2. 4. Mortare / Betoane

2.4.1. Mortare

Definiţii şi clasificări: Mortarele sunt amestecuri bine omogenizate de liant, nisip şi apă, care se întăresc fie prin pierderea apei, fie hidraulic, în funcţie de natura liantului întrebuinţat. Ele servesc la legarea între ele a pietrelor de construcţie pentru a forma piese de construcţie (de exemplu ziduri), sau la protejarea şi înfrumuseţarea pieselor de construcţie. În primul caz se numesc mortare de zidărie, iar în al doilea mortare de tencuială.

Într-un mortar, partea activă este liantul, iar partea practic inertă este nisipul. Prin nisip se înţelege materialul granular de cel mult 7 mm mărime de granulă.

Clasificarea mortarelor în funcţie de greutatea specifică aparentă:Mortare grele………………………………………………………………………peste1800kg/mcMortare de greutate mijlocie…………………………………………………..1500 – 1800 kg/mcMortare uşoare………………………………………………………………….1000 – 1500 kg/mc

Mortare foarte uşoare……………………………………………………………...sub 1000 kg/mc

În acest capitol vor fi tratate numai mortarele grele (min. 1800 kg/mc). Mortarele grele se pot clasifica după felul liantului şi, la acelaşi tip de liant, după raportul dintre cantitatea de liant şi cantitatea de nisip din amestec, adică după dozajul mortarului în liant.Din punct de vedere al naturii liantului, se folosesc următoarele feluri de mortare:a. Mortare de argilă, folosite numai la zidăria aeriană slab solicitată şi alcătuită din pietre poroase (de

exemplu din cărămizi obişnuite). b. Mortare de var simplu, având acelaşi domeniu de utilizare ca şi mortarele de argilă. Pentru calcul,

marca acestui mortar se consideră cel puţin 4kgf/cm2.c. Mortare de var – ciment, în care liantul este format dintr-un amestec de var şi ciment, varul fiind în

majoritate. Aceste mortare se folosesc la zidăriile solicitate mai puternic sau alcătuite din pietre mai compacte sau aflate sub nivelul terenului, adică zidăria de fundaţie. În acest din urmă caz, în loc de a adăuga la var ciment, se pot folosi adaosurile hidraulice sau zgura metalurgică măcinată.

d. Mortare de ciment cu adaos de argilă sau de var, în amestec predominând cimentul. Adaosul de var sau de argilă are rolul de a îmbunătăţi plasticitatea mortarului, deoarece mortarul de ciment are o plasticitate mai mică decât acela de var gras. Aceste mortare au acelaşi domeniu de utilizare ca şi mortarele de var – ciment dar pentru piesele de construcţie supuse la solicitări mai importante, deci la zidării care vor prelua sarcini mai mari, sau se găsesc în terenuri de fundaţii mai umede. În acelaşi scop se pot folosi şi varurile hidraulice.

e. Mortarele de ciment curat, întrebuinţate la zidăria de piatră compactă sau la zidăria aflată sub nivelul apei. Pentru aceste mortare se ia în calcul o rezistenţă minimă de 100 kgf/cm2. Se observă ca mortarul de var gras şi mortarul de ciment curat reprezintă extremele în privinţa mărcii mortarelor de zidărie, mortarele de la punctele c, d ocupând poziţii intermediare; atunci se deduce imediat că ele vor avea mărci cuprinse între 4 şi 100 kgf/cm2.

Toate mortarele arătate până acum au dozajul de 1 volum liant la 3 volume nisip, în stare uscată şi afânată. Se obişnuieşte ca la mortare, dozajul să se noteze prin raportul dintre volumele de liant şi nisip, aşa că în cazurile dinainte, dozajul se scrie 1:3, prima cifră reprezentând totdeauna volumul de liant.

Mortarele cu dozajul cuprins între 1:3 şi 1:5 se numesc mijlocii. Afară de acestea se pot face şi mortare grase, cu dozajul cuprins între 1:1 şi 1:2, precum şi mortare slabe, cu dozajul între 1:5 şi 1:7.

Condiţii de calitate pentru componenţii mortaruluiPentru lianţi, condiţiile au fost arătate în subcapitolele anterioare. În acest paragraf se vor arăta condiţiile de calitate pentru apa de amestecare şi pentru nisip.Ca apă de amestecare se poate folosi apa potabilă sau nepotabilă (de lac sau de râu). Se pot folosi şi apele mineralizate (ape minerale şi apa Mării Negre), cu condiţia să fie neutre faţă de turnesol şi să nu conţină mai mult de 2% săruri. Un conţinut mai mare în săruri poate provoca formarea eflorescenţelor, iar dacă piesa de construcţie se găseşte la umezeală permanentă, se favorizează ruginirea pieselor de metal sau a armăturilor cu care vine în contact mortarul. În cazul prezenţei pieselor metalice în contact cu mortarul, nu trebuie să se întrebuinţeze apele mineralizate ca apă de amestecare. La mortarele care conţin şi ciment, apa de amestecare nu trebuie să fie impurificată cu substanţe organice şi mai ales cu

scurgeri de la fabricile de zahăr, glucoză sau celuloză, deoarece conţin substanţe care pot împiedica priza şi întărirea cimentului chiar când se găsesc în cantităţi foarte mici (0,05% reportat la ciment).Nisipul formează majoritatea mortarelor şi influenţează proprietăţile lor tehnice prin calitatea şi prin cantitatea sa. Mai înainte s-a arătat că se consideră nisip fracţiunea de agregate cu granule de cel mult 7 mm mărime. Şi fracţiunile de agregate mai mici decât 7 mm se consideră tot nisipuri. Pentru denumirea lor este mai raţional să se renunţe la nume proprii lipsite de precizie (nisip fin, mijlociu, mare sau mărgăritar) şi să se definească nisipurile şi agregatele, în general, prin limitele între care sunt cuprinse granulele lor. Pentru mortare se întrebuinţează nisipuri 0/1, 0/3 şi 0/7 mm.Din punct de vedere al naturii mineralogice, cele mai des întrebuinţate sunt nisipurile silicioase provenite din exploatarea zăcămintelor naturale de roci necimentate sau obţinute prin concasarea rocilor. Nisipul de concasare poate avea granule lamelare sau aşchioase, pe când nisipul de carieră are granule cu o formă mai plină dând mortare care se îndeasă mai uşor şi un produs întărit mai compact. De aceea nisipul de concasare nu se va folosi până ce nu va fi examinat într-un laborator de încercări, în comparaţie cu un nisip de carieră cu granule de formă mai plină. Un nisip de concasare cu granule de formă defectuoasă poate fi îmbunătăţit prin amestecare cu nisip de carieră de calitate bună.La un nisip interesează în primul rând puritatea sa. Dacă un nisip conţine impurităţi ce nu pot fi îndepărtate uşor printr-o spălare şi-l fac impropriu pentru întrebuinţare, nu mai este necesar să se cerceteze celelalte caracteristici fizice şi se exclude de la întrebuinţare, îndepărtându-l de pe şantier. Impurităţile care peste anumite limite fac nisipul de nefolosit sunt: argila, substanţele humice, cărbunii, sărurile solubile, pirita şi mica.O parte din aceste impurităţi pot fi îndepărtate prin procedee mecanice, de exemplu, argila şi humusul pot fi îndepărtate prin spălare cu apă. Nu întotdeauna această spălare reuşeşte, mai ales în cazul prezenţei humusului. De aceea, materialul spălat trebuie din nou controlat. Spălarea se poate face în instalaţii simple, care se pot improviza pe şantier, sau cu instalaţii mecanizate, în exploatările moderne de cariere.Numai după ce s-a dovedit că nisipul nu conţine impurităţile arătate mai înainte, sau că aceste impurităţi pot fi îndepărtate uşor prin spălare, se trece mai departe la determinarea granulozităţii, a greutăţii specifice în grămadă şi a înfoierii nisipului sub acţiunea umidităţii. Toate aceste determinări se fac cu nisipul uscat. De aceea, la început se determină conţinutul în umiditate a nisipului şi dacă aceasta există, se usucă o cantitate mai mare de nisip, cu care se fac toate încercările arătate.

Determinarea granulozităţii se face folosind sita de 020 şi ciururile cu ochiuri rotunde de 1, 3, şi 7 mm diametru la 1 kg de nisip uscat. Rezultatele obţinute se reprezintă grafic prin curba de granulozitate, raportată la două axe rectangulare de coordonate, în abscisă luându-se diametrul ochiului de ciur, în milimetri, iar în ordonată cantitatea procentuală de material ce trece prin fiecare ciur (mărimea ochiului sitei 020 se ia pe abscisă chiar în origine). De obicei, la laboratoarele mari se găsesc reprezentări grafice gata imprimate, având trasate trei curbe limită A, B şi C. Aceste curbe împart câmpul graficului în patru zone, iar nisipurile au caracteristici tehnice diferite, în funcţie de zona în care se înscrie curba lor de granulozitate.

Dacă la un nisip curba de granulozitate se înscrie sub curba limită A, nisipul este sărac în fracţiuni fine, aşa că golurile dintre granulele mari nu sunt bine umplute cu granule mai mici şi nisipul are un volum de goluri prea mare. La un dozaj obişnuit în liant, acest tip dă mortare puţin lucrabile şi cu rezistenţe mecanice reduse. Acest neajuns s-ar putea înlătura mărind dozajul de liant, dar acest proces nu este avantajos nici din punct de vedere economic şi nici din punct de vedere tehnic, fiindcă provoacă mărirea contracţiei la uscare şi deci accentuarea tendinţei de fisurare şi crăpare.Dacă nisipul are curba de granulozitate între curbele limită A şi B, granulele mici umplu bine golurile dintre granulele mai mari. Mortarele făcute cu acest nisip cer un dozaj redus de liant spre a da un tot compact şi cu rezistenţe mecanice mari. De aceea, zona cuprinsă între curbele limită A şi B se numeşte zona nisipurilor bune. Dacă nisipul are curba de granulozitate cuprinsă între curbele limită B şi C, înseamnă că este bogat în părţi fine. Pentru a da mortare rezistente, el cere o cantitate mare de ciment spre a realiza o acoperire cu pastă a suprafeţei tuturor granulelor. Dacă se impune o limită pentru dozaj, atunci este nevoie de mută apă de amestecare spre a obţine un mortar lucrabil, ceea ce conduce la produse întărite cu rezistenţe mecanice reduse. De aceea, asemenea tipuri de nisipuri nu se pot folosi pentru lucrări secundare sau de rezistenţă mică. Zona cuprinsă între curbele B şi C se numeşte zona nisipurilor utilizabile.Dacă nisipul are curba de granulozitate deasupra curbei limită C, conţinutul său în granule fine este atât de ridicat, încât granulele mari nu se mai pot rezema una de alta, ci plutesc în masa de părţi fine. Din

această cauză, toate defectele arătate în aliniatul precedent vor fi şi mai accentuate, iar un astfel de nisip nu poate fi întrebuinţat.O influenţă deosebită asupra greutăţii specifice în grămadă a nisipului o exercită umiditatea. Dacă se pleacă de la un nisip uscat, ale cărui granule sunt în contact direct când materialul este în grămadă, şi se umezeşte treptat, cu cantităţi mici de apă (din procent în procent), se observă că greutatea sa specifică în stare afânată începe să scadă accentuat şi pentru un anumit conţinut în apă, atinge o valoare minimă. Dacă se depăşeşte acest conţinut, greutatea specifică în grămadă în stare afânată începe din nou să crească, însă mult mai încet decât scăderea provocată de introducerea primelor cantităţi de apă în nisipul uscat.

Dacă se reprezintă grafic variaţia greutăţii specifice în grămadă în stare afânată a unui nisip în funcţie de conţinutul său în umiditate, se obţine curba din figură (în ordonată s-a luat greutatea specifică în stare afânată a nisipului, iar în abscisă, conţinutul său procentual, în umiditate).

Conţinutul în apă care produce minimul de greutate unitară este cu atât mai mare, cu cât nisipul este mai bogat în părţi fine. Explicaţia acestui fenomen este următoarea: când nisipul este uscat, granulele se

reazemă direct unele pe altele: la apariţia umidităţii în cantităţi mici, apa formează pelicule foarte subţiri şi aderente pe suprafaţa granulelor, fenomenul producându-se mai intens la nisipurile silicioase, deoarece bioxidul de siliciu are afinitate pentru apă. Din cauza acestor pelicule, granulele se lipesc între ele, formând un fel de schelet, care împiedică tasarea nisipului, atunci când el este turnat într-un recipient. De aceea greutatea specifică în grămadă se reduce.Când umiditatea continuă să crească, peliculele se îngroaşă şi la un moment dat adeziunea stratului periferic de apă începe să scadă, fiind prea îndepărtat de suprafaţa silicioasă a granulelor. Apa nu mai este legată rigid de granulă şi funcţionează ca lubrifiant, permiţând granulelor să alunece una pe lângă alta, să se îndese mai bine şi astfel să se mărească greutatea specifică a nisipului. Mărirea umidităţii nu mai aduce nisipul la greutatea specifică în grămadă în stare uscată, nici chiar atunci când se face o compactare energică a materialului, fiindcă peliculele de apă rămân aderente de granulele de nisip.Determinarea înfoierii nisipului sub acţiunea umidităţii are o deosebită importanţă economică şi tehnică din următoarele motive: pentru şantiere, prescrierea dozajelor mortarelor şi betoanelor se face în volume, însă acestea au fost socotite la materialul în stare uscată. Nisipul sosit de la carieră este însă umed, deci înfoiat şi atunci, dacă tehnicianul de pe şantier nu va ţine seama de cele prescrise, va băga în amestec pentru aceeaşi cantitate de liant mai puţin nisip decât s-a prescris, deci va face mortare şi betoane mai grase. Se face astfel o greşeală atât din punct de vedere economic cât şi tehnic . Din punct de vedere economic se face o risipă de liant (care este partea scumpă a mortarelor şi betoanelor) alcătuind mortare mai grase decât cele prescrise; mortarele mai grase dau contracţii mai mari la uscare, deci vor avea o tendinţă de crăpare mult mai mare decât cele normale, aşa că aceasta este şi o greşeală din punct de vedere tehnic.

De aceea este necesar ca pe şantiere să se determine înfoierea nisipului la diferite grade de umiditate, precum şi greutatea specifică în grămadă a nisipului cu umiditate naturală. Spre a obţine rezultate medii mai bune, determinarea greutăţii specifice în grămadă, în stare afânată, a nisipului cu umiditate naturală se face astfel: într-o cutie de scânduri bine încheiate de 50 l capacitate (dimensiuni interioare 35X35X40,8), se aruncă nisipul cu lopata până ce cutia se umple cu vârf; se rade excesul cu o şipcă şi se cântăreşte lada cu nisip; scăzând greutatea lăzii şi împărţind restul la 50 se află greutatea specifică în grămadă, în stare afânată, a nisipului cu umiditate naturală. Comparând rezultatul obţinut cu graficul înfoierii, se află conţinutul procentual al nisipului în umiditate. Se scade umiditatea din nisipul natural şi se află cantitatea corespunzătoare de nisip uscat în nisipul cu umiditate naturală.

Caracteristicile mortarelor şi metode de determinareCând se face un amestec de mortar, volumul mortarului rezultat nu este egal cu suma volumelor iniţiale ale componenţilor săi, ci este mai mic. Aceasta se datorează volumului de goluri din nisip, care trebuie să fie umplut cu pasta de liant. Reducerea procentuală de volum când se trece de la suma volumelor componenţilor unui mortar rezultat se numeşte tasare la amestecare. Cu cât curba de granulozitate a nisipului este mai depărtată de zona nisipurilor bune, cu atât tasarea la amestecare a mortarului este mai mare. Pentru mortarele cu dozaje cuprinse între 1:3 şi 1:6, tasarea la amestecare variază între 24 şi 30%. Pentru un acelaşi fel de nisip, tasarea la amestecare creşte când dozajul se reduce.La mortarul gata amestecat se determină: consistenţa, tendinţa de segregare şi greutatea specifică aparentă.

Consistenţa se determină cu ajutorul conului etalon, ca şi în cazul pastei de var gras.Tendinţa de segregare se manifestă prin aptitudinea mortarului de a separa apa de amestecare şi a

forma un strat moale la suprafaţă şi un strat mai vârtos la fundul recipientului cu mortar. Un mortar cu tendinţa de segregare accentuată îşi pierde repede plasticitatea când vine în contact cu cărămida şi este greu lucrabil.

Mortare pentru zidăria de cărămidăPentru mortarele obişnuite în zidăria de cărămidă se foloseşte ca liant varul gras şi nisipul 0/7 mm, în care fracţiunea de granule mai mari decât 3 mm nu trebuie să depăşescă 20% din greutatea nisipului. Zidăria de cărămidă cu mortar de var gras reprezintă un sistem eterogen din punct de vedere al proprietăţilor mecanice, deoarece cărămida

obişnuită are o rezistenţă la compresiune de 25-50 de ori mai mare decât rezistenţa mortarului din rosturi, iar deformaţia sa sub sarcină este neglijabilă comparativ cu aceea a mortarului.Dacă un stâlp de zidărie se comprimă axial cu o forţă ce creşte încet se observă că de la o anumită forţă, mortarul s-a deformat atât de mult, încât începe să iasă în mod vizibil din rosturi. Fiind aderent de cărămidă şi neputându-se deforma decât în sens orizontal, mortarul supune cărămida la un efort de întindere cu atât mai mare, cu cât deformarea sub sarcină a mortarului este mai accentuată. Deoarece rezistenţa la întindere a cărămizilor obişnuite este de cel puţin cinci ori mai mică decât rezistenţa lor la compresiune, prin deformarea laterală a mortarului cărămida este solicitată tocmai în sensul rezistenţei sale cele mai mici şi la un moment dat, cărămizile din stâlp se fisurează în prelungirea rosturilor verticale a-a (vezi figura). Acesta este primul semn de degradare a stâlpului de cărămidă şi în cazul mortarelor de var gras se produce cam la 30% din sarcina de rupere a stâlpului. Dacă mortarul se face treptat din ce în ce mai hidraulic şi mai rezistent, iar cărămida rămâne neschimbată, se constată că rezistenţa stâlpilor creşte odată cu marca mortarului, deformarea sub sarcină se reduce, iar prima fisură se produce la sarcini din ce în ce mai apropiate de sarcina de rupere, putându-se ajunge ca apariţia fisurilor verticale să se producă din 75% din sarcina de rupere.

Această îmbunătăţire a caracteristicilor tehnice ale stâlpilor din zidărie de cărămidă se produce accentuat pentru mortarele de marcă până la 70. Peste această marcă, influenţa calităţii mortarului este slabă, aşa încât nu este economic ca la zidăriile de cărămidă să se folosească mortare de marcă mai mare de 70.O deosebită atenţie trebuie să se acorde adeziunii mortarului de cărămidă. Lipsa acestei adeziuni creează fisuri de-a lungul feţelor cărămizii, prin care umiditatea poate străbate prin zid. De asemenea, stabilitatea zidului la solicitări în sens orizontal (explozii, cutremure) se reduce foarte mult. În cazul mortarelor de var gras, cea mai bună adeziune se obţine cu mortarele de dozaj 1:3 şi 1:4 (nisip uscat); mortarele mai grase se dezlipesc de cărămidă din cauza contracţiei lor mari la uscare. Înlocuirea parţială a varului cu ciment dă adeziuni mai bune decât în cazul varului gras numai de la 100 kg ciment la metru cub de mortar. Se mai constată că un var gras dă rosturi cu atât mai rezistente la solicitările în plan orizontal, cu cât varul a fost păstrat în prealabil mai mult timp în groapa de var.

TencuielileLiantul mortarelor pentru tencuieli variază după felul pietrei de construcţie şi după locul piesei de zidărie în construcţie (zidărie aeriană, subterană, sub nivelul apei). Felul de alcătuire a mortarului pentru tencuială variază după natura piesei de zidărie şi după aspectul exterior care trebuie să se dea tencuielii: a. Tencuială brută . Este tencuiala alcătuită dintr-un singur strat de mortar de circa 2 cm grosime. Tencuiala brută se aplică pe calcane sau în podurile caselor şi se netezeşte cu o drişcă mare numită mala sau mahala. Pentru mortarul tencuielii brute se foloseşte nisip 0/7 mm. b. Tencuială sclivisită : Este alcătuită din două straturi de mortar: un strat de bază de cel mult 2 cm grosime numit grund, din mortar cu nisip 0/3 mm şi un strat vizibil de cel mult 0,5 cm grosime, din mortar cu nisip 0/1 mm. Mortarul pentru stratul vizibil se numeşte tinci şi netezirea lui se face cu o drişcă mică. c. Tencuială decorativă colorată. Mortarul pentru aceste tencuieli se alcătuieşte din var gras stins în praf sau din ciment diluat cu praf de calcar, nisip alb şi pigmenţi minerali, a căror culoare trebuie să fie stabilă în mediul alcalin creat de var sau de ciment. În loc de pigmenţi se pot folosi agregate provenite din roci colorate sau deşeuri ceramice. d. Tencuială pe beton. Deoarece tencuiala nu aderă pe betonul neted, aşa cum iese din cofraj, suprafaţa betonului se stropeşte întâi cu o suspensie apoasă de ciment spre a o face rugoasă şi apoi se aplică tencuiala. Suspensia apoasă de ciment se numeşte spriţ. e. Tencuială pe rabiţ . Când tencuiala se aplică pe o piesă de construcţie executată din materiale diferite (de ex. stâlpi de lemn şi zidărie de cărămidă), atunci piesa de construcţie se acoperă cu o plasă de rabiţ, fixată pe materialul care are cele mai mici schimbări de volum la variaţia umidităţii

sau a temperaturii. Plasa de rabiţ se foloseşte şi atunci când se urmăreşte obţinerea unui tavan plan la un planşeu cu nervuri de beton armat. Tencuiala pe rabiţ se execută pe trei straturi: primul strat este alcătuit din mortar de ipsos, care prin mărirea de volum din timpul prizei se ancorează bine în ochiurile plasei de rabiţ. Acest prim strat cu faţa văzută rugoasă se numeşte şmir. Se aplică apoi grundul şi stratul vizibil. f. Tencuială pe şipci sau trestie. Pentru tavanele din asemenea materiale se foloseşte un mortar de ipsos cu un adaos de var. g. Tencuială impermeabilă . Această tencuială se foloseşte la piese de construcţie sub nivelul apei sau în fundaţii foarte umede. Se face din mortar de ciment cu dozaj suficient spre a da un produs întărit compact. Se mai pot folosi adaosuri hidrofobizante (săpunuri de calciu sau de aluminiu) bine dispersate în apa de amestecare sau tratări cu fluaţi după întărirea mortarului.

Defecte în tencuieliÎn tencuieli se pot produce defecte din cauza folosirii de materiale necorespunzătoare sau din cauza punerii lor neraţionale în lucrare. Astfel, folosirea unei paste de var cu granule de oxid de calciu supraars (var lăsat prea puţin în groapă, sau luat de la fundul gropii unde s-au depus părţile nestinse) produce în tencuieli defectul numit împuşcătură sau ciupitură. La început apare pe suprafaţa tencuielii o crăpătură semicirculară, apoi partea din interiorul semicercului se desprinde şi cade, lăsând o cavitate în fundul căreia se vede granula albă de hidroxid de calciu care a provocat împuşcătura. Folosirea unui nisip cu prea multă argilă, pirită sau cu săruri solubile produce pete şi eflorescenţe, iar argila favorizează distrugerea tencuielii prin acţiunea îngheţului repetat.Alte defecte sunt provocate de punerea neraţională în lucrare a tencuielii. În general, zidurile de cărămidă nu se tencuiesc imediat, fiindcă umiditatea încă neevaporată din mortarul din rosturi migrează la suprafaţa tencuielii şi produce pete, din cauza pulberilor din aer care aderă de părţile mai umede ale tencuielii. Tencuielile trebuie să fie apărate atât de scurgerile de apă din precipitaţii, cât şi de apa absorbită prin capilaritate din terenul înconjurător. De asemenea trebuie să evite feţele plane şi orizontale pe care poate staţiona apa din precipitaţii sau se pot depune pulberile din atmosferă.

Standarde de Stat:STAS 5582 – 57 Lucrări de zidărie şi tencuială. Mortare pe bază de pământuri argiloase.STAS 1030 – 55 Lucrări de zidărie şi tencuială. Mortare obişnuite pe bază de var, ciment sau ipsos.STAS 1667 – 62 Agregate naturale grele pentru mortare şi betoane obişnuite cu lianţi hidraulici. Condiţii generale

2.4.2. Betoane

Definiţie şi clasificăriBetoanele sunt amestecuri bine omogenizate de liant, nisip, pietriş sau piatră spartă şi apă, care după întărire dau un material cu aspectul conglomeratului. În betoane, partea activă este liantul, iar partea practic inertă este amestecul de nisip şi pietriş sau piatră spartă numit agregat. Betoanele sunt foarte variate în privinţa proprietăţilor tehnice, din cauza marii varietăţi a naturii componenţilor şi a raportului în care componenţii intră în amestecul de beton. Dintre clasificările betoanelor, cele mai importanta sunt acelea care se referă la caracteristicile lor tehnice, şi anume: greutatea specifică aparentă, rezistenţa mecanică, permeabilitatea şi gelivitatea.După greutatea specifică aparentă, exprimată în kg la m3 de beton, betoanele se clasifică astfel:

- betoane foarte grele cu greutatea specifică aparentă mai mare decât 2500 kg/m3. Aceste betoane se fac cu agregate metalice sau ne-metalice foarte grele (oxizi de fier, baritină) şi servesc pentru piese de construcţie supuse la eroziuni puternice şi pentru betoane contra radiaţiilor nucleare;

- betoane grele cu greutatea specifică aparentă cuprinsă între 2201 şi 2500 kg/m3. Acestea sunt betoanele obişnuite pentru piese de rezistenţă din beton simplu sau armat;

- betoane semigrele cu greutatea specifică aparentă cuprinsă între 1701 şi 2200 kg/m3. Acestea se folosesc ca betoane de umplutură şi la fabricarea blocurilor de zidărie de rezistenţă spre a înlocui cărămida obişnuită;

- betoane uşoare cu greutatea specifică aparentă între 1001 şi 1700 kg/m3. Acestea se folosesc la fabricarea blocurilor uşoare de zidărie , care pot lua în construcţii sarcini moderate şi au o capacitate de izolare termică mai bună decât cărămida;

- betoane foarte uşoare cu greutatea specifică aparentă mai mică decât 1000 kg/m3. Acestea nu iau sarcini în construcţii şi servesc numai ca materiale de izolare.

După rezistenţele mecanice, betoanele se clasifică în funcţie de rezistenţa la compresiune şi după rezistenţa la întindere din încovoiere. Rezistenţa la compresiune se determină pe epruvete cubice cu latura de 20 cm, după 28 de zile de întărire standard şi rezultatul obţinut constituie marca betonului , care se notează cu litera B urmat de indicarea valorii minime pe care trebuie s-o aibă rezistenţa. Din punct de vedere al rezistenţei la compresiune, betoanele sunt de următoarele mărci: B 15, B 25, B 35,

B 50, B 75, B 100, B 150, B 200, B 250, B 300, B 400, B 500, b 600, B 700, B 800. Rezistenţa la întindere din încovoiere se determină pe prisme de beton simplu de 10x10x55 cm după 28 de zile de întărire standard. Această rezistenţă se notează cu litera I urmat de valoarea minimă pe care trebuie s-o aibă rezistenţa. Din punct de vedere al rezistenţei la întindere din încovoiere, betoanele se clasifică astfel: I 20, I 25, I 30, I 35, I 40, I 60, I 70.Permeabilitatea betonului se determină pe epruvete cubice cu latura de 20 cm şi un beton se consideră impermeabil pentru o anumită presiune de apă exercitată pe baza cubului, dacă apa nu pătrunde mai mult de 10 cm în masa betonului. Gradul de impermeabilitate se notează cu litera P urmat de un număr care arată presiunea apei la care betonul este impermeabil. Sunt standardizate următoarele grade de impermeabilitate: P 2, P 4, P 8, P 12.Gelitivitatea betonului se determină tot pe epruvete cubice cu latura de 20 cm, care după o întărire standard de 28 de zile se supun la un anumit număr de cicluri de îngheţ-dezgheţ, epruvetele pierd cel mult 5% din greutate şi cel mult 25% din rezistenţa la compresiune. Gradul de gelivitate se notează cu litera G urmat de numărul ciclurilor de îngheţ-dezgheţ la care betonul rezistă. Sunt standardizate următoarele grade de gelivitate: G 15, G 50, G 100.

Influenţa cimentului şi a apei de amestecare asupra caracteristicilor betonuluiCimentul influenţează prin calitate şi prin cantitate atât caracteristicile betonului proaspăt cât şi pe cele ale betonului întărit. Dacă la un beton dat se menţin constante agregatul şi consistenţa, atunci la creşterea treptată a dozajului se constată următoarele influenţe asupra caracteristicilor betonului: greutatea specifică aparentă creşte odată cu mărirea dozajului, atinge o valoare maximă şi apoi începe să scadă. Această influenţă se explică astfel: la dozajele mici, umplerea golurilor dintre granulele agregatului nu este completă şi greutatea specifică aparentă este mică din cauza porozităţii mari a amestecului proaspăt sau întărit; la dozajele de 300-400 kg ciment la metru cub de beton se realizează cea mai bună umplere a golurilor dintre granule: dacă se continuă cu mărirea dozajului, pasta de ciment se intercalează printre granulele de agregat care nu se mai pot rezema direct unele pe altele şi deoarece pasta de ciment are o greutate specifică aparentă mai mică decât aceea a agregatelor, greutatea specifică a amestecului de beton scade.În ceea ce priveşte apa de amestecare, condiţiile de calitate sunt aceleaşi ca şi pentru apa de amestecare a mortarelor. În betoane apa de amestecare îndeplineşte următoarele roluri: reacţionează cu cimentul spre a forma liantul întărit, umezeşte suprafaţa totală a agregatelor şi dă consistenţa betonului.Pentru se a întări complet un ciment are nevoie de o cantitate de apă de cel mult 25% din greutatea sa, iar betoanele cele mai vârtoase cer cel puţin 35% apa raportată la ciment, deci totdeauna cantitatea de apă de amestecare depăşeşte pe aceea necesară hidratării cimentului. Tot acest plus de apă de va evapora după întărirea liantului, lăsând în locul său pori. Se ştie însă că rezistenţa unui material este cu atât mai mică cu cât porozitatea sa totală este mai mare, iar din cele spuse mai înainte reiese că porozitatea betonului este influenţată de apa care nu a fost legată chimic de ciment. Pentru betoanele de aceeaşi consistenţă dar cu dozaj variabil, apa nelegată chimic este în cantitate mai mare la betoanele cu dozaj redus, decât acelea cu dozaj ridicat, deoarece raportul apă-ciment este cu atât mai mic cu cât dozajul este mai ridicat. De aici rezultă că efectul vătămător al apei nelegate chimic este mai accentuat la betoanele cu dozaj redus în liant. De aceea este necesar ca apa de amestecare să se exprime totdeauna ca raport a/c şi nu raportată la totalul betonului.

Agregatele pentru betoaneAgregatele pentru betoane sunt formate dintr-un amestec de nisip 0/7 mm şi pietriş sau piatră spartă 7/30 sau 7/70 mm. Dacă se folosesc agregate mai mari decât 70 mm, fracţiunea de pietriş mai mare mai mare decât 70 mm poartă denumirea de bolovani, iar fracţiunea de piatră spartă se numeşte piatră spartă mare. Mărimea maximă a granulei de agregat se limitează după cea mai mică dimensiune a pietrei de construcţie din beton, iar în cazul betonului armat după cea mai mică distanţă între armături după următoarea regulă: cea mai mare granulă de agregat nu trebuie să depăşească ¼ din cea mai mică dimensiune a piesei de construcţie, iar în cazul betonului armat supus la coroziune, cea mai mare granulă de agregat nu trebuie să depăşească ½ din grosimea stratului de beton care acoperă armătura spre exterior.Pentru nisipul necesar betoanelor se pun aceleaşi condiţii de calitate ca şi pentru nisipul necesar mortarelor. Pentru pietriş şi piatră spartă se pun aceleaşi limite pentru impurităţi ca şi în cazul nisipului. În ceea ce priveşte partea levigabilă , în amestecul total de agregate nu se admite un conţinut mai mare de 3%.

Standarde de Stat:STAS 3622 – 61 Betoane de ciment. ClasificareSTAS 790 – 61 Apă pentru mortare şi betoane. Condiţii tehnice şi metode de încercare.STAS 1667 – 62 Agregate naturale grele pentru mortare şi betoane obişnuite cu lianţi hidraulici. Condiţii generale