C A P I T O L U L 1

INTRODUCERE

Betonul sub diferitele lui forme de realizare : beton simplu, beton slab armat, beton armat discret, betonul armat dispers cu fibre discontinue sau continue (cunoscut sub numele de ferociment) şi betonul cu diferite grade de precomprimare este, după cum se ştie, materialul de construcţie cu cea mai largă utilizare. Aceasta se datorează atât proprietăţilor sale tehnico-economice avantajoase, cât şi faptului că pentru neajunsurile pe care le are se pot găsi soluţii eficiente şi funcţionale de remediere.

1.1. Raţiunea asocierii betonului cu armătura

Betonul şi armătura din oţel au proprietăţi diferite, după cum rezultă din tabelul 1.1. Ele sunt însă complementare, astfel că prin asocierea lor oţelul este capabil să asigure rezistenţa la întindere şi probabil o parte din rezistenţa la forfecare în timp ce betonul, rezistent la compresiune, protejează oţelul, conferindu-i durabilitate şi rezistenţă la foc.

Tabelul 1.1. Proprietăţile betoanelor şi armăturilorPROPRIETĂŢI BETON OŢEL

1 rezistenţa la întindere slabă bună

1

2rezistenţa la compresiune

bunăbună, dar barele flexibile flambează

3 rezistenţa la forfecare aproximativă bună4 durabilitatea bună corodează dacă nu este protejat

5 rezistenţa la foc bunăslabă, suferă pierderi rapide de rezistenţă la temperaturi mari

Asocierea celor două materiale este necesară pentru a se obţine un material compozit, cu o structură monolită şi

cu proprietăţi superioare faţă de cele ale fiecărui material component luat în parte. Datorită faptului că rezistenţa la întindere a betonului reprezintă doar aproximativ 10% din rezistenţa acestuia la compresiune, proiectarea structurilor din beton armat se bazează pe conceptul că betonul preia eforturile de compresiune, iar armătura pe cele de întindere. Pentru ca cele două materiale să conlucreze la preluarea eforturilor (şi deci să se comporte ca un material compozit) este imperios necesar ca :

între beton şi armătură să se realizeze o aderenţă bună astfel încât să se evite alunecarea barelor de armătură în beton; să existe o bună toleranţă a armăturii în beton, acesta trebuind să aibă o impermeabilitate corespunzătoare pentru a proteja armătura împotriva coroziunii; să existe o compatibilitate a deformaţiilor betonului şi armăturii sub încărcări şi variaţii de temperatură. Fenomenele de contracţie şi curgere lentă determină incompatibilităţi ale deformaţiilor şi modificări ale stării de eforturi care trebuie să fie luate în considerare la proiectarea elementelor şi structurilor din beton armat.

În figura 1.1. este ilustrată o grindă încovoiată din beton armat având o comportare de material compozit. Fisurile transversale care apar în zona întinsă pot fi limitate ca deschidere, astfel încât ele să nu perturbe performanţele elementului.

2

Fig. 1.1. Comportarea de material compozit a unei grinzi din beton armat.

1.2. Avantajele betonului armat

Betonul armat prezintă numeroase avantaje în raport cu alte materiale de construcţii, şi anume : poate lua orice formă, prin turnarea lui în stare proaspătă în cofraje sau tipare; are o rezistenţă bună la foc, betonul protejând armătura; conferă structurilor caracterul de monolitism, având rigiditate mare în toate direcţiile, grad mare de nedeterminare statică şi rezerve importante de rezistenţă; asigură o durabilitate sporită în condiţii determinate de mediu; permite folosirea materialelor locale; este un material igienic; are o permeabilitate redusă la radiaţii; are un preţ de cost atrăgător.

3

1.3. Neajunsurile betonului armat

Betonul armat prezintă şi unele neajunsuri, după cum urmează : utilizarea ineficientă a betonului din zona întinsă, fiind necesar în anumite situaţii să se apeleze la precomprimare; permeabilitatea la lichide, temperatură şi sunete, care poate fi compensată prin protejarea betonului cu materiale izolatoare; masa relativ mare, neajuns care poate fi parţial remediat prin utilizarea agregatelor uşoare; controlul ulterior al calităţii este dificil de efectuat şi este inoperant; transformările, modificările şi consolidările sunt greu de efectuat; demolarea şi reciclarea materialelor este costisitoare şi nesigură; transmite cu uşurinţă vibraţiile; incompatibilitatea deformaţiilor din contracţie şi curgere lentă menţionată la punctul

1.4. Domenii de utilizare

Avantajele betonului armat sunt incomparabil mai mari în raport cu neajunsurile acestuia, pentru care se găsesc în general remedii. Din acest motiv betonul armat reprezintă materialul de construcţie cu cea mai răspândită utilizare. Este greu de găsit un domeniu în care betonul armat să nu poată fi utilizat competitiv cu celelalte materiale de construcţii.

Construcţiile din beton armat se pot realiza monolit, prefabricat, preturnat sau mixt. Domeniile în care betonul armat se utilizează în mod frecvent sunt : clădirile de locuit; construcţiile sociale, culturale şi sportive; construcţiile industriale; construcţiile agro-zootehnice; alimentările cu apă şi canalizările, construcţiile masive, construcţiile

hidrotehnice, construcţiile pentru transporturi; construcţiile subterane; construcţiile energetice.

4