ba i - partea a 4-a

8/11/2019 BA I - Partea a 4-A

1/29

B.A. I

DURABILITATEA

BETONULUI

ef lucr ri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construc ii de Beton Armat

U N I V E R S

I T AT E A

T E H N I C A

8/11/2019 BA I - Partea a 4-A

2/29

8/11/2019 BA I - Partea a 4-A

3/29

B.A. I Generalit i

eoarece e onu es e un so poros,apa are un roimportant att n procesele fizicede degradare, ct i nprocesele chimice(prin ionii agresivi care sunt

transporta i de ap ).Aceste fenomene fizico-chimice de degradare asociate

materialului.Mecanismele care produc degradarea betonului suntdiverse i numeroase:

Atacuri chimice, cnd degradarea este rezultatul

reacia alcali-agregat, atacul acizilor, atacul sulfatic.Atacuri fizice, cnd degradarea este rezultatul unui


U N I V E R S

I T AT E A

T E H N I C A

3

fenomen fizic: nghe , abraziune, eroziune.

8/11/2019 BA I - Partea a 4-A

4/29

B.A. I Generalit i

men une spec a re u e acor acoroziunii arm turilor, care este una din cele

de beton armat.

performanele structurale prin:reducerea sec iunii de armaturdistrugerea betonului de acoperire, deoareceproduii de coroziune rezulta i au un volummult mai mare dect elementele din care auprovenit. Astfelse reduce conlucrarea


U N I V E R S

I T AT E A

T E H N I C A

4

etonu u cu arm tur e.

8/11/2019 BA I - Partea a 4-A

5/29

B.A. I Coroziunea arm turilor

ro ec a na ura a arm ur or es e a ealcalinitatea ridicat a betonului, prin formarea unuistrat subire de oxid de fier pe suprafaa barei de oel.

n condiii normale, pH-ul soluiei care se gsete nporii betonului are valori ntre 12i 14, iaroelul nu- .

Dou mecanisme pot conduce la distrugerea acesteiprotecii:

Carbonatarea betonuluiAciunea clorurilor

pH-ul [pondus Hydrogenii]: reprezint logaritmul cu semn schimbat alconcentraiei ionilor de hidroniu H3O+ din soluie. Prin no iunea de pH


U N I V E R S

I T AT E A

T E H N I C A

5

se exprim cantitativ aciditatea (0

8/11/2019 BA I - Partea a 4-A

6/29


ar ona area e onu uCarbonatarea este reacia dintre bioxidul de carbon

urma c reia rezult carbonat de calciu.Datorit acestei reacii pH-ul betonului scade,conducnd la distrugerea proteciei arm turilor.

Datorit carbonat rii apare coroziunea generalizat a,strat relativ uniform de rugin .Procesul de carbonatare ncepe de la suprafaabetonului i p trunde lent spre interior.


U N I V E R S

I T AT E A

T E H N I C A

6

8/11/2019 BA I - Partea a 4-A

7/29

8/11/2019 BA I - Partea a 4-A

8/29


c unea c orur orClorurile provin din diverse surse, cele mai comune

topirea poleiului pe strzi i la construciile nvecinatesau clorul din beton (prezent n anumite adaosuri saua v .Clorurile distrug stratul protector din jurul arm turii,chiar dac H-ul betonului este ridicat.De obicei clorurile produc ocoroziune localizat .Viteza de penetrare a clorurilor n beton depinde deconcentraia de cloruri din mediul nconjur tor i decalitatea betonului.


U N I V E R S

I T AT E A

T E H N I C A

8

8/11/2019 BA I - Partea a 4-A

9/29


oroz unea ac vOdat iniiat , coroziunea poate avansa dac exist

n consecin , riscul cel mai ridicat de coroziune aparela construciile supuse la cicluri de umezire/uscare.


U N I V E R S

I T AT E A

T E H N I C A

9

8/11/2019 BA I - Partea a 4-A

10/29


sur e pro ec eUzual,pentru a asigura protecia arm turilor contra

arm turilor cu un beton de bun calitate (cu rezisten ridicat , compactat corecti cu tratament adecvat).n medii foarte agresive trebuie prevzute i alte

msuri (mai costisitoare), cum ar fi:utilizarea arm turilor vo site cu un strat de r in epoxidic ;utilizarea oelului inoxidabil sau galvanizat;

mpiedica p trunderea clorurilor sau a CO2;aplicarea unei protecii catodice pentru arm turi;


U N I V E R S

I T AT E A

T E H N I C A

10

utilizarea arm turilor din polimeri armai cu fibre (de carbon,

aramid , de sticl etc.).

8/11/2019 BA I - Partea a 4-A

11/29

B.A. I Procese fizice de degradare

c ur e e ng e - ezg eDac betonul umed este supus frecvent la cicluri de

-

betonul.Degradarea produs de ciclurile de nghe-dezghe semanifest de regul prin sf rmarea betonului lasuprafa sau prin fisuri de suprafa foarte apropiate,care reced sf rmarea betonului.Betonul nesaturat nu risc s fie degradat prin nghe ,pentru c expansiuneacare are loc n momentul

ng e u u poa e pre ua pr n compr marea por ornesaturai.


U N I V E R S

I T AT E A

T E H N I C A

11

8/11/2019 BA I - Partea a 4-A

12/29


c ur e e ng e - ezg eDegradarea prin nghe-dezghe poate fi evitat prin:

utilizarea unui aditiv antrenor de aer;

- observat c un beton cu rezistena mai mare de 45

MPa este insensibil la ciclurile de nghe-dezghe).


U N I V E R S

I T AT E A

T E H N I C A

12

8/11/2019 BA I - Partea a 4-A

13/29


raz uneaPoate fi cauzat de traficul auto, de curgerea continu

Rezistena la abraziune poate fi obinut prinutilizarea unui beton de nalt rezisten i a unoragregate adecvate, rezistente la uzur .Rezistena la abraziune este de asemenea mbun t it

ce pot fi supuse abraziunii(se recomand dublareaduratei de tratament).

Rezistena la abraziune este de asemenea mbun t it prin folosirea unor materiale dure n stratul superficialde exem lu: corindon mineral clasat ca duritate 9 e locul


U N I V E R S

I T AT E A

T E H N I C A

13

doi dup diamant)].

8/11/2019 BA I - Partea a 4-A

14/29

B.A. I Procese chimice de degradare

acu su a cSulfaii solubili (prezeni de exemplu n apele freatice)

sulfat de calciu.Sulfatul de calciu formeaz la rndul su prin reacie cucelitul (C3A) etringita ntrziat .Formarea etringitei este nsoit de o expansiune de

.


U N I V E R S

I T AT E A

T E H N I C A

14

8/11/2019 BA I - Partea a 4-A

15/29


acu su a cPt. a realiza un beton rezistent la sulfai se impune:

coninut limitat de celit (C3A)).Reducerea cantit ii de CH prinutilizarea deadaosuri (zgur de furnal, puzzolane), care consum o parte din Ca(OH)

2disponibil.

ea zarea unu e on cu permea a e re us cares mpiedice p trunderea sulfailor solubili. Pentruaceasta trebuie limitat raportul a/c, astfel nctrezult implicit un beton de rezisten mare.


U N I V E R S

I T AT E A

T E H N I C A

15

8/11/2019 BA I - Partea a 4-A

16/29


acu ac z orAcizii atac compuii coninnd calciu din beton (n

apoi sp lai, permeabiliznd suprafaa betonului.Reacia are loc n soluie, iar atacul devine grav cndpH-ul soluiei este sub 5.5(apele stagnante coninndCO2 pot avea un pH mai mic dect 4.4, iar ploile acideau un H ntre 4.0 i 4.5 .n cazurile n care betonul este supus la concentraiimari de acid, ca de exemplu n unele procese industriale,

s ngura so u e e pro ec e a e onu u es e preve ereaunui tratament de suprafa .


U N I V E R S

I T AT E A

T E H N I C A

16

8/11/2019 BA I - Partea a 4-A

17/29


eac a a ca -agregaExist dou tipuri de reacii care pot deteriora betonul:

- -

Reacia alcalii-silice(cea mai frecvent ) este o reacie ntre alcaliile din cimenti anumite forme de silice, careproduc un gel de silice higroscopiccare absoarbe apa i i m rete volumul, producnd astfel fisuri n beton.

,adnci, mergnd doar pn la 50-70 mm adncime,astfel nctefectul lor asupra rezistenei structurii este

ma m c ec mpac u v zua re ucerea e rez s ennu dep ete de regul 20-30%).


U N I V E R S

I T AT E A

T E H N I C A

17

8/11/2019 BA I - Partea a 4-A

18/29

8/11/2019 BA I - Partea a 4-A

19/29

B.A. I Proiectarea durabilit ii structurii

Implic 2 etape de baz :

Stabilirea a resivit ii mediuluila care

structura este expus (opera ie similar custabilirea nc rc rilor de calcul pentruproiectarea structural ) ;

Selec ionarea materialelor adecvateiproiectarea structurii pentru a fi capabil s reziste agresivit ii mediului pe o durat

rezonab l .


U N I V E R S

I T AT E A

T E H N I C A

19

8/11/2019 BA I - Partea a 4-A

20/29

B.A. I Stabilirea agresivit ii mediului

gres v a ea me u u re u e n pr nc p udefinit separat pentru fiecare mecanism de

,fiecare caz pot fi diferi i.

- i EN 206-1, standardul romn deja abrogat,

STAS 10107/0-90, nu f cea o separare foarteclar a mediilor agresive.n normele europene agresivitatea mediului este

clasificat n func ie tipul de atac, nclase deexpunere, i dup severitatea atacului, n


U N I V E R S

I T AT E A

T E H N I C A

20

.

8/11/2019 BA I - Partea a 4-A

21/29

8/11/2019 BA I - Partea a 4-A

22/29

8/11/2019 BA I - Partea a 4-A

23/29

B.A. I Msuri de protec ie contra agresivit ii mediului

ea ma genera m sur cons n preve erea unustrat de acoperire cu beton suficient de gros.Trebuie subliniat c valoarea final efectiv a rosimii

stratului de acoperire se alege nu doar din cerinele dedurabilitate, ci astfel nct s se asigure: un ransm ere a or e or e a eren

Protecia arm turilor mpotriva coroziunii (DURABILITATE)

O bun rezisten la foc.Cerine privind tipul de cimentpentru evitarea unorreacii chimice defavorabile.

er n e pr v n c asa m n m e rez s en , rapor umaxim a/ci dozajul minim de cimentpentru a obine unbeton ct mai puin permeabil.


U N I V E R S

I T AT E A

T E H N I C A

23

8/11/2019 BA I - Partea a 4-A

24/29


orme e europene - s -Pe planurile de execuie trebuie specificat grosimeanominal a stratului de aco erire cu beton c :

devminnom ccc

- grosimea minim a stratului de acoperire cu betonminc- grosimea suplimentar care ine seama de toleranele de execuiemmcdev 10

mm;cccc;cmaxc add ,dur st ,dur ,dur dur min,bmin,min 10 - grosimea minim a stratului de acoperire cu beton din cerinele de aderenbmin,c

- grosimea minim a stratului de acoperire cu beton din cerinele de mediu- marj de siguran ,dur c

dur min,c

- reducerea grosimii minime n cazul arm turilor din oel inoxidabilst ,dur c


U N I V E R S

I T AT E A

T E H N I C A

24

- reducerea grosimii minime n cazul unei protec ii suplimentareadd ,dur c

8/11/2019 BA I - Partea a 4-A

25/29


orme e europene - s -Alegerea unui beton cu durabilitate convenabil pentru

rotec ia betonului i rotec ia arm turilor la coroziune

implic alegerea compoziiei sale.Alegerea compoziiei poate duce la o rezisten lacompresiune a betonului mai mare dect cea necesar din condiiile de rezisten (a elementelor structurale).


U N I V E R S

I T AT E A

T E H N I C A

25

8/11/2019 BA I - Partea a 4-A

26/29


orme e europene - s -Leg tura ntre clasele de rezisten ale betonuluiiclasele de ex unere oate fi descris rin clasele

indicative de rezisten .


U N I V E R S

I T AT E A

T E H N I C A

26

8/11/2019 BA I - Partea a 4-A

27/29


orme e europene - s -n EN 1992-1-1 sunt definite6 clase structurale.Clasa structural recomandat entru o durat de via de 50 de anieste clasa S4, pentru rezistenele betonului date n tabelul anterior.


U N I V E R S

I T AT E A

T E H N I C A

27

8/11/2019 BA I - Partea a 4-A

28/29

8/11/2019 BA I - Partea a 4-A

29/29


orme e europene - s -Valorile limit recomandate n EN 206-1pentru compoziia ipropriet ile betonuluisunt:


U N I V E R S

I T AT E A

T E H N I C A

29

ba i - partea a 4-a

Documents