ba i - partea a 2-a

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


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


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.


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

4


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)


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

5

( )S = SO4 (sulfat)


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.


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

6

rezistena final a pietrei de ciment.


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.


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

7

2 p




P

a

]




p

r

e

s

i

u

n

e

[

M

P



e

n

a

l

a

c

o

m

p


R

e

z

i

s

1. Cimenturilor belitice au o rezistena final


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

8

mai mare dect cea a cimenturilor alitice.




P

a

]




p

r

e

s

i

u

n

e

[

M

P



e

n

a

l

a

c

o

m

p


R

e

z

i

s

2. Cimenturile belitice au o rezisten mai mare


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

9

la atacul acizilor fa de cimenturile alitice.




P

a

]




p

r

e

s

i

u

n

e

[

M

P



e

n

a

l

a

c

o

m

p


R

e

z

i

s

3. Cimenturile alitice au o vitez mai mare de cretere a rezistenei iar cldura degajat la


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

10

cretere a rezistenei, iar cldura degajat la hidratare este mai mare.




P

a

]




p

r

e

s

i

u

n

e

[

M

P



e

n

a

l

a

c

o

m

p


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


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

11

de coninutul de C3S, n timp ce dup un an contribuiile C3S i C2S sunt aproximativ egale.


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.


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

12


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


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

13

cresc lucrabilitatea betonului proaspt, putndu-se obine simultan i o scdere a raportului a/c.


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)


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

14


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


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-


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

16

liniar.


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


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).


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.


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

18


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.


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

19


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


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

20

pdensitatea solidelor din zona de tranziie.



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


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

21

ca betonul sa fie supus unor ncrcri exterioare



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.


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

22



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.


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

23

B.A. I

REZISTENELEBETONULUI

R i t l COMPRESIUNERezistena la COMPRESIUNE


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


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

25Starea de eforturi n jurul unui gol


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.


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

26


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


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

27


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.


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

28

Coeficientul lui Poisson este constant ( 0,2).



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).


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.



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.


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

30



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.


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

31

Fisurarea devine instabil: sub ncrcare constant, fisurile continu s se dezvolte.



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


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

32

maxim a efortului unitar de compresiune din beton.


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


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

33




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


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

34

att rezistena betonului este mai mic.




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.


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

35




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


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

36

aplatizat influeneaz negativ proprietile betonului, reducndu-i rezistena.




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


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

37

utilizarea agregatelor silicioase n locul celor calcaroase duce la o cretere a rezistenei betonului.




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


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

38

prelungit exagerat poate produce segregarea betonului.




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


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

39

acoperirea betonului cu folii impermeabile sau produi impermeabilizani care astup porii betonului)




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


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

40



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.


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

41

Influena dimensiunilor epruvetei asupra rezistenei la compresiune

(Neville, 2000)




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)


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

42

(prisme, cilindri).Influena raportului dimensiunilor cilindrului

asupra rezistenei la compresiune




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.


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

43




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.


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

44


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)


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

45



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.


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

46



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


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.



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)


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

48

Distribuia statistic a rezistenelor(dup Moksner, citat de Neville) cm

fckf



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.


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

49

B.A. I

REZISTENELEBETONULUI

R i t l NTINDERERezistena la NTINDERE


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


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

51Starea de eforturi n jurul unui gol


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.


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

52



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


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

53P

Ac aria seciunii transversale a epruvetei



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


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

54

P



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



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


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

56



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


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.


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


UNIVERSIT

ATEA

TEHNICA

59

ba i - partea a 2-a

Documents