V. BETONUL – COMPOZIłIE ŞI PREPARARE

V.1. GENERALITĂłI

Betonul - este un material compozit obŃinut din amestecuri artificiale, omogenizate care, după întărire are un aspect de conglomerat cu rezistenŃe mecanice şi fizico-chimice. Betonul este unul din materialele cele mai des utilizate în domeniul construcŃiilor.

Este cunoscut din antichitate şi are avantaje majore (realizarea oricărei forme geometrice, rezistenŃe mari la compresiune şi la agresivităŃi chimice, preŃ de cost relativ scăzut) dar şi dezavantaje (greutate proprie mare, rezistenŃă mică la întindere, întărire relativ lentă).

În principal componenŃii unui beton sunt: - agregatele – naturale sau artificiale; - liantul – anorganic sau organic; - aditivi – substanŃe introduse în masa amestecului care produc modificări dorite

ale proprietăŃilor betonului proaspăt sau întărit, precum: îmbunătăŃirea lucrabilităŃii, accelerarea sau întârzierea prizei şi/sau întăririi, micşorarea temperaturii de îngheŃ etc.;

- adaosuri – substanŃe sau materiale introduse în masa betonului proaspăt care îmbunătăŃesc anumite proprietăŃi ale betonului întărit, cum ar fi duritatea suprafeŃei, rezistenŃa la uzură, rezistenŃa la penetrarea radiaŃiilor etc. sau ale betonului proaspăt, coeziunea, păstrarea omogenităŃii, etc. Pot fi adaosuri minerale, fibre naturale şi/sau artificiale;

- apa – atunci când se impune. Natura diversificată a componenŃilor, combinarea şi dozarea lor, conduc la o gamă

foarte mare de tipuri de betoane, cu diferite caracteristici. În betoanele la care liantul este cimentul, sistemul ciment-apă constituie partea

activă amestecului. V.1.1. Clasificări ale betoanelor

V.1.1.1. După destinaŃie:

- betoane convenŃionale – pentru construcŃii civile, industriale şi agricole; - betoane rutiere – pentru drumuri, aeroporturi; - betoane hidrotehnice – pentru baraje, ecluze, porturi, canale; - betoane cu destinaŃie specială – antiacide, refractare, rezistente la uzură, de

protecŃie contra radiaŃiilor etc..

V.1.1.2. După rezistenŃa la compresiune: - betoane de clasă inferioară (nearmate) – C8/10; - betoane de clasă normală (armate) – C12/15, C16/20, C20/25, C25/30,

C30/37, C35/45, C40/50, C45/55; - betoane de înaltă rezistenŃă (BIR) – C50/60, C55/67, C60/75, C70/85,

C80/95, C90/105, C100/115.

V.1.1.3. După densitatea aparentă a betonului întarit la 28 de zile în stare uscată: - betoane foarte grele – cu densitatea mai mare de 2.500kg/m3; - betoane grele – cu densitatea cuprinsă între 2.201÷2.500kg/ m3; - betoane semi-grele – cu densitatea cuprinsă între 2.001÷2.200kg/ m3; - betoane uşoare – cu densitatea cuprinsă între 1.001÷2.000kg/ m3;

- betoane foarte uşoare – cu densitatea sub 1.000kg/m3;

V.1.1.4. După armare: - betoane nearmate; - betoane armate.

V.1.1.5. După precomprimare:

- betoane neprecomprimate; - betoane precomprimate

o cu armătură preîntinsă; o cu armătură postîntinsă.

În continuare se vor trata betoanele de ciment. Din ansamblul lucrărilor de beton şi beton armat, fac parte următoarele procese de

lucru: - pregătirea agregatelor (concasarea dacă este cazul, sortarea şi spălarea)

şi transportul lor la locul de preparare a betonului; - executarea schelăriei, confecŃionarea, transportul şi montarea cofrajelor,

precum şi demontarea lor ulterioară; - fasonarea, transportul şi montarea armăturilor; - prepararea, transportul, punerea în lucrare (turnarea) şi îngrijirea

(tratarea) betonului după turnare.

V.1.2. Principalele proprietăŃi ale betonului proaspăt V.1.2.1. Lucrabilitatea

Exprimă aptitudinea betonului de a umple cofrajele sau tiparele şi de a îngloba armăturile bine şi uşor sub efectul unui mijloc de compactare, cu o cheltuială minimă de energie şi forŃă de muncă, precum şi aptitudinea de a conserva omogenitatea amestecului în timpul transportului, manipulării şi punerii sale în lucrare.

Lucrabilitatea este apreciată convenŃional şi aproximativ prin metode de determinare a consistenŃei betonului proaspăt.

Lucrabilitatea influenŃează direct caracteristicile mecanice ale betonului întărit, omogenitatea, comportarea la gelivitate, aderenŃa la armatură, etc. Lucrabilitatea depinde atât de factori interni (componenŃii betonului), dar şi de factori externi (dimensiunea elementelor, distante între armaturi, frecări cu pereŃii cofrajelor, tehnologii de transport şi punere în lucrare etc.).

V.1.2.2. ConsistenŃa

Se poate defini prin mobilitatea betonului proaspăt sub acŃiunea masei proprii sau unor forŃe exterioare care acŃionează asupra lui.

Se poate determina prin următoarele metode (de regulă în funcŃie de diametrul maxim al agregatelor):

- tasarea conului; - remodelarea VE-BE; - determinarea gradului de compactare Waltz; - răspândirea.

Determinarea consistenŃei prin metoda tasării conului nu este recomandată pentru betoane cu lucrabilitate redusă. Dacă valoarea tasării conului este mai mică de10 mm, rezultatul va fi înregistrat ca fiind inferior acestei valori şi se va utiliza o altă metodă (grad de compactare, remodelare VE-BE etc.).

În cazul betoanelor cu lucrabilitate mare se recomandă utilizarea metodei tasării conului sau metoda răspândirii.

În general nu există o corelare între cele patru metode, astfel consistenŃa betonului fiind stabilită de la caz la caz cu una din metodele prezentate mai sus.

Având în vedere că cea mai folosită metodă este cea a tasării conului, cu excepŃia betoanelor foarte vârtoase, se prezintă pe scurt metoda tasării.

Fig. V.1: Determinarea consistenŃei prin metoda tasării conului:

1-formă; 2-mâner de prindere; 3-plăcuŃe de imobilizare; 4-placă netedă (neabsorbantă); 5-prelungitor.

Fig. V.2: Set complet pentru determinarea consistenŃei betonului prin metoda tasării conului.

Tabelul V.1

Clasa Tasarea conului

(mm) S1 10 ... 40 S2 50 ... 90 S3 100 ... 150 S4 160 ... 210 S5 ≥220

V.1.2.3. ConŃinutul de aer oclus

Reprezintă volumul de aer conŃinut în masa betonului proaspăt, exprimat în procente.

V.1.2.4. Densitatea aparentă (ρa) Masa unui metru cub de beton în stare proaspătă. V.1.3. Principalele proprietăŃi ale betonului întărit

V.1.3.1. Compactitatea Reprezintă raportul dintre densitatea aparentă (ρa) şi densitatea absolută a

betonului întărit (ρ) sau între volumul fazei solide (Vs) şi volumul total aparent (Va); C=ρa/ρ=Vs/Va

V.1.3.2. Porozitatea totală Reprezintă volumul de goluri din beton exprimat în procente.

- betoane obişnuite – normale: p=5÷7%; - betoane semiporoase: p=7÷20%; - betoane poroase: p=20÷50%; - betoane celulare: p>70%.

V.1.3.3. Permeabilitatea la apă

Apreciată după uşurinŃa de pătrundere a apei în masa betonului (profunzime pe 10-20 cm) şi se exprimă prin gradul de impermeabilitate la presiuni de 4, 8 sau 12 bari – influentează direct durabilitatea betonului.

V.1.3.4. RezistenŃe mecanice (întindere, compresiune, forfecare)

Reprezintă efortul unitar la care se rupe o probă de beton, la diferite tipuri de încercări. Pentru beton, caracteristică este rezistenŃa la compresiune.

- Clasa betonului – este definită pe baza rezistenŃei caracteristice fck,cilindru/fck,cub, şi reprezintă rezistenŃa minimă la compresiune a betonului (exprimată în N/mm2) şi determinată pe cilindrii cu diametrul de 150mm şi înălŃimea de 300mm sau pe cuburi cu latura de 150mm la vârsta de 28 zile şi obŃinută pe cel puŃin 95% din epruvete. S-a introdus ca un factor de respectare a calităŃii.

- Marca betonului – reprezintă rezistenŃa medie la compresiune, obŃinută pe epruvete cubice sau cilindrice, după 28 de zile (exprimată în kgf/cm2).

V.1.3.5. RezistenŃa la îngheŃ-dezgheŃ

Se defineşte prin numărul de cicluri de îngheŃ-dezgheŃ succesive pe care epruvetele le pot suporta după o durată de 28 zile de la confectionare, în urma cărora se produce o micşorare a rezistenŃei la compresiune cu maximum 25% (G50, G100, G150);

V.1.3.6. Densitatea aparentă (ρa)

Reprezintă masa unităŃii de volum a betonului în stare uscată conform STAS, inclusiv golurile;

Fig. V.3: Tipare pentru determinarea rezistenŃei la compresiune a betonului

a, b-tipare pentru cuburi; c-tipar pentru cilindru; d-vergele pentru îndesat betonul în tipare; e-perii pentru curăŃat tiparele.