ba i - partea a 2-a
Post on 22-Nov-2015
45 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
-
B.A. I
COMPOZIIA I STRUCTURA BETONULUI
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
-
B.A. I Compoziia betonului hidraulic
1 LIANT (MATRICE) t d i t1. LIANT (MATRICE) = pasta de ciment Ciment hidraulic ApAp
2. AGREGAT (INCLUZIUNI) Agregat fin (pn la 5 mm diametru) Agregat fin (pn la 5 mm diametru) Agregat mare (ntre 5 i 70 mm diametru)
3. ADITIVI (opional) = substane care se adug n cantiti mici, cu efecte importante asupra proprietilor betonului proaspt sau ntrit.p p p p
4. ADAOSURI (opional) = substane minerale care se adaug n cantiti relativ mari i nlocuiesc o parte din
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
2
adaug n cantiti relativ mari i nlocuiesc o parte din masa cimentului.
-
B.A. I Compoziia betonului hidraulic
Compoziia tipic a unui beton de rezisten medie:Component Mas [kg/m3 beton] Volum [%]
Ciment 350 18 %
Compoziia tipic a unui beton de rezisten medie:
Ap 175 11 %
Nisip 850 32 %
Pietri 1030 39 %Pietri 1030 39 %
Proporia de past de ciment
Masic 21,8 %
Volumic 28,6 %
Raport Ap / Ciment (a/c) 0,50
Rezistena la compresiune (MPa) 30
Proporiile amestecului pot varia: dozajul de ciment ntre 250600 kg/m3
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
3
raportul a/c ntre 0,30,7
-
B.A. I Componentele betonului
CIMENTULCIMENTUL
Cimentul Portland (cel mai utilizat) se obine dintr-( ) un amestec de calcar (care conine Ca) i argile(care conin Si, Al i Fe).Acest amestec calcinat la 1500 C formeaz clincherul care mcinat fin se transform n ciment.
Cimenturile Portland sunt numite i hidraulice nu doar pentru c se ntresc n reacie cu apa, dar i
i ii f pentru c n urma acestei reacii formeaz un produs rezistent i stabil n contact cu apa.
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
4
-
B.A. I Componentele betonului
CIMENTULCIMENTUL
n urma calcinrii se formeaz compui mineralogici u c c se o e co pu e og cconinnd oxizi de calciu, siliciu, aluminiu i fier*:
Alit - C3S (silicat tricalcic) Belit - C2S (silicat bicalcic) Celit - C3A (aluminat tricalcic) Brownmillerit - C4AF (Feroaluminat tetracalcic)
Notaii: C = CaO (oxid de calciu)S = SiO2 (dioxid de siliciu)A = Al2O3 (oxid de aluminiu - alumin)H = OH (hidroxid)
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
5
( )S = SO4 (sulfat)
-
B.A. I Componentele betonului
Hid t l i il (C A C AF)Hidratarea aluminailor (C3A, C4AF)
Reacie foarte rapid si
P
a
]
Variaia n timp a rezistenei compuilor hidratai (Mehta & Monteiro, 2003) p
puternic exoterm, ducnd la priza rapid a cimentului i, n consecin, mpiedicnd
p
r
e
s
i
u
n
e
[
M
P
punerea sa n oper.
Pentru a ntrzia priza se adug gips n cantiti mici.
s
t
e
n
a
l
a
c
o
m
p
g g p !!! Existena unui surplus de gips va conduce ulterior la reacii expansive. Timp [zile]
R
e
z
i
s
Hidratarea aluminailor are o contribuie redus la rezistena final a pietrei de ciment.
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
6
rezistena final a pietrei de ciment.
-
B.A. I Componentele betonului
Hid t ili il (C S C S)Hidratarea silicailor (C3S, C2S)
Formeaz silicai de calciu
P
a
]
Variaia n timp a rezistenei compuilor hidratai (Mehta&Monteiro, 2003)
hidratai (C-S-H) i hidroxid de calciu (CH).
CH are o contribuie mic la
p
r
e
s
i
u
n
e
[
M
P
CH are o contribuie mic la rezistena pietrei de ciment.
CH are o solubilitate mare n l ii id di i d s t
e
n
a
l
a
c
o
m
p
soluii acide, diminund durabilitatea pietrei de ciment. Timp [zile]
R
e
z
i
s
Hidratarea C3S produce circa 60% C-S-H si 40% CH Hidratarea C2S produce circa 80% C-S-H si 20% CH.
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
7
2 p
-
B.A. I Componentele betonului
Hid t ili il (C S C S)Hidratarea silicailor (C3S, C2S)
Formeaz silicai de calciu
P
a
]
Variaia n timp a rezistenei compuilor hidratai (Mehta&Monteiro, 2003)
hidratai (C-S-H) i hidroxid de calciu (CH).
CH are o contribuie mic la
p
r
e
s
i
u
n
e
[
M
P
CH are o contribuie mic la rezistena pietrei de ciment.
CH are o solubilitate mare n l ii id di i d s t
e
n
a
l
a
c
o
m
p
soluii acide, diminund durabilitatea pietrei de ciment. Timp [zile]
R
e
z
i
s
1. Cimenturilor belitice au o rezistena final
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
8
mai mare dect cea a cimenturilor alitice.
-
B.A. I Componentele betonului
Hid t ili il (C S C S)Hidratarea silicailor (C3S, C2S)
Formeaz silicai de calciu
P
a
]
Variaia n timp a rezistenei compuilor hidratai (Mehta&Monteiro, 2003)
hidratai (C-S-H) i hidroxid de calciu (CH).
CH are o contribuie mic la
p
r
e
s
i
u
n
e
[
M
P
CH are o contribuie mic la rezistena pietrei de ciment.
CH are o solubilitate mare n l ii id di i d s t
e
n
a
l
a
c
o
m
p
soluii acide, diminund durabilitatea pietrei de ciment. Timp [zile]
R
e
z
i
s
2. Cimenturile belitice au o rezisten mai mare
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
9
la atacul acizilor fa de cimenturile alitice.
-
B.A. I Componentele betonului
Hid t ili il (C S C S)Hidratarea silicailor (C3S, C2S)
Formeaz silicai de calciu
P
a
]
Variaia n timp a rezistenei compuilor hidratai (Mehta&Monteiro, 2003)
hidratai (C-S-H) i hidroxid de calciu (CH).
CH are o contribuie mic la
p
r
e
s
i
u
n
e
[
M
P
CH are o contribuie mic la rezistena pietrei de ciment.
CH are o solubilitate mare n l ii id di i d s t
e
n
a
l
a
c
o
m
p
soluii acide, diminund durabilitatea pietrei de ciment. Timp [zile]
R
e
z
i
s
3. Cimenturile alitice au o vitez mai mare de cretere a rezistenei iar cldura degajat la
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
10
cretere a rezistenei, iar cldura degajat la hidratare este mai mare.
-
B.A. I Componentele betonului
Hid t ili il (C S C S)Hidratarea silicailor (C3S, C2S)
Formeaz silicai de calciu
P
a
]
Variaia n timp a rezistenei compuilor hidratai (Mehta&Monteiro, 2003)
hidratai (C-S-H) i hidroxid de calciu (CH).
CH are o contribuie mic la
p
r
e
s
i
u
n
e
[
M
P
CH are o contribuie mic la rezistena pietrei de ciment.
CH are o solubilitate mare n l ii id di i d s t
e
n
a
l
a
c
o
m
p
soluii acide, diminund durabilitatea pietrei de ciment. Timp [zile]
R
e
z
i
s
4. La 28 de zile, rezistena pietrei de ciment depinde de coninutul de C S n timp ce dup un an
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
11
de coninutul de C3S, n timp ce dup un an contribuiile C3S i C2S sunt aproximativ egale.
-
B.A. I Componentele betonului
AGREGATELEAGREGATELE
Ocup ntre 60 i 80% din volumul betonuluiOcup ntre 60 i 80% din volumul betonului Este considerat ca un filer inert, iar influena sa
este deseori neglijat.este deseori neglijat.
n realitate, agregatele au o influen mare asupra rezistenei, stabilitii dimensionale, rigiditii irezistenei, stabilitii dimensionale, rigiditii i durabilitii betonului.
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
12
-
B.A. I Componentele betonului
ADITIVIIADITIVII
Reprezint substane care se adug n cantiti mici (d di l l lt 1 2% di i t l i) i(de ordinul a cel mult 1-2% din masa cimentului) i care au efecte importante asupra proprietilor betonului proaspt sau ntrit.p p
1. Aditivi tensio-activi
A t ii d Antrenorii de aer mbuntesc rezistena la nghe i deseori i lucrabilitatea
betonului proaspt. reduc uor rezistena betonului ntrit.
Plastifianii
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
13
cresc lucrabilitatea betonului proaspt, putndu-se obine simultan i o scdere a raportului a/c.
-
B.A. I Componentele betonului
ADITIVIIADITIVII
Reprezint substane care se adug n cantiti mici (d di l l lt 1 2% di i t l i) i(de ordinul a cel mult 1-2% din masa cimentului) i care au efecte importante asupra proprietilor betonului proaspt sau ntrit.p p
2. Controlori de priz
ntrzietorii de priz (de exemplu gipsul) Acceleratorii de priz (de exemplu CaCl2)
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
14
-
B.A. I Componentele betonului
ADAOSURI MINERALEADAOSURI MINERALE
Reprezint substane minerale de origine natural sau tifi i l (d l d i i d t i l ) d artificial (de regul deeuri industriale) care se adaug
n cantiti relativ mari (20-80% din masa cimentului) i nlocuiesc o parte din acesta. p
1. Adaosurile cimentoide (ca zgura de furnal) conin sruri de calciu i de siliciu i au o reacie de hidrataresruri de calciu i de siliciu i au o reacie de hidratare similar, dar mai lent dect a cimentului Portland.
2. Adaosurile puzzolanice (ca cenua de termocentral, p ( ,silicea ultrafin sau anumite roci vulcanice) conin doar oxizi de siliciu i formeaz C-S-H prin reacii lente cu CH coninut n pasta de ciment
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
15
lente cu CH coninut n pasta de ciment.
-
B.A. I Structura betonului
M t t b t l i t it i t d fMacrostructura betonului ntrit prezint dou faze: Agregatul Piatra de cimentPiatra de ciment
Testele experimentale au pus n eviden c, p p ,ncercate separat la compresiune, att agregatul ct i piatra de ciment au o comportare cvasi-
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
16
liniar.
-
B.A. I Structura betonului
Comportarea la compresiune a betonului i a celor dou faze componente
(Mehta&Monteiro, 2003)
Comportarea puternic neliniar a betonului arat c proprietile betonului sunt influenate nu doar de cele dou faze, ci i de interaciunea dintre ele, care are loc n zona de contact dintre agregate i piatra de ciment, pe o
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
17
o de co c d e g eg e p de c e , pe oadncime de 10-50 m (zona de tranziie).
-
B.A. I Structura betonului
AGREGATELEAGREGATELE
Influeneaz n special greutatea specific, modulul de l ti it t i t bilit t di i l b t l ielasticitate i stabilitatea dimensional a betonului.
Forma i dimensiunea maxim, precum i rugozitatea agregatelor pot influena n mod indirect rezistenaagregatelor pot influena n mod indirect rezistenabetonului: La agregatele mai mari sau la cele plate sau alungite
crete tendina de a se forma un film de ap sub granula de agregat care slbete zona de tranziie.
Agregatele rugoase ader mai bine la piatra de cimentAgregatele rugoase ader mai bine la piatra de ciment i n consecin betoanele cu agregate concasate au o rezistena mai mare dect cele cu agregate de ru.
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
18
-
B.A. I Structura betonului
PASTA DE CIMENT HIDRATAT (PCH)PASTA DE CIMENT HIDRATAT (PCH)
Rezistena PCH este invers proporional cu porozitatea t i P it t d i d d t l / i dacesteia. Porozitatea depinde de raportul a/c i de
gradul de hidratare. Stabilitatea dimensional a PCH este influenat deStabilitatea dimensional a PCH este influenat de
faptul c pasta de ciment saturat nu este stabil.Astfel, cnd este expus umiditii naturale a mediului, de cca. 50-60%, respectiv dac umiditatea relativ scade sub 100%, PCH pierde o parte din ap i se contract.
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
19
-
B.A. I Structura betonului
ZONA DE TRANZIIE (ZT)ZONA DE TRANZIIE (ZT)
Structura zonei de tranziie (Mehta & Monteiro, 2003)
(Cristale de etringit)( e ta & o te o, 003)
n betonul proaspt, n jurul agregatelor mari se formeaz o peliculn betonul proaspt, n jurul agregatelor mari se formeaz o pelicul de ap i n consecin, local, raportul a/c este mai ridicat, astfel nct se formeaz o serie de cristale mai mari, iar structura PCH este mai poroas dect n masa matricei. Ulterior aceste cristale mresc
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
20
pdensitatea solidelor din zona de tranziie.
-
B.A. I Structura betonului
ZONA DE TRANZIIE (ZT)ZONA DE TRANZIIE (ZT)
Volumul mai mare de pori i cristalele mai numeroaseVolumul mai mare de pori i cristalele mai numeroase diminueaz rezistena zonei de tranziie
ZT este vulnerabil la eforturile de ntindere induse de variaiile volumice diferite ale agregatului i respectivvariaiile volumice diferite ale agregatului i respectiv
PCH, provocate de contracia termic i de cea de uscare
La interfaa agregat - PCH apar microfisuri chiar nainte b t l fi i t i
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
21
ca betonul sa fie supus unor ncrcri exterioare
-
B.A. I Structura betonului
ZONA DE TRANZIIE (ZT)ZONA DE TRANZIIE (ZT)
La betoanele normale ZT limiteaz rezistena betonului La betoanele normale ZT limiteaz rezistena betonului deoarece reprezint cel mai slab element din sistem.
Din cauza ZT rezistena betonului este mai mic dect a celor dou componente (PCH i agregatul).
Neliniaritatea curbei caracteristice a betonului se explic prin faptul c dezvoltarea microfisurilor din ZT necesit un nivel energetic mai sczut.
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
22
-
B.A. I Structura betonului
ZONA DE TRANZIIE (ZT)ZONA DE TRANZIIE (ZT)
ZT influeneaz negativ (reduce) rigiditatea betonului ZT influeneaz negativ (reduce) rigiditatea betonului, deoarece microfisurarea distruge punile de legtur dintre granulele de agregat i PCH, mpiedicnd t it f t il i i d d f iiltransmiterea eforturilor i mrind deformaiile.
ZT influeneaz negativ durabilitatea betonului, deoarece existena microfisurilor mrete porozitatea,deoarece existena microfisurilor mrete porozitatea, favoriznd att degradarea betonului, ct i coroziunea armturilor.Din aceasta cauz permeabilitatea betonului este cu un ordin de mrime mai mare dect cea a PCH.
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
23
-
B.A. I
REZISTENELEBETONULUI
R i t l COMPRESIUNERezistena la COMPRESIUNE
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
-
B.A. I Rezistena la COMPRESIUNE
Betonul este un material cu o structur neomogen AstfelBetonul este un material cu o structur neomogen. Astfel, macroporii i microfisurile reprezint defecte structurale care deviaz direciile eforturilor principale, producnd concentrri de eforturi de compresiune (2) dup direcia solicitrii i de ntindere (1) pe direcie perpendicular.
1
1
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
25Starea de eforturi n jurul unui gol
-
B.A. I Rezistena la COMPRESIUNE
Comportarea betonului la compresiune este investigat pe epruvete cilindrice, cubice sau paralelipipedice.
Zd bi ( d ) l i t l Zdrobirea (cedarea) la compresiune a epruvetelor se produce n momentul n care apar fisuri longitudinale.
Din cauza frecrii dintre epruvet i platanele presei nDin cauza frecrii dintre epruvet i platanele presei n zonele de capt fisurile au o traiectorie nclinat.
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
26
-
B.A. I Rezistena la COMPRESIUNE
Dac se elimin frecarea prin introducerea unui lubrifiant ntre epruvet i platanele presei, atunci, pe ntreaga nlime a epruvetei, traiectoria fisurilor este g p ,paralel cu direcia ncrcrii de compresiune.
Hrtie cu parafin
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
27
-
B.A. I Rezistena la COMPRESIUNE
Fazele de comportareFazele de comportare
ccf
c
cf. 50
cf. 850
c
c
dV;V;V c dV;V;V
Faza I pn la (0,30,5)fc Betonul are o comportare liniar elastic.p Microfisurile din ZT rmn neperturbate. Variaia de volum este liniar.
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
28
Coeficientul lui Poisson este constant ( 0,2).
-
B.A. I Rezistena la COMPRESIUNE
Fazele de comportareFazele de comportare
ccf
c
cf. 50
cf. 850
c
c
dV;V;V c dV;V;V
Faza II (0,30,5)fc (0,750,9)fc Curbura legii - crete treptat (comportare neliniar).g p ( p ) Pentru c=(0,30,5)fc fisurarea este stabil (dezvoltarea
fisurilor nceteaz cnd ncrcarea rmne constant).
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
29
Pentru c=(0,50,75)fc sistemul de fisuri devine din ce n ce mai instabil. Apar fisuri i n PCH.
-
B.A. I Rezistena la COMPRESIUNE
Fazele de comportareFazele de comportare
ccf
c
cf. 50
cf. 850
c
c
dV;V;V c dV;V;V
Faza II (0,30,5)fc (0,750,9)fc Volumul continu s scad, dar nu liniar., Coeficientul aparent a lui Poisson crete.
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
30
-
B.A. I Rezistena la COMPRESIUNE
Fazele de comportareFazele de comportare
ccf
c
cf. 50
cf. 850
c
c
dV;V;V c dV;V;V
Faza III dincolo de (0,750,9)fc Neliniaritatea relaiei - se accentueaz. Microfisurile se dezvolt rapid i fisurile din ZT se unesc
cu cele din PCH.
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
31
Fisurarea devine instabil: sub ncrcare constant, fisurile continu s se dezvolte.
-
B.A. I Rezistena la COMPRESIUNE
Fazele de comportareFazele de comportare
ccf
c
cf. 50
cf. 850
c
c
dV;V;V c dV;V;V
Faza III dincolo de (0,750,9)fc Volumul aparent crete i chiar depete volumul iniial.p p Coeficientul Poisson aparent depete 0,5. Rezistena la compresiune ( fc )reprezint valoarea
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
32
maxim a efortului unitar de compresiune din beton.
-
B.A. I Rezistena la COMPRESIUNE
Factorii care influeneaz rezistena la compresiuneFactorii care influeneaz rezistena la compresiune
Rezistena la compresiune a betonului depinde de numeroi factori, care interacioneaz ntr-un mod complex i care se grupeaz n 3 mari categorii:
1. Caracteristicile i proporia constituenilor
2. Condiiile de punere n oper i de pstrare
3. Condiiile de ncercare
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
33
-
B.A. I Rezistena la COMPRESIUNE
Factorii care influeneaz rezistena la compresiuneFactorii care influeneaz rezistena la compresiune
1. Caracteristicile i proporia constituenilor
Raportul ap-ciment: la acelai grad de hidratare al cimentului, porozitatea PCH este proporional
l /cu raportul a/c.Cu ct raportul a/c este mai mic, porozitatea este mai mic, iar rezistena betonului este mai mare.mai mic, iar rezistena betonului este mai mare.
Aerul antrenat la malaxare sau datorit folosirii unui aditiv antrenor de aer duce la creterea porozitii PCH.Cu ct volumul de aer antrenat este mai mare cu tt i t b t l i t i i
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
34
att rezistena betonului este mai mic.
-
B.A. I Rezistena la COMPRESIUNE
Factorii care influeneaz rezistena la compresiuneFactorii care influeneaz rezistena la compresiune
1. Caracteristicile i proporia constituenilor
Tipul de ciment influeneaz rezistena doar la vrste mici, datorit vitezei diferite de hidratare.ns pe termen lung, diferenele sunt minore.
Dozajul de ciment. Pentru un beton cu l bilit t d t d i it tit t dlucrabilitate dat, deci cu o anumit cantitate de ap, creterea dozajului de ciment conduce la o scdere a raportului a/c i, n mod indirect, la o cretere a rezistenei.
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
35
-
B.A. I Rezistena la COMPRESIUNE
Factorii care influeneaz rezistena la compresiuneFactorii care influeneaz rezistena la compresiune
1. Caracteristicile i proporia constituenilor
Agregatele influeneaz rezistena betonului prin: Rezistena agregatelor este n general mai mare dect
cea a betonului (la betoanele obinuite), astfel nct nu influeneaz direct rezistena acestuia.
Dimensiunea maxim a agregatului: pe de o parte, la acelai dozaj de ciment i aceeai consisten, amestecul cu agregate mai mari are nevoie de mai puin ap, aa nct porozitatea este mai mic rezisten mai mare. Pe de alt parte, agregatele mari formeaz lentile de ap sub ele, deci o ZT mai slab rezisten mai mic.
Forma agregatului: agregatele cu form alungit sau
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
36
aplatizat influeneaz negativ proprietile betonului, reducndu-i rezistena.
-
B.A. I Rezistena la COMPRESIUNE
Factorii care influeneaz rezistena la compresiuneFactorii care influeneaz rezistena la compresiune
1. Caracteristicile i proporia constituenilor
Agregatele influeneaz rezistena betonului prin: Textura suprafeei: Pe de o parte agregatele rugoase (de
carier) au o aderen mai bun la PCH dect agregatele rotunjite, de ru (de balastier). Pe de alt parte necesit mai mult ap pentru realizarea aceleiai lucrabiliti.
Granulometria influeneaz lucrabilitatea i segregabilitatea betonului i, n mod indirect, rezistena sa. n practic, se folosesc curbe granulometrice date n norme, care asigur obinerea unui beton cu proprieti satisfctoare.
Natura mineralogic: s-a constatat experimental c
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
37
utilizarea agregatelor silicioase n locul celor calcaroase duce la o cretere a rezistenei betonului.
-
B.A. I Rezistena la COMPRESIUNE
Factorii care influeneaz rezistena la compresiuneFactorii care influeneaz rezistena la compresiune
2. Condiiile de punere n oper i de pstrare
Punerea n oper trebuie s asigure o compactitate i omogenitate maxim a betonului.
La turnarea betonului trebuie evitat segregarea (separarea materialului granular din beton n straturi de consisten diferit) Astfel estestraturi de consisten diferit). Astfel, este recomandabil ca nlimea de turnare s fie limitat la cel mult 1,50 m.
Prin vibrarea betonului se urmrete s se elimine aerul inclus la malaxare. (!!!) Atenie: o vibrare prelungit exagerat poate produce segregarea
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
38
prelungit exagerat poate produce segregarea betonului.
-
B.A. I Rezistena la COMPRESIUNE
Factorii care influeneaz rezistena la compresiuneFactorii care influeneaz rezistena la compresiune
2. Condiiile de punere n oper i de pstrare
Pstrarea (tratamentul) betonului include procedurile aplicate dup turnare avnd scopul de
f i hid i l ia favoriza hidratarea cimentului (scderea umiditii sub 80% duce la ncetinirea procesului de hidratare, iar creterea temperaturii l accelereaz). Proceduri care suplimenteaz umiditatea betonului
(stropirea, acoperirea cu esturi mbibate cu ap, tratamentul cu vapori de ap)p p )
Proceduri care previn diminuarea umiditii betonului, impermeabiliznd suprafaa (reinerea apei prin acoperirea betonului cu folii impermeabile sau produi
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
39
acoperirea betonului cu folii impermeabile sau produi impermeabilizani care astup porii betonului)
-
B.A. I Rezistena la COMPRESIUNE
Factorii care influeneaz rezistena la compresiuneFactorii care influeneaz rezistena la compresiune
2. Condiiile de punere n oper i de pstrare
Pstrarea (tratamentul) betonului include procedurile aplicate dup turnare avnd scopul de
f i hid i l ia favoriza hidratarea cimentului (scderea umiditii sub 80% duce la ncetinirea procesului de hidratare, iar creterea temperaturii l accelereaz).* Se recomand o perioad de tratament de minim 7 zilepentru betoane cu ciment Portland i o perioad mai lung pentru betoanele coninnd cimenturi cu adaosuri.p
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
40
-
B.A. I Rezistena la COMPRESIUNE
Factorii care influeneaz rezistena la compresiuneFactorii care influeneaz rezistena la compresiune
3. Condiiile de ncercarePrincipalii parametri care influeneaz rezistena sunt: dimensiunile i forma epruvetei, umiditatea acesteia n momentul ncercrii, viteza de ncrcare.
Dimensiunile epruvetei:cnd dimensiunile cresc,
i ivaloarea rezistenei scade.
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
41
Influena dimensiunilor epruvetei asupra rezistenei la compresiune
(Neville, 2000)
-
B.A. I Rezistena la COMPRESIUNE
Factorii care influeneaz rezistena la compresiuneFactorii care influeneaz rezistena la compresiune
3. Condiiile de ncercarePrincipalii parametri care influeneaz rezistena sunt: dimensiunile i forma epruvetei, umiditatea acesteia n momentul ncercrii, viteza de ncrcare.
Forma epruvetei:datorit aciunii platanelor
i i i ipresei, care mpiedic prinfrecare umflarea liber,epruvetele scurte (cuburi)p ( )au o rezisten mai bundect cele lungi(prisme cilindri)
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
42
(prisme, cilindri).Influena raportului dimensiunilor cilindrului
asupra rezistenei la compresiune
-
B.A. I Rezistena la COMPRESIUNE
Factorii care influeneaz rezistena la compresiuneFactorii care influeneaz rezistena la compresiune
3. Condiiile de ncercarePrincipalii parametri care influeneaz rezistena sunt: dimensiunile i forma epruvetei, umiditatea acesteia n momentul ncercrii, viteza de ncrcare.
Umiditatea probei n momentul ncercrii:Pentru acelai grad de hidratare, o epruvet saturat are rezistena mai mic dect o epruvet uscat.Aceast caracteristic se explic probabil prinAceast caracteristic se explic probabil prin presiunea suplimentar exercitat de apa capilar.
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
43
-
B.A. I Rezistena la COMPRESIUNE
Factorii care influeneaz rezistena la compresiuneFactorii care influeneaz rezistena la compresiune
3. Condiiile de ncercarePrincipalii parametri care influeneaz rezistena sunt: dimensiunile i forma epruvetei, umiditatea acesteia n momentul ncercrii, viteza de ncrcare.
Viteza de ncrcare: rezistena crete odat cu viteza de ncrcare.ns, n domeniul uzual de viteze (corespunztor ncrcrilor obinuite n construcii, inclusiv pt. aciunile seismice) creterea rezistenei este mic.aciunile seismice) creterea rezistenei este mic.Aceast cretere a rezistenei este important n situaiile de impact sau de explozie.
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
44
-
B.A. I Rezistena la COMPRESIUNE
Determinarea experimentalDeterminarea experimental
Este necesar n una din urmtoarele situaii:
ncercri preliminare pentru stabilirea compoziieibetonului ce urmeaz a fi folosit la execuia lucrrii
ncercri de control pe faze, care au ca scopdeterminarea rezistenei n diferite faze ale execuiei(d f t f l f i d i(decofrare, transferul forei de precomprimare, manipulare), pentru comparare cu valorile prescrise;
ncercri de verificare a rezistentei la compresiune ncercri de verificare a rezistentei la compresiune(clasei de rezisten a betonului)
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
45
-
B.A. I Rezistena la COMPRESIUNE
Determinarea experimentalDeterminarea experimental
ncercrile pe beton la compresiune se fac pe epruvete normalizate, cuburi sau cilindri:
n Romnia, Germania i Marea Britanie se utilizeaz cuburi cu latura de 15 cm
n Frana i SUA se folosesc cilindri cu diametrul de D 16 i li d h 32 (h/D 2)D=16 cm i nlimea de h=32 cm (h/D = 2)
Condiiile de punere n oper, de pstrare i de ncercare sunt standardizate deoarece influeneaz valoareasunt standardizate, deoarece influeneaz valoarea rezistenei.
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
46
-
B.A. I Rezistena la COMPRESIUNE
Determinarea experimentalDeterminarea experimental
Conform STAS 1275-88: Betonul se compacteaz prin vibrare sau manual, prin mpungere cu
o vergea; dup aceea se niveleaz suprafaa liber; apoi se acoper cu o folie de polietilen pentru a mpiedica evaporarea apei.
Epruveta se pstreaz 24 de ore n tipar, la 20C, iar dup decofrare este pstrat 7 zile la o umiditate relativ de 100% i la 20C, apoi la 65% umiditate relativ i 20C pn la data ncercrii. p
Suprafaa de contact cu platanele presei trebuie s fie plan, neted i perpendicular pe axa elementului (altfel rezistena va fi redus). Pentru cuburi, realizarea acestor condiii se face uor dac ncercarea se face perpendicular pe direcia de turnare.Pentru cilindri este necesar pregtirea suprafeelor, fie printr-un capac de sulf, fie prin polizare.
Viteza de ncrcare trebuie s fie de 0 60 4 MPa/s dar astfel nct
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
47
Viteza de ncrcare trebuie s fie de 0,60,4 MPa/s, dar astfel nct ncercarea s dureze minimum 30 de secunde.
-
B.A. I Rezistena la COMPRESIUNE
Determinarea experimentalDeterminarea experimental
Variabilitatea statistic a rezultatelor experimentale se refer la faptul c n condiii identice, epruvete din aceeai arj de material dau rezultate diferite.
fcm - rezistena medie (media valorilor)
fck,0,05 - rezistena caracteristic, definit prin probabilitatea p(fc>fck)=0,95 (n 95% din cazuri valorile obinute depesc valoarea caracteristic)
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
48
Distribuia statistic a rezistenelor(dup Moksner, citat de Neville) cm
fckf
-
B.A. I Rezistena la COMPRESIUNE
Determinarea experimentalDeterminarea experimental
Clasa betonului reprezint rezistena caracteristic(exprimat n MPa) a cuburilor de beton cu latura de 15 cm, ncercate la 28 de zile, pstrate i ncercate n condiii standard.condiii standard.Spre exemplu:
Cf. STAS 10107/0-90, Bc25 este un beton de clasa 25, adic un , ,beton care are o rezisten caracteristic de 25 MPa pe cub.
n Eurocode 2, ca i n norma romneasc NE-012/99, definiia este dat att pe cuburi ct i pe cilindri: C20/25 este un beton cueste dat att pe cuburi, ct i pe cilindri: C20/25 este un beton cu rezistena caracteristic de 20 MPa pe cilindru i 25 MPa pe cub.
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
49
-
B.A. I
REZISTENELEBETONULUI
R i t l NTINDERERezistena la NTINDERE
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
-
B.A. I Rezistena la NTINDERE
Mecanismul ruperii la ntindere este de asemenea legat deMecanismul ruperii la ntindere este de asemenea legat de prezena microfisurilor. Dezvoltarea fisurilor este mai rapid, datorit concentrrii de eforturi de la capetele
fisurii. n plus, seciunea util scade progresiv odat cu dezvoltarea fisurii.
11
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
51Starea de eforturi n jurul unui gol
-
B.A. I Rezistena la NTINDERE
i n consecin: rezistena la ntindere este mult mai mic dect
l icea la compresiune ruperea este brusc (nu progresiv ca la
compresiune)compresiune)
Factorii care influeneaz rezistena la ntindereFactorii care influeneaz rezistena la ntindere
Rezistena la ntindere este influenat practic de aceiai factori ca i rezistena la compresiuneaceiai factori ca i rezistena la compresiune.
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
52
-
B.A. I Rezistena la NTINDERE
Determinarea experimentalDeterminarea experimental
1. ncercarea de ntindere direct este dificil de realizat, pentru c centrarea ncrcrii este delicat i dificil.
Aceast ncercare este efectuat de obicei numai n scopuri de cercetare.
P
ct APf
ctf
cA
P forta aplicat A i i ii
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
53P
Ac aria seciunii transversale a epruvetei
-
B.A. I Rezistena la NTINDERE
Determinarea experimentalDeterminarea experimental
2. ncercarea de ntindere prin despicare (brazilian)se bazeaz pe observaia c un disc elastic comprimat pe direcia diametrului are o distribuie aproape uniform a eforturilor transversale de ntindere.eforturilor transversale de ntindere.
P
dLPf sp,ct
2
P forta aplicat d diametrul cilindruluiL lungimea cilindrului
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
54
P
-
B.A. I Rezistena la NTINDERE
Determinarea experimentalDeterminarea experimental
2. ncercarea de ntindere prin despicare (brazilian): Uor de realizat. Dispersie mai mic a rezultatelor fa de alte tipuri
d ide ncercri. Epruvete identice cu cele utilizate la ncercarea de
compresiune (n rile unde se folosesc cilindri lacompresiune (n rile unde se folosesc cilindri la compresiune).
Valorile obinute sunt cu circa 10% mai mari dect cele asociate ncercrii de ntindere direct.
spctct f.f 90ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
55
sp,ctct f.f 90
-
B.A. I Rezistena la NTINDERE
Determinarea experimentalDeterminarea experimental
3. ncercarea de ntindere prin ncovoiere Este de asemenea larg rspndit. Este preferat pentru betoanele folosite la drumuri sau
platforme, pentru c se apropie cel mai mult de condiiile deplatforme, pentru c se apropie cel mai mult de condiiile de solicitare din exploatare.
P
4lPMmax
P
4
P forta aplicat l distana dintre reazeme
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
56
-
B.A. I Rezistena la NTINDERE
Determinarea experimentalDeterminarea experimental
3. ncercarea de ntindere prin ncovoiere Rezistena calculat conform Rezistenei materialelor este de cca.
1.75 ori mai mare dect valoarea obinut la ntindere direct, datorit distribuiei neliniare a eforturilor n zona ntins.
Efectul neliniaritii este luat n calcul prin introducerea unui modul de rezisten elasto-plastic
PP
Distribuie
Distribuie elasto-plastic
2bhDistribuie elastic
53.bhWep
53 lP
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
57
2453bh
lP.fct
-
B.A. I Relaia ntre rezistenele la compresiune i la ntindere
Exist cu certitudine o legtur ntre rezistena lacompresiune i cea la ntindere.
Astfel, dac rezistena la compresiune crete, atunci i cea la ntindere crete, ns ntr-un ritm mai lent.
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
58Relaia ntre rezistenele la ntindere i la compresiune
(Olokoun citat de Neville)
-
B.A. I Relaia ntre rezistenele la compresiune i la ntindere
Pentru a defini legtura dintre rezistenele betonului au fost propuse diverse formule empirice.
Ecuaia utilizat n norma european (EN 1992-1-1) i n normele romneti (STAS 10107/0-90) este:
32050 210 /ck.,ctk f.f fctk,0,05 rezistena caracteristic la ntindere
f k rezistena caracteristic la compresiunefck rezistena caracteristic la compresiune
ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat
UNIVERSIT
ATEA
TEHNICA
59
top related