfărmate.

GREUTATEA SPECIFICĂ ABSOLUTĂ ŞI ÎN GRĂMADĂ

Greutatea specifică absolută se referă la volumul de material solid, excluzând porii.

Greutatea specifică aparentă este raportul între greutatea agregatului uscat în etuvă conform normativelor şi greutatea apei care ar ocupa un volum egal cu al solidului (incluzând porii impermeabili). Cu alte cuvinte, greutatea specifică aparentă a agregatului depinde de greutatea specifică a mineralelor componente şi de volumul golurilor.

La dozarea volumetrică, este necesară cunoaşterea greutăţii agregatului ce va ocupa un volum dat. Acesta se numeşte greutate specifică în grămadă şi depinde de gradul de îndesare al agregatului, în funcţie de forma granulelor şi compactitatea obţinută astfel.

Page 11: raspuns beton.docx

11: POROZITATEA ŞI ABSORBŢIA AGREGATULUI

Porozitatea şi absorbţia agregatului influenţează direct aderenţa granulelor de 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, fir cu 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 min. absorbţia se reduce sau se opreşte, ca urmare a „învelirii” granulelor de către pasta de ciment).

14. Umiditatea şi înfoierea agregatului. Impurități în agregat.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” 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 compar ativ cu dimensiunea granulelor.

IMPURITĂŢI ÎN AGREGAT

Sunt trei categorii de materiale dăunătoare care pot fi întâlnite în agregat:

1. Impurităţi, care perturbă reacţiile de hidratare a cimentului.

2. Depuneri pe granule, care reduc aderenţele agregat-pastă de ciment.

3. Particule fără rezistenţe sau instabile ca volum.

Impurităţi organice. Materia organică din masa agregatului apare 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 şi mâlul. Argila apare în agregat sub formă de învelişuri ale granulelor, având efecte nocive de rupere a aderenţei între agregat şi pasta de ciment şi deci modificând în sens negativ rezistenţele şi durabilitatea betonului.

Mâlul este constituit din particule fine (până la 0,02 mm), prin alterări naturale. Poate forma pelicule peste granulele agregatelor sau poate acţiona în particule liber.

Praful de concasare. Rezultă din procesul de sfărmare a rocilor la dimensiunile stabilite prin concasare.

Acţionează ca şi mâlul, prin pelicule peste granulele de agregat sau în suspensie de particule.

Prin fineţe, perturbă cantitatea de apă în amestec, având suprafeţe specifice totale ce nu pot fi neglijate.

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.

Cele mai des întâlnite particule cu caracteristicile de mai sus sunt: marno-argilele, bulgării de argilă, lemn şi cărbune. Ele favorizează coroziunea şi oxidarea şi influenţează negativ rezistenţele betonului prin dilatare.

Mica acţionează defavorabil asupra reacţiilor de hidratare a cimentului şi influenţează cantitatea de apă din compoziţie şi deci rezistenţa betonului.

15. Reacțiile dintre alcalii şi agregat. Transportul și depozitarea agregatelor pentru betoane.Cele mai frecvente reacţii chimice dintre agregat şi pasta de ciment este produsă între constituenţii activi ai silicei din agregat şi alcaliile din ciment.Reacţiile debutează cu atacul hidroxizilor alcalini din ciment asupra mineralelor silicioase din agregat şi formează un gel care are proprietatea de a se dilata foarte mult prin absorbţie de apă.De asemenea, cantitatea de apă neevaporată din pasta de ciment şi permeabilitatea aceleiaşi paste, influenţează desfăşurarea reacţiilor alcalii-agregate.

Expansiunea determinată de reacţiile alcalii-agregat poate fi redusă sau neutralizată prin adăugarea în beton a silicei fine reactive (trasuri de tip pyrex sau cenuşă de termocentrală)

Granulaţia discontinuă poate fi definită ca granulaţia din care lipsesc una sau mai multe fracţiuni de dimensiuni intermediare.

Pe o curbă granulometrică, granulaţia discontinuă se prezintă printr-o linie orizontală în intervalele de dimensiuni care lipsesc.

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.

Granulozitatea optimă a unui agregat este aceea care creează condiții pentru obținerea unei compactități maxime și a unei bune lucrabilități.

TRANSPORTUL ȘI DEPOZITAREA AGREGATELOR PENTRU BETOANE

La transportul și depozitarea agregatelor nu sunt necesare măsuri speciale, acest material nefiind sensibil la factorii atmosferici. Se vor asigura totuși câteva condiții legate de împiedicarea introducerii unor impurități în masa agregatului, amestecarea sorturilor și segregarea agregatelor la descărcare.

Page 12: raspuns beton.docx

12:Transportul agregatelor la distante mari se realizează cu mijloace specifice auto sau cale ferată, basculante. Pentru distanțe scurte se folosesc benzi transportoare, elevatoare cu cupe, încărcătoare, tomberoane, roabe, etc.

Depozitarea agregatelor se organizează în funcție de capacitatea și necesitatea de utilizare a acestui depozit. Astfel, cele mai simple depozite constau în amenajarea unor platforme din balast cilindrat, pe care se poziționează grămezile de agregate pe sorturi.

Depozitele sectoriale au platforme din beton sau din balast cilindrat și se folosesc la stațiile de betoane demontabile. La stațiile de betoane mari și la fabricile de prefabricate se organizează depozite cu estacadă, complet mecanizate. În unele cazuri, agregatele pot fi depozitate și în buncăre specifice.

16. Apa utilizată la prepararea betoanelor. Calitatea apei pentru prepararea betoanelor.Apa reprezintă ca şi cimentul şi agregatul, un constituent de bază al betonului, influenţând toate proprietăţile acestuia atât în stare proaspătă dar şi în stare întărită.

De cele mai multe ori, apa conţine diferite suspensii (minerale sau organice) şi ioni de soluţie.Principalele roluri pe care le îndeplineşte apa în compoziţia betoanelor sunt următoarele:

asigurarea plasticităţii şi lucrabilităţii necesare betonului proaspăt la punerea sa în lucrare; 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.

În betonul proaspăt, apa se regăseşte în una din următoarele forme:

- apă liberă, in spatiul dintre particulele solide;- apă combinată în procesul de hidratare a cimentului, absorbită de agregate cu un grad suficient de porozitate. Apa liberă nu este necesară decât pentru asigurarea lucrabilităţii betoanelor, fiind înlăturată în mare parte prin compactare şi prin evaporare, lăsând în urma sa o reţea de pori, cu efecte negative asupra durabilităţii betonului. 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.Apa combinată reprezintă aproximativ 25% din masa cimentului şi ea rămâne legată chimic prin procesele de hidratare a cimentului.Apa în exces lasă în urma sa pori şi uneori goluri care vor avea efecte negative importante asupra permeabilităţii betonului, deci a rezistenţei mecanice, a gelivităţii şi rezistenţei la agresivităţi chimice ale acestuia.

Conform STAS 79-84, sursele de apă indicate pentru prepararea betonului sunt următoarele:

- apa potabilă din reţelele publice de alimentare cu apă, din puţuri sau din izvoare;- apa de mare şi apa minerală (exceptând betonul precomprimat, finisajele, stropirile directe ale betonului preparate cu cimenturi aluminoase).

Se recomandă analizarea caracteristicilor apei în laboratoare de specialitate pentru a se stabili în ce condiţii poate fi utilizată la prepararea betoanelor.

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.

17. Adaosuri în betoane. Tipuri de adaosuri. Adaosurile sunt reprezentate de substanţele care adăugate la prepararea betonului, conduc la modificarea unor proprietăţi ale betonului 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, produse 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:

1. cenuşă volantă uscată, de la centralele termoelectrice; Cantităţile utilizate la 1 m3 de beton diferă în funcţie de caracteristicile cimentului şi cenuşilor precum şi de condiţiile de expunere a betoanelor;2. 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);3. 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 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 in industria betoanelor prefabricate.

Alte tipuri de adaosuri folosite la prepararea betoanelor prefabricate sunt:

1. zgurile de furnal (granulate) măcinate umed - folosite curent în prepararea betoanelor hidrotehnice;2. 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;3. 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;4. calcarele fin măcinate (de calcar)- 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;

Page 13: raspuns beton.docx

13:5. bentonita fin măcinată - îmbunătăţeşte lucrabilitatea betonului proaspăt şi măreşte rezistenţele mecanice şi impermeabilitatea betonului. Reprezintă 2…5% din masa cimentului;6. 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;7. 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.8. 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.

Principalele efecte ale unor adaosuri utilizaţi în compoziţia betoanelor şi mortarelor se regăsesc în tabelul de mai jos.

18. 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:

a. Fibre naturale:

- organice: soia, sisal, in, iută, nuci cocos, bumbac, păr animale, celuloză de lemn şi vegetale etc.;

- minerale: azbestul.

b. Fibre artificiale:

- organice: nitroceluloza sau viscoză, 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: sticla, 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.

19. Aditivi în betoane. Tipuri de aditivi. Aditivii sunt substanţe chimice 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.

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).

Funcţiile aditivilor şi gradul de manifestare a acestora este direct influenţat de câţiva 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.

Clasificarea de bază a aditivilor, este realizată pe baza funcţiei principale a acestora şi se poate prezenta astfel:

aditivi plastifianţi; aditivi superplastifianţi; aditivi fluidizanți; aditivi reducători de apă; aditivi antrenori de aer; aditivi hidrofugi; aditivi antigel; aditivi acceleratori de priză; aditivi acceleratori de întărire; aditivi acceleratori de priză şi întărire; aditivi întârzietori de priză; aditivi întârzietori de priză şi întărire;

Page 14: raspuns beton.docx

14: aditivi inhibitori de coroziune.

Fiecare dintre aditivii existenți, 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.Observaţie: Utilizarea aditivilor se face numai pe bază de încercări preliminare şi teste, realizate conform fişelor tehnice ale acestora şi conform instrucţiunilor şi normativelor specifice.

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 intre ei, conferind proprietati dorite betonului respectiv, atat in stare proaspata, cat si dupa intarirea acestuia.Indiferent de tipul de aditiv utilizat sau de o combinatie intre ei, aditivii vor fi aleși, folosiți si testați conform fiselor tehnice proprii, fiind obligatorii stabilirea compozitiilor de baza si celor pentru incercari preliminare, precum si incercarea epruvetelor conform normativelor in vigoare.

20. Armături utilizate în construcții. Tipuri de oțeluri beton.Oţelurile sub formă de armături pentru construcţii din beton sunt conformate fie sub formă de bare fie sub formă de sârme, având în comun

coeficientul de dilataţie termică şi modulul de elasticitate.

Principalele tipuri de oţeluri sunt:

a). pentru beton armat

- oţeluri beton laminate la cald: netede sau profilate periodic [A-I (PSt 200); A-II (RSt 300); A-IIb (RSt V 450); A-III (RSt 400); A-IIIb (RSt V 550); AT-III C (RSt T 400); A-IV (RSt 600); AT-IV C (RSt T600); A-V (RSt 800); A-T V (RSt T 800); A-VI (RSt 1000); A-T VI (RSt T 1000)];

- sârmă trasă netedă pentru beton armat [Bp I (RWr 410 … 400); B-II (PWr 1520 … 1120); Bp-II (RWr 1440 … 1040)] şi sârmă trasă profilată pentru beton;

- sârmă trasă recoaptă (cu diametru de 1 mm pentru legarea armăturilor sau 2 mm pentru legarea cofrajelor);

- bi-oţeluri (Bi 31 … 69);

- plase sudate uzinate

b). pentru beton precomprimat

- oţeluri laminate la cald cu profil periodic (PC 90, PC 100);- sârmă trefilată netedă (SBP);- sârmă amprentată (SBPA);- toroane (TBP);- liţe (LPB).

Sârme toroane şi liţe

a. cu muchii drepteb. cu muchii înclinate

21. Livrarea oțelurilor pentru construcții. Prelucrarea armăturilor și verificarea calității acestora.Livrare oţeluri

- otelul beton se livrează în colaci (d < 12 mm) sau in legături de bare drepte;- sarma trasa se livrează in colaci;- bi-otelul se livrează in colaci;- plasele sudate se livrează in pachete sau in rulouri (plase aşezate 2 cate 2 fata in fata);- sârmele pentru beton precomprimat se livrează in colaci ambalaţi;- toroanele se livrează pe tamburi (diametrul de înfăşurare 900 mm);- liţele se livrează in tamburi (diametru de înfăşurare 600 mm pentru d < 2 mm si 1400 mm pentru d > 2 mm).

Verificarea calităţii

- certificat de calitate, dimensiuni si profil;- starea suprafeţei;- îndoire la banc;- proba de tracţiune;- suduri;- verificarea săgeţilor la derularea colacilor;- limita de curgere si modul de elasticitate;- alungirea la rupere.

Prelucrarea armaturilor

Descolăcirea si îndreptarea:

a). cu troliu manual – se utilizează pentru oteluri OB 37 si PC 52 cu d < 12.

Tracţiunea nu va depăşi jumătate din limita de curgere pentru oteluri:

- forţa de întindere: F < 0,5 x A x Rp 0,2 ;- alungire: Al < 2/100 x L

Page 15: raspuns beton.docx

15: Pentru tehnologie se amenajează o platforma betonata cu lungimea de cca. 50 m si lăţimea de 2-3 m, care la un capăt are un stâlp fixat in pământ si un cleşte special iar la celalalt capăt un troliu manual prevăzut cu un creste. Capătul colacului de otel se fixează in cleştele stâlpului, se descolăceşte otelul pana la troliu, se taie vergeaua cu o foarfecă manuala si se prinde capătul in cleştele troliului. Prin acţionarea troliului se întinde vergeaua.

b). cu troliul electric – se utilizează pentru orice diametru de otel.

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

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

Îndreptarea otelului pentru beton precomprimat

Se utilizează dispozitive asemănătoare betonului armat sau dispozitive cu ţeavă buclată.

Tăierea

Se poate realiza manual cu foarfece sau stanţe (d > 12 mm) sau mecanizat cu state sau agregate complexe: fierăstraie circulare, discuri rotative cu carbomid, flacăra oxiacetilenica, etc.

22. Armături utilizate în construcții și fasonarea acestora.Fasonarea armaturii consta in prelucrarea acesteia conform cotelor din proiect, adică îndoiri a barelor la unghiurile si la cotele precizate. Ea se poate

executa manual sau mecanizat.

Fasonarea se executa cu o mișcare lenta, fără șocuri. In cazul folosirii mașinilor de îndoit, pentru barele din oteluri cu profil periodic se va utiliza numai viteza mica a mașinii. Barele cu diametre mai mari de 25mm se vor fasona numai la cald. Este recomandabil sa nu se execute armaturilor la temperaturi sub – 10 ˚c.Barele se vor îndoii in câmp după un arc de cerc cu o raza de cel puțin 10d, iar la capete daca au prevăzute ciocuri

Fasonarea manuala se face de regula pe un banc de lucru pe care sunt fixate dispozitive ajutătoare de indoire. Bancul se realizeaza din metal. Are un blat foarte rigid si suprafața plana.Daca e cazul barele se vor măsura si însemna cu creta la cotele din proiect.Dispozitivele ajutătoare, folosite in acest caz, de fasonare sunt numeroase si in continua perfecționare.

Cele mai utilizate dispozitive sunt:

a) Cheile simple sau duble cu braț drept sau frânt. Ele au dimensiuni diferite in funcție de diametrul barelor. Barele cu diametre mici se pot îndoi cu ajutorul a doua chei. In cazul folosirii unei singure chei e necesara o placa metalica prevăzută cu 3-4 dornuri dispuse astfel încât pe ele sa se atașeze role cu diametre exterioare diferite care sa asigure îndoirea la raza de curbura ceruta.

b) Placa cu găuri;

c) Placa turnata cu 2 dornuri;

d) Placa simpla cu 3 dornuri;

e) Placa cu dorn crestat si cheie fixata de placa.

23. Armături utilizate în construcții. Fasonarea plaselor sudate și a barelor de oțel.Fasonarea mecanizata a barelor din otel beton

Fasonarea mecanizata se face cu ajutorul mașinilor de fasonat. Acestea sunt alcătuite din:

1- batiu;2- mecanismele de antrenare; dispozitivele de comanda si de lucru;3- placa de lucru metalica(in partea de sus a batiului);4- disc activ rotativ cu locașuri pentru fixarea organelor de fasonare (6 dornuri, roti, rigle cu găuri);5- doua sau mai multe placi transversale fixe sau reglabile, prevăzute cu locașuri pentru dornuri sau roti care formează organele pasive;6- dornMașina de fasonat bare din otel-beton

Pentru utilizarea raționala a mașinilor e necesara cunoașterea performantelor lor, utilizarea dispozitivelor anexa si dispunerea de tabele ajutătoare care sa indice unghiul de rotație pentru realizarea unei îndoiri simple sau duble si diametrul maxim al unei bare sau a barelor care se îndoaie concomitent.

Operații tehnologice principale:

a)Stabilirea schemei de lucru;

In functie de diametrul barelor cotele de fasonare si caracteristicile masinii se pot stabilii urmatorele scheme de lucru:

indoire dubla cu un singur dorn fixat pe discul rotativ; indoire dubla cu 2 dornuri fixate pe discul rotativ; indoire dubla cu un dorn fixat pe un prelungitor al discului; indoire simultana a mai multor bare subtiri folosind dispozitive de ghidaj.

b) Montarea pe masa de lucru a riglelor găurite, a dornurilor si a rolelor de îndoire pe dornuri, cotele A si B se calculează in funcție de cotele din proiect ale armaturii si diametrul ei, iar dimensiunea rolei se stabilește in funcție de diametrul barei;

c) Stabilirea unghiului de îndoire;

Page 16: raspuns beton.docx

16:d) Aducerea barelor in poziția premergătoare fasonării si însemnarea; cu creta a locului de îndoire (care corespunde cu axul dornului de pe disc);

e) Acționarea mașinii si realizarea fasonării dorite.

Fasonarea plaselor sudate

Îndreptarea se va face cu mașini de îndreptare cu cilindri metalici îmbrăcați in cauciuc care au același principiu de funcționare cu cel de la îndreptarea tablelor de otel.

Pentru îndoirea plaselor sudate s-au conceput mașini de îndoit speciale care asigura unghi de îndoire de la 30˚ la 180˚,pt plase cu sârme cu diametrul pana la 12 mm si lățimi pana la 10 m si cu program de îndoituri la 4 unghiuri diferite.

Schema mașini de fasonat plase este compusa din:

1-jgheab metalic

2-plasa înainte de fasonare

3-plasa fasonata

4-carlig de antrenare

5-mecanism de acționare a cârligului

24. Asamblarea manuală și mecanizată a plaselor și carcaselor din bare independente sau legate cu sârmă.a) legarea barelor cu sarma se face la încrucișări, utilizând doua fire de sarma neagra cu diametrul de 1…1,5mm. Exista doua moduri de legare: cu sârme simple.

Sârmele sunt pregătite in prealabil pentru legat in mănunchiuri de sârme scurte si îndoite in forma de U. Operațiile care se executa la legare sunt: cele doua sârme se introduce cu mana sub încrucișare, se răsucește o data cu mana si apoi cu patentul.

Legăturile se pot executa cu noduri simple

- duble încrucișat; - in forma de furca. cu cleme si agrafe cu ochiuri . Pentru mărirea productivității la legarea sârmelor, in locul patentului se poate folosi un dispozitiv cu cârlig de răsucit sarma. Clema este executata in

forma de U.

Legarea barelor cu sarma la încrucișări se face respectând următoarele reguli:

- plasele din placi si pereți vor avea legate in mod obligatoriu pe tot centrul cel puțin doua rânduri de noduri, pentru restul încrucișărilor se admite legarea din doua in doua noduri pe ambele direcții (in șah)

- planșele pentru plăcile curbe subțiri vor avea legate in mod obligatoriu toate încrucișările;

- la grinzi si stâlpi, vor fi legate toate încrucișările barelor longitudinale cu ciocurile etrierilor sau cu ciocurile agrafelor ;restul barelor longitudinale se leagă de etrieri din doua in doua încrucișări in șah. Barele inclinate se leagă in mod obligatoriu de primii etrieri cu care se încrucișează;

- fretele, etrierii si agrafele inclinate se vor lega de toate barele longitudinale cu care se încrucișează.

b) – asamblarea plaselor - se face pe un banc (in cazul planșeelor de mici dimensiuni) sau pe o platforma plana special amenajata. Operațiile de asamblare se vor succeda in următoarea ordine:

- pe mai multe bare longitudinale se vor însemna cu creta pozițiile barelor transversale;

- barele longitudinale se vor așeza la distantele prevăzute in proiect;

- de la un capăt se vor așeza si lega pe rând barele transversale.

In cazul unui număr mare de bucăți de plase de același tip, se pot executa șabloane din lemn sau metal.

c) –asamblarea carcasei unui stâlp - se face in poziție orizontala pe suporți de inventar (capre) si consta din următoarele operațiuni:

- așezarea suporților;

- așezarea pe suporți a barelor longitudinale;

- însemnarea cu creta a poziției etrierilor pe una din barele longitudinale marginale, conform distantelor prevăzute in proiect;

- introducerea etrierilor si așezarea lor la distantele marcate cu creta;

- legarea etrierilor in colturi de barele longitudinale marginale si in câmp de barele longitudinale intermediare ale fetei respective;

- rotirea cu 180° a carcasei;

- legarea etrierilor de barele longitudinale de pe fata opusa;

- Iegarea barelor longitudinale intermediare de pe celelalte doua fete (laterale) de etrieri.

Carcasele stâlpilor cu armatura fretata se asamblează pe un tambur rotativ: barele longitudinale se fixează intr-un șablon special apoi tamburul se rotește si se înfășoară freta.

Page 17: raspuns beton.docx

17:Asamblare carcasa stâlp

d)- asamblarea carcasei unei grinzi-este asemănătoare cu cea de realizare a carcasei unui stâlp si presupune următoarele operații:

- așezarea suporților ;

- așezarea pe suporți a barelor longitudinale de la partea de jos a grinzii (cu excepția celor ridicate;

- însemnarea cu creta a poziției etrierilor pe una din barele marginale ;

- introducerea etrierilor din partea centrala a grinzii si așezarea lor la distantele marcate cu creta;

- legarea barelor longitudinale de etrieri;

- rotirea carcase cu 180°;

- introducerea barelor longitudinale ridicate si a barelor longitudinale de montaj (de la partea superioara);

- legarea acestor bare de etrieri ;

- introducerea, așezarea si legarea de barele longitudinale a etrierilor de la capătul grinzii.

Asamblarea plaselor si carcaselor din bare independente sudate

Asamblarea se realizează prin procesul sudarii prin puncte care reprezintă sudare electrica prin presiune in punctele de intersecție barelor de otel-beton. Sudarea se bazează pe încălzirea barelor pe suprafața lor de contact pana când sunt aduse in starea plastica (o stare de topire locala cu tendința de curgere) si in același timp sunt comprimate pentru a se suda prin presare.

Parametrii de sudare sunt:

1) intensitatea curentului I (Amperi);

2) timpul de sudare t = t1+t2+t3+t4;

t1=timp anterior sudarii (de la începerea presării barelor pana la deschiderea curentului)

t2=timpul de menținere sub curent

t3=timpul in care se executa sudarea

t4=timp de pauza (înainte de începerea unui nou ciclu)

3) forța de apăsare P(kgf);

4 ) interpătrunderea barelor care s-au sudat.

Sudarea prin puncte se face cu mașini de sudat unipunctuale (staționare sau cu clești nobili) sau cu mașini multipunctuale (pana la 36 de puncte) staționare (automatizare complexa)

25. Distanțieri utilizați pentru montarea armăturilor. Tipuri de distanțieri. DISTANȚIERI

Montarea armăturilor presupune poziționarea lor corectă în cofraje, fixarea, îmbinarea și înnădirea lor cu respectarea normelor de proiectare și execuție.

Armăturile care urmează să fie montate se pot găsi sub formă de plase sau carcase preasamblate sau ca elemente independente (bare, etrieri, cârlige, etc.).

Tehnologia de montaj este specifică fiecărui element de constructie.

Reguli generale care trebuie respectate la orice montaj:

1) Se va respecta distanța minimă și maximă dintre armături;

2) Se vor respecta diametrele minime admise;

3) Se va respecta acoperirea minimă cu beton a armăturii;

Pentru respectarea acoperirii minime admise se vor folosi în mod obligatoriu distantierii, iar armăturilor li se va asigura o rigiditate spațială corespunzătoare prin execuția corectă (la cotele din proiect) a etrierilor și barelor ridicate și prin legarea strânsă și corectă.

Distanțierii sunt elemente executate din beton, oțel, masă plastică sau alte materiale care au rolul de a asigura poziționarea armăturii la cotele prevăzute în proiect. Distanțierii trebuie să aibă rezistența și rigiditatea necesară pentru a prelua încărcările provenite din punerea în operă a betonului (greutatea betonului și a armăturii, încărcarea cu oameni, șocurile din descărcarea benei).

4) Lungimea de ancorare se va determina prin calcul sau se va lua conform valorilor date în norme;

5) Înnadirea armăturilor se va face prin sudare sau prin suprapunere cu respectarea indicațiilor prevazute în norme;

6) Reguli de așezare a distanțierilor:

- - la plăci sau pereți => cel puțin 3 distanțieri/mp;

Page 18: raspuns beton.docx

18:- - la grindă sau stâlp => cel puțin un distantier/ml (la grinzile cu armături dispuse pe mai multe rânduri, în această zonă se va prevedea suplimentar

cel puțin un distanțier le 2 ml);- la partea superioară a plăcilor => cel puțin un distanțier (capră)/mp (pentru plăcile în consola => minim 4 buc/mp);

7) Înlocuirea armaturilor prevăzute în proiect se face respectând următoarele condiții:

- 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 în proiect;

- înlocuirea tipului de oțel se va face numai cu avizul proiectantului;

- modificările în armare se vor face cu respectare tuturor regululor prezentate anterior (distanțe dintre bare, diametre minime, acoperiri etc).

9) Monatarea armăturilor se va începe numai după terminarea și controlul calității tiparelor/cofrajelor. Verificările efectuate la lucrările de armare sunt :

- numărul, diametrul, poziția și tipul oțelului armăturilor în diferite secțiuni transversale ale elementelor structurii;

- diametrul, modul de fixare și distanța dintre etrieri;

- lungimile de petrecere la înnădiri, poziționarea și executarea lor;

- lungimile de ancorare;

- calitatea sudurilor;

- numărul și calitatea legăturilor dintre bare;

- dispozitivele de susținere a poziției armăturilor;

- acoperirea cu beton și modul de asigurare la realizarea ei;

- poziția, modul de fixare și dimensiunile pieselor înglobate.

ATELIERE DE CONFECȚIONAT ARMĂTURI

Au ca scop mărirea productivității muncii (prin ridicarea gradului de mecanizare și automatizare a operațiilor și folosirea unor tehnologii moderne), reducerea consumului de metal (recuperarea deșeurilor) si sporirea calității (control pe parcursul operatiilor si la sf.confectionarii armaturilor,mecanizarea si automatizarea operatiilor)

Atelierul de confectionat armaturi trebuie sa satisfacă următoarele cerințe:

1) Asigurarea spatiului acoperit pt toate operatiile de prelucrare;

2) Operațiile să se desfășoare în flux continuu, fără încrucișări sau întoarceri;

3) Folosirea la maximum a utilajelor de mare productivitate cu înalt grad de mecanizare și automatizare;

4) Utilizarea sudurii prin puncte la asamblare;

5) Dotarea atelierului cu platforme exterioare pentru depozitare și cu mijloace de transport și manipulare adecvate. Depozitele vor asigura o capacitate de depozitare pentru minim 10 zile;

6) Amplasarea se va face astfel încât să fie deservit de o rețea de drumuri și o linie de cale ferată;

7) Atelierele de mică capacitate trebuie să permită modificarea liniilor tehnologice cât mai ușor.

26. Tipare pentru prefabricarea elementelor din beton şi beton armat. Funcțiuni, clasificare, dimensionare, condiții de folosire.Funcţiunea principală a tiparelor este aceea de a asigura forma şi dimensiunile elementelor prefabricate. Pe lângă această funcţiune de bază, tiparele mai

pot îndeplini şi alte funcţiuni cum ar f i :

- 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.

27. Tipare pentru prefabricarea elementelor din beton şi beton armat. Clasificări. Alcătuirea tiparelor.Clasificări

A. După alcătuire:

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

- tipare nedemontabile – care au toate elementele componente fixate între ele si la care decofrarea se realizează prin expulzare cu dispozitive specifice;

B. După numărul de piese formate în tipar există:

- tipare individuale – care formează un singur element;

Page 19: raspuns beton.docx

19:- tipare jumelate (cuplate) care formează doua elemente identice;

- tipare în baterie – care formează mai mult de 2 elemente identice;

C. După solicitările intervenite:

- tipare neportante – solicitate din greutate proprie, greutate beton, greutate armături și împingere beton;

- tipare portante – care pot prelua si acțiunile provenite din armaturile preîntinse;

D. După poziția în fluxul tehnologic:

- tipare fixe – care au poziție staționară permanent;

- tipare mobile – care sunt deplasate la diferite posturi de lucru în funcție de operațiunile de formare a prefabricatului;

E. După soluția de tratament termic al betonului:

- tipare încălzitoare – prevăzute cu sistem propriu de tratament termic;

- tipare neîncalzitoare – care sunt introduce in camere de tratament termic;

- după materialul din care sunt confecționate: metal, lemn, polimeri, armociment, beton, mixte, alte materiale.

Pentru a îndeplini funcţia lor de bază, în condiţii eficiente din punct de vedere economic, tiparele trebuie să îndeplinească următoarele condiţii:

- să fie rezistente şi indeformabile (rigide) sub acţiunea încărcărilor ce le revin în procesul de producţie. Ele trebuie să permită executarea unor suprafeţe netede şi muchii drepte, asigurând forma şi dimensiunile elementelor prefabricate, în limitele toleranţelor corespunzătoare claselor de precizie impuse acestora;

- să asigure păstrarea compoziţiei betonului, deci să fie etanşe, nepermiţând scurgerea laptelui de ciment;

- să asigure o montare şi demontare simplă, uşoară, cu un consum minim de manoperă şi fără şocuri;

- să permită refolosirea lor de cât mai multe ori.

Din punctul de vedere al modului de folosire tiparele se clasifică în:

- fixe, folosite în tehnologia stand;

- mobile, folosite în tehnologiile lanţ de agregate şi conveier.

Din punct de vedere al numărului de piese ce se toarnă într-un tipar, se disting tipare:

- individuale (simple sau izolate);

- jumelate, cuplate pentru turnarea simultană a două elemente;

- baterii, cuplate pentru turnarea simultană a mai multor elemente;

- casetate, cuplate pentru turnarea succesivă a mai multor elemente prefabricate, într-un singur ciclu de folosire a tiparului.

În funcţie de materialul din care sunt alcătuite:

- din lemn: cherestea de răşinoase, căptuşită sau nu cu tablă, respectiv din produse superioare din lemn-placaj rezistent la umiditate;

- din beton şi metal, sub formă de matriţe (fixe) sau platforme mobile, respectiv cortine verticale;

- din metal, asamblate din tolă şi profile laminate, fără prelucrări speciale;

- din metal, turnate sau asamblate, din profile laminate şi tole, prelucrate special prin aşchiere.

Din punctul de vedere al funcţiunilor sau unor particularităţi de alcătuire şi exploatare se disting: tipare încălzitoare, vibratoare, vacuumante, purtătoare a forţei de precomprimare, mecanizate, centrifugale etc.

Alcatuirea tiparelor

Principalele parti componente ale tiparelor sunt:

- placa cofranta – elemental care asigura forma, dimensiunile si calitatea suprafetelor elementului prefabricat;

- nervuri de rigidizare a placii cofrante;

- elemente de sprijinire si rigidizare a tiparului.

Conditii tehnice a tiparelor:

- formarea usoara si eficienta a prefabricatului;

- decofrarea simpla;

- rigiditate suficienta si indeformabilitate la tratament termic;

Page 20: raspuns beton.docx

20:- rezistenta la socuri.

28. Tipare pentru prefabricarea elementelor din beton şi beton armat. Tipuri de tipare. Turnarea suprapusă a elementelor prefabricate, netratate termic.

Tipuri de tipare

A. Tipare metalice –sunt cele mai utilizate tipuri de tipare, datorita avantajelor folosirii metalului:

- peste 1000 de reutilizari;

- precizie dimensionala;

- rezistenta la temperature ridicate;

- rezistenta la solicitari statice si dimanice.

Principalul dezavantaj il constituie pretul de cost ridicat si greutatea proprie mare.

Tiparele metalice pot fi impartite in urmatoarele categorii:

I. tipare metalice staționare, care sunt amplasate pe aceeasi locatie in permanenta si deci sunt prevăzute cu sisteme proprii de tratare termica a betonului. Sunt folosite pentru prefabricate mari si foarte mari (peste 2 tone). Aceste tipare pot fi nedemontabile (cu sisteme ce asigura decofrarea prin expulzare) sau demontabile cu pereti rabatabili.

II. tipare metalice mobile, acestea nu au sistem propriu de tratament si sunt de regula demontabile. Manipularea si deplasarea lor se realizeaza numai cu masini de ridicat sau poduri rulante. Sunt utilizate pentru elemente prefabricate mici si mijlocii. Partile principale sunt constituite din pereti laterali demontabili de regula din profile laminate (pana la 200 mm) sau din profile usoare (peste 200 mm) asezati pe o structura – suport realizata din profile metalice.

Tipare din beton – sunt utilizate pentru elemente de suprafata cu simpla sau dubla curbura sau cu nervuri. Se realizeaza foarte usor, sunt insensibile si pot fi refolosite si de 100 ori. Aceste tipare sunt fixe si pot fi incalzitoare.

Dimensionarea elementelor 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.

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 ce se iau 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.

În cazuri speciale, se mai iau în considerare:

- sarcini provenite din variaţia temperaturii, dacă elementele prefabricate sânt supuse la tratament 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.

Alcătuirea şi folosirea 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 în mod uniform, imediat după decofrare, folosind substanţe care împiedică aderenţa betonului, dar nu dăunează finisării ulterioare a lui;

- 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;

Page 21: raspuns beton.docx

21:- să se verifice înainte de turnarea betonului dacă tiparele sânt 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 din lemn

Tiparele din lemn sunt fixe deoarece nu se pot transporta umplute cu beton, înainte de întărirea acestuia.

Materialele utilizate sunt cheresteaua de răşinoase de calitate superioară cu umiditate sub 30% sau placajul rezistent la umiditate şi grosime minimă de 15 mm. Ca materiale auxiliare se folosesc cuie, şuruburi pentru lemn, profile laminate uşoare, tablă etc.

Scândurile sau dulapii trebuie să fie rindeluite pe toate feţele şi de lăţime mai mică de 15 cm. Cele în contact cu betonul se ung cu lubrifiant special, iar cele exterioare se vopsesc.

În figura 1 se dă un exemplu de alcătuire a unor tipare demontabile din cherestea pentru elemente prefabricate (stâlpi sau grinzi) de dimensiuni variabile.

Dacă elementele prefabricate se toarnă pe o platformă mozaicată se poate elimina fundul tiparului, asamblarea pereţilor realizându-se în acest caz cu juguri metalice rigide, cu sau fără bulon transversal (fig. 2).

În cazul tiparelor jumelate (vezi fig. 1) sau baterii, elementele de separaţie între piesele prefabricate trebuie să fie suficient de rigide şi prevăzute cu prinderi corespunzătoare pentru a nu se deforma dacă apar decalări, în timp, la turnarea elementelor vecine.

Tiparele din lemn sau din produse superioare din lemn (panouri similare celor de cofraj), se execută relativ uşor şi cu mijloace obişnuite; sunt uşor de manipulat, de asamblat şi de transportat. În schimb sunt deformabile şi nu pot fi utilizate decât pentru elemente care nu se tratează termic (face excepţie procedeul de tratare termică prin încălzire electrică în masa betonului); au un număr redus de folosiri şi un consum ridicat de material lemnos.

Rezultă deci că domeniul de folosire a tiparelor din lemn se circumscrie elementelor preturnate şi celor de serie mică şi forme relativ simple realizate în fabrici sau pe poligoane, prin tehnologia stand şi tratate termic numai electric, în masa betonului.

Tiparele din beton (matriţele)

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

Matriţele (tiparele fixe) se execută (fig. 3) pe un strat de beton de egalizare ( 1) peste care se poate prevedea şi un strat de nisip pilonat (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, dornuri 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 vibratorul manual şi vibratorul placă, nu pot fi transportate şi au un număr relativ redus de folosiri (N = 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).

Tiparele din beton şi metal

La aceste tipare în afara unei platforme de beton, toate celelalte elemente sunt metalice (fig. 4). Platforma (1) se realizează din beton armat, mozaicată şi frecată; prin înglobarea unor registre din ţevi (2) prin care circulă mediul încălzitor, platforma este încălzitoare.

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. 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.

Tiparele 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.

Diversitatea tiparelor metalice este mult mai mare decât a celor din lemn sau beton. Ele sunt alcătuite, în general (fig. 5), dintr-un şasiu rigid (1) care formează fundul tiparului, din pereţii longitudinali (2) şi de capăt, care se fixează de şasiu cu dornuri conice, pene, şuruburi (3). Pereţii laterali se mai pot fixa cu articulaţii nedemontabile (4), combinate cu un dispozitiv de strângere (5), în vederea cofrării şi decofrării, realizat cu şurub (fig. 5 dreapta) sau cu pene. La partea superioară se montează tiranţi (6). Tiparele metalice se realizează din profile şi tablă de 3-6 mm. Pentru asamblarea definitivă se foloseşte sudura care, pe feţele în contact cu betonul, se execută înecată şi se polizează.

Pentru tehnologii mai complexe tiparele metalice se pot realiza ca elemente turnate şi prelucrate prin aşchiere.

Page 22: raspuns beton.docx

22: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 putând fi mecanizate, ca şi cele pentru cofrare; compactarea se poate face în condiţii optime prin vibrarea între gului element, dar se pot folosi şi celelalte procedee (cu pervibratoare sau cu vibratoare de cofraj); tratarea termică se poate face prin orice pro cedeu; au rezistenţe ridicate la uzură (N = 300-400 folosiri) etc.

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 speciale

Tiparele speciale cuprind o diversitate foarte mare de tipuri corespunzătoare diferitelor funcţiuni şi moduri de alcătuire şi de exploatare.

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.

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. 7). Se realizează ca o platformă basculantă (până la un unghi de 70° cu orizontala) pentru a evita bascu larea panoului prefabricat la care, în general, solicitarea la încovoiere în sens transversal apare numai la decofrare, nu şi în timpul exploatării. Şasiul 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 plat formei (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.

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 insta lare a tiparului, dar în schimb creşte foarte mult forţa de ridicare necesară pentru cilindrul hidraulic.

TURNAREA SUPRAPUSĂ A ELEMENTELOR PREFABRICATE, NETRATATE TERMIC

Această tehnologie poate fi adeseori o soluţie pentru îmbunătăţirea indicilor de folosire intensivă a suprafeţei de fabricaţie, indiferent dacă este cazul unei fabrici sau al unui poligon de şantier pentru prefabricarea elementelor din beton.

Turnarea elementelor mari (stâlpi)

Efectele favorabile se resimt atât asupra îmbunătăţirii indicilor de utilizare ai suprafeţelor de producţie, reducerea investiţiilor, cât şi asupra simplificării şi universalizării tiparelor.

Instalaţia universală pentru execuţia elementelor liniare turnate suprapus se compune, în principiu, dintr-o suită de cadre dispuse la 2,00 m interax, de care se prind panourile de cofraj

Turnarea elementelor mici (plăci de dale)

La efectele favorabile menţionate anterior se adaugă şi posibilitatea mecanizării manipulării acestora dacă, din turnare, se formează unităţi de încărcătură (pachete) de greutăţi corelate cu capacitatea unor utilaje medii sau chiar mici (până la 10 kN) de ridicare.Turnarea suprapusă a elementelor se poate realiza discontinuu sau continuu.

Turnarea discontinuă presupune existenţa, între momentul terminării turnării unui element şi cel al începerii turnării elementului superior, a unui interval de timp suficient pentru întărirea parţială a elementului inferior, astfel încât calitatea betonului din acesta să nu sufere datorită operaţiei de compactare a betonului din elementul superior.

Rezultă un ritm de turnare, cu o singură instalaţie, de un element pe zi, situaţie care defineşte turnarea suprapusă discontinuă.

Turnarea continuă presupune respectarea simultană a două condiţii:

- betonul dintr-un element i să aibă în momentul turnării elementului de deasupra lui o consistenţă suficientă pentru a-şi menţine forma (să nu se producă denivelări ale suprafeţei), fără interpunerea între cele două elemente a unor straturi din materiale rigide;

- betonul din acelaşi element i să nu depăşească vârsta la care mai poate fi vibrat, în momentul în care peste el se toarnă un alt element, deoarece vibrarea acestuia ar putea dăuna condiţiilor de întărire a betonului din elementul i.

Page 23: raspuns beton.docx

23:Prima condiţie se concretizează în asigurarea unui interval de timp minim x din momentul terminării compactării unui element până în momentul începerii turnării betonului în elementul de deasupra lui. Aceasta revine la turnarea pe fiecare rând a unui număr m de elemente, înainte de a începe - în aceeaşi ordine - turnarea elementelor de pe rândul următor.

Realizarea unei producţii ritmice (fig. 9) se asigură dacă se coordonează mărimea şarjelor de beton şi intervalele de timp pentru prepararea şi transportul lor, cu condiţiile tehnologice analizate.

Pentru a se crea posibilitatea agăţării unei asemenea unităţi de încărcătură, în vederea manipulării ei, este necesar ca turnarea să se facă pe funduri, alcătuite din trei elemente (fig. 9, b); prin îndepărtarea elementelor laterale se creează spaţiul necesar introducerii sub pachet (fig. 10) a cornierelor ( 1) cu care se agaţă pachetul în dispozitivul de ridicare (2).

Elementele din beton şi beton armat, de mici dimensiuni, se mai execută în forme şi matriţe din cauciuc, cauciuc siliconat, poliuretan, silicon, polietilena de joasa densitate pentru a oferi flexibilitatea necesara unei folosiri repetate.

29. Prefabricarea elementelor de construcție din beton armat. Eficiența economică a prefabricării.Eficienţa economică a prefabricării

Prefabricarea reprezintă cel mai semnificativ mod de industrializare a lucrărilor de construcţie întrucât permite mutarea de pe şantier în fabrici sau în bazele de producţie, a unităţilor de construcție, a proceselor umede şi cu ciclu lung de realizare.

Şantierele se transformă radical, devenind şantiere de montaj, productivitatea muncii creşte spectaculos, ca şi viteza de execuţie.

Eficienţa economică a prefabricării nu poate fi însă privită unilateral, numai din punctul de vedere al şantierului. Trebuie luate în considerare cheltuielile totale (fabrică şi şantier), precum şi cele de manipulare şi transport care se amplifică, atât ca masă totală cât şi ca valoare unitară, întrucât se transportă şi manipulează, atât materialele, cât şi produsele, iar transportul produselor, pe unitatea de masă, este adesea mai scump decât cel al materialelor.

Amplificarea prin transport a cheltuielilor trebuie să fie compensată deci de reducerea corespunzătoare a lor pentru fabricaţia şi pentru montajul elementelor prefabricate.

Reducerea cheltuielilor de fabricaţie implică însă mecanizarea avansată şi complexă a procesului de producţie sau chiar automatizarea lui, precum şi folosirea intensivă a fondurilor fixe care, în aceste condiţii, sporesc considerabil.

Mecanizarea complexă sau automatizarea procesului de fabricaţie nu se poate realiza însă în condiţii de folosire intensivă a mijloacelor utilizate decât dacă produsele sunt omogene, chiar uniforme, atât din punctul de vedere al tehnologiei de execuţie, cât şi al formei şi dimensiunilor, de care aceasta depinde. Este necesară deci producţia în serie mare a unor elemente cât mai asemănătoare, dacă nu chiar identice.

Pentru a nu atinge în acest fel limita de ordin funcţional şi estetic este necesar să se mărească raza de distribuţie a produselor unei fabrici care, în acest fel, se specializează, acoperind un teritoriu din ce în ce mai mare. Consecinţa este o mărire corespunzătoare a cheltuielilor de transport.

Menţinerea în fabricaţie a unor produse de serie redusă - producţie foarte diversificată - nu justifică, datorită cheltuielilor de fabricaţie, adoptarea unor tehnologii de nivel foarte ridicat.

În orice caz, simpla mutare, de pe şantiere în fabrici a proceselor de fabricaţie, nu reprezintă o soluţie eficientă, nici din punct de vedere tehnologic şi nici economic. Această mutare trebuie să fie însoţită întotdeauna de îmbunătăţirea substanţială a tehnologiei de execuţie, al cărei nivel rămâne totuşi limitat de mărimea seriei de fabricaţie ce-i asigură eficienţa economică.

O comparaţie globală a consumului de manoperă pentru fabricaţia, transportul şi montajul elementelor din beton armat arată că:

- prin prefabricarea în fabrici (sau uzinare) a elementelor de construcţie, manopera pe şantier se reduce pentru aceste elemente, faţă de soluţia din beton monolit, în medie cu circa 80%;

- această soluţie de prefabricare conduce la o reducere totală a manoperei (fabricaţie, transport, montare), în medie cu circa 30%;

- prin prefabricarea pe şantier (preturnare sau prefabricare în baze de producţie), cu tehnologii asemănătoare betonului monolit, manopera pe şantier - şi în acelaşi timp totală - se reduce în medie, cu circa 20%.

Ţinând seama de avantajele importante pe care le are din punctul de vedere al duratei de execuţie, eliberarea frontului de lucru, prin mutarea în fabrici sau în bazele de producţie a procesului de formare a elementelor prefabricate, se consideră, în general, că preturnarea poate fi recomandată doar pentru elemente lungi, stâlpi, dacă nu există pentru aceştia mijloace corespunzătoare de transport (dacă este atinsă limita tehnică). In toate celelalte cazuri se recomandă executarea elementelor prefabricate în fabrici sau în baze de producţie – poligoane de şantier.

30. Tehnologii de baza pentru prefabricarea elementelor de construcție din beton armat sau precomprimat.Toate procedeele tehnologice — sau tehnologiile — de prefabricare a elementelor de construcţie din beton armat sau precomprimat cuprind o serie de

operaţii de lucru principale, comune, cum sunt:

- curăţarea şi ungerea tiparelor sau matriţelor;

- asamblarea tiparelor;

- montarea armăturilor;

- punerea în operă a betonului;

- tratarea termică;

- decofrarea.

La aceste operaţii principale se pot adăuga, după caz, şi alte operaţii specifice diferitelor produse şi anume:

- poziţionări de piese înglobate;

- pretensionarea armăturilor;

Page 24: raspuns beton.docx

24:- transferul forţei de precomprimare;

- torcretare;

- sablare;

- rectificare prin tăiere şi polizare etc.

Procedeele tehnologice, deşi caracterizate fiecare în parte de mijloacele folosite, se pot totuşi grupa în câteva procedee sau tehnologii de bază şi anume:

- tehnologia stand;

- tehnologia în lanţ de agregate (utilaje);

- tehnologia conveier;

- tehnologia în lanţ de agregate şi conveier parţial.

Ceea ce caracterizează tehnologiile de bază este modul de amplasare şi de exploatare a mijloacelor cu care se „formează” elementele, adică al tiparelor, în funcţie de care apar rezolvări diferite în fluxul tehnologic pentru toate operaţiile de lucru, şi care se referă în special la:

- tipul, modul de amplasare şi exploatare a diverselor utilaje şi instalaţii tehnologice;

- folosirea în mod diferit a suprafeţelor de lucru.

Aceste elemente, caracteristice fiecărei tehnologii, influenţează rezultatele tehnico-economice ale producţiei, rezultate care sunt influenţate de asemenea de sculele, dispozitivele şi mijloacele ce se folosesc pentru controlul calităţii.

Elementele de bază în analizarea şi alegerea unei tehnologii, în vederea adoptării ei pentru o linie de producţie, sunt nivelul de mecanizare şi de automatizare. Mecanizarea trebuie extinsă la toate operaţiile (mecanizarea complexă), dar în special la operaţiile cu consum mare de muncă. Mecanizarea complexă a unui lanţ de operaţii creează condiţii favorabile pentru introducerea automatizării parţiale sau totale.

Alt element ce trebuie avut în vedere la proiectarea unei linii tehnologice este posibilitatea schimbării rapide şi cu cheltuieli minime a sortimentului ce se fabrică, în special pentru produsele ce se execută în serii limitate, în vederea menţinerii eficienţei economice a prefabricării, chiar în aceste condiţii.

31. Tehnologii pentru prefabricarea elementelor de construcție din beton și beton armat. Tehnologia stand și casete.Tehnologia stand......Tehnologia stand se caracterizează prin aceea că, în cadrul fluxului de fabricaţie, utilajele de formare - tiparele - sunt fixate pe un am-

plasament, anume stabilit, iar muncitorii şi utilajele tehnologice cu care se realizează diferitele operaţii se deplasează de la un tipar la altul, de la un post de lucru la altul.

Tiparele se amplasează în general pe o platformă - exterioară sau acoperită - în unul sau mai multe şiruri.

Linia tehnologică stand este deservită de utilaje proprii ( 2 ) de ridicat şi transportat materialele şi semifabricatele (poduri rulante, macarale portal, macarale turn), ce se deplasează pe căi de rulare (5) în lungul pistelor. Sunt prevăzute de asemenea cu instalaţii electrice de forţă, racorduri de apă, canal şi de energie termică (abur, apă caldă etc.), toate având prize de alimentare (4) la distanţe convenabile pentru tiparele amplasate.

Transportul semifabricatelor (beton, armătură, materiale înglobate) se face cu dumpere pitice sau electrocare (5) până în raza de acţiune a mijlocului de ridicare de pe stand, care efectuează şi transportul transversal; betonul se transportă în bene cu deschidere la partea inferioară, pentru descărcare.

Compactarea betonului se face cu vibratoare de cofraj, reazeme vibrante, previbratoare.Tratamentul termic se face în tipare (cofraje) încălzitoare, în masa lui, sau, în mod excepţional, în camere de aburire.

Într-un post de lucru se poate instala un singur tipar sau mai multe, mecanizate sau nu, pe un singur rând sau suprapuse, individuale sau în baterii de tipare verticale, care pot fi prevăzute eventual cu cortine încălzitoare şi vibrante etc.

Când se folosesc baterii de tipare se poate realiza şi o maşină de turnare alcătuită dintr-un buncăr distribuitor în care se descarcă betonul şi care se deplasează deasupra tiparelor.În cazul liniilor tehnologice interioare de tip stand trebuie rezervate la capete spaţii pentru a doua fază de răcire - de la temperatura la care s-a făcut decofrarea, la temperatura mediului. De aici prefabricatele se transportă pe orizontală în depozit (6), folosind mijloacele de ridicare (2) sau mijloace speciale.

Pentru realizarea elementelor de beton precomprimat se folosesc tipare purtătoare a forţei de precomprimare sau standuri lungi, cu culei la capete, între care se întinde armătura pentru toate elementele ce se pot realiza între cele două culei.

Tehnologia în lanţ de agregate (sau de utilaje)

Tehnologia în lanţ de agregate se caracterizează prin aceea că în cadrul fluxului de fabricaţie tiparele sunt mobile şi sunt transportate succesiv pe la diferite posturi de lucru, care formează lanţul tehnologic.

Pe o asemenea linie tehnologică (fig. 2) sunt stabilite spaţii speciale în care se face fiecare operaţie sau un grup de operaţii.Fiecare post este dotat cu utilaje şi instalaţii care, fiind fixe, pot avea gabarite şi dimensiuni mari şi, în consecinţă, un nivel tehnic foarte ridicat.Tiparele trebuie să fie foarte rigide pentru ca să nu se deformeze în timpul transportului şi să provoace fisuri în betonul proaspăt, vibrat, dar neîntărit.Linia tehnologică trebuie să fie dotată cu utilaje de ridicat (poduri rulante, macarale portal), corespunzătoare pentru manevrarea elementelor prefabricate, inclusiv a tiparelor şi înzestrate cu micro-viteze.

Existenţa unui punct fix de betonare face posibil transportul betonului cu benzi transportoare sau prin pompare şi folosirea, pentru compactare, a unor mese sau reazeme vibrante, foarte puternice.Tratamentul termic se face în camere de aburire, la presiune atmosferică normală, cu control automatizat al temperaturii. Pentru perioada de aşteptare, tiparele se aşează în stive, în faţa camerei, ceea ce permite umplerea rapidă a acestora.Elementele de beton precomprimat nu se execută în general cu tehnologia în lanţ de agregate, sau se execută numai în tipare purtătoare.

32. Tehnologii de pentru prefabricarea elementelor de construcție din beton și beton armat. Tehnologia conveier și în lanț de agregate.

Page 25: raspuns beton.docx

25:Tehnologia conveier constă în principiu în trecerea succesivă şi continuă a unor tipare (T) prin faţa unor posturi tehnologice fixe, unde se efectuează

diversele operaţii, inclusiv tratamentul termic şi finisajul, astfel încât atunci când piesa părăseşte linia tehnologică este complet terminată .

Tiparele (T ) nu se mai deplasează cu poduri, macarale etc., ci pe trenuri de roţi (R ) care circulă pe linii de cale ferată, antrenate cu ajutorul unui lanţ fără sfârşit ce se deplasează între linii, sau printr-un alt sistem de deplasare mecanică. Procesul de fabricaţie se desfăşoară în flux continuu, ritmic. Tratamentul termic se efectuează în mers în cadrul unor tunele sau turnuri, cu acţiune continuă.

La unul din capetele liniei se montează armătura (1), în tiparele care trec apoi prin faţa maşinilor de formare unde se toarnă (2) şi se vibrează (3 ) betonul. După ce parcurg o zonă „de aşteptare" (4 ) tiparele intră în tunelul de tratare termică (5 ) ; la ieşire elementele sunt decofrate (6 ) , iar tiparele curăţate şi unse (7 ) pentru o nouă folosire. În cazul folosirii de tunele de tratare termică spaţiul de deasupra acestora poate fi folosit pentru depozitare temporară în vederea răcirii (8 ) , depozitarea propriu- zisă făcându-se în exterior (9 ) .Manipularea elementelor prefabricate se face, după decofrare, cu utilaje de ridicat.

Pentru vagonete (cărucioare) şi tipare este necesară o linie de întoarcere. Pentru o mai bună folosire a spaţiului se pot combina două conveiere paralele şi de sens contrar (fig. 3, b); este necesar ca cel puţin tratarea termică să fie amplasată într-o zonă comună, întrucât încrucişarea fluxurilor de alimentare cu armături ( A ) şi cu beton ( B ) a celor două conveiere nu poate fi evitată. Conveierele paralele şi de sens contrar se pot dispune alăturat, ca în fig. 3, b, sau suprapus.

Tehnologia conveier permite o specializare totală a maşinilor şi oamenilor ce le deservesc şi asigură o folosire maximă a suprafeţelor de producţie.O linie de fabricaţie poate fi alcătuită din mai multe conveiere.

Tehnologia în lanţ de agregate şi conveier parţial

Această tehnologie constă în realizarea unui conveier numai pentru unele operaţii pentru a se degreva utilajele principale de ridicare. Se poate introduce conveierul, fie pentru operaţiile de formare, fie pentru tratamentul termic.

Domeniile de utilizare ale tehnologiilor de bază

În tehnologia stand se pot realiza orice elemente, neplafonate nici ca serie, nici ca gabarite sau greutate decât de capacitatea utilajelor de ridicare.Consumul de manoperă pe 1 m3 de beton poate varia însă în limite foarte largi (20 . . . 40 h/m3) în funcţie de înzestrarea tehnică cu mijloace şi în special în funcţie de tiparele utilizate - de la cele mai simple, până la tipare mecanizate, vibratoare, încălzitoare, purtătoare ale forţei de precomprimare etc., adevărate maşini de formare, recomandabile în special pentru elementele de construcţie foarte mari.

Pentru tehnologia în lanţ de agregate (fig. 4), greutatea elementelor prefabricate este plafonată la circa 50% din sarcina utilă a podurilor rulante sau macaralelor, din cauza greutăţii mari a tiparelor, care trebuie să fie foarte rigide. Pentru poduri rulante uzuale de 50 kN rezultă piese de maximum 1 m 3 de beton, iar pentru podurile de 100 kN, care pot fi considerate mari, piese prefabricate de maximum 2 m 3.Dimensiunile pieselor prefabricate sunt limitate de dimensiunile meselor vibrante şi ale camerelor de aburire. Concomitent, numărul mare de operaţii înseamnă şi ciclu lung de fabricaţie. Consumul de manoperă variază între 20 şi 30 h/m3 beton.Tehnologia în lanţ de agregate se foloseşte pentru piese relativ mici, existând tendinţa de înlocuire a ei cu cea în conveier.

Tehnologia în conveier are indici tehnico-economici mult superiori celei în lanţ de agregate. Aplicarea ei este limitată la piese de mare serie, dar nu în ceea ce priveşte gabaritul. Se poate schimba relativ uşor sortimentul.

Tehnologia în lanţ de agregate cu conveier parţial tinde să elimine principalele dezavantaje ale tehnologiei în lanţ de agregate. Se situează în ceea ce priveşte indicii tehnico-economici la un nivel intermediar între cele două tehnologii de bază din combinarea cărora rezultă.

Tehnologia stand de producere a elementelor de beton şi beton armat se caracterizează prin următoarele criterii: tot procesul de producţie se realizează în forme sau tipare fixe sau pe platforme-stand speciale; elementele în procesul de prelucrare rămân pe loc, iar muncitorii şi utilajul tehnologic se deplasează de la o formă la alta; în fiecare formă-stand se produc elemente tehnologic omogene.

Metode recomandate de producere a diferitor piese din beton şi beton armat:

- tehnologia stand: grinzi, ferme, piloţi, planşee cu goluri, elemente de pereţi, blocuri de ventilaţie, pereţi exteriori etc.;

- tehnologia stand în casete: planşee şi pereţi plini, plăci de drum, elemente de scări, elemente de loggii şi balcoane etc.;

- tehnologia în lanţ de agregate sau de utilaje: planşee cu goluri şi pline, coloane, piloţi, grinzi, blocuri de fundaţie, elemente de canalizare, traverse, stâlpi, elemente de balcoane, pereţi exteriori, grupuri sanitare, elemente arhitecturale, ţevi şi tuburi etc.;

- tehnologia conveier: pereţi exteriori monostrat şi multistrat, pereţi exteriori, scări şi paliere, planşee cu goluri, şpalere, plăci şi dale de pavaj, borduri etc.

33. Prepararea betonului. Stații pentru prepararea betonului. Pentru obtinerea betonului in cantitati mari s-au proiectat instalatii specializate organizate in diverse sisteme de preparare, dotate cu depozite pentru

materiale (pentru minimum 8 ore), mijloace de dozare, malaxoare, mijloace de transport, etc.

In functie de marimea acestor instalatii, exista unitati pentru prepararea betonului, statii pentru prepararea betonului sau fabrici de betoane.

Instalatiile pot avea comenzi manuale, semiautomatizate sau complet automatizate.

34. Stații pentru prepararea betonului într-o treaptă și în două trepte. Caracteristici.STATII PENTRU PREPARAREA BETONULUI INTR-O TREAPTA

Aceste statii sunt organizate sub forma unui turn care cuprinde distribuirea sub forma de niveluri a instalatiilor. Materialele neprelucrate sunt ridicate la partea superioara a turnului, in depozite, o singura data, dupa care deplasarea acestora pe fluxul tehnologic de preparare se face gravitatioanal. Aceste statii sunt fie mecanizate complet fie semiautomatizate sau automatizate. Dozarea materialelor se face pentru fiecare material in parte cu dozator separat gravimetric si sunt prevazute cu min doua masini de amestecat gravitationale sau cu amestecare fortata. Prepara betoane de o calitate foarte buna in cantitati foarte mari.

Avantaje

calitatea deosebita a betonului; productivitate foarte mare (non – stop); conditii de lucru foarte bune; prepararea simultana a unor retete diferite.

Page 26: raspuns beton.docx

26:Dezavantaje necesita functionarea in doua sau trei schimburi pentru a fi rentabila; costuri mari de intretinere; investitie initiala mare; montare si demontare greoaie de pe amplasament.

STATII PENTRU PREPARAREA BETONULUI IN DOUA TREAPTE

Se caracterizeaza prin aceea ca materialele componente ale betonului sunt ridicate in fluxul tehnologic de preparare de doua ori. Agregatul este ridicat intai din depozitul centralizat in zona activa si de aici a II-a oara dupa ce a fost dozat, este ridicat cu un skipper de regula spre malxor. De asemenea cimentul este ridicat in depozit cu aer comprimat si apoi a II-a oara spre malaxor, de regula cu un transportor cu șnec.

Statia este organizata pe orizontala.Este complet mecanizata, foarte rar semiautomatizata si are in dotare un singur malaxor gravitational de capacitate medie. Statia prepara betoane de calitate buna si de clase medii.Este amenajata in aer liber, necesitand un personal mai numeros.

Avantaje

preapara beton de calitate buna; costuri de investitie mici; montare si demontare usoara pe amplasament; costuri de intretinere avantajoase.

Dezavantaje

productivitate mai scazuta; conditii de lucru mai grele; timpi morti in perioadele de revizie.

35. Mașini pentru amestecarea componenților betonului. Clasificări ai malaxoarelor.Pentru omogenizarea unui material compozit, exista utilaje specifice denumite malaxoare. Pentru amestecarea componentilor betonului, s-au proiectat

masini speciale denumite generic betoniere.

CLASIFICARI

1. Dupa metoda de amestecare exista: masini cu amestecare prin cadere libera (gravitationale); masini cu amestecare fortata; masini vibratoare; masini turbulente; masini cu amestecare combinata.

2. Dupa continuitatea procesului de amestecare:

masini cu amestecare ciclica; masini cu amestecare continua; Masinile cu amestecare ciclica realizeaza omogenizarea betonului respectand 3 operatii distincte:

incarcarea materialelor in cuva; pornirea malaxarii componentilor; descarcarea betonului amestecat. Masinile cu amestecare continua se caracterizeaza printr-un proces de amestecare prin care malaxorul este aprovizionat in mod continuu cu toate

materialele dozate concomitent cu descarcarea betonului preparat.

36. Mașini pentru amestecarea componenților betonului. Mașini ciclice gravitaționale.Sunt construite avand ca organ de lucru o toba metalica actionata de un motor electric.Toba are diferite volume (intre 50 si 4500 litri) si diferite forme.

Fiecare din aceste forme ofera diferite avantaje sau dezavantaje in ceea ce priveste omogenitatea si tendinta de segregare a betonului la descarcare.Tobele sunt prevazute la interior cu o serie de palete fixe montate solidar pe peretii interiori ai cuvelor si care au pozitii caracteristice pentru functiunea de amestecare respectiv cea de descarcare a betonului amestecat.In functie de ciclul in care se afla procesul de amestecare tobele sunt inclinate spre verticala (pentru alimentare sau pentru amestecare) sau sunt inclinate in jos cu gura de descarcare pentru preluarea betonului preparat.

Aceste masini realizeaza amestecarea prin ridicarea componentilor cu ajutorul paletelor in procesul de rotire a cuvei la partea superioara a acesteia, dupa care amestecul cade la partea inferioara a cuvei,ciclul reluandu-se pana la omogenizarea necesara.

Principalele tipuri de masini gravitationale ciclice sunt:

basculante, in forma de para; nebasculante cilindrice;

Page 27: raspuns beton.docx

27: nebasculante reversibile; basculante dublu tronconice.

Masinile in forma de para sau dublu tronconice confera cei mai buni parametrii de omogenizare atat la malaxare cat si la pastrarea acesteia pe durata descarcarii betonului preparat.Masinile nebasculante creeaza omogenitatea dorita la amestecare dar favorizeaza segregarea betonului in momentul descarcarii.

37. Mașini pentru amestecarea componenților betonului. Mașini ciclice cu amestecare forțată.Cuvele acestora nu sunt basculante putand fi realizate cu ax vertical sau ax orizontal. Exista diverse sisteme de palete atat ca forma dar si ca numar si

asezare…Malaxoarele cu ax vertical se impart in urmatoarele grupe principale, in functie de tipul paletelor, dispunerea lor si sensul de rotatie al acestora:

in contracurent; in echicurent; planetare; turbomalaxoare; turboplanetare.

Malaxoarele cu ax orizontal pot fi prevazute cu un arbore cu palete sau cu doi arbori cu palete….Masinile cu amestecare fortata efectueaza o malaxare mai accentuata decat cele gravitationale. Ele au viteze de amestecare mai mari, determina frecari mai accentuate intre componenti, intensificand procesele de hidratare hidroliza si deci,obtinerea unei viteze de intarire mai mari.

38. Influența duratei de amestecare a betonului. Prepararea manuală a betonului.Durata de amestecare reprezinta intervalul de timp dintre introducerea componentilor in cuva de amestecare si inceperea descarcarii

amestecului.

Durata optima se reflecta in timpul minim de obtinere a omogenitatii corespunzatoare cerute.

Marirea duratei de amestecare conduce la sporirea gradului de omogenizare si a rezistentelor medii a betoanelor, insa fara a se prelungi peste o limita care ar conduce la un consum inutil de energie.

Este necesar ca duratele de amestecare sa se coreleze cu gradele de consistenta sau lucrabilitate ale betoanelor, precum si cu eficienta economica a malaxoarelor….Astfel, duratele nu vor scadea niciodata sub anumite limite ce nu asigura omogenizarea ( 20 sec.), dar nici nu vor depasi limitele superioare (120 sec.).

Masinile gravitationale sunt deosebit de eficiente pentru betoanele plastice si fluide, fiindu-le necesare circa 40 - 60 secunde pentru betoane plastice fluide si intre 90-120 secunde pentru betoane vartoase sau plastic-vartoase.

Masinile cu amestecare fortata sunt eficiente pentru betoane plastice, vartoase si foarte vartoase, fiindu-le necesare circa 45 - 60 sec. pentru consistente plastice si circa 60 – 90 sec. pentru cele vartoase.

Alegerea masinilor de amestecare in ceea ce priveste metoda de malaxare se adreseaza consistentei betonului preparat si direct granulozitatii compozitiei.

PREPARAREA MANUALA A BETONULUI

Se accepta ca betonul sa fie preparat manual numai pana la clasa maxima C10/12.

Este necesara amenajarea unei platforme din balast compactat,pe o placa de beton,pe o podina din dulap sau in cel mai rau caz o platforma batatorita din pamant. Materialele componenete sunt asezate suprapus si amestecate intai uscate prin “taiere” cu lopata.

Este interzisa rasturnarea directa cu lopata sau aruncarea materialelor cu lopata deoarece se poate produce o segregare a acestora.

Ordinea de asezare in straturi suprapuse a componentilor este urmatoarea: agregatele grosiere, o parte din agregatul fin (nisip), cantitatea de ciment necesara si cealalta parte de agregat fin (nisip) dupa care se trece la amestecarea uscata….Prepararea manuala se foloseste pentru cantitati mici sau foarte mici de beton.

39. Transportul betonului proaspăt până la obiect. Mijloace de transport a betonului proaspăt.Transportul betonului presupune deplasarea acestuia de la locul de preparare la locul de punere în lucrare…Indiferent de distanta si de mijlocul de

transport folosit, operația de transport se va face cu respectarea obligatorie a următoarelor condiții:

păstrarea intacta a compoziției; asigurarea omogenității, respectiv evitarea segregării interioare sau exterioare; limitarea duratei de transport; reducerea la maximum a manoperei si a încărcărilor – descărcărilor.

Păstrarea intacta a compoziției

Aceasta condiție presupune ca mijloacele de transport sa fie etanșe pentru a nu se permite pierderea laptelui de ciment si pe de alta parte, pe timp de arșiță sau ploaie, în cazul transportului cu autobasculante pe distanta mai mare de 3 km, suprafața libera de beton trebuie sa fie protejata cu folii sau prelate din cauciuc, astfel încât sa se evite schimbarea caracteristicilor betonului ca urmare a modificării conținutului de apa din amestec.

Asigurarea omogenității si evitarea segregarii interioare sau exterioare

In timpul operațiilor de transport, datorita șocurilor si vibrațiilor ce depășesc anumite limite se produce învingerea frecării vâscoase si ruperea coeziunii dintre componenții betonului. Ca rezultat apare tendința de segregare a granulelor si de dirijare a lor în jos, fenomen care afectează în special granulele mari de agregat. Acest fenomen este numit segregare interioara.

In cazul căderii de la înălțimi mai mari de 1,5 m a betonului (scurgerea prin jgheaburi prea lungi, aruncarea cu lopata la distante mari, etc.) granulele mari au tendința sa se desprindă de masa betonului si sa se rostogolească mai repede ca ceilalți componenți. Acest fenomen se numește segregare exterioara.

Pentru a preveni fenomenele de segregare interioara si exterioara pe timpul transportului, trebuie sa se respecte următoarele reguli:

Page 28: raspuns beton.docx

28: 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 bena, amenajate corespunzător;

transportul local al betonului se poate efectua cu bene, pompe, vagoneti, benzi transportoare, jgheaburi sau tomberoane. Limitarea duratei de transport a betonului

Aceasta condiție este obligatorie pentru a se asigura începerea prizei betonului după punerea în lucrare a sa. Durata maxima posibila de transport (considerata din momentul încheierii preparării betonului si încărcării sale în mijlocul de transport si până la sfârșitul descărcării acestuia) depinde în special de compoziția betonului (cantitatea de apa, tipul si cantitatea de ciment, existenta unor aditivi etc.) si de factori externi (temperatura si tipul mijlocului de transport). Durata de transport nu poate depăși valorile orientative prezentate mai jos, pentru cimenturi de clase 32,5 / 42,5 decât daca se utilizează aditivi întârzietori de priza si întărire.

Durate maxime transport cu autoagitatorul

Ciment 32,5 – temperatura beton (100< t < 300 ) – max. 50 minute; Ciment 32,5 – temperatura beton (t < 100 ) – max. 70 minute; Ciment 42,5 – temperatura beton (100< t < 300 ) – max. 35 minute; Ciment 42,5 – temperatura beton (t < 100 ) – max. 50 minute;

Transportul betonului de la locul de preparare la locul de punere în lucrare se poate împărți în:

a) transportul până la obiect;

b)transportul în cadrul obiectului.

Transportul până la obiect

Transportul pana la obiect se face pe orizontala, de regula la distante mai mari de 1000 m, cu mijloace de transport auto. Betonul de lucrabilitate L3 sau L4 (tasare 5…15 cm) se va transporta cu autoagitatoarele, iar betoanele de lucrabilitate L2 (tasare de la 1….4 cm) se pot transporta cu autobasculante (nerecomandat) cu bena amenajate corespunzător. Se admite transportul betonului de lucrabilitate L3 (tasare 5…9 cm) si cu autobasculanta (nerecomandat), cu condiția ca la locul de descărcare sa se asigure reomogenizarea (amestecarea) amestecului.

In cazul transportului cu autobasculante (nerecomandat), durata maxima se reduce cu 15 minute fata de limitele din tabelul de mai sus….In cazul în care nu se poate respecta durata maxima de transport (în general pentru distante mai mari de 8 km), se procedează la transportul cu autobetoniera a amestecului uscat (toți componenții betonului mai puțin apa se amesteca la o stație de prepararea betonului si apoi amestecul uscat se descarca în toba autobetonierei). La obiect, se introduce în toba de agitare cantitatea exacta de apa (conform rețetei determinate anterior) si se amesteca la timpul stabilit. Se pot utiliza si compoziții cu cimenturi lente si cu aditivi întârzietori de priza si întărire.

In general se recomanda ca temperatura betonului proaspăt, înainte de turnare, sa fie cuprinsa între (5¸30)0 C….In situația betoanelor cu temperaturi mai mari de 300C sunt necesare masuri 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 si tratare a betonului si folosirea unor aditivi întârzietori eficienți….Ori de câte ori intervalul de timp dintre descărcarea si reîncărcarea cu beton a mijloacelor de transport, depășește o ora precum si la întreruperea lucrului, acestea vor fi curățate cu jet de apa. In cazul autoagitatoarelor, acestea se vor umple cu circa 1 m3 de apa si se vor roti cu viteza maxima timp de 5 minute după care se vor goli complet de apa.

Mijloace

autobasculanta (nerecomandat);

autoagitatorul:o recipient dublu tranconic (toba) cu 16 rotatii pe minut;o la intrare are placute elicoidale si betonul este miscat in permanenta, diminuandu-se tendinta de segregare; →se mareste timpul

(TIP);o cand se ajunge la element se descarca prin spate betonul respectiv;o distanta maxima de tranposrt 12 km;o transporta orice consistenta de beton;

Observație - la distanta de 50km →autobetonierele→autoagitatoare cu rezervor de apa;

autobetoniera (automalaxorul)Toba se poate roti pana la 30 rot/min. De la stație pleacă un beton uscat, fără apa →se descarcă in recipient →la santier se introduce cantitatea de apa

dorita si se amesteca componenții. După ce se realizează betonul se oprește mișcarea de rotație si se descarca betonul gata preparat.

Observatie. Betonul nu se transport ape calea ferata, pentru ca nu se respecta condițiile de durata si de păstrarea omogenitatii→apare fenomenul de segregare.

40. Transportul betonului în cadrul obiectului. Clasificări.Se face atât pe verticala cât si pe orizontala. In cazul folosirii ca mijloace de transport a roabelor, tomberoanelor, benelor, jgheaburilor si burlanelor,

acestea se vor curăți cu un jet de apa, respectând condițiile arătate la punctul anterior.

Mijloace de transport:

transportul cu roabaSe folosește la șantierele mici si pentru cantități reduse de beton. El necesita executarea unei podine de circulație cu lățimea de cca. 60 cm si se poate

folosi pentru distante de până la 70 m si cu rampe de maximum 4% si pante de maximum 12%. Roabele sunt în general metalice, prevăzute cu o roata cu pneu si au o capacitate de 80…120l.

transportul cu tomberonulEste un recipient pe doua roti, utilizând-se pentru cantități reduse de beton. Necesita executarea unei podine de circulație cu lățimea de circa. 150 cm

si se poate folosi pentru distante de până la 150 m si cu rampe de maximum 4% si 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 80…120l.

Page 29: raspuns beton.docx

29: jgeaburi si burlane

Elemente orizontale (jgheaburi) sau verticale (burlane), prin care se ghidează betonul. Transportul prin jgheaburi si burlane asigura transportul betonului cu evitarea segregării exterioare a lui.Jgheaburile sunt din tabla cu grosimea de 2 mm solidarizata longitudinal si transversal cu profiluri metalice.Panta max va fi 30°,iar înălțimea de cădere libera a betonului nu va depăși 1,0-1,50 m.

Burlanele metalice sunt alcătuite din tronsoane metalice de forma tronconica(cu baza mare sus si baza mica jos)articulate intre ele. Asigura evitarea segregării si răspândirea betonului pe o raza de cca 2m, iar înălțimea de cădere libera a betonului nu va depăși 1,50 m. Ultimul tronson va avea guara de evacuare a betonului prevăzută lateral sau la partea de jos, in funcție de condițiile de turnare.

transportul cu benaPermite transportul betonului cu minimum de transbordări si cu manopera foarte redusa, însă impune dotarea șantierului cu utilaje de ridicare

adecvate (din punct de vedere al capacitații de ridicare si al acoperirii suprafeței pe care urmează sa fie pus în lucrare betonul). Benele trebuie sa aibă o greutate cât mai redusa, sa fie etanșe, sa permită o descărcare treptata a betonului si sa fie ușor de manevrat si curățit.

Benele papuc au capacitate de 200…1000l si benele cu furtun, capacitate de 500…800l.

transportul cu banda transportoareSe folosește mai rar, betoanele transportate necesitând consistente mai scăzute (T2 sau T2/T3). Rampele admise nu depășesc 30˚, iar viteza este de

maxim 1,2m/s. Căderea limita pentru beton se face de regula de la cel mult 60cm. Transportul betonului pe banda rulanta nu se admite decât in condiții tehnologice speciale, conform fiselor tehnice elaborate in acest sens.

transportul prin pompareExista doua tipuri de pompe care se folosesc:

o cu un piston ; conțin: buncăr (1m³), pompa propriu-zisa si conducta de evacuare. Betonul refulează sub forma de soc (betonare discontinuă), efect dăunător pentru acesta.

o Cu doua pistoane ; transportul pe conducta se face continuu, pompe cu care se pot transporta toate tipurile de betoane; Observație: cimentul este foarte abraziv si dăunează la frecarea cu pistonul

o cu rotor; conțin: buncăr metalic cu beton, rotor cu palete care presează betonul sa intre prin conducta de evacuare, conducta din cauciuc armat, rotor cu mai mulți cilindri (role) care presează până la o anumită distanta conducta flexibila, conducta de evacuare prin care iese betonul cu o anumita presiune. Betonul trebuie sa fie mai fluid.

Pompe folosite pe șantier

pompe staționare; autopompe (pe șasiu).

O instalație de pompare are trei părți componente: pompa de beton, conducta si racordul flexibil.

Domeniul de utilizare al pompelor cu beton s-a lărgit odată cu apariția autopompelor. Acestea se compun dintr-un autocamion pe al cărui șasiu se găsesc montate: un grup de pompare al betonului, un braț distribuitor format din mai multe tronsoane si un grup de acționare al pompelor hidrostatice. Brațul are 2÷5 tronsoane articulate (fiecare braț cu tronson de 10m) si susține o conducta flexibila. Utilajul are o pompa cu piston sau rotor, cu productivități de pana la 120m cubi/h.

Avantaj al acestei metode este productivitatea foarte mare , iar ca dezavantaj uzura prematura a unora din piesele in mișcare, ce vin in contact direct cu betonul(mediu abraziv) , imposibilitatea unor întreruperi mai mari de 30 min fără a se goli si curata instalația si realizarea numai a structurilor de beton cu clase cuprinse intre C8/10 si C20/25.Pentru cantități mii de betoane nu se folosesc pompe staționare – la acestea sunt avantajoase utilaje cu autoagitatoare + pompe.

transportul prin conducteEste o metoda de mare productivitate în cazul în care este necesara turnarea continua a unor mari cantități de beton. Transportul betonului se face prin

conducte metalice cu diametrul de 80…180 mm la distante de 100 m pe verticala sau 400 m pe orizontala (în cazul transporturilor mixte se echivalează 1m de transport pe verticala cu 8m de transport pe orizontala, iar coturile de 90o se echivalează cu 8m de transport pe orizontala, cele de 45o cu 6m sI cele de 25o cu 4m. Deplasarea betonului se realizează pneumatic.

Conductele sunt realizate din tronsoane (L=1..3m) de țeava metalica 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 sa fie de consistenta min. T3/T4 (tasare 8…12 cm), dimensiunea maxima a agregatelor sa nu depășească 1/3 din diametrul interior al conductei, iar conținutul de părți fine din beton (ciment si agregat < 0,2mm) sa fie de cel puțin 350 kg/m 3 si de maximum 500 kg/m3. Înainte de începerea pompării betonului, conducta sa va amorsa cu un mortar cu un dozaj minim de 300 kg ciment la m3. La terminarea betonarii, instalația trebuie curățita prin spălare cu apa, folosind si dispozitive ștergătoare (dopuri de cauciuc si hârtie, sfere de cauciuc spongios) care se introduc în conducta la o extremitate si se împing prin pomparea apei sub presiune, până ce sunt expulzate pe la extremitatea cealaltă.

Pârțile componente ale instalației sunt:

1. sistem de conducte cu vane cu care se pot inchide sau deschide conductele, care se racordeaza la un compressor care produce aer comprimat (AC);

2.corpul recipentului (forma de para);

3. capac prin care se introduce betonul;

4. tabloul de comanda;

5. conducta de evacuare, se racordeaza la reteaua de conducte orizontale si verticale pana la locul de pune in lucrare;

6. buncar metalic in care ajunge betonul transportat pe conducte.

avantaje:- mecanizare integrala;

Page 30: raspuns beton.docx

30:- productivitate foarte mare;- păstrarea integrității.

dezavantaje:- costul destul de mare; - greutatea de montaj-

41. Metode de accelerare a întăririi betonului. Procedee de accelerare a întăririi betonului prin compoziție.Se cunosc două metode generale de accelerare a întăririi betonului, metode care definesc cele două grupe mari de procedee tehnologice şi anume:

- accelerarea întăririi prin compoziţia betonului;

- accelerarea prin tratarea termică a betonului.

Prima metodă se bazează pe folosirea unor cimenturi cu viteze mari de întărire sau a unor adaosuri şi aditivi, care accelerează priza şi întărirea.

A doua metodă constă în accelerarea întăririi diferitelor tipuri de ciment prin mărirea temperaturii betonului, concomitent cu asigurarea umidităţii necesare desfăşurării în bune condiţiuni a procesului de întărire, adică prin crearea unui mediu termoumed favorabil.

În majoritatea procedeelor tehnologice şi în special în cele mai eficiente, se combină ambele metode pentru a folosi avantajele fiecăreia dintre ele; în foarte puţine cazuri se folosesc totuşi şi izolat.

Procedee de accelerare a întăririi betonului prin compoziţie

Din această categorie fac parte:

- folosirea cimenturilor cu întărire rapidă, în general cimenturi portland fără adaosuri, dintre care o menţiune specială trebuie făcută pentru cele cu rezistenţe iniţiale mari;

- introducerea în compoziţia betonului, la prepararea lui, a unor adaosuri şi aditivi, care accelerează priza şi întărirea cimentului.

Folosirea cimenturilor cu rezistenţe iniţiale mari are avantajul că nu modifică cu nimic procesul de preparare a betonului, procedeul tehnologic rămânând în acest caz neschimbat. Trebuie să se atragă însă atenţia asupra necesităţii asigurării în timpul întăririi a unor temperaturi minime la nivelul celei normale (+15 ... + 20C), întrucât sub aceste valori viteza de întărire a cimenturilor cu rezistenţe iniţiale mari scade, apropiindu-se din punctul de vedere al comportării de cimenturile portland obişnuite. De aceea, în cazul executării lucrărilor de beton pe timp friguros, folosirea cimentului cu rezistenţe iniţiale mari trebuie să se asocieze cu tratarea termică.

Utilizarea adaosurilor acceleratoare de priză este o metodă mai veche, cu un domeniu mai limitat de aplicare, datorită unor efecte secundare asupra caracteristicilor şi comportării betonului în timp, şi datorită necesităţii completării fluxului tehnologic de preparare a betonului cu un flux suplimentar de preparare şi dozare a soluţiei de adaos. Aplicarea acestui procedeu, este limitat la executarea lucrărilor pe timp friguros.

În cazul necesităţii turnării betonului la temperaturi scăzute se impune luarea unor măsuri adecvate pentru a nu permite îngheţarea betonului şi pentru a accelera priza betonului.

Aditivii acceleratori de priză joacă şi rolul de aditivi anti-îngheţ pentru beton. Ei conferă următoarele avantaje:- accelerează priza betonului şi permite turnarea sa în siguranţă la temperaturi de până la -10C.

- se utilizează în general în cazul unor lucrări urgente (reparaţii, ancorări etc.).

- nu conţine cloruri sau alte materiale corosive.

- nu influenţează negativ rezistenţele betonului.

42. Metode de accelerare a întăririi betonului. Procedee de accelerare a întăririi prin tratarea termică a betonului.Procedee de accelerare a întăririi prin tratarea termică a betonului

Ridicarea temperaturii betonului creează condiţii din ce în ce mai favorabile pentru mărirea vitezei de întărire, dar provoacă şi unele fenomene distructive ale structurii lui. Cel mai important dintre acestea este fierberea apei din beton care trebuie neapărat împiedicată. Din acest punct de vedere procedeele de tratare termică a betonului se clasifică în:

- procedee de tratare termică la presiuni ridicate, necesare pentru a împiedeca fierberea apei, deşi temperatura betonului depăşeşte 100C;

- procedee de tratare termică la presiune normală (presiunea atmosferică) la care temperatura de tratare termică nu trebuie să depăşească 100C.

Procedeele de tratare termică la presiuni ridicate. Acestea sunt cunoscute sub numele de procedee de autoclavizare şi au fost printre primele aplicate. Ele necesită instalaţii complexe, autoclave, în care sunt introduse elementele de beton şi mediul încălzitor (în general abur la 8-12 atm. presiune şi 170-200 C temperatură).Procedeele de autoclavizare se pot folosi numai pentru tratarea termică a elementelor prefabricate - şi acestea de dimensiuni reduse -, astfel încât domeniul lor de aplicare este destul de restrâns. Sunt preferate în cazul folosirii unor cimenturi cu adaosuri, care devin active numai la temperaturi ridicate, sau a unor produse speciale, cum ar fi betonul celular autoclavizat. Utilizarea lor la accelerarea întăririi pieselor prefabricate din beton obişnuit nu duce la rezultate mult îmbunătăţite faţă de procedeele de tratare termică la presiune normală, astfel încât nu sunt justificate nici cheltuielile suplimentare de energie şi nici mijloacele cerute de autoclavizare.

Procedeele de tratare termică la presiune normală. Acestea au căpătat o extindere sporită, atât datorită instalaţiilor simple pe care le necesită (în comparaţie cu procedeele de autoclavizare), cât şi datorită progresului important realizat în calitatea cimenturilor prin asimilarea şi producerea pe scară industrială a unor cimenturi cu comportare din ce în ce mai bună la tratarea termică.Se cunosc şi se aplică procedee de tratare a betonului la presiune normală, care permit ca durata ciclului de întărire a betonului de la turnare până la decofrare, respectiv până la transferul forţei de precomprimare sau până la manipulare

Page 31: raspuns beton.docx

31:(în cazul elementelor prefabricate), să se reducă simţitor faţă de durata de întărire normală, coborând în mod curent sub 24 ore şi ajungând chiar la valori de 4 . . . 8 ore.Aceste performanţe au ca rezultat, în cazul prefabricării elementelor, o mărire considerabilă a producţiei pe unitatea de suprafaţă, o accelerare a rulajului tiparelor şi în final, o reducere importantă a investiţiilor şi costului de producţie al produselor.Dar accelerarea întăririi betonului prin procedee de tratare termică la presiune normală este posibilă şi în cazul lucrărilor de beton monolit, având drept consecinţă accelerarea rulajului cofrajelor, a căror complexitate şi eficienţă poate creşte cu rezultate spectaculoase pentru productivitatea muncii, pentru durata de execuţie şi, în final, pentru costul de producţie al lucrărilor.

Datorită tratării termice a elementelor de beton monolit se elimină caracterul „sezonier" al acestei tehnologii, asigurându-se continuitatea şi calitatea lucrărilor şi pe timp friguros.

Principiile şi clasificarea procedeelor de tratare termică la presiune normală

Tratarea termică a betonului la presiune normală constă în realizarea, fără depăşirea temperaturii de 100 C, a unui mediu termoumed în care fenomenele fizico-chimice de hidratare a cimentului şi de hidroliză sunt mult accelerate.Tehnologic, în procedeele de tratare termică a betonului la presiunea normală, mediul termoumed se realizează pe trei căi principale:

- prin aburire, adică prin introducerea aburului de joasă presiune într-un spaţiu închis în care se găsesc elementele de beton şi în care se amestecă în mod natural cu aerul, rezultând un amestec de abur-aer;

- prin cofrare sau tipare încălzitoare, caz în care temperatura betonului se ridică cu ajutorul unui agent încălzitor (abur, aer cald, apă sau ulei fierbinte, rezistenţe electrice etc.), introdus în peretele cofrajului sau tiparului, prin care căldura este transmisă direct la beton; umiditatea necesară se asigură prin evaporarea unei părţi din apa de amestec, dar fără pierderea ei în afară, întrucât elementul este închis complet în tipar, în cofraj, sau într-un spaţiu cât mai apropiat de volumul piesei;

- prin utilizarea rezistivităţii betonului sau armăturii, la trecerea curentului electric, degajându-se astfel cantitatea de căldură necesară pentru ridicarea temperaturii; umiditatea se asigură, în acest caz, ca şi în procedeele de tratare termică în tipare sau cofraje încălzitoare.

43. Stabilirea ciclului de tratare termică. Forme de exprimare a ciclului de tratare termică.

Crearea mediului termo-umed are drept urmare accelerarea reacţiunilor chimice dintre ciment şi apă, efect cu atât mai pronunţat, cu cât temperatura este mai ridicată, dar diferenţiat în funcţie de tipul cimentului.La temperaturi mai ridicate viteza de întărire ajunge să fie, în comparaţie cu cea la temperatură normală, până la:

- de 6 ori mai mare la +80C;

- de 10 ori mai mare la +100C.

Caracteristicile betonului întărit, supus în prealabil unui tratament termic, nu sunt însă similare cu cele ale betonului întărit la temperatura normală decât dacă, la tratarea termică, nu se depăşesc valorile limită, specifice diferitelor tipuri de ciment.....Dacă temperatura de tratare termică a betonului depăşeşte valorile limită, rezistenţa betonului tratat termic rămâne, în final, cu 1 0 . . . 35 % inferioară valorilor pe care ar fi putut să le atingă dacă nu ar fi fost supus tratării şi s-ar fi întărit în regim normal (la 28 zile).

Principalii factori care influenţează procesul de tratare termica

Analiza fenomenelor chimice şi fizice ce se produc în masa betonului în timpul tratării lui termice au evidenţiat o serie de parametri prin controlul cărora este posibilă dirijarea procesului în vederea valorificării cât mai complete a efectelor favorabile (mărirea vitezei de întărire), concomitent cu limitarea sau chiar anularea efectelor defavorabile.

Aceşti parametri se concretizează în următorii factori principali de influenţă:

- aptitudinea la tratarea termică a cimentului utilizat (compoziţie mineralogică, fineţe de măcinare);

- compoziţia betonului (dozaj de ciment, raport A/C, adaosuri);

- proporţia şi modul de acoperire a suprafeţei betonului;

- regimul de tratare termică.

Regimul de tratare termică

Regimul de tratare termică al unui beton se defineşte prin ansamblul de condiţii prin care se creează mediul termoumed necesar accelerării întăririi betonului şi anume:

- temperatura de tratare izotermă (t);

- durata de tratare izotermă (t);

- viteza de ridicare a temperaturii (r);

- viteza de coborâre a temperaturii (c);

- vârsta betonului la începerea încălzirii.

Toate aceste condiţii se concretizează în ciclul de tratare termică compus, în general, din cele patru perioade caracteristice evidenţiate anterior, cărora le corespund şi regimuri de temperatură specifice:

- perioada de aşteptare (menţinere) (a), interval de timp în care betonul are temperatura relativ constantă şi egală cu temperatura de la terminarea punerii în operă (b); este avantajoasă pentru caracteristicile mecanice ale betonului întărit, cu condiţia ca temperatura să nu fie prea ridicată (b = 5-15C);

- perioada de ridicare a temperaturii (t) în care aceasta creşte de la valoarea (b) la valoarea de tratare izotermă (t) cu o viteză r (C/h);

Page 32: raspuns beton.docx

32:- perioada de tratare izotermă (t), în care temperatura betonului rămâne relativ constantă, fără să depăşească o valoare limită (t) care caracterizează

regimul de tratare termică;

- perioada de coborâre a temperaturii (c) în care aceasta scade de la valoarea (t) la (c) cu o viteză de (c); perioada de coborâre se poate prelungi în timpul iernii dacă se urmăreşte scăderea temperaturii betonului până la cea a aerului exterior şi nu numai până la temperatura corespunzătoare terminării punerii în operă a betonului.

Regimurile de tratare termică la presiune normală se pot clasifica în funcţie de mărimea temperaturii de tratare izotermă (t) şi a vitezelor de ridicare (r), respectiv de coborâre a ei (c), în:

- regimuri uşoare, la care:

t < θb

';

r = c 15 … 20 C/h;

unde θb

', reprezintă valorile limită de ridicare a temperaturii pentru regimurile uşoare.

- regimuri dure, la care:

t < θb

' 85 C;

r = c 40 C/h;

- regimuri foarte dure, la care:

85 C < t θb

' 95 C;

c 40 C/h;

În cazul regimurilor foarte dure viteza de ridicare a temperaturii nu este limitată, ea putând atinge valori de 60-90C într-un interval de timp de 20 min. (180 ... 270C/h).

Forme de exprimare a ciclului de tratare termică

Regimul de tratare termică se concretizează în ciclul de tratare termică (CTt) la temperatura (t) care se poate exprima grafic, sub forma unei diagrame de variaţie a temperaturii, sau analitic, prin relaţia:

CTt = a + r + t + c [ore],unde =a, r, t, c au semnificaţiile cunoscute.

În funcţie de clasificarea regimurilor de tratare termică, expresia ciclului de tratare termică capătă forme particulare şi anume:

- pentru regimuri uşoare (fig. 1):

Fig. 1. Ciclul de tratare termică pentru regimuri uşoare.

CTt = (a) + r + t + c.,,unde a poate avea şi valoarea a = 0;

- pentru regimuri dure (fig. 2):

Page 33: raspuns beton.docx

33:

Fig. 2. Ciclul de tratare termică pentru regimuri dure.

CTt = a + r + t + c

- pentru regimuri foarte dure (fig. 3):

CTt = a + rt + c ,,unde rt este perioada care înglobează atât faza de ridicare (bruscă) a temperaturii, cât şi cea de tratare izotermă.

Fig. 3. Ciclul de tratare termică pentru regimuri foarte dure.

Stabilirea ciclului de tratare termică comportă două etape şi anume:

- stabilirea preliminară a ciclului;

- aplicarea experimentală a ciclului preliminar şi definitivarea lui pe baza rezultatelor obţinute.

Procedee de preîncălzire a betonului

Procedeele de preîncălzire a betonului sunt diferite în fabricile de prefabricate şi pe şantierele de construcţii.În fabricile de prefabricate - unde distanţa de la staţie la linia tehnologică şi implicit durata de transport sunt reduse, - se poate realiza preîncălzirea betonului chiar în betonieră. Se preferă totuşi ca această operaţie să se realizeze fie în buncărele de înmagazinare a lui, fie în benele cu care se toarnă (fig. 4), pentru a se putea obţine şi o perioadă de aşteptare, strict

Page 34: raspuns beton.docx

34:necesară în toate regimurile de tratare termică. Se utilizează pentru încălzire sursele de căldură folosite şi pentru cealaltă fază a tratamentului termic (tratarea izotermă).

Pe şantiere - şi în special în perioada de lucru pe timp friguros - operaţia de preîncălzire se face lângă obiect, în benele cu care urmează a fi ridicat pe acesta (fig. 4), sau în buncăre de etaj, după ridicarea lui, sau în pompele de beton. Pe şantiere, în mod special, apare ca deosebit de eficientă preîncălzirea betonului în masa lui, folosind energia electrică, combinată cu metoda conservării căldurii după turnare, deoarece se reduc la minimum cheltuielile pentru instalaţii şi se obţin indicii maximi de utilizare a lor.

44. Procedee de accelerare a întăririi betonului la prefabricarea elementelor de construcție.Problemele de fond ale accelerării întăririi betonului, expuse anterior se aplică integral în cazul prefabricării elementelor de construcţie.Modul de realizare

a condiţiilor tehnice, evidenţiate cu această ocazie, generează însă o sumă de procedee, adaptate tehnologiilor de bază utilizate pentru prefabricare şi variabile în ceea ce priveşte complexitatea şi eficienţa, atât tehnică (calitativă), cât şi economică.

În funcţie de felul în care se produce interacţiunea între mediul de tratare termică şi betonul din elementele prefabricate rezultă următoarea clasificare:

Procedee de tratare termică în camere de aburire la presiune normală sau instalaţii similare:

- cu acţiune periodică:

- sub prelate, pe stand, cu amestec de abur-aer;

- în cuve sau în camere supraterane, cu amestec de abur-aer sau cu abur saturat;

- în bazine cu apă caldă etc.

- cu acţiune continuă:

- în tunele orizontale cu amestec abur-aer, abur saturat etc.;

- în turnuri verticale cu abur saturat.

Procedee de tratare termică în tipare încălzitoare închise;

- pe funduri metalice încălzitoare sau platforme fixe încălzitoare;

- în tipare încălzitoare, orizontale şi verticale.

În ambele cazuri se folosesc agenţi încălzitori foarte diverşi: abur, aer cald, apă supraîncălzită, ulei fierbinte, rezistenţe electrice etc.

Procedee de tratare termică în masa elementului din beton armat:

- prin încălzirea electrică a betonului;

- prin încălzirea electrică a armăturilor.

Procedeele de accelerare a întăririi betonului sunt corelate cu tehnologia de bază adoptată pentru executarea prefabricatelor şi implicit cu forma şi dimensiunile elementelor de construcţie ce urmează a fi tratate termic.

45. Tratamentul termic în camere de aburire sau în instalații similare cu acțiune periodică (intermitentă).Acest procedeu se caracterizează prin întreruperea funcţionării ori de câte ori se introduc sau se evacuează prefabricatele supuse tratamentului.

Aburirea sub prelate. Se aplică în general în tehnologia stand, pentru produsele din beton precomprimat realizate pe standuri lungi, precum şi pentru piesele grele, de dimensiuni mari care se fabrică în serii mici .El variază între 8 şi 16 h, în funcţie de marca betonului şi de temperatura de izotermie posibilă a fi realizată şi care depinde, la rândul ei, de temperatura mediului ambiant. Pierderile de căldură în acest caz sunt, în general, mari. Procedeul se poate combina şi cu încălzirea prefabricatelor prin pista de turnare care are înglobată în ea registre de apă caldă sau abur (4 ) .

Aburirea în cuve sau camere supraterane. Se aplică produselor de mare serie realizate prin tehnologia în lanţ de agregate, ale căror gabarite se înscriu în dimensiunile cuvelor sau camerelor. Temperatura de tratare termică nu depăşeşte 80-90C. Agentul încălzitor este aburul saturat la 100C care se amestecă într-o proporţie variabilă cu aer.Cuvele sunt îngropate parţial sau total sub pardoseala halei, pereţii (1 ) şi radierul (2 ) fiind alcătuiţi din beton greu. Cuva se acoperă cu un capac (3 ) termo- şi hidroizolant şi etanşat pe contur printr-un canal cu apă (4 ) în care pătrunde rama capacului, alcătuită dintr-un cornier (5 ) .Camerele supraterane au pereţii dintr-un material termoizolant, spre exemplu beton cu granulit de 25 cm grosime sau izolaţi cu saltele de vată minerală pe care se aplică pentru impermeabilizare tencuieli speciale din trei straturi de mortar cu ciment şi în final o peliculă de latex sau de acrivit. Camerele sunt de asemenea acoperite cu capace izolate termic şi impermeabile la abur şi etanşate pe contur.

Introducerea şi evacuarea aburului din camerele de tratare termică. Aceasta este o problemă foarte importantă pentru calitatea aburirii. ....Aburul care pătrunde într-o cameră (formată dintr-o prelată, o cuvă sau o cameră supraterană) se adună la partea superioară ( = 0,6 daN/m3 pentru abur, faţă de = 1,2 daN/m3 pentru aer, la 15°C şi la presiunea atmosferică). Aburul se amestecă cu aerul şi se răceşte în contact cu elementele prefabricate coborând către partea inferioară a camerei. Din această cauză, aşa cum se arată în figura 7, aburul trebuie introdus ( 1) şi evacuat (2) tot pe la partea inferioară, rezultând o schemă de lucru „jos-jos", convenabilă în special pentru perioada de ridicare a temperaturii, deoarece se evită şocul termic la contactul între aburul saturat (100 C) şi beton (temperatura mediului).

Pentru perioada de izotermie se recomandă în schimb schema „sus-jos" (fig. 8). Şocul termic nu se mai produce deoarece temperatura betonului a atins-o pe cea de tratament izoterm. În schimb, aburul admis (1) se adună la partea superioară şi se formează un plan de separaţie I - I între acesta şi amestecul

Page 35: raspuns beton.docx

35:Fig. 7. Schema recomandată pentru introducerea şi evacuarea aburului „jos-jos" în perioada de ridicare a temperaturii şi de izotermie: 1 – admisie; 2 – evacuare.

abur-aer mai rece (fig. 8, a ) .

Pe măsura acumulării aburului la partea superioară se creează o uşoară suprapresiune, iar planul I ’ – I ’ coboară (fig. 8, b) şi determină evacuarea amestecului răcit (2).

Fig.. Schema recomandată pentru introducerea şi evacuarea aburului „sus-jos” în perioada de izotermie: I – I - plan de separaţie abur saturat-amestec abur aer.

Alte scheme de introducere şi de evacuare a aburului („jos-sus" sau „sus-sus") sunt interzise deoarece datorită tirajului se creează o pernă mai rece de amestec abur-aer, care se evacuează foarte greu.

Menţinerea constantă a temperaturii în perioada de izotermie.

Aceasta presupune introducerea aburului în cameră în aşa fel încât cantitatea de abur intrat să corespundă celei de abur condensat.Acest lucru este imposibil de realizat deoarece, dacă se admite o cantitate mai mare de abur şi se creează o suprapresiune, temperatura creşte peste limita proiectată, iar dacă datorită răcirii şi scăderii presiunii se produce un vacuum, se absoarbe din exterior aer, în loc să se evacueze. Datorită respiraţiei pereţilor, este imposibil să se menţină o temperatură strict constantă.Se poate însă îmbunătăţi radical situaţia, folosindu-se o instalaţie automată de control şi reglare a temperaturii cu ajutorul căreia se limitează oscilaţia temperaturii reale în jurul celei proiectate la valori destul de reduse, depinzând de sensibilitatea traductorului.

Tratamentul termic în camere de aburire cu acţiune continuă

Acest procedeu se caracterizează prin introducerea şi evacuarea prefabricatelor supuse tratamentului, fără întrerupere.Se foloseşte pentru capacităţi mari de producţie la care oprirea funcţionării camerei, răcirea şi apoi încălzirea ei din nou este neeconomică.

Camerele cu funcţionare continuă sunt de trei feluri:

- orizontale, sub formă de tuneluri;

- verticale, sub formă de turnuri;

- combinate, sub formă de turnuri prelungite la capete cu câte un tunel.

Tratamentul termic în camere de aburire orizontale cu acţiune continuă. Aburirea are loc în tunele de 70 - 130 m lungime în care sunt introduse elementele prefabricate aşezate pe vagonete sau cărucioare ce se deplasează ritmic, pe un conveier. Lungimea tunelului depinde de durata ciclului de tratare termică şi de viteza de deplasare a conveierului, iar secţiunea sa de gabaritul conveierului încărcat cu elementele prefabricate.

Din punct de vedere funcţional un tunel se împarte în patru zone corespunzând celor patru perioade caracteristice ale ciclului de tratare termică:

- zona de aşteptare;

- zona de ridicare a temperaturii;

- zona de tratare izotermă;

- zona de coborâre a temperaturii.

Zona de aşteptare nu trebuie introdusă decât parţial în tunel şi anume, pe lungimea necesară recuperării mediului încălzitor care are tendinţa să scape din zona de ridicare a temperaturii, către intrarea în tunel. De asemenea se poate introduce în tunel, doar parţial, şi zona rezervată coborârii temperaturii, spre exemplu, până la nivelul prevăzut pentru decofrare, urmând ca în continuare elementele să se răcească în aer liber (fig. 9 şi fig. 10).

Fig. 9. Cameră de aburire orizontală cu acţiune continuă, pe un singur palier:

1 – conveier; 2 – tunel de tratare termică.

Page 36: raspuns beton.docx

36:

Fig. 10. Cameră de aburire orizontală cu acţiune continuă:

1 – elevator de coborâre; 2 – vagonetă cu piesa prefabricată; 3 – maşină de finisare; 4 – maşină de turnat mortar; 5 – maşină de turnat beton; 6 – elevator de ridicare; 7 – conducte cu agent termic.

Încălzirea tunelului se face în general în zonele de mijloc folosind:

- registre de ţevi netede sau cu aripioare, montate pe pereţi, în care circulă un mediu încălzitor (aerul din tunel nu circulă);

- radianţi cu raze infraroşii, de asemenea fără circulaţia aerului din tunel;

- abur saturat, debitat în zona centrală şi recuperat la capetele tunelului;

- aeroterme cu aer cald, amestecat eventual cu abur pentru asigurarea umidităţii mediului etc.

La limitele de separaţie se montează perdele elastice, pe unul sau mai multe rânduri, care permit trecerea conveierului, dar op resc parţial mediul încălzitor (aer cald, abur+aer etc.) care se evacuează totuşi, dar frânat, spre zonele de capăt.

În cazul folosirii de aeroterme se înlocuiesc perdelele flexibile prin perdele de aer cald al căror debit este corelat cu cantitatea de căldură necesară în zonele de mijloc. Mediul încălzitor, care circulă de la mijloc către capetele tunelului, este recuperat pentru a fi reîncălzit şi reintrodus în circuit.

Cele şase zone caracteristice ale conveierului pentru tratarea termică, din care patru în tunel, pot fi situate pe acelaşi palier (vezi fig. 9 şi 10), sau pe două paliere suprapuse (fig. 11). În acest caz sunt necesare la capete ascensoare şi împingătoare hidraulice cu ajutorul cărora se încarcă şi se descarcă vagonetele (cărucioarele) pe, şi de pe platformele ascensorului.

Încălzirea camerelor orizontale cu aeroterme abur-aer a dat, în general, cele mai bune rezultate. Amestecul abur-aer este debitat în cameră cu ventilatoare centrifugale sub formă de perdele. Aerul este aspirat din partea inferioară a zonelor de capăt.

Fig. 11. Cameră de aburire orizontală cu acţiune continuă pe două paliere suprapuse: 1 - conveier; 2 - tunele suprapuse; 3 - ascensor.

Durata tratamentului termic este de 14 ... 16 ore pentru o producţie orară de circa 15 m3.

Tratamentul termic în camere de aburire verticale, cu acţiune continuă. în acest caz se realizează turnuri racordate la intrare şi ieşire cu două tronsoane de tunel pentru aşteptare (şi preîncălzire), respectiv pentru răcire (fig. 12).

Circulaţia produselor se face pe verticală, dar şi pe orizontală, fiind necesare ascensoare şi împingătoare hidraulice pentru încărcarea şi descărcarea vagonetelor (cărucioarelor) pe, şi de pe platformele ascensoarelor.

În cazul camerelor verticale, agentul încălzitor cel mai recomandabil este aburul saturat, temperatura fiind controlată de aparate speciale.

Fig. 12. Cameră de aburire verticală, cu acţiune continuă: 1 – conveier; 2 – tunele de racordare; 3 – turn; 4 – ascensor de urcare; 5 – ascensor de coborâre.

Page 37: raspuns beton.docx

37: Aburul saturat se introduce pe la partea superioară printr-o conductă cu orificii, amplasată sub tavan. Pe înălţimea camerei se creează astfel mai multe zone, începând de sus, cu o zonă de abur la temperatura de tratament izoterm, şi continuând în jos, cu două zone (stânga-dreapta) cu amestec de abur şi aer, a cărui temperatură ajunge la pardoseala camerei la 2 5 . . . 30 C.

Prefabricatele sunt încălzite în timpul urcării, apoi tratate la temperatura de izotermie şi în fine, se răcesc în timpul coborârii prin cedare de căldură, care poate fi folosită la ridicarea temperaturii prefabricatelor care urcă.Consumul de abur este minim deoarece regimul termic este complet stabil. ,,.Variaţia duratelor diferitelor perioade de tratare termică se face uşor, prin modificarea cantităţii de abur introdusă în cameră, care are drept urmare mărirea sau micşorarea zonei de izotermie.

46. Tratamentul termic în camere de aburire cu acțiune continuă. Tratamentul termic în tipare încălzitoare.Prin tratare termică la 90-95C (regim foarte dur) se poate accelera întărirea betonului fără pericolul de a se produce modificări în structura lui şi implicit

fără scăderi importante ale rezistenţelor, dacă întreaga lui suprafaţă este închisă într-un tipar rigid. încălzirea betonului se face numai prin contact cu tiparul. Feţele neacoperite ale elementului se acoperă cu panouri termoizolante, tot rigide, pentru a limita deformaţiile de volum şi de formă ale betonului, la cele corespunzătoare dilatării tiparului, şi a împiedica evaporarea apei, respectiv producerea de condens pe faţa elementului. În acest sens, suprafeţele descoperite nu trebuie să depăşească 5% din suprafaţa elementului prefabricat, iar încălzirea betonului să se facă uniform şi rapid pe întreaga suprafaţă de contact.

Închiderea suprafeţei betonului se realizează în moduri diferite la elementele orizontale şi verticale. La cele orizontale se aplică pe suprafaţa superioară un capac, eventual cu suprasarcină. La tiparele verticale - casete - suprafaţa de turnare a betonului rămâne în general liberă sau se acoperă cu foi din diverse materiale (cauciuc, materiale plastice etc.).Rigiditatea tiparelor se obţine alcătuindu-se acestea din metal (tolă de 8-10 mm grosime, cu rigidizări puternice) sau din beton armat. Realizarea unei încălziri uniforme şi rapide a betonului prezintă dificultăţi mai mari....La tiparele orizontale, de înălţime foarte mică, se compartimentează atât fundul cât şi capacul, iar admisia aburului, respectiv evacuarea condensului, se face pentru fiecare compartiment separat (fig. 13) conform uneia din schemele din figurile 7 sau 8, important fiind ca evacuarea condensului să se facă cât mai complet, eventual şi printr-o uşoară pantă dată prin construcţia tiparului sau prin platforma pe care se aşează.

Este de asemenea important ca prin detaliile de alcătuire a cortinelor încălzitoare să nu se perturbe condiţiile specifice soluţiei adoptate pentru admisia şi evacuarea aburului.

În cazul tiparelor verticale se realizează cortine încălzitoare, pe cel puţin o faţă a elementului prefabricat (fig. 14).

Fig. 13. Tipar încălzitor orizontal:a – secţiune orizontală; b – secţiune verticală longitudinală; c – secţiune transversală: 1 – admisie; 2 – evacuare; 3 – compartimentări.

Este obligatoriu ca evacuarea să se facă pe la partea inferioară, iar admisia, fie pe la partea inferioară (fig. 14, a), fie pe la cea superioară (fig. 14, d), corespunzătoare uneia din schemele din figurile 7 sau 8.

Fig. 14. Tipar încălzitor vertical (cortină): a – secţiune verticală,longitudinală, schema „jos-jos”; b – secţiune orizontală; c – secţiune verticală, transversală; d – secţiune verticală longitudinală, schema „sus-jos”; 1 – admisie; 2 – evacuare; 3 – rigidizări verticale.

În anumite procedee se foloseşte ca agent încălzitor apă supraîncălzită la 130 ... 140C circulând prin serpentine amplasate în pereţii tiparelor. Se mai întrebuinţează ca agenţi încălzitori ulei la 200C, abur supraîncălzit sau panouri încălzitoare, cu rezistenţe electrice, aplicate pe suprafaţa tiparului.

În tipare orizontale se poate turna beton mai vârtos, ceea ce influenţează favorabil condiţiile de în tărire faţă de tiparele verticale în care betonul nu poate depăşi consistenţa de plastic, necesitând, din această cauză, un consum suplimentar de ciment. Tiparele orizontale mai au avantajul că se pot stivui suprapus, fundul tiparului superior având rolul de capac pentru elementul de sub el.

Tiparele verticale au în schimb avantajul unor indici superiori de folosire a suprafeţei de producţie şi unei mecanizări mai eficiente a manipulării lor la cofrare şi la decofrare.

Page 38: raspuns beton.docx

38:Procedeele de tratare termică în tipare încălzitoare sunt specifice tehnologiei stand, dar pot fi utilizate şi în tehnologia lanţ de agregate, dacă se folosesc

tipare orizontale ce se stivuiesc suprapus.

Tratamentul termic al betonului în masa elementului prefabricat

În acest caz tratamentul termic se realizează cu ajutorul energiei electrice. Deoarece încălzirea nu se face numai la suprafaţă, apar unele avantaje în ceea ce priveşte uniformitatea ridicării temperaturii şi sensului în care se propagă căldura, straturile periferice încălzindu-se şi întărindu-se ultimele.

Procedeul se bazează pe efectul Joule şi se poate aplica în două variante, în funcţie de materialul utilizat ca rezistenţă electrică în vederea degajării căldurii necesare, şi anume: betonul sau armătura longitudinală.În prezent se recunoaşte, în general, că efectul încălzirii electrice pe suprafaţa betonului în masa lui sau prin armătură este identic cu cel al tratamentului cu abur, sau chiar superior, dacă se realizează aceleaşi condiţii de temperatură şi de umiditate prin folosirea de tipare închise. În consecinţă, toate aspectele privind stabilirea regimului de tratare termică şi condiţiile de realizare a lui sunt valabile şi pentru tratamentul electric în masa betonului sau prin încălzirea armăturilor.

Circuitul electric se poate închide prin beton folosind electrozi diferiţi ca formă şi mod de realizare. În funcţie de tipul lor variază şi temperatura de tratare izotermică a betonului.Se recomandă ca în măsura în care elementele tratate termic au suprafaţa parţial acoperită, să se reducă simţitor temperatura de tratare izotermă. Dacă se folosesc drept electrozi armăturile este necesar ca viteza de ridicare a temperaturii să fie cât mai mică, iar temperatura de tratare izotermă să nu depăşească 60 . . . 70C pentru a se evita uscarea betonului în zona armăturii.

În schimb, folosirea armăturilor ca electrozi are unele avantaje şi anume:

- încălzirea producându-se de la barele de armătură spre exterior, priza, respectiv întărirea betonului, se produce întâi în vecinătatea ar măturilor, reducându-se astfel fisurarea din contracţie;

- trecerea curentului electric prin armături provoacă o uşoară vibrare a lor; datorită acesteia se măreşte compactitatea betonului de oarece frecvenţa optimă pentru compactare (62 per/s) este foarte apropiată de frecvenţele obişnuite ale curentului electric (50 per/s);

- încălzirea armăturilor provoacă o dilatare a lor înainte de a se produce priza cimentului astfel încât, după răcire şi întărirea betonului, se realizează o uşoară precomprimare, care reduce indicele de fisurare.

Se remarcă totuşi că temperatura barelor de armătură nu este uniformă variind între 70 … 80C în beton şi 150C în porţiunile libere, astfel încât apar unele deplasări relative care nu depăşesc însă 1/40 mm.

În cazul elementelor de beton precomprimat încălzirea barelor de armătură preîntinse produce o uşoară scădere a efortului de precomprimare, care revine însă la valoarea normală după răcire. De asemenea, se accelerează fenomenul de relaxare a armăturii fără însă a se mări amplitudinea.

Procedeele de tratare termică a betonului prin încălzire electrică, în masa lui sau prin armături, se aplică de obicei în tehnologiile stand sau lanţ de agregate. Tratarea pieselor prefabricate se poate face în orice fel de tipare, inclusiv în cele de lemn, întrucât nu există mediul umed specific aburirii, care le deformează rapid.

Se mai menţionează următoarele avantaje:

- se pot controla şi regla relativ uşor temperaturile şi eventual automatiza aceste operaţiuni;

- se elimină mediul umed din halele de fabricaţie;

- se reduc indicii de investiţie.

Consumul de energie electrică se estimează între 65 şi 130 kWh/m3, ceea ce conduce, în general, la indici mai favorabili decât la alte procedee.

47. Metode de control a calității materialelor de construcții. Încercări mecanice distructive.În situația în care cantități mari de materiale de construcții și beton sunt puse în lucrare, în timp relativ scurt, trebuie avute în vedere responsabilitățile și

riscurile care converg din aceasta: responsabilitatea producătorului referitoare la calitatea betonului (a produsului semifabricat) și aceea a antreprenorului (constructorului) privitoare la calitatea execuției (a produsului finit).

În afara responsabilităților celor doi factori menționați mai sus, conceptual clasic de evaluare a calității materialelor de construcții și betonului este bazat pe rezultatele metodelor de control distructive pe epruvete de materiale produse, turnate, întărite și încercate conform specificațiilor standardizate. De exemplu, în trecut, se accepta rezistența epruvetei ca rezistență a structurii. Ținându-se cont de faptul că betonul este un material eterogen, calitatea sa depinde nu numai de constituenții acestuia și de omogenitatea lor, dar și de alți parametri cum sunt turnarea, compactarea și întărirea, care pot varia pe ansamblul unei structuri, ceea ce arată, din nou, diferența dintre structură și epruvetele standardizate.

Utilizarea materialelor se face pe baza unor proprietăți fizice si mecanice care le fac apte pentru a fi puse în operă. Aceste proprietăți se determină în laboratoare specializate, prin analize si încercări, pe probe recoltate conform normativelor.

Prin analize se determină compoziția chimică și mineralogică a materialului.Încercările permit determinarea proprietăților fizice și mecanice ale materialului luat ca un întreg.Exista doua categorii principale de încercări:1. Încercări distructive, prin solicitări mecanice care distrug proba (epruveta);2. Încercări nedistructive (care, deoarece nu distrug materialul, se pot face și pe materiale puse deja în lucrare, permițând urmărirea și observarea

construcțiilor în timp).Încercările se fac pe probe obținute în condițiile din standard. Unele probe sunt sub formă de corpuri de probă (epruvete) de formă și dimensiuni

standardizate. Epruvetele necesare efectuării încercărilor (conform standardelor europene) sunt de formă cubică, cilindrică şi prismatică (funcţie de tipul de încercări),

care se confecţionează din beton proaspăt. Dimensiunile epruvetelor cubice sunt de 150 × 150 × 150 mm, cilindrice - × 150 × 300 mm şi prismatice – 150 × 150 × 550 mm; 200 × 200 × 700 mm cu o abatere de maximum ± 0,5%

Confecţionarea epruvetelor se face în tipare metalice demontabile, prevăzute cu rame prelungitoare....Epruvetele se confecţionează prin vibrare, pe o masă vibrantă de laborator.... Epruvetele se păstrează în camere speciale şi în cuve în următoarele condiţii tabelul de jos.

Caracteristica regimului de păstrare

Modul de păstrare a epruvetelorTemperatura mediului,C Umiditatea relativă a mediului, %

Umiditate ridicatăapă 20 2 -aer 20 4 90 ... 100

Page 39: raspuns beton.docx

39:Umiditate normală aer 20 4 65 5Alte probe constau în cantități de material care se aleg după diverse criterii bazate pe prevederile standardelor în vigoare (de exemplu: agregate, var, etc.).

1. Încercări mecanice distructiveÎncercările mecanice distructive sunt cele care se încheie cu distrugerea epruvetei. În funcție de viteza de încărcare ele pot fi statice sau dinamice (vitezele

sunt trecute în normativele pentru fiecare material). În probele unice, încărcarea se aplică de la valoarea zero la cea de rupere, iar în alte cazuri ea se aplică sub forma unor cicluri de încărcare-descărcare, care merg până la valori inferioare încărcării, care ar putea rupe în mod direct proba (se numesc încărcări ciclice și au rolul de a permite constatarea comportării materialului la oboseală mecanică).

Rezistenta la compresiune staticăDeterminarea rezistenţei la compresiune se efectuează pe epruvete cubice şi cilindrice cu ajutorul unor prese hidraulice .Epruveta se aşează între platane în aşa fel încât direcţia de aplicare a forţei să fie perpendiculară pe direcţia de turnare. Aplicarea ei se face continuu şi

uniform până la distrugerea epruvetei, asigurându-se o viteză constantă de creştere a sarcinii.Rezistența la întindere staticăPentru a realiza fixarea epruvetelor astfel încât să poată fi încărcate axial, se folosesc de exemplu probe prismatice, având lipite la capete plăci de oţel

legate la un dispozitiv cu articulaţie, care permite întinderea centrică.

Rezistența la încovoiere staticăElementele încovoiate (cel mai frecvent încercate) pot fi încărcate cu sarcini concentrate, distribuite sau combinate între ele. Sarcinile pot fi realizate cu

ajutorul unei prese hidraulice . Acţiunea sarcinilor concentrate asupra grinzilor transmite prin intermediul unor plăcuţe metalice care repartizează local efortul, astfel încât să nu se strivească betonul.

În cazul, când trebuie să încărcăm grinda cu mai multe forţe concentrate de la o singură presă hidraulică, se folosesc grinzi metalice (traverse) intermediare.

Presa hidraulică aplică sarcini epruvetelor prismatice prin două fălci semicirculare cu o creştere constantă a sarcinilor.De asemenea se utilizează instalații speciale pentru încercarea materialelor și elementelor din beton armat la dimensiuni naturale , în vederea stabilirii

rezistenței la încovoiere , care se încearcă prin fisurare până la distrugere .Duritatea se determină prin aplicarea unei forțe constante F asupra unei bile (BRINELL), piramide (VICKERS) sau asupra unui con (ROCKWELL) din

material foarte dur (oțel, diamant) în contact cu fața materialului de studiat (pregătită prin polizare).Duritatea este o proprietate a materialelor care exprimă capacitatea acestora de a se opune acțiunii de pătrundere mecanică a unui corp mai dur în masa sa.

La determinarea durității materialelor se iau în considerare mărimea urmelor produse de un corp de penetrare numit penetrator, caracterizat printr-o anumită formă și dimensiune, și forța ce acționează asupra acestuia.

Metoda Brinell, constă în imprimarea într-un timp dat, cu o forță F a unei bile de oțel călit sau din carbură de wolfram, cu diametrul prescris D, perpendicular pe suprafața piesei de încercat și măsurarea diametrului d, al amprentei (vezi figura 13, a). Metoda Vickers, constă în imprimarea într-un timp dat cu o forță F, a unui penetrator de forma unei piramide pătratice drepte, din diamant, perpendicular pe suprafața de încercat și măsurarea diagonalei, d, a urmei remanente (vezi figura 13, b).

Încercarea de duritate Rockwell constă în apăsarea unui penetrator (con de diamant sau bilă de oțel) sub o sarcină inițială F0 și apoi sub o suprasarcină F1 și măsurarea adâncimii de pătrundere e (vezi figura 13, c), după îndepărtarea suprasarcinii, menținându-se sarcina aplicată inițial. Duritatea Rockwell se calculează pe baza adâncimii de pătrundere e.

Rezistenta la compresiune și încovoiere dinamicaCea mai reprezentativă încercare din această categorie este rezistența la oboseală.Proba (epruveta ) supusă la această încercare este încărcata și descărcata ciclic, după o lege bine definită (de obicei sinusoidală; pot fi și cicluri oscilante,

pulsatorii sau alternante). Un exemplu practic de solicitare la oboseală este modul în care sunt solicitate grinzile unui pod.Sub acțiunea solicitărilor ciclice în structura materialului apar transformări lente și continui. La anumite materiale (de exemplu betonul) se dezvoltă și se

extinde treptat un sistem de microfisuri. În timp rezistența materialului scade, ajungându-se în anumite limite ale solicitărilor, chiar la ruperea epruvetei sau a elementului de construcție studiat (se pot studia prefabricate sub forma de grinzi, placi, etc.).

Ruperea prin oboseală se produce la eforturi mai mari decât cele corespunzătoare încercărilor distructive statice, uneori chiar sub limita de elasticitate și fără deformații plastice. Numărul de cicluri pe care îl poate suporta materialul până la cedare se definește ca anduranță. Rezistența la uzură este o altă proprietate a materialelor (de exemplu: pardoseli, drumuri) care se determină printr-o încercare cu caracter ciclic....Epruveta este apăsata cu o forță standard pe un disc metalic în rotație. Pe disc se presăra material abraziv (de exemplu nisip silicios) și se execută un număr standardizat de rotații (cicluri) în funcție de material.

48. Metode de control a calității materialelor de construcții. Încercări nedistructive ale materialelor.Clasificarea încercărilor pentru controlul nedistructiv al calității betonuluiEficiența controlului de calitate, în scopul evaluării corecte a caracteristicilor dorite, depinde în mare măsură de alegerea judicioasă a metodei de control.

Aceste metode se pot clasifica în:- metode semidistructive sau metode parțial distructive, care cauzează mici degradări locale de suprafață, putându-se realiza cu mijloace mecanice, termice

sau chimice;- metode nedistructive care permit obținerea de informații cifrice sau de altă natură supra defectelor, anomaliilor, deformațiilor geometrice sau asupra

stărilor fizice ale obiectului de controlat (materiale componente, ansambluri etc.), prin mijloace care nu cauzează nici o degradare elementului studiat.

Page 40: raspuns beton.docx

40:Metoda de control adoptată se stabilește în funcție de o serie de factori, precum: specificul lucrării, volumul lucrărilor de control, accesibilitate,

performanțele aparatului, precizia de examinare, caracteristicile materialului și dimensiunile elementului examinat, precum și gradul de calificare a personalului.Metodele de control nedistructiv al calității permit obținerea de informații cifrice sau de altă natură asupra defectelor, anomaliilor, deformațiilor

geometrice sau stărilor fizice ale elementului studiat, prin mijloace care nu alterează capacitatea de întrebuințare a acestuia. Principalele metode de control nedistructiv sunt: acustice, mecanice sau de duritate superficială, atomice/radiații penetrante (electromagnetice sau optice), electrice sau electromagnetice, magnetice, termice, substanțe penetrante (lichide sau gaze), optice, unde radio și metode combinate (tabelul 2).

Aceste încercări permit aprecierea proprietăților fizico-mecanice ale materialelor fără distrugerea epruvetelor sau a elementelor de construcție studiate. Din acest motiv se pot utiliza si pe construcții aflate în exploatare.

Totuși ele sunt considerate metode orientative, de control preliminar sau pentru urmărirea în timp a construcțiilor.Se aplică mai multe categorii de încercări nedistructive, iată câteva din acestea:a) încercări mecanice;b) încercări acustice;c) încercări atomice;d) încercări electrice si electronice;e) încercări defectoscopice;f) metoda vizuală;g) metoda microscopiei optice și electronice.

49. Clasificarea încercărilor pentru controlul nedistructiv al calității betonului. Tipuri de aparate și utilaje. Metode de încercări.

a) Metodele mecanice de încercare se bazează pe interdependența între rezistența mecanică și duritate. Se folosesc două metode mecanice: metoda amprentei (asemănătoare metodei de la determinarea durității) și metoda reculului (un berbec metalic proiectat cu o forță dată pe suprafața materialului ce suferă un recul, în funcție de duritatea și rezistența mecanică a materialului). În ambele cazuri aparatele folosite se numesc sclerometre. În funcție de amprenta lăsata pe fața materialului sau de reculul măsurat se citește rezistența mecanică din niște diagrame de etalonare (sau se poate calcula).

Metoda nedistructivă de recul (de exemplu, sclerometru tip “Digi-Schmidt” – fig. 15) este bazată pe principiul măsurării reculului, pe care o masă mobilă a aparatului îl suferă în urma impactului normal pe suprafaţa betonului. Aparatul înregistrează automat indicele de recul liniar sau unghiular. Reculul este folosit ca un indicator al durităţii superficiale a betonului, utilizat pentru evaluarea rezistenţei betonului „in situ”. Determinarea rezistenţei la compresiune se realizează în baza datelor afişate pe ecran.

b) Metoda acustică constă în străbaterea epruvetei de către un impuls ultrasonor și măsurarea vitezei acestuia în material. În funcție de această viteză se poate aprecia rezistența mecanică (material compact - viteză mare - rezistență mecanică ridicată).

Aparat de măsură cu ultrasunete Pundit Lab (fig. 19) are posibilităţi de acumulare a datelor în regim on-line, analiza formei semnalului şi dirijarea la distanţă cu toţi parametrii de emisie. Aparatul măsoară durata de trecere şi viteza de propagare a impulsului, asigurând măsurarea distanţei, adâncimea fisurii superficiale şi propagarea undei ultrasonore la măsurările de suprafaţă.

Viteza sunetului în aer este de 340 m/s iar în diverse materiale solide ea este cu atât mai mare cu cât rezistenta este mai mare, putând ajunge la 5000 m/s.Programul electronic permite vizualizarea şi analiza formei undei (fig. 20). c) Metoda atomică constă în utilizarea unui fascicul de radiații γ, x sau neutroni rapizi. Aceste radiații interacționează cu atomii materialului (asemănător

cu radiografiile medicale). Se pot determina următoarele caracteristici: densitatea, umiditatea, mărimea defectelor de material, poziția armaturilor în beton, dozajul de bitum în betonul asfaltic, etc.

Principiul de funcționare: sursa radioactivă este poziționată de o parte a elementului studiat, iar de cealaltă parte se poziționează filmul (placa) fotografic(ă). Străbătând elementul, radiațiile sunt atenuate inegal în diferite puncte ale acestuia (corespunzător distribuției de grosimi și densități), astfel încât valorile intensității transmise vor fi diferite în funcție de absorbția diferențiată a materialului studiat.

Caracteristica distinctivă a acestei metode de control este faptul că oferă o precizie fotografică a detaliilor interiorului, de obicei ascuns, al elementelor de construcție (±1 mm pentru diametrul barelor de armătură și ±1 cm privind poziția lor).

Cu ajutorul acestor aparate, se pot identifica: poziția, diametrul și nivelul de coroziune al armăturilor, segregări și zone poroase în beton, fisuri, rosturi de turnare, straturi de beton degradat (fig. 21 și 22).

Dezavantajele acestei metode sunt: necesitatea unei anumite durate de timp pentru utilizare și aplicarea numai pe o zonă restrânsă de control, ceea ce în cazul unor lucrări de anvergură necesită realizarea unui număr mare de filme.

În fig. 21 (a) se pot observa efectele coroziunii armăturii prin faptul că oxizii rezultați au pătruns în beton, deoarece imaginea barei de armătură este difuză. Pata neagră din zona dreaptă a imaginii reprezintă un tub electric (având densitate redusă, o cantitate mai mare de raze este absorbită înnegrind filmul).

Punctele de culoare albă din fig. 21 (b) reprezintă plăcuțe de plumb, numerotate cu vopsea, care au rolul de identificare a zonei elementului radiografiat, în vederea localizării cu ușurință a defectelor.

În unele situații, precum verificarea zonelor segregate de beton, imaginile plane (fotografice) ale elementului studiat sunt îndeajuns. Dar există situații când prelucrarea ulterioară a imaginii prin extrapolare, punct cu punct, cu ajutorul calculatorului, este strict necesară pentru a se realiza reprezentări tridimensionale precise ale elementului de beton armat studiat.d) Metodele electrice sau electronice permit determinarea eforturilor și deformațiilor, modulilor de elasticitate, diametrului și poziției armaturilor în beton, etc.

Metoda folosirii câmpului magnetic

Metoda se utilizează pentru determinarea poziţiei şi diametrelor armăturilor şi a grosimii straturilor de acoperire cu beton. Principiul de funcţionare a aparatului pahometru se bazează pe închiderea, prin armăturile din beton, a liniilor de forţă ale unui circuit magnetic deschis. Cu această metodă se pot depista armăturile înglobate în beton până la o adâncime de maximum 250 mm. Pentru determinarea diametrului armăturii este necesar să se cunoască grosimea stratului de acoperire cu beton a acesteia.

Pahometrul tip PROCEQ PROFOMETER 5+ se utilizează pentru detectarea armăturilor din elementele de beton armat, diametrului acestora şi acoperirea cu beton. Principiul de funcţionare este bazat pe impulsuri de inducţie fig. 23. Aparatul este compus din doi transformatori din care unul cu circuit magnetic deschis..

Metoda de determinare a gradului de coroziune a armăturii în betonAnalizorul de coroziune tip CANIN se utilizează pentru detectarea rapidă a coroziunii incipiente de pe suprafaţa armăturilor din corpul betonului – metoda

capacitivă. Măsoară şi rezistenţa electrică specifică a betonului – metoda rezistivă.Măsurătorile se efectuează cu ajutorul analizorului de coroziune care stabileşte existenţa coroziunii prin scanarea suprafeţei supuse încercării (fig.27 b și

c).Exactitatea măsurărilor potenţialelor pe un sector ajută la detectarea pe armături a sectoarelor corodate. Coroziunea elementelor de oţel în stratul de beton

reprezintă un proces electrochimic. Sectorul cu pericol potenţial, de pe suprafaţa de beton, este cercetat cu ajutorul unui electrod, denumit pereche microgalvanică şi voltmetru cu rezistenţă înaltă. Analizorul de coroziune CANIN detectează procesele de coroziune până la apariţia urmelor de coroziune pe suprafaţa betonului.

Detectarea coroziunii la faze incipiente este o procedură necesară pentru prevenirea unei distrugeri nedorite a structurii. Metoda rezistivă se bazează pe variaţia rezistenţei sau a conductivităţii electrice a betonului în curent alternativ sub influenţa modificării umidităţii sale.

Page 41: raspuns beton.docx

41:Aparatul colectează informaţiile necesare pe care le analizează, le interpretează şi le afişează sub forma unor hărţi de coroziune potenţială (fig. 25, d).e) Încercări defectoscopice.Defectoscopul tip TICO este un aparat de măsură cu ultrasunete (fig. 26), care pot fi folosite pentru determinarea nedistructivă a calităţii betonului prin

diferite metode de propagare a ultrasunetelor (fig. 27). Se foloseşte metoda vitezei de impuls pentru a oferi informaţii cu privire la uniformitatea structurii din beton, cavitaţii, fisuri şi defecte.

Cu ajutorul acestui aparat se pot identifica defecte interne ca: golurile, fisurile sau rosturile de turnare, adâncimea unor straturi de beton degradat (prin incendiu, îngheţ sau acţiuni agresive) şi cuiburile de segregare sau betoanele poroase. Golurile pot fi puse în evidenţă printr-o variaţie bruscă a timpului de propagare citit de aparat, ca urmare a faptului că impulsul, întâlnind un gol, trebuie să-l ocolească.

Pentru precizarea formei şi mărimii golului se recomandă să se folosească încercări pe mai multe direcţii..Încercările trebuie să fie orientate perpendicular pe direcţia de fisurare şi se recomandă să fie făcute pe distanţe relativ mici (20-30 cm) pentru a mări

sensibilitatea metodei.Dacă planul fisurii este paralele cu feţele opuse accesibile ale elementului de încercat (fig. 29), adâncimea fisurii se determină printr-o serie succesivă de

măsurători într-un plan perpendicular pe planul fisurii, pornind de la faţa fisurată spre cea opusă (de la 1 la 4). Adâncimea fisurii este dată de distanţa de la faţa fisurată până în punctul unde impulsul ultrasonic se propagă nestânjenit.

f) Metoda vizuală. Fisurometru şi lupă micrometrică. Mijloace de măsurăLa toate tipurile de construcţii, evoluţia fisurilor şi modificările lor periodice, datorită diferitelor cauze, constituie o prioritate. Urmărirea acestora se poate

realiza prin procedee tradiţionale: prin metode cu citire directă (mecanice sau optice). Principiul general pentru toate procedeele este acela că deschiderea fisurii se măsoară pe o direcţie normală pe lungimea (traseul) acesteia.

Metode cu citire directă prin măsurare directă şi cu ajutorul aparatelor optice. Fisurometrul (fig. 31) este realizat dintr-o placă transparentă din material plastic pe care sunt trasate (cu precizie) linii de diferite grosimi (de regulă între 0,05 mm şi 1,5 mm). Modul de lucru cu fisurometrul este următorul: se amplasează paralel cu linia de vopsea trasată şi se deplasează până când linia trasată pe el se suprapune peste fisură. Deschiderea fisurii va fi dată de linia de pe fisurometru a cărei grosime se suprapune exact peste ea. Citirea se face strict în dreptul liniei trasate cu vopsea pe suprafaţa elementului.

Lupa micrometrică (fig. 32) este realizată dintr-un cilindru metalic prevăzut cu una sau mai multe lentile. La capătul care se aşează pe fisură, există un decupaj la care se poate adapta o lanternă pentru asigurarea iluminării. Sistemul de lentile este prevăzut cu o scală mobilă cu marcaje de 0,1 mm. Lupa se aplică pe suprafaţa decopertată, astfel încât scala să fie paralelă cu linia trasată cu vopsea pe suprafaţa elementului; apoi se deplasează scala şi se citeşte deschiderea fisurii. Principalele operaţii tehnologice necesare măsurării deschiderii fisurilor sunt:

- stabilirea cu precizie a poziţiei fisurilor, deoarece fisurile în beton sunt, în cele mai multe cazuri, invizibile cu ochiul liber, cu ajutorul substanţelor penetrante sau al ultrasunetelor;

- îndepărtarea tencuielii de pe faţa elementului pe zona de examinat;- curăţarea cu perie de sârmă a suprafeţei decopertate;- trasarea cu vopsea a unei linii subţiri normale pe traseul fisurii;- măsurarea deschiderii fisurii pe direcţia liniei trasate cu vopsea, folosind fisurometrul sau lupa micrometrică (fig. 33);- repetarea periodică a măsurătorilor şi înregistrarea rezultatelor.La măsurări s-au folosit mijloace tradiţionale de măsură: ruletă şi şubler.

g) Metoda microscopiei optice și electronice.Aparate de analiză structurală şi microstructuralăMicroscopul optic - OLYMPUS - analiza structurală Microscopul optic, adesea cu referire la "light microscope", utilizează lumina şi un sistem de lentile pentru a mări imaginile probelor. S-au realizat macrostructuri şi microstructuri la microscopul optic cu mărire 100, 500, 1000, pentru a pune în evidenţă diferenţele dintre probele

martor şi probele obţinute ..Microscopul - NEOPHOT - analiza structurală S-au realizat microstructuri la mărire 500, 1000 cu microscopul optic NEOPHOT 21 (fig. 36), pentru a vizualiza, măsura şi compara straturile din probele martor

şi ale probelor din beton de ciment cu polimer, dispers armate cu fibre.Microscopul electronic prin transmisie - TEM - analiza structurală TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPE (TEM) este un tip de microscop electronic (fig. 38) în care imaginea, de la o probă foarte subţire, se

formează în rezultatul interacţiunii fascicolului de electroni cu substanţa probei fiind ulterior mărită de lentilele magnetice şi înregistrată pe un ecran fluorescent. Imaginile fasciculului de contrast (de difracţie) sunt utilizate pentru analiza probei (fig. 39).

- Domeniu de utilizare: probe sub forma de filme sau secţiuni ultrasubţiri, obţinute din soluţii diluate sau prin ultramicrotomie;- Putere de rezoluţie: 20 Ǻ;- Mărire: 200 000 X.Microscopul electronic de baleaj - SEM - analiza structurală SCANNING ELECTRON MICROSCOPE (SEM) este un tip de microscop electronic (fig. 41) care creează imagini diferite prin focalizarea unui flux de

electroni de energie înaltă pe suprafaţa unei probe şi detectând semnale din interacţiunea electronilor incidenţi cu suprafaţa probei. Tipul de semnale este captat de SEM variază şi poate include electroni secundari, caracteristic razelor X şi BSE - back scattered electrons. Datorită modului în care este creată imaginea, SEM produce un câmp de mare adâncime, caracteristic tridimensional, necesar vizualizării clare a structurii suprafeţei probei.

50. Transportul și depozitarea agregatelor pentru betoane. Impurități în agregat.

IMPURITAŢI ÎN AGREGAT

Sunt trei categorii de materiale dăunătoare care pot fi întâlnite în agregat:

- 1. Impurităţi, care perturbă reacţiile de hidratare a cimentului.

- 2. Depuneri pe granule, care reduc aderenţele agregat-pastă de ciment.

- 3. Particule fără rezistenţe sau instabile ca volum.

Impurităţi organice. Materia organică din masa agregatului apare 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 şi mâlul. Argila apare în agregat sub formă de învelişuri ale granulelor, având efecte nocive de rupere a aderenţei între agregat şi pasta de ciment şi deci modificând în sens negativ rezistenţele şi durabilitatea betonului….Mâlul este constituit din particule fine (până la 0,02 mm), prin alterări naturale. Poate forma pelicule peste granulele agregatelor sau poate acţiona în particule liber.

Praful de concasare. Rezultă din procesul de sfărmare a rocilor la dimensiunile stabilite prin concasare. Acţionează ca şi mâlul, prin pelicule peste granulele de agregat sau în suspensie de particule.Prin fineţe, perturbă cantitatea de apă în amestec, având suprafeţe specifice totale ce nu pot fi neglijate.

Page 42: raspuns beton.docx

42: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.

Cele mai des întâlnite particule cu caracteristicile de mai sus sunt: marno-argilele, bulgării de argilă, lemn şi cărbune. Ele favorizează coroziunea şi oxidarea şi influenţează negativ rezistenţele betonului prin dilatare.

Mica acţionează defavorabil asupra reacţiilor de hidratare a cimentului şi influenţează cantitatea de apă din compoziţie şi deci rezistenţa betonului.

TRANSPORTUL SI DEPOZITAREA AGREGATELOR PENTRU BETOANE

La transportul si depozitarea agregatelor nu sunt necesare masuri speciale, acest material nefiind sensibil la factorii atmosferici. Se vor asigura totusi cateva conditii lagate de impiedicarea introducerii unor impuritati in masa agregatului, amestecarea sorturilor si segregarea agregatelor la descarcare.

Transportul agregatelor la distante mari se realizeaza cu mijloace specifice auto sao CF, basculante. Pentru distante scurte se folosesc benzi transportoare, elevatoare cu cupe, incarcatoare, tomberoane, roabe.

Depozitarea agregatelor se organizeaza in functie de capacitatea si necesitatea de utilizare a acestui depozit. Astfel, cele mai simple depozite constau in amenajarea unor platforme din balast cilindrat, pe care se pozitioneaza gramezile de agregate pe sorturi.

Depozitele sectoriale au platforme din beton sau din balast cilindrat si se folosesc la statiile de betoane demontabile. La statiile de betoane mari si la fabricile de prefabricate se organizeaza depozite cu estacada, complet mecanizate. In unele cazuri, agregatele pot fi depozitate si in buncare specifice.

51. Dozarea materialelor la prepararea betoanelor. Metode de dozare.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.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.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 : Ciment Apă ± 3% ;Agregate si Adaosuri utilizate în cantitate > 5% din masa cimentului ± 3%;Aditivi şi adaosuri utilizate în cantitate ≤ 5% din masa cimentului ±5%...

52. Principiile si clasificarea procedeelor de tratare termica la presiune normala. Tratarea termică a betonului la presiune normală constă în realizarea, fără depăşirea temperaturii de 100 C, a unui mediu termoumed în care fenomenele

fizico-chimice de hidratare a cimentului şi de hidroliză sunt mult accelerate.Tehnologic, în procedeele de tratare termică a betonului la presiunea normală, mediul termoumed se realizează pe trei căi principale:

- prin aburire, adică prin introducerea aburului de joasă presiune într-un spaţiu închis în care se găsesc elementele de beton şi în care se amestecă în mod natural cu aerul, rezultând un amestec de abur-aer;

- prin cofrare sau tipare încălzitoare, caz în care temperatura betonului se ridică cu ajutorul unui agent încălzitor (abur, aer cald, apă sau ulei fierbinte, rezistenţe electrice etc.), introdus în peretele cofrajului sau tiparului, prin care căldura este transmisă direct la beton; umiditatea necesară se asigură prin evaporarea unei părţi din apa de amestec, dar fără pierderea ei în afară, întrucât elementul este închis complet în tipar, în cofraj, sau într-un spaţiu cât mai apropiat de volumul piesei;

- prin utilizarea rezistivităţii betonului sau armăturii, la trecerea curentului electric, degajându-se astfel cantitatea de căldură necesară pentru ridicarea temperaturii; umiditatea se asigură, în acest caz, ca şi în procedeele de tratare termică în tipare sau cofraje încălzitoare.

Efectele tratării termice a betonului la presiune normala

Crearea mediului termoumed are drept urmare accelerarea reacţiunilor chimice dintre ciment şi apă, efect cu atât mai pronunţat, cu cât temperatura este mai ridicată, dar diferenţiat în funcţie de tipul cimentului.La temperaturi mai ridicate viteza de întărire ajunge să fie, în comparaţie cu cea la temperatură normală, până la:

- de 6 ori mai mare la +80C;

- de 10 ori mai mare la +100C.

Caracteristicile betonului întărit, supus în prealabil unui tratament termic, nu sunt însă similare cu cele ale betonului întărit la temperatura normală decât dacă, la tratarea termică, nu se depăşesc valorile limită, specifice diferitelor tipuri de ciment.Dacă temperatura de tratare termică a betonului depăşeşte valorile limită, rezistenţa betonului tratat termic rămâne, în final, cu 1 0 . . . 35 % inferioară valorilor pe care ar fi putut să le atingă dacă nu ar fi fost supus tratării şi s-ar fi întărit în regim normal (la 28 zile).

Page 43: raspuns beton.docx

43:Principalii factori care influenţează procesul de tratare termica

Analiza fenomenelor chimice şi fizice ce se produc în masa betonului în timpul tratării lui termice au evidenţiat o serie de parametri prin controlul cărora este posibilă dirijarea procesului în vederea valorificării cât mai complete a efectelor favorabile (mărirea vitezei de întărire), concomitent cu limitarea sau chiar anularea efectelor defavorabile.

Aceşti parametri se concretizează în următorii factori principali de influenţă:

- aptitudinea la tratarea termică a cimentului utilizat (compoziţie mineralogică, fineţe de măcinare);

- compoziţia betonului (dozaj de ciment, raport A/C, adaosuri);

- proporţia şi modul de acoperire a suprafeţei betonului;

- regimul de tratare termică.

53. Regimul de tratare termică. Stabilirea ciclului de tratare termică.Regimul de tratare termică

Regimul de tratare termică al unui beton se defineşte prin ansamblul de condiţii prin care se creează mediul termoumed necesar accelerării întăririi betonului şi anume:

- temperatura de tratare izotermă (t);

- durata de tratare izotermă (t);

- viteza de ridicare a temperaturii (r);

- viteza de coborâre a temperaturii (c);

- vârsta betonului la începerea încălzirii.

Toate aceste condiţii se concretizează în ciclul de tratare termică compus, în general, din cele patru perioade caracteristice evidenţiate anterior, cărora le corespund şi regimuri de temperatură specifice:

- perioada de aşteptare (menţinere) (a), interval de timp în care betonul are temperatura relativ constantă şi egală cu temperatura de la terminarea punerii în operă (b); este avantajoasă pentru caracteristicile mecanice ale betonului întărit, cu condiţia ca temperatura să nu fie prea ridicată (b = 5-15C);

- perioada de ridicare a temperaturii (t) în care aceasta creşte de la valoarea (b) la valoarea de tratare izotermă (t) cu o viteză r (C/h);

- perioada de tratare izotermă (t), în care temperatura betonului rămâne relativ constantă, fără să depăşească o valoare limită (t) care caracterizează regimul de tratare termică;

- perioada de coborâre a temperaturii (c) în care aceasta scade de la valoarea (t) la (c) cu o viteză de (c); perioada de coborâre se poate prelungi în timpul iernii dacă se urmăreşte scăderea temperaturii betonului până la cea a aerului exterior şi nu numai până la temperatura corespunzătoare terminării punerii în operă a betonului.

Regimurile de tratare termică la presiune normală se pot clasifica în funcţie de mărimea temperaturii de tratare izotermă (t) şi a vitezelor de ridicare (r), respectiv de coborâre a ei (c), în:

- regimuri uşoare, la care:

t < θb

';

r = c 15 … 20 C/h; unde θb

', reprezintă valorile limită de ridicare a temperaturii pentru regimurile uşoare.

- regimuri dure, la care: t < θb

' 85 C; r = c 40 C/h;

- regimuri foarte dure, la care: 85 C < t θb

' 95 C; c 40 C/h;

În cazul regimurilor foarte dure viteza de ridicare a temperaturii nu este limitată, ea putând atinge valori de 60-90C într-un interval de timp de 20 min. (180 ... 270C/h).

Stabilirea ciclului de tratare termică

Forme de exprimare a ciclului de tratare termică

Regimul de tratare termică se concretizează în ciclul de tratare termică (CTt) la temperatura (t) care se poate exprima grafic, sub forma unei diagrame de variaţie a temperaturii, sau analitic, prin relaţia:

CTt = a + r + t + c [ore],unde =a, r, t, c au semnificaţiile cunoscute.

În funcţie de clasificarea regimurilor de tratare termică, expresia ciclului de tratare termică capătă forme particulare şi anume:

- pentru regimuri uşoare (fig. 1):

Page 44: raspuns beton.docx

44:

Fig. 1. Ciclul de tratare termică pentru regimuri uşoare.

CTt = (a) + r + t + c unde a poate avea şi valoarea a = 0;

- pentru regimuri dure (fig. 2):

Fig. 2. Ciclul de tratare termică pentru regimuri dure.

CTt = a + r + t + c

- pentru regimuri foarte dure (fig. 3):

CTt = a + rt + c unde rt este perioada care înglobează atât faza de ridicare (bruscă) a temperaturii, cât şi cea de tratare izotermă.

Fig. 3. Ciclul de tratare termică pentru regimuri foarte dure.

Stabilirea ciclului de tratare termică comportă două etape şi anume:

Page 45: raspuns beton.docx

45:- stabilirea preliminară a ciclului;

- aplicarea experimentală a ciclului preliminar şi definitivarea lui pe baza rezultatelor obţinute.

54. Procedee de accelerare a întăririi betonului la prefabricarea elementelor de construcții în diferite tipuri de camere și tipare.Problemele de fond ale accelerării întăririi betonului, expuse anterior se aplică integral în cazul prefabricării elementelor de construcţie.Modul de realizare

a condiţiilor tehnice, evidenţiate cu această ocazie, generează însă o sumă de procedee, adaptate tehnologiilor de bază utilizate pentru prefabricare şi variabile în ceea ce priveşte complexitatea şi eficienţa, atât tehnică (calitativă), cât şi economică.În funcţie de felul în care se produce interacţiunea între mediul de tratare termică şi betonul din elementele prefabricate rezultă următoarea clasificare:

Procedee de tratare termică în camere de aburire la presiune normală sau instalaţii similare:

- cu acţiune periodică:

- sub prelate, pe stand, cu amestec de abur-aer;

- în cuve sau în camere supraterane, cu amestec de abur-aer sau cu abur saturat;

- în bazine cu apă caldă etc.

- cu acţiune continuă:

- în tunele orizontale cu amestec abur-aer, abur saturat etc.;

- în turnuri verticale cu abur saturat.

Procedee de tratare termică în tipare încălzitoare închise;

- pe funduri metalice încălzitoare sau platforme fixe încălzitoare;

- în tipare încălzitoare, orizontale şi verticale.

În ambele cazuri se folosesc agenţi încălzitori foarte diverşi: abur, aer cald, apă supraîncălzită, ulei fierbinte, rezistenţe electrice etc.

Procedee de tratare termică în masa elementului din beton armat:

- prin încălzirea electrică a betonului;

- prin încălzirea electrică a armăturilor.

Procedeele de accelerare a întăririi betonului sunt corelate cu tehnologia de bază adoptată pentru executarea prefabricatelor şi implicit cu forma şi dimensiunile elementelor de construcţie ce urmează a fi tratate termic.

55. Tratarea termică a betonului și aburirea în cuve de suprafață sau în cuve de adâncime.Aburirea în cuve sau camere supraterane. Se aplică produselor de mare serie realizate prin tehnologia în lanţ de agregate, ale căror gabarite se înscriu în

dimensiunile cuvelor sau camerelor. Temperatura de tratare termică nu depăşeşte 80-90C. Agentul încălzitor este aburul saturat la 100C care se amestecă într-o proporţie variabilă cu aer.

Cuvele sunt îngropate parţial sau total sub pardoseala halei, pereţii (1 ) şi radierul (2 ) fiind alcătuiţi din beton greu. Cuva se acoperă cu un capac (3 ) termo- şi hidroizolant şi etanşat pe contur printr-un canal cu apă (4 ) în care pătrunde rama capacului, alcătuită dintr-un cornier.

Camerele supraterane au pereţii dintr-un material termoizolant, spre exemplu beton cu granulit de 25 cm grosime sau izolaţi cu saltele de vată minerală pe care se aplică pentru impermeabilizare tencuieli speciale din trei straturi de mortar cu ciment şi în final o peliculă de latex sau de acrivit. Camerele sunt de asemenea acoperite cu capace izolate termic şi impermeabile la abur şi etanşate pe contur.

56. Procese ce au loc în tuneluri de tratare termică a betonului prin încălzire.Aburirea are loc în tunele de 70 - 130 m lungime în care sunt introduse elementele prefabricate aşezate pe vagonete sau cărucioare ce se deplasează ritmic,

pe un conveier. Lungimea tunelului depinde de durata ciclului de tratare termică şi de viteza de deplasare a conveierului, iar secţiunea sa de gabaritul conveierului încărcat cu elementele prefabricate.

Din punct de vedere funcţional un tunel se împarte în patru zone corespunzând celor patru perioade caracteristice ale ciclului de tratare termică:

- zona de aşteptare;

- zona de ridicare a temperaturii;

- zona de tratare izotermă;

- zona de coborâre a temperaturii.

Zona de aşteptare nu trebuie introdusă decât parţial în tunel şi anume, pe lungimea necesară recuperării mediului încălzitor care are tendinţa să scape din zona de ridicare a temperaturii, către intrarea în tunel. De asemenea se poate introduce în tunel, doar parţial, şi zona rezervată coborârii temperaturii, spre exemplu, până la nivelul prevăzut pentru decofrare, urmând ca în continuare elementele să se răcească în aer liber (fig. 9 şi fig. 10).

Page 46: raspuns beton.docx

46:

Fig. 9. Cameră de aburire orizontală cu acţiune continuă, pe un singur palier:

1 – conveier; 2 – tunel de tratare termică.

Fig. 10. Cameră de aburire orizontală cu acţiune continuă:

1 – elevator de coborâre; 2 – vagonetă cu piesa prefabricată; 3 – maşină de finisare; 4 – maşină de turnat mortar; 5 – maşină de turnat beton; 6 – elevator de ridicare; 7 – conducte cu agent termic.

Încălzirea tunelului se face în general în zonele de mijloc folosind:

- registre de ţevi netede sau cu aripioare, montate pe pereţi, în care circulă un mediu încălzitor (aerul din tunel nu circulă);

- radianţi cu raze infraroşii, de asemenea fără circulaţia aerului din tunel;

- abur saturat, debitat în zona centrală şi recuperat la capetele tunelului;

- aeroterme cu aer cald, amestecat eventual cu abur pentru asigurarea umidităţii mediului etc.

La limitele de separaţie se montează perdele elastice, pe unul sau mai multe rânduri, care permit trecerea conveierului, dar op resc parţial mediul încălzitor (aer cald, abur+aer etc.) care se evacuează totuşi, dar frânat, spre zonele de capăt. În cazul folosirii de aeroterme se înlocuiesc perdelele flexibile prin perdele de aer cald al căror debit este corelat cu cantitatea de căldură necesară în zonele de mijloc. Mediul încălzitor, care circulă de la mijloc către capetele tunelului, este recuperat pentru a fi reîncălzit şi reintrodus în circuit.

57. Procesele și avantajele accelerării întăririi betonului prin folosirea betonului cald la formare.Metoda conservării căldurii, sau metoda termos, constă în reducerea pierderilor de căldură prin izolarea termică a elementului după turnare, astfel că

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

Conservarea căldurii betonului se poate face prin protejarea elementului cu panouri termoizolatoare , sau utilizând cofraje cu pereţi dublii. Spaţiul dintre pereţi dacă este bine etanşeizat poată rămâne gol, izolarea termică constituind-o aerul dintre pereţi, sau se poate umple cu un material termoizolator….Temperaturile scăzute determină o încetinire a interacţiei cu apa a cimentului. Încetinirea proceselor de hidratare-hidroliză are consecinţe nefavorabile asupra vitezei de întărire a betonului, reducând-o sensibil. Aceasta reduce ritmul de execuţie a lucrărilor şi imobilizează pe o durată mai mare de timp cofrajele, micşorând rulajul lor; efectele negative sunt de ordin economic….Rezistenţa finală a betoanelor întărite la temperaturi scăzute, dar pozitive, este superioară celor păstrate la temperaturi mai ridicate. Explicaţia constă în superioritatea calităţii structurii liantului întărit. La temperaturi scăzute, se dezvoltă structuri cu grad de dispersie mai mare şi mai omogene, cu mai puţine defecte, porozitatea mai redusă şi suprafaţa specifică a produşilor de hidratare mai ridicată.

58. Masuri tehnice de securitate pentru procedeele de tratament termic al betonului.Evaluarea şi cunoaşterea exactă a riscurilor la fiecare loc de muncă sunt principalele obiective al activităţii de prevenire a accidentelor şi bolilor

profesionale.

Conform prevederilor legislaţiei din domeniul securităţii şi sănătăţii în muncă, toţi angajatorii trebuie să evalueze riscurile în mod periodic.

Riscul la locul de muncă poate fi evaluat în 5 etape simple, după cum se prezintă în continuare:

1. Colectarea informaţiilor (documentaţia tehnică, proiecte, manuale, ghiduri etc.);

2. Identificarea pericolelor;

3. Evaluarea riscurilor generate de pericole (estimarea probabilităţii şi gravităţii consecinţelor şi decizia încadrării riscului ca fiind admisibil);

4. Planificarea acţiunilor de eliminare sau reducere a riscurilor Analiza evaluării;

5. Elaborarea documentaţiei de evaluare a riscurilor (instrucţiuni generale, instrucţiuni speciale, măsuri preventive etc.).

Page 47: raspuns beton.docx

47:Pentru identificarea pericolelor la locul de muncă se întocmeşte o listă în care se trec toţi factorii periculoşi legaţi de activitatea muncitorilor în procesul

de producţie. De exemplu:

1. Suprafeţe denivelate sau alunecoase (care pot cauza alunecări, împiedicări,căderi etc.);

2. Autovehicule şi maşini în mişcare;

3. Organe de maşini ale utilajelor în mişcare;

4. Obiecte şi piese cu suprafeţe periculoase (ascuţite, rugoase etc.);

5. Suprafeţe, incinte, materiale fierbinţi;

6. Locuri de muncă la înălţime şi puncte de urcare (care pot cauza căderi de la înălţime);

7. Scule manuale;

8. Instalaţii şi echipamente electrice;

9. Pericol de incendiu;

10. Pericol de explozie;

11. Substanţe chimice (inclusiv pulberi şi praf) în aer;

12. Zgomot;

13. Vibraţia mână – braţ;

14. Vibraţia întregului corp;

15. Iluminat insuficient;

16. Temperatură ridicată sau scăzută;

17. Ridicarea şi transportul de greutăţi;

18. Activităţi care implică poziţii defectuoase;

19. Ventilare inadecvată a locurilor de muncă;