AGREGATE

1.Noţiuni generale

Agregatele - materiale granulare utilizate la mortare şi betoane

- formează scheletul rigid al acestora, (80-85%)

Clasificarea agregatelor

A .Dupã natura chimicã şi origine :

a) Agregate anorganice:

* Naturale - din sfãrmarea naturalã sau artificialã a diferitelor tipuri de roci;

* Artificiale - se fabricã sau provin ca produse secundare industriale (argilã expandatã, granulitul, zgura expandatã, perlitul expandat, deşeurile ceramice).

b) Agregate organice:

* Naturale - vegetale (rumeguşul de lemn, puzderia de in şi cânepã, cojile de copac, cojile de orez etc.).

* Artificiale - polimeri (deşeurile de cauciuc).

B. Dupa structurã şi densitatea în grãmadã în stare afânatã:

- grele compacte rga>1200 kg/m³;

- uşoare poroase rga<1200 kg/m³;

C.Dupã forma granulelor:

Agregate cu granule - rotunjite (sferice);

- poliedrice;

- lamelare;

- aciculare.

D. Dupa mărimea granulelor

- Nisip (0-8 mm);

- Pietriş (8-70 mm);

- Bolovani (70-150 mm);

- Balast (0-70 mm).

E. Dupã compoziţia granulometricã:

- cu granulozitate continuã – toate fracţiunile ( 0-1;1-2; 2-4 ; 4-8 ; 8-16 ; 16-31,5; 31,5-70) mm;

- cu granulozitate discontinuã – lipseşte o fracţiune sau mai multe;

- agregate monogranulare - toate granulele agregatului au aceiaşi mãrime.

Compoziţia granulometrică - reprezentarea grafica, a trecerilor procentuale prin setul de ciururi

standard : 0,125; 0,25; 0,50; 1; 2; 4 ; 8 ; 16 ; 31,5mm.

Sort - toate granulele de agregat având diametrul maxim şi minim cuprins in limite bine stabilite:

0-1; 1-2 ; 2-8 ; 8-16 ; 16-31,5; 31,5-70 mm

2. Agregate compacte grele - ® sfãrmarea naturalã sau artificialã a rocilor compacte grele

- rga >1200 kg/m³;

Nisipul

- fmax = 8 mm

- nisip - silicios sau calcaros

- în construcţii - indicate sunt nisipurile silicioase rezultate din zãcãminte naturale necimentate – cariere, balastiere, râuri, dune, lacuri – au forma granulelor rotunjitã.

- nisipurile de concasaj cu granule aciculare ® reduc lucrabilitatea mortarului sau betonului

- nisipul - trei sorturi: 0-1, 1-4, 4-8.

- la mortare - nisipuri: 0-1, 0-4 sau 4-8;

- la betoane - nisip 0-8

- nisipul: monogranular sau poligranular,

- cu granulozitate continuã sau discontinuã

Pietrişul

- pietrişul f = (8-70) mm

- pietrişul obţinut prin:

- sfãrmarea naturalã a rocilor = pietriş de carierã sau balastiera

- concasarea rocilor = piatrã spartã.

- e necesar ca granulele - suprafaţa rugoasã–pentru aderenţa bună cu nisipul şi liantul.

- pietrişul şi piatra spartã + nisipul Þ betoane compacte

Obs : eliminarea fracţiunii fine Þ betoane macroporoase - compactitate redusã

Bolovanii şi piatra spartã mare

- f = (70-150)mm

- bolovăniş + nisip + pietriş

Þ - betoane de micã rezistenţã

- fundaţii

- betoane masive pentru diguri

- baraje

Balastul

- amestec natural de nisip şi pietriş

- se extrage din albia râurilor unde formeazã depozite naturale numite balastiere

Utilizare

- pat de balast la drumuri

- strat de întrerupere a capilaritãţii sub pardoselile de beton

- prepararea betoanelor în fundaţii pânã la C4/5

- în staţiile de spãlare şi sortare balastul este spãlat şi sortat Þ nisip, pietriş

3. Agregate uşoare poroase- materiale granulare

- naturale – anorganice, organice , rga < 1200 kg/m³;

- artificiale – anorganice, organice

Þ sfãrmarea sau concasarea rocilor eruptive si sedimentare cu structurã poroasã

3.1 Agregate uşoare naturale anorganice:

Scoria bazalticã -rocã poroasã silico-aluminoasa formata prin cristalizarea magmei vulcanice

- culoarea roşie închis;

- F = ( 0—31) mm ;

- rga = 850 kg/m³ ;

- Rc = 100—150 daN/cm²

- o bunã comportare la îngheţ-dezgheţ

- Racoş şi Dealu Hegheş (Braşov)

Piatra ponce - tuf vulcanic de naturã andeziticã ;

- din zãcãmintele neomogene de piatrã ponce

- F = (3-5) mm ® ( 20-30) mm;

- rga= 630 kg/m³ ;

- Rc=100 daN/cm².

- granule rotunjite

Tufurile vulcanice Þ cimentarea cenuşilor vulcanice stratificate

- porozitate micã ,

- rga= (750—950) kg/m³

- absorbţie de apã (5-30) %

- volum de goluri de max 55%

- Rc = 100 daN/cm².

Diatomitul - Roca sedimentara organogena silicioasa

- rga= (500—550) kg/m³

- absorbţie de apã (35-45) %

- volum de goluri de 40- 50%

- rezistenta redusa la inghet-dezghet ( 5-7) cicluri

CONCLUZIE

Agregatele naturale usoare – utilizare :

- Beton pentru blocuri de zidarie

- Betoane de izolatie

- Betoane de izolatie si rezistenta

3.2 Agregate uşoare artificiale anorganice

Þ industrial în flux continuu (granulit, perlit expandat)

Þ prelucrarea deşeurilor industriale (zgura expandatã, sparturile ceramice)

Granulitul Þ industrial în flux continuu prin expandarea argilei la 1100ºC

- structurã poroasã la interiorul granulei şi compactã la exteriorul granulei

- Granule de forma rotunjita

- rga = 500—900 kg/m³;

- absorbţie mare de apã (10-20)%

- Rc=75—125 daN/cm²;

- culoare brun roşcat

- sorturi: 0-7; 7-16; 16-31 mm

- Betoane usoare pt. Izolatii termice

- Izolatii termice si rezistenta

- Elemente de rezistenta

- Strat de izolatie termica la poduri si terase

Perlitul expandat – prin tratarea termica (expandarea) perlitului

- structura celulara - culoare alb-cenusie

- foarte poros,

- l = 0,05kcal/mhºC Þtencuieli, placi termoizolante, saltele termoizolante

- rga = 150—200 kg/m³;

- fabricarea betoanelor şi mortarelor termo izolant

Zgura expandatã -rãcirea rapidã a zgurei fluide de furnal cu o cantitate micã de apã;

- concasare, sortare

- granulele au o structura alveolara

- rga< 600; 600-900; 900-1200 kg/m³.

Agloporitul -- prin arderea acceleratã la (900-1100)ºC a unui amestec de 75-80% cenusa de termocentrala, 10-12% carbune, 10-15% argila

- rga= 400—500 kg/m³;

- Rc= (10-40) daN/cm²

- o porozitate totalã de 55%

Sparturile ceramice

Þ fabricarea produselor ceramice

Þ dupa concasare – blocuri de zidarie

- prefabricate pt. pereti despartitori

3.3 Agregate uşoare organice

- stiroporul,

- granulele de cauciuc,

- rumeguşul,

- puzderia de in şi cânepã

- cojile de orez

- cojile de copac

- talajul de rãşinoase

4. Caracteristicile agregatelor Conţinutul de impuritãţi

- influenţeazã negativ toate proprietãţile ( aderenţa la liant, densitatea, rezistenţele )

Corpurile strãine

- argilã în bucãţi,

- granule de sulfaţi,

- resturi vegetale sau animale

Mica liberã din nisip

– în masa nisipului - lamele strãlucitoare de micã

- rocã care cliveazã uşor în lamele subţiri reducand rezistenţele mecanice ale betoanelor şi mortarelor. Cãrbunele - influenţeazã negativ rezistenţele mecanice ale mortarelor şi betoanelor

Humusul şi acizii humici Ü descompunerea resturilor vegetale şi animale - perturbã priza şi întãrirea cimentului - reduce aderenţa dintre granulele de agregat şi liant

- în cilindru gradat – 200 cm³ nisip + hidroxid de sodiu (NaOH) 3%

- se agitã puternic în poziţie oriz. 3 min.

- repaus 24 ore;

- se apreciazã culoarea soluţiei de hidroxid de sodiu

- incolor, galben deschis, galben, brun roşcat şi brun

Humusul - Cu cât culoarea este mai închisã cu atât conţinutul de humus este mai mare.

Pãrţile levigabile

- particulele foarte fine de praf care pot fi îndepãrtate odatã cu apa

- 500g la nisip uscat (m1) ® vasul de spãlare

- se toarnã apã pânã la 3cm sub buza vasului,

- se agitã cu o vergea pentru a antrena particulele fine

- se lasã în repaus 15 secunde

- se scurge uşor apa

- se continuã operaţia de spãlare pânã când apa rãmâne limpede,

se uscã agregatul şi se cântãreşte (m2)

% Părţi levigabile =

Densitatea

- Densitatea aparentã [ra] ;- Densitatea în grãmadã: în stare afânatã şi în stare îndesatã;

Umiditatea - apa conţinutã în porii deschişi şi sub formã de peliculã în jurul granulelor de agregat

- m1 – masa iniţială, umedă- m2 – masa finală, uscata, constanta

%Wa=

Variaţia de volum a agregatelor cu Æmax £ 8mm în funcţie de umiditate (înfoierea nisipului). apa + nisip Þ pelicula de apa ce înconjoarã nisipul Þ creşterea volumului în gramadã în stare afânatã

- când pelicula nu mai poate creşte în volum, se produce o prãbuşire Þ reducerea volumului

- se ia o cantitate « m » de nisip uscat ;

- se mãsoarã volumul într-un cilindru gradat Vo

- se agaugã 2% apã (din masa iniţialã)

- se amestecã bine;

- se introduce nisipul în cilindru gradat Þ V2%

- se rãstoarnã nisipul în vasul de amestecare şi se adaugã din nou apã 2% ;

- se omogenizeazã ;

- se mãsoarã volumul, cu cilindrul gradat Þ V4%;

m1− m2m1

100

m1− m2m2

100

- se continuã operaţiunea pânã volumul începe sã scadã ;

se traseaza curba de variatie a volumului în funcţie de umiditate Þ înfoierea nisipului Caracteristici geometrice

Aspectul şi forma granulelor

- forma ideală – sferică

- suprafaţa laterală rugoasă

- 50 granule

- se măsoară cu şublerul cele 3 dimeniuni a<b <c

- se calculează rapoartele b/a şi c/a

Aspectul şi forma granulelor

- condiţia de admisibilitate:

Coeficientul volumic mediu

Va – volumul aparent al granulelor

SVsf – volumul total al sferelor circumscrise (cu calibru gradat)

Curba de granulozitate = Reprezentarea grafică a trecerilor procentuale prin setul de ciururi stansard

5. AGREGATE PENTRU DRUMURI

- piatrã spartã mare 40-63 mm, 63-90 mm

- split 8 - 16 mm, 16-25 mm, 25-40 mm

- savurã 0-8 mm

- criblurã 3-8 mm, 8-16 mm, 16-25 mm

- nisip de concasaj 0-3 mm

FILERUL (STAS 539-79)

• pulbere minerală fină, cu conţinut de particule < 0,075 în proporţie de cca. 50-60%.

• fracţiunea sub 0,075 se numeşte filer activ sau floare de filer.

ba

≥ 0 ,66 ca

≥ 0 ,33

Cvm =V a

∑ V sf≥ 0 ,20

• nu apar reacţii chimice cu componentele bitumului, ci prezintă numai fenomene de interfaţă cu liantul bituminos.

suprafaţă specifică mare- factor preponderent la stabilirea dozajului de liant bituminos

• măcinare roci calcaroase (cu conţinut de CaCO3 >90%)

- de calcar : măcinare calcare compacte (în mori cu bile şi separare în cicloane)

- de cretă : măcinare cretă brută de Murfatlar

- stingerea varului în praf ( cant. apă sau abur calculate stoechiometric)

- praf din diferite roci, cu condiţia să fie inerte ( brecii mozaicate, dolomite roci bazice)

- ciment ( costisitor).

INFLUENŢA FILERULUI ASUPRA MIXTURILOR ASFALTICE

- măreşte compactitatea prin reducerea volumului de goluri al agregatului, deci creşte rezistenţa mixturii la acţiunea apei;

- măreşte coeziunea bitumului şi adezivitatea datorită suprafeţei specifice mari şi deci a energiei superficiale libere;

- măreşte vâscozitatea lianţilor prea fluizi sau încălziţi

( măreşte frecarea interioară) => se poate utiliza în anumite cazuri o cantitate sporită de liant în scopul creşterii coeziunii şi impermeabilităţii fără ca mixtura să devină instabilă sau ca liantul să exsudeze;

- măreşte domeniul de plasticitate al bitumului, reduce susceptibilitatea mixturii la temperatură prin reducerea variaţiilor vâscozităţii;

- reduce viteza de îmbătrânire a bitumului absorbind sau cedând uleiurile volatile din compoziţia liantului ( schimbă mai greu compoziţia chimică);

- duce la realizarea unei anrobări cu o peliculă subţire de bitum => creşte rezistenţa la forfecare şi la deformaţii plastice a mixturii