IX. COMPACTAREA BETONULUICompactarea este operaia tehnologic ce se execut asupra betonului proaspt n vederea eliminrii din masa betonului a aerului, a unei pri din apa de amestecare n exces, precum i a umplerii perfecte a cofrajelor i a spaiilor dintre armaturi. Scopul principal al compactrii este mrirea capacitii betonului, deci a reducerii porozitii sale. n general golurile din beton creeaz discontinuiti care influeneaz negativ proprietile sale fizico-mecanice, din care menionm: a) reducerea rezistenelor mecanice; b) reducerea impermeabilitii; c) reducerea conlucrrii dintre beton i armatur; d) reducerea durabilitii prin: - reducerea rezistenei la nghe - dezghe; - reducerea rezistentei la agresivitate chimica a betonului ; - corodarea armturilor, care conduce la o cretere n volum a oelului i respectiv la o fisurare i exfoliere a betonului; - mrirea contraciei la uscare i a curgerii lente a betonului, a fenomenului de cavitate etc. Compactarea se poate realiza manual sau mecanic, procedeele de realizare stabilindu-se n funcie de consistena betonului, de tipul elementului de construcie i de posibilitile executantului. IX.1. COMPACTAREA MANUAL ntruct necesit mult manoper i nu asigur (n general) o compactare omogen, se aplic numai la lucrrile cu volum mic de beton sau n cazul betoanelor subplastice i fluide. Compactarea manual se realizeaz astfel: - cu mistria, n cazul betoanelor subplastice; - la plci, prin baterea cu dosul lopeii sau cu dreptarul; - la grinzi, stlpi i perei, betonul turnat n straturi de circa 30cm se va ndesa cu vergeaua metalic precum i cu maiuri uoare de 5...8kg iar concomitent, se vor bate atent cofrajele cu ciocanul de lemn sau de cauciuc. Compactarea se face pn cnd la suprafaa betonului apare un strat subire de lapte de ciment care se va ndeprta nainte de turnarea stratului urmtor;

a) mai de lemn; b) mai metalic; c) lopic; d) vergea metalic; e) ciocan de lemn.

Fig. IX.1: Unelte pentru compactarea manual a betonului:

-

la fundaii, betonul, de regul vrtos, se toarn n straturi de circa 20cm, care se compacteaz cu maiul, astfel nct fiecare lovitur s acopere jumtate din suprafaa loviturii precedente. Compactarea se termin cnd betonul prezint un luciu umed caracteristic;

IX.2. COMPACTAREA MECANIC Se poate realiza prin mai multe procedee ca: vibrarea, presarea, laminarea, vacuumarea i centrifugarea. Aceste procedee se pot aplica separat sau asociate, n special cu vibrarea. IX.2.1. Vibrarea Este cel mai folosit procedeu de compactare a betonului. Consta n introducerea n masa betonului, cu ajutorul unor vibratoare, a unei energii (fore) de vibrare care se transmite tuturor componenilor acestuia, antrenndu-I ntr-o micare oscilatorie. Modul de transmitere a vibraiilor la beton se realizeaz prin dou tehnici diferite vibrare intern i vibrare extern. Alegerea tipului de vibrare depinde de condiiile specifice ale lucrrii i mai ales de compoziia betonului proaspt (dozaj de ciment, raport ap/ciment, granulozitate). IX.2.1.1. Durata vibrrii Durata va fi cu att mai redus cu ct : - amestecul va avea lucrabilitatea mai mare (consistena mai slab); - betonul va fi mai bogat n elemente fine; - forma granulelor va fi mai rotunjit; - dimensiunea maxim a granulelor va fi mai mic; - coeficientul de armare va fi mai redus; - frecvena oscilaiilor va fi mai mare. ntruct stabilirea duratei optime de vibrare pentru fiecare caz n parte este o problem destul de complicat, momentul terminrii compactrii poate fi considerat atunci cnd se observ urmtoarele fenomene: - ncetarea tasrii vizibile a betonului; - suprafaa betonului devine plan; - la suprafaa betonului apare laptele de ciment; - bulele de aer nceteaz s mai apar la suprafaa betonului. Durate de vibrare orientative: - 5 secunde pentru betoanele fluide; - 20 secunde pentru betoanele plastice; - 60 secunde pentru betoanele vrtoase; - 120 secunde pentru betoanele foarte vrtoase. Depirea cu mult a duratei de vibrare conduce la o cdere la fund a granulelor mari, deci la o segregare a betonului i a compromiterii proprietilor acestuia. IX.2.1.2. Vibrarea intern Un vibrator de interior (pervibrator) este compus din urmtoarele pri: 1. capul vibratorului sau butelia; 2. excentricul care produce oscilaiile;

3. electromotor; 4. cablu de alimentare. Rotirea excentricului se face cu ajutorul unui electromotor alimentat cu un curent de joas tensiune (42V) care poate fi ncorporat n butelie sau poate fi amplasat n exterior. Electromotorul este alimentat la un convertizor. n afar de vibratoarele electrice pot exista i vibratoare pneumatice i cu combustie intern. Poziia de lucru a vibratoarelor este cea vertical. Ele se introduc repede n beton (pentru a nu antrena aer n masa betonului) i se extrag lent (5-8 cm/sec). n timpul vibrrii, buteliei i se imprim o micare lent de ridicare i coborre pe o nlime de circa un sfert din lungimea ei. Este interzis atingerea cu vibratorul a armaturilor, a pieselor nglobate i a tecilor pentru armaturile post-ntinse. Grosimea stratului vibrat nu va depi 3/4 din lungimea buteliei, iar apropierea vibratorului de cofraj sau tipar se va face la o distan de 5 cm. n cazul n care elementul se realizeaz din mai multe straturi, vibratorul se va scufunda n stratul anterior turnat pe o adncime de 5...15cm pentru a antrena i scoate apa de la suprafaa acestuia. Distana dintre dou poziii succesive va fi de 1,4R, unde R este raza de aciune a vibratorului stabilit experimental astfel: - se toarn betonul ntr-o cutie de lemn cu nlimea egal cu lungimea buteliei; - se debiteaz 5 6 bare din oel beton 25 i lungime de 1m; - se introduce vibratorul in mijlocul cutiei; - lng butelia pervibratorului se aeaz pe faa betonului tijele de oel la distane de 5cm ntre ele i se las libere s ptrund n masa betonului proaspt sub greutatea proprie; - se pune n funciune vibratorul; - sub efectul vibrrii, barele se vor afunda n beton. Distana ntre centrul pervibratorului i prima bar care nu atinge fundul cutiei va indica raza pervibratorului.

Fig. IX.2: Compactarea betonului cu pervibratorul:a) vibrator de interior; (1-butelie, 2-excentric; 3-elecromotor, 4-cablu de alimentare); b) poziii de lucru; c) poziii succesive; d) stabilirea razei de aciune.

n cazul unor elemente subiri i cu armatur deas, compactarea se realizeaz cu ajutorul unei lnci (o platband metalic) fixate pe butelia vibratorului. IX.2.1.3. Vibrarea extern Vibraiile se transmit indirect betonului (de la suprafaa sa n interior) prin intermediul cofrajului, tiparului sau a unor plci sau grinzi metalice. Acest procedeu se folosete n special la elementele prefabricate. a) Placa vibratoare se utilizeaz la compactarea elementelor de suprafa mare i grosime de 3...35 cm. Placa vibratoare e alctuit din: 1. o placa de aezare; 2. cadru cu mner; 3. vibrator. Funcioneaz la joas tensiune (24V) i produce vibraii de 3000...6000 oscilaii/min. b) Rigla vibratoare se folosete pentru compactarea platformelor i straturilor suport ale pardoselilor. Alctuire : 1. rigl metalic; 2. cadru cu mner; 3. vibrator. Lungimea este ntre 1,50 ...3,00m i funcioneaz la joas tensiune (24 V).

a) plac vibratoare; b) rigl vibratoare; 1-plac de aezare; 2-cadru mner; 3-vibrator; 4-rigl metalica

Fig. IX.3: Dispozitive pentru vibrarea la suprafa:

c) Grinzile vibratoare sunt utilizate numai pentru compactarea elementelor prefabricate. Alctuire: 1. grinzi metalice; 2. tiparul; 3. vibratoare; 4. reazeme elastice; 5. fundaiile de beton; Lungimea grinzilor este de obicei ntre 1,5 si 4,0m. Frecvena vibraiilor 1500...9000 oscilaii/min

d) Masa vibratoare se utilizeaz la fel ca grinzile vibratoare. Realizeaz o compactare de cea mai bun calitate. Alctuire : 2. tipar; 3. vibrator; 4. reazem elastic; 5. fundaii elastice; 6. masa metalic; 7. electromotor. Frecvena vibraiilor este ntre 1500...7000 osc/min. Att masa ct i grinzile vibratoare asigur o mare productivitate i o compactare omogen. e) Vibratoare de cofraj sau tipar - Sunt fixate cu ajutorul unor dispozitive speciale de elementele de rigidizare ale cofrajului sau tiparului. Aezarea vibratoarelor se va face n ah. Aceast compactare este indicat la realizarea elementelor prefabricate (folosind tipare fixe) sau n cazul elementelor turnate monolit de grosimi reduse (maximum 40cm) i cu armturi dese care nu pot fi compactate cu vibrare intern.

a) grind vibratoare; b) mas vibratoare; c) vibratoare de cofraj; 1-grind metalic; 2-tipar; 3-vibrator; 4-reazem elastic; 5-fundaie de beton; 6-mas metalic; 7-electromotor; 8-panou de cofraj; 9-moaz (elementul de rigidizare a cofrajului)

Fig. IX.4: Dispozitive pentru vibrarea la exterior

IX.2.1.4. Revibrarea Reprezint vibrarea elementului n etape succesive. Rezistena obinut n cazul revibrrii este cu circa 14% mai mare dect cea a betoanelor vibrate total imediat dup turnare. Prin revibrare se obine o legtur mai bun ntre beton i armaturi. Dac este aplicat prea trziu duneaz calitii betonului. IX.2.2. Presarea i vibropresarea Compactarea prin presare este specific numai elementelor prefabricate aplicarea unei presiuni exterioare (de 25 N/mm2) la faa superioar a elementului de beton. Energia prin presare iniial se localizeaz provocnd alunecri. Aceste alunecri provoac rearanjarea particulelor i respective resimirea efectului de presare n ntreaga mas a betonului. Timpul de presare este mic (secunde). Aceast metod de compactare se folosete n cazul betoanelor simple vrtoase i foarte vrtoase, la elemente prefabricate de dimensiuni mici (dale prefabricate). Are avantajul unei decofrri rapide.

Fig. IX.5: Instalaie de laminare:a) presare;b) vibropresare. 1-tipar; 2-beton presat; 3-plac de presiune; 4-mas vibrant.

IX.2.3. Laminarea i vibrolaminarea Compactarea prin laminare e specific elementelor prefabricate cu grosime mica, realizate prin tehnologia conveier. Tiparele sunt mobile, iar valurile de laminare sunt fixe. Se realizeaz ca la presare i se aplic betoanelor vrtoase cu o granulozitate foarte bine aleas. Se obine o compactare foarte bun i cu o productivitate mare.

1-tipar; 2-cale de rulare a tiparului; 3-buncr de beton; 4-rigl vibratoare pentru nivelarea suprafeei betonului; 5-laminoare.

Fig. IX.6: Instalaie de laminare

IX.2.4. Vacuumarea Const n extragerea din masa betonului pus n oper a aerului i a unei cantiti de ap stabilit anterior. Iniial se prepar un beton plastic sau fluid (cu lucrabilitate foarte bun) care se toarn n cofraje sau tipare. Vacuumarea se realizeaz folosind tipare sau cofraje speciale, fie folosind panouri vacuumante aplicate pe suprafaa elementelor cu grosime mic. Acestea sunt racordate la o pomp de vid. n momentul punerii n funciune a instalaiei, datorit pompei de vid, prin intermediul panoului vacuumant, se provoac o depresiune la suprafaa betonului care are ca rezultat aspirarea unei pri din apa de amestec i respectiv apropierea granulelor i reducerea volumului betonului.

a) grind vibratoare; b) mas vibratoare; c) vibratoare de cofraj. 1-grind metalic; 2-tipar; 3-vibrator; 4-reazem elastic; 5-fundaie de beton; 6-mas metalic; 7-electromotor; 8-panou de cofraj; 9-moaz (elementul de rigidizare a cofrajului)

Fig. IX.7: Instalaie de vacuumare:

IX.2.5. Centrifugarea Servete att pentru formarea elementului de beton ct i pentru compactarea acestuia. Ea se folosete la realizarea elementelor prefabricate de tip tub cu seciunea golului interior de form circular (tuburi de canalizare, tuburi pentru alimentarea cu apa, stlpi electrici) i folosete fora centrifug (F=mR2) pentru distribuirea betonului n tipar i pentru ndesarea lui. Realizarea elementului se face n dou faze de lucru distincte: - faza 1 este faza n care se realizeaz forma elementului. Betonul este introdus i distribuit n lungul tiparului cu ajutorul unui jgheab vibrant. Forma elementului se realizeaz rotirea tiparului cu o vitez de rotaie, stabilit astfel nct s nu conduc la tendina de segregare (circa 1.5...2min cu o vitez unghiular =150...500rotaii/min); faza 2 este faza n care se produce compactarea betonului. Prin mrirea vitezei de rotaie (=600...800rotaii/min), componenii cu densiti mai mari (cimentul i agregatele) sunt proiectai spre exterior i ndesai pe tipar cu fore superioare celor care acioneaz asupra apei. Aceasta este scoas parial din masa betonului i ndeprtat n lungul elementului datorit nclinrii acestuia fa de orizontal. Centrifugarea se poate realiza n dou sisteme: centrifugare cu role i centrifugare axial.

Fig. IX.8: Instalaie de centrifugare:a) faze de lucru (A-introducerea betonului cu jgheabul vibrant; B-realizarea formei elementului; C-compactarea betonului); b) centrifugarea cu role; c) centrifugarea axial; 1-tipar; 2-bandaj de rulare; 3-rol motrice; 4-rol antrenant; 5-rol de siguran; 6-jgheab vibrant; 7disc motric; 8-batiu fix; 9-disc antrenant; 10-batiu mobil.

X. NIVELAREA SUPRAFEELOR LIBERE ALE BETONULUIDup terminarea compactrii i nainte de nceperea prizei, suprafaa betonului turnat (a ultimului strat dac elementul se realizeaz din mai multe straturi suprapuse) se niveleaz. ntruct dup compactare betonul continu s se taseze, este necesar ca nivelul stratului de beton nivelat s fie cu 2...3mm deasupra grosimii prevzute n proiect. Odat cu nivelarea feei betonului se vor corecta i eventualele neregulariti n ceea ce privete orizontalitatea i dimensiunile prilor vizibile ale elementului de beton armat. Nivelarea se realizeaz astfel: - n cazul elementelor de dimensiuni foarte mici cu scule de diferite forme; (mistrie, dric, fretoane etc.); - n cazul grinzilor i fundaiilor izolate sau continue prin tragere cu dreptare de lemn sau metal care reazem, fie pe contururile panourilor de cofraj atunci cnd cofrajul este de nlimea elementului, fie pe ipci de ghidare prinse la interior pe pereii laterali dac panourile sunt mai nalte - n cazul plcilor, atunci cnd nivelarea se execut manual ea se realizeaz prin tragere cu dreptare metalice sau de lemn, ghidate pe piese cu nlimea ct grosimea dorit a plcii (clui, stlpiori de beton, dispozitive cu urub), iar atunci cnd ea se execut mecanizat cu finisoare mecanice rotative cu diametrul de 70...150cm.