betonul de calitate

7/22/2019 Betonul de Calitate

1/6

GEMITA IMPEX S.R.L. Pag. 1/6

BETONUL DE CALITATE Normativele Europene

Betonul este un material care poate fi confectionat cu relativa usurinta; este suficient sa amestecati apa, cimentul si agregatele. De asemenea,amestecul care se obtine, poate fi folosit prin turnare in interiorul cofrajelor pentru a reproduce formele inventate de proiectant. In timp de unasau mai multe zile, materialul se intareste pana cand atinge duritatea unei pietre. Dispunerea fierului de armatura in interiorul cofrajelor,completeaza unele carente ale proprietatilor betonului: insuficienta rezistenta la tractiune si fragilitatea. Aceasta conlucrare dintre beton si fierulde armatura, este una dintre cele mai bune din domeniul materialelor de constructie. Succesul acestei legaturi, care a facut din betonul armatmaterialul secolului, este in principal atribuit urmatorilor factori:

* cost mic;* productie facila;* rapiditate in executie;* complementaritatea componentelor sale ( beton si otel).

Daca este simpla producerea unui beton obisnuit, nu se poate spune acelasi lucru pentru producerea betoanelor de calitate, cu prestatiipredeterminate si garantate. Bilantul care se poate face dupa aproape un secol de utilizare intensa a betonului la diverse constructii civile, nueste satisfacator sub raportul asteptarilor initiale pentru un material durabil si indestructibil.(foto A,B,C)

Motivele acestui partial insucces, in ceea ce priveste durabilitatea constructiilor din beton, se datoreaza celor doi factori, care in acest secol audevenit, progresiv, factori determinanti:

* medii tot mai agresive din cauza cresterii poluarii;* manopera tot mai scumpa si mai putin calificata.

Rolul aditivilor de betonTrebuie precizat ca, cu cat este mai buna calitatea betonului care trebuie obtinut, cu atat este mai dificila si mai scumpa producerea si punereain opera a materialului. Astfel, obtinerea unui beton bun, depinde de reducerea cantitatii de apa necesara amestecului: de aici deriva olucrabilitate scazuta a betonului proaspat, cu dificultati de executie in fazele de amestec, transport, turnare si compactare. Din acest punct devedere, aditivii pentru beton joaca un rol determinant in satisfacerea exigentelor de proiectare (calitatea materialului folosit) si a celor de executie(usurinta punerii in opera si intarire rapida).

NOILE NORMATIVE

Norma europeana ENV 206 si norma nationala italiana UNI 9858 (precum si noile normative in vigoare in Romania), definesc criteriile deproducere, indicatii si control al betoanelor cu prestatie garantata.*

Exemplu de degradare a structurii de beton la un pod. Exemplu de degradarea a unei nervuri la un panou prefabricatdin beton.

Exemplu de degradare a stratului de beton care acopera armatura.


2/6


Caristicile betoanelor cuprinse in ENV 206, privesc in principal trei proprietati:

* rezistenta mecanica caracteristica (Rck);* "impermeabilitatea" la apa;* durabilitatea in relatia cu mediul.

Sunt prevazute de asemenea, si alte prescriptii tehnice cu privire la rezistenta la temperatura, la abraziune etc. cerute de la caz la caz.In ceea ce priveste cele trei caracteristici fundamentale mai sus mentionate, acestea trebuie sa garanteze ca materialul :

* este rezistent din punct de vedere mecanic, la solicitarile prevazute in exercitiu.* este impenetrabil pentru apa naturala.* este rezistent in timp la solicitarile agresive ale mediului.

Pentru fiecare dintre cele trei cerinte mai sus mentionate, normele indica care trebuie sa fie compozitia betonului (ghid pentru producereamaterialului) si care sunt metodele de control (garantia calitatii lucrarii).

In paragrafele care urmeaza, sunt sintetizate aspectele cele mai importante care implica cele trei caracteristici mai sus mentionate, conformENV 206 si UNI 9858.

Rezistenta mecanica

Sunt prevazute clasele de rezistenta mecanica (tabelul 1) pentru fiecare evaluare care se poate face pe mostre de prisme cilindrice (inaltimea300 mm, diametru 150 mm) sau pe prisme cubice (latura 150 mm). De exemplu, clasa de rezistentaC 25/30 specifica un beton care are o rezistenta caracteristica de 25 MPa, masurata pe cilindru, simbol: fck sau de 30 MPa masurat pe cub (simbol Rck)Masurarea rezistentei mecanice trebuie determinata dupa metoda descrisa de norma UNI 6132 dupa maturarea probelor (cubice sau cilindrice)

dupa 28 de zile in acord cu norma UNI 6130/1 ( temperatura 20C, U.R 95%)

TABELUL 1 - Clasa de rezistenta mecanica (MPa) a betonului corespunzatoare prismelor cilindrice (inaltime 300 mm, diametrul 150 mm) sauprisme cubice cu latura 150 mm, prevazute de ENV 206 si UNI 9858

Clasa derezistenta

C12/15 C 16/20 C 20/25 C 25/30 C 30/37 C 35/45 C 40/50 C 45/55 C 50/60

fck* 12 16 20 25 30 35 40 45 50

Rck** 15 20 25 30 37 45 50 55 60

* fck se refera la rezistenta caracteristica masurata pe prisme cilindrice h=300 mm.** Rck se refera la rezistenta caracteristica masurata pe prisme cubice h=150 mm.

Proba de rezistenta la compresiune pe prisme cubice(latura = 150 mm).

Proba de rezistenta la compresiune pe prismecilindrice (inaltimea = 300 mm).


3/6


Se poate observa cum acelasi beton, prezinta o rezistenta mecanica la prismele cilindrice care este egala cu 80% din valoarea inregistrata peprismele cubice.

In functie de clasa de rezistenta ceruta, normele sugereaza, ca si ghid pentru producator, care trebuie sa fie raportul intre greutatea apei (a) siaceea a cimentului (c).Raportul apa/ciment (a/c) care trebuie respectat, depinde si de tipul de ciment utilizat.

In tabelul 2 sunt indicate valorile raportului apa/ciment sugerate pentru obtinerea rezistentei caracteristice prescrisa in proiect si tipul de cimentfolosit.

Tipurile de ciment exeplificate in tabelul 2, CE 32.5 si CE 42.5, sunt acelea prevazute de noua norma europeana ENV 197(3) pentru ciment si, inmare, corespund cimentului de Portland de clasa 325 si 425 prevazute de legea italiana pentru liantii hidraulici (4).Obtinerea unei anumite clase de rezistenta - mai ales pentru valorile Rck mari - nu poate fi separata de definitia "clasa de consistenta" abetonului proaspat (lucrabilitate) in momentul punerii in opera.

TABELUL 2 - Raportul maxim apa/ciment sugerat de ENV 206 si de UNI 9858 pentru obtinerea unei anumite clase de rezistenta a betonului, infunctie de cimentul folosit. In prezenta aerului inglobat trebuie avuta in vedere scaderea rezistentei mecanice cu 5% pentru fiecare procent deaer inglobat in plus, fata de un beton fara aerant.

TABELUL 2

Clasele de rezistentaa betonului

Tipuri de cimentfolosite

Raportulapa/ciment

C 12/15C 12/15

CE 32.5CE 42.5

0.75*0.80*

C 16/20C 16/20

CE 32.5CE 42.5

0.70*0.75*

C 20/25C 20/25

CE 32.5CE 42.5

0.650.70*

C 25/30C 25/30

CE 32.5CE 42.5

0.600.65

C 30/37C 30/37

CE 32.5CE 42.5

0.550.60

C 35/45C 35/45

CE 32.5CE 42.5

0.500.55

C 40/50C 40/50

CE 32.5CE 42.5

0.450.50

C 45/55C 45/55

CE 32.5CE 42.5

0.40*0.45

C 50/60C 50/60

CE 32.5CE 42.5

0.35*0.40*

* Aceste valori au fost introduse sau extinse de cele raportate in normele originale

Tabelul 3 arata clasele de consistenta, de la S1 la S5, definite de ENV 206 si de UNI 9858 in baza masurarii gradului de tasare (slump).Cu alte cuvinte, obtinerea unei Rck semi-inalta (de ex. 37 MPa) si cu o consistenta superfluida, este posibila numai prin folosirea aditivilorsuperfluidifianti care permit betonului proaspat sa devina superfluid (S5) fara sa depaseasca valoarea raportului a/c corespondent cu Rck ceruta: 0,55 sau 0,60 daca clasa cimentului este CE 32.5 sau CE 42.5


4/6


TABELUL 3 - Clasa de consistenta a betonului proaspat dupa ENV 206 si UNI 9858 determinata prin masurarea slump-ului (tasarii) dupa metodaUNI 9418.

Clasa deconsistenta

Slump(tasare) (cm)

Denumirecurenta

S1 de la 1 la 4 umeda

S2 de la 5 la 9 plastica

S3 de la 10 la 15 semifluida

S4 de la 16 la 20 fluida

S5 > 21 superfluida

Ctiva aditivii produsi de Mapei ca auxiliari pentru obtinerea betoanelor cu o lucrabilitate si rezistenta mecanica determinata sunt :

*MAPEPLAST N10: f luidifiant dozat in 0,2-0,5% din greutatea cimentului: reduce apa cu 5-10% fata de un beton fara aditiv;*MAPEPLAST N30: fluidifiant de calitate inalta (specific unei pierderi mici de lucrabilitate) dozat in 0,2-0,5% din greutatea cimentului: reduceapa cu 5-10% fata de un beton fara aditiv;*MAPEMIX N60: aditiv polivalent dozat in 0,3-1,2% din greutatea cimentului: reduce apa cu 5-15% fata de un beton fara aditiv;*MAPEMIX R64: aditiv polivalent cu usor efect de incetinire a prizei, dozat in 0,3-1,2% din greutatea cimentului: reduce apa cu 5-15% fata deun beton fara aditiv;*MAPEFLUID N200: superfluidifiant dozat in 0,5-1,5% din greutatea cimentului: in medie, reduce apa cu 20% fata de un beton fara aditiv;*MAPEFLUID R104: superfluidifiant cu usor efect de incetinire a prizei, dozat in 0,5-1,5% din greutatea cimentului (special pentru mentinerealucrabilitatii betonului): in medie, reduce apa cu 20% fata de un beton fara aditiv;*MAPEFLUID N100: superfluidifiant cu usor efect de incetinire a prizei, dozat in 0,5-1,5% din greutatea cimentului (specific betoanelorpreconfectionate): in medie, reduce apa cu 20% fata de un beton fara aditiv;*MAPEFLUID IF328: hiperfluidifiant dozat in 1,0-2,5% din greutatea cimentului (specific pentru obtinerea rezistentei mecanice initiale mari saula prefabricate): in medie, reduce apa cu 30% fata de un beton fara aditiv;*MAPEFLUID M318: hiperfluidifiant pe baza de melamina dozat in 1-3% din greutatea cimentului (specific pentru obtinerea rezistentei mecaniceinitiale mari sau la prefabricate): in medie, reduce apa cu 30% fata de un beton fara aditiv.*MAPEFLUID X414: noua generatie de aditivi pe baza de polimeri acrilici (PA) care permit obtinerea betoanelor de mare si foarte marerezistenta mecanica, cu mentinerea indelungata a lucrabilitatii, si o puternica reducere a apei de amestec. Aditivii cu X in fata fac parte dingama aditivilor pe baza de polimeri acrilic i (consultati fisele tehnice).

In fisele tehnice ale aditivilor, se gasesc detalii despre prestatiile betoanelor tratate cu aditivii mai sus mentionati.

DurabilitateaEste cunoscut (6) ca, pentru a garanta durabilitatea unui beton intr-un anumit mediu, este necesara producerea unui material impermeabil laagentii agresivi prezenti in acel mediu: se impune in practica adoptarea unui raport a/c relativ mic, pentru a favoriza formarea unei matrite deciment compacta si putin poroasa. Alegerea raportului a/c este in functie de gradul de agresiune a mediului ( definit ca "clasa de expunere"): cucat gradul de agresiune a mediului este mai mare, cu atat trebuie sa fie mai mic raportul a/c al betonului. Linia adoptata de noua normativa

europeana ENV 206 si de aceea nationala UNI 9858 este urmatoarea:

* definirea clasei de expunere a mediului in care este prevazuta a se efectua lucrarea (tabelul 4);* alegerea compozitiei betonului, adecvata pentru a garanta durabilitatea lucrarii in mediul caracterizat de clasa de expunereambientala (tabelul 5).

De exemplu, pentru o constructie in mediu marin, expusa la o clima rigida (cu cicluri de inghet-dezghet) clasa de expunere la mediu rezulta a fi4b (tabelul 4). In tabelul 5 se prevede ca pentru aceasta clasa de mediu trebuie folosit un beton caracterizat prin:* raport a/c < 0,50;* dozaj de ciment > 300 kg/m

3;

* agregate: care rezista la gelivitate;* volum de aer continut (sub forma de microbule): 4-6%;* beton impermeabil.

Mai este necesar sa semnalam unele observatii referitoare la tabelul 5 :

a) valorile de a/c raportate, trebuie intelese ca valori maxime, care nu trebuie depasite; este evident ca valoare raportului a/c folosi nu trebuie safie mai mare decat aceea indicata in tabelul 5; este prudent ca pentru o lucrare maritima ca aceea din exemplul precedent, este indicat sa seadopte un raport apa/ciment de 0,45, si in baza acestei valori se poate prescrie Rck corespondent (tabelul 2), capabil sa asigure raportulapa/ciment ales in prealabil, si deci durabilitatea lucrarii; la final controlul este mult mai simplu si se verifica Rck pe prisme cubice din betonulprelevat in momentul turnarii si nu raportul apa/ciment dificil de evaluat, fie la betonul proaspat, fie la acela intarit.

Clasa de consistenta: S1 S2 S3 S4 S5


5/6

GEMITA IMPEX S.R.L. Pag. 5/6b) Valoare Rck capabila sa asigure durabilitatea, va fi confruntata cu aceea prevazuta in proiect evident, iar valoarea Rck recomandata inprescriptie va fi cea mai mare dintre cele doua, si deci aceea apta sa asigure durabilitatea lucrarii, si sa satisfaca exigentele structurale.

c) In ceea ce priveste structurile din beton expuse la saruri cu actiune de dezghet (pe baza de cloruri de sodiu sau calciu) trebuie sa se tinacont ca este necesar sa se prevada adaosul in beton a microsilicatilor daca lucrarilele de dezghet se efectueaza cu clorura de calciu (de ex.piste aeroportuare, autostrazi, poduri); de fapt, aceasta sare dauneaza grav betonul (7) (chiar daca este confectionat cu raport scazutapa/ciment), daca in conglomerat este prezenta o cantitate mare de var, eliberata din hidratarea cimentului (8); in prezenta microsilicatilor cu ofoarte puternica activitate puzzolanica varul dispare prin producerea hidrosilicatilor de calciu si se diminueaza astfel, actiunea agresiva a cloruriide calciu (9).

In ceea ce priveste produsele auxiliare Mapei, capabile sa contribuie la durabilitatea lucrarilor, se semnaleaza :* MAPEFLUID, MAPEMIX si MAPEPLAST, deja mentionati in paragraful "Rezistenta mecanica" pentru producerea betoanelor cu consistentafluida si superfluida, cu raport apa/ciment inferior celor prevazute de normele ENV 206 si UNI 9858 (tabelul 5).

* MAPEFLUID PZ500 aditiv pe baza de microsilicati cu activitate puzzolanica si superfluidifianta (dozaj: 20-60 kg la m3 de beton) pentruproducerea betoanelor rezistente si chimic la saruri cu actiune de dezghet.

* MAPEPLAST PT1 aditiv antrenor de aer (dozaj : 100-150 g la m3 de beton) pentru producerea betoanelor rezistente la cicluri de inghet-dezghet.

ImpermeabilitateaBetonul este un material poros si poate fi penetrat de apa sub presiune. Pentru structurile hidrotehnice (canale, bazine de epurare, piscine,rezervoare, apeducte, diguri etc.) este foarte important ca betoanul sa fie "impermeabil" la apa sub presiune de exercitiu. De asemenea, chiar sipentru lucrarile care nu sunt hidrotehnice (de exemplu galeriile sau subsolurile unei cladiri) o permeabilitate scazuta la apa este sinonima cucalitatea, atata timp cat betonul este capabil sa impiedice patrunderea apei de la exterior in interiorul structurii.

Normele ENV 206 si UNI 9858 stabilesc criteriile pentru a defini ca fiind "impermeabil" un anumit tip de beton: probele de beton lasate timp de 28de zile in mediu saturat cu vapori, nu trebuie sa prezinte o penetratie a apei mai mare in medie de 20 mm, determinata prin metoda ISO7031(echivalenta cu norma germana DIN 1048). In afara de aceasta, valorile de penetrare nu trebuie sa depaseasca 50 mm. Masurarea va fiefectuata supunand probele de beton la o presiune de apa de 2 bar pentru doua zile, 3 bar pentru o zi si de 7 bar pentru o zi (fig. 4). La finaluldeterminarilor probele trebuiesc sparte si se va masura grosimea betonului penetrat de apa. Pentru a atinge prestatia de impermeabil, normaENV 206 si UNI 9858 recomanda producatorului de beton, sa adopte un raport apa/ciment nu mai mare de 0,55. La sfarsitul controlului pentruprestatia respectiva, in afara de masurarea penetrari apei prevazuta de norme, se poate adopta simplu si practic, un control al rezistenteimecanice. In tabelul 2 se specifica de fapt ca, la corespondenta unui raport apa/ciment de 0,55, Rck este egal cu 37 MPa daca se foloseste unciment de clasa 32,5 si la 45 MPa daca se foloseste un ciment de clasa 42,5 (5).Trebuie precizat ca, fata de impermeabilitatea probelor, chiar si structura reala sa fie "impermeabila", si este necesar sa se garanteze omaturare la umed la fel de eficienta ca si cea realizata la probe. O evaporare a apei din beton in mediu, ar bloca de fapt pe suprafata structurii,hidratarea cimentului si procesul urmator, de impermeabilizare a materialului. In acest scop, din momentul decofrarii este necesar sa mentinetiumed betonul (de exemplu cu fisii de panza ude sau prin pulverizare de apa) pentru (28-t) zile, unde "t" este timpul (in zile) scurs intre intarire sispargere.

Acolo unde, din motive practice, este dificil de garantat o maturare umeda pana la 28 C pe zi, se poate proteja betonul decofrat cu un produsde cura (antievaporant MAPECURE E).In ceea ce priveste produsele auxiliare Mapei care faciliteaza producerea unui beton impermeabil, se semnaleaza :

* aditivii fluidifianti/superfluidifianti MAPEFLUID, MAPEMIX si MAPEPLASTindicati mai inainte, pentru a obtine un raport apa/ciment mai mic de0,55 dar sa permita punerea in opera a betonului proaspat cu consistenta fluida (S4) sau superfluida (S5)

* Produs de cura MAPECURE Eeste capabil sa protejeze betonul de evaporarea apei in medii uscate.

Concluzii

Producerea betoanelor de calitate, cu rezistenta mecanica (pana la 60 MPa ca Rck) impermeabile la apa (penetrare inferioara la 20 mm sub opresiune de 7 atmosfere) si durabile in diverse medii agresive (definite ca "clase de expunere"), este reglementata in zilele noastre de o normaeuropeana precisa (ENV 206), italiana (UNI 9858) si romane in vigoare.Prescriptiile anterioare la aceste norme sunt de o importanta fundamentala in garantarea calitatii materialului.

Mapeieste in gradul de a garanta o linie completa de produse auxiliare pentru a satisface :* exigentele de calitate pentru o lunga durabilitate a lucrarilor din beton chiar si in medii din cele mai agresive;* exigentele executive pentru a garanta constructorilor o punere in opera usoara si rapida a materialului.

Probe supuse presiunii la apa. Ruperea probei la finele incercarilor. Masurarea adancimii de penetrare a apei.


6/6

GEMITA IMPEX S.R.L. Pag. 6/6Tabelul 4

CLASE DE EXPUNERE EXEMPLE DE CONDITII AMBIENTALE

1) AMBIENT USCAT Interioare pentru locuinte sau birouri

a) fara inghet Intern cu umiditate ridicata (U.R. > 70%)

Elemente de rezistenta la exterior

Elemente de rezistenta imerse in apa, sau ingropate in pamant,fara agresiune chimica2) AMBIENT UMED

b) cu inghet Elemente externe supuse la inghet

Elemente in apa sau pamant dar expuse la inghet

Elemente interne, cu U% mare si expuse la inghet

3) AMBIENT UMED CU INGHET SI SARE Elemente interne si externe expuse la inghet si saruri : viaducte,poduri, aeroporturi, etc

a) fara inghet Elemente partial sau complet submerse in apa

Elemente in mediu marin in contact cu saruri4) AMBIENT MARIN

b) cu inghet Elemente partial sau complet submerse in apa, expuse la inghet

Elemente in mediu marin cu saruri , expuse la inghetCLASA CARE POATE FI INTALNITA SINGURA SAU IN COMBINATIE CU PRECEDENTELE

a) Ambient slab agresiv (gaz, lichid, solid)

Atmosfera industriala agresivab) Ambient moderat agresiv (gaz, lichid, solid)

5) AMBIENT PUTERNIC AGRESIV DINPUNCT DE VEDERE CHIMIC

c) Ambient puternic agresiv (gaz, lichid, solid)* Aceasta clasa de expunere ramane valabila daca, inainte de terminarea lucrarii, structura sau componentele nu sunt expuse la coditii maisevere pentru o perioada indelungata de timp

** Mediile puternic agresive din punct de vedere chimic din cauza prezentei ionilor sulfati si anhidridei carbonice agresive sunt clasificate innorma UNI 8981.

Tabelul 5

PRESCRIPTII CLASE DE EXPUNERE

1 2a 2b 3 4a 4b 5a 5b 5c1)

Raport a/c maxim- beton normal- beton armat- beton precomprimat

-0,650,60

0,700,600,60

0,55 0,50 0,55 0,50 0,55 0,50 0,45

Dozaj minim ciment Kg/m3 2)

- beton normal- beton armat

- beton precomprimat

150260

300

200280

300

200280

300

200300 300 300 280 300 300

Volum minim de aer (%) inglobat pentru agregatecu diametru max de

3):

32 mm16 mm 8 mm

44)

56

456

44)

56

Agregate rezistente la inghet6)

da da da

Beton impermeabil da da da da da da da

Tipuri de ciment pentru beton normal si armat dupaENV 197

Rezistent la sulfati dacacontinutul de sulfati este> 500 mg/Kg in apa>3000 mg/Kg in teren

Grosimea minima (mm) a betonuluicare acopera armatura dupaEurocod 2

(b.a.)(b.a.p.)

1525

2030

2535

4050

4050

4050

2535

3040

4050

1. In plus, betonul trebuie sa fie protejat de contactul direct cu mijlocul agresiv cu ajutorul unui material sau protectie impermeabilizata cu exceptia cazurilor in careaceasta precautie nu este considerata necesara.2. Tipurile de ciment permise, sunt acelea prevazute de prenorma ENV 197 sau de normele legilor nationale in vigoare.3. Distanta dintre microbulele de aer este de 0,20 mm, masurat pe un beton intarit.4. In cazul in care gradul de saturatie a betonului ramane mare mai mult timp, pot fi utilizate valori sau masatori diverse atunci cand probele certifica faptul cabetonul are o rezistenta corespunzatoare la inghet conform UNI 7087.5. Rezistenta la sulfatii a unui ciment, trebuie determinata conform UNI 9156 si UNI 9607.6. Determinata conform UNI 8520/20.

betonul de calitate

Documents