VIII. ROSTURI DE TURNARE (DE LUCRU)

Rosturile de lucru sunt suprafeţele pe care se întrerupe turnarea betonului în elementele în care, la proiectare, secţiunea din beton este considerată continuă. Acest aspect face ca stabilirea poziţiei rosturilor, precum şi tratarea corespunzătoare a suprafeţei acestora, în vederea continuării punerii în lucrare a betonului, să fie deosebit de importante.

VIII.1. POZIŢIA ROSTURILOR DE TURNARE

Ideal ar fi ca betonarea să se facă în mod continuu. Oprirea betonării conduce

la apariţia unui rost de turnare care creează zone de slabă rezistenţă şi impermeabilitate.

Atunci când nu pot fi evitate, numărul rosturilor de lucru trebuie să fie minim, respectiv să fie localizate în zone ale elementelor (structurii) care nu sunt supuse la eforturi mari în timpul exploatării.

Fig. VIII.1: Poziţia şi execuţia rosturilor de lucru a – poziţia rostului la stâlpi ; b - poziţia rostului la planşee cu nervuri ;

c - execuţia rosturilor ; d - poziţia rostului la bolţi şi arce.

La construcţiile cu caracter special (rezervoare, buncăre, bolţi, silozuri etc.), elementele de mare deschidere, construcţii masive), poziţia rosturilor de turnare trebuie indicată prin proiect precum şi tratarea lor specială (benzi de etanşare, prelucrare, etc.).

Atunci când nu sunt prevăzute în proiect, rosturilor de lucru vor avea poziţia stabilită de către conducătorul tehnic al lucrării, înainte de începerea betonării, respectându-se următoarele reguli : 1) la stâlpi se admit rosturi numai la bază, respectiv la cel puţin 5 (cm) sub cota

fundului grinzii sau a intradosului plăcii ;

Notă : este recomandat ca rostul de oprire a betonării stâlpilor pe înălţimea nivelului aflat în curs de execuţie (indicat în Fig.VIII.1- a cu II), să fie poziţionat sub cota fundului celei mai înalte grinzi a planşeului (care intersectează stâlpul) la ≈ 30 ÷ 40 (cm). Acest aspect este benefic pentru o mai bună controlare a montajului etrierilor pe înălţimea nodului de cadru, pentru localizarea rostului într-o secţiune caracterizată de o stare de eforturi (la încovoiere) mai redusă comparativ cu secţiunea situată la nivelul fundului de grindă, respectiv pentru evacuarea lejeră a impurităţilor produse în timpul execuţiei cofrajului de planşeu, respectiv a armării acestuia şi acumulate inevitabil pe suprafaţa rostului. Porţiunea de stâlp situată între cota rostului de lucru şi cota fundului cofrajului de grindă va fi inchisă definitiv numai după curăţarea nodului (Fig.VIII.2) ;

Fig. VIII.2: Poziţionarea rostului II de oprire a betonării stâlpului, la circa 30 ÷ 40 (cm)

sub cota fundului cofrajului de grindă.

2) la grinzi, rostul se poziţioneză în zona de anulare a diagramei de moment, amplasată de obicei la circa 1/5 ÷ 1/3 din deschiderea grinzii ;

3) la plăcile armate pe o direcţie, rostul se va lăsa paralel cu armătura de rezistenţă (adică paralel cu latura scurtă a ochiului de placă) ;

4) la plăcile armate pe două direcţii, se va lăsa în zona cuprinsă între 1/5 şi 1/3 din lmin (lmin = latura mică a plăcii) şi va fi paralel cu armătura de rezistenţă (de preferat paralel cu latura cea mai mică) ;

5) la planşeele cu nervuri, când betonarea se face în direcţia nervurilor, rostul va fi poziţionat în zona cuprinsă între 1/5 şi 1/3 din deschiderea nervurilor (ℓn), iar când betonarea se face perpendicular pe direcţia nervurilor, rostul se va face în zona cuprinsă între 1/5 şi 1/3 din deschiderea grinzii principale (ℓg) şi aproximativ la sfertul deschiderii plăcii (ℓp) (Fig. VIII.1 – b). Este indicat să fie evitată crearea unui rost continuu, prin alternarea rosturilor între diferite câmpuri, în poziţia 1/5 şi respectiv 1/3 (Fig. VIII.1 – b) ;

6) la plăcile curbe subţiri nu se admit rosturi de lucru (betonarea se va face fără întrerupere) ;

7) la bolţi şi arce se admit rosturi paralele cu generatoarea, împarţindu-se bolta sau arcul în bolţari dispusi simetric faţă de cheie (Fig. VIII.1 – d) ;

8) la bolţile cu lungimi mari, ele se pot face în plane transversale, împărţind bolta într-o serie de bolţi mai înguste ;

9) la fundaţiile de utilaje supuse la eforturi dinamice, nu se admit rosturi de turnare ; 10) în cazul pereţilor structurali sau a celor cu lungimi mari, se pot prevedea rosturi

verticale pentru evitarea fisurării din contracţie, sau pentru limitarea frontului de lucru. Aceste rosturi se dispun la maximum 15 (m) unul faţă de celălalt (în cazul pereţilor lungi), fiind realizate cu ajutorul unui cofraj al suprafeţei rostului confecţionat din făşii de tablă expandată (Fig. VIII.3), sau din lemn sau tablă (cu şicane). Aceste măsuri se iau în vederea asigurării unei bune conlucrări între betonul vechi şi cel nou turnat ;

Fig. VIII.3: Panou din tablă expandată pentru crearea rosturilor de lucru.

11) în cazul elementelor masive cu lungimea mai mare de 20.00 (m), vor fi prevăzute rosturi de lucru vertiacle cofrate cu tablă expandată sau cu cofraje, creându-se ploturi care se betonează alternativ (dimensiunil ploturilor vor fi stabilite de către proiectant cu acordul constructorului) ;

12) în cazul elementelor masive cu grosimi mari (de regulă peste 2.50 m), va fi prevăzut un rost de lucru orizontal, creându-se două lamele suprapuse. Pentru asigurarea conlucrării între aceste lamele, va fi adoptată una dintre soluţiile (sau ambele) : crearea unor praguri de tip crenel, pe verticală ; montarea unor armături suplimentare de legatura, perpendicular pe suprafaţa

rostului orizontal, ancorate corespunzător în betonul de sub rost şi în cel de deasupra acestuia.

VIII.2 CONDIŢII TEHNICE PENTRU EXECUTAREA ROSTURILOR DE LUCRU

a) suprafaţa rosturilor de lucru la stâlpi, grinzi şi arce va fi perpendiculară pe axa

acestor elemente, iar la plăci, bolţi şi pereţi, perpendiculară pe suprafaţa lor ; b) suprafaţa betonului la rosturi se lasă cât mai rugoasă ; c) durata maximă a întreruperilor de betonare, pentru care nu este necesară luarea

unor măsuri speciale la reluarea turnării, nu trebuie să depaşească momentul de începere a prizei cimentului folosit ;

d) în cazul în care întreruperea de betonare este mai mare, reluarea ei este indicat să se facă numai după ce betonul a atins o rezistenţă la compresiune de minimum 1,25 (N/mm²), respectiv cu tratarea corespunzătoare a suprafeţei rostului de lucru după cum urmează : după sfârşitul prizei betonului (la circa 5 ore de la betonare sau în funcţie de

rezultatele încercărilor de laborator – în cazul construcţiilor cu caracter special), suprafaţa rostului se spală cu jet de apă şi aer sub presiune ;

înainte de betonare, suprafaţa rostului va fi bine curăţată prin cioplire, pentru îndepărtarea betonului ce nu a fost bine compactat, respectiv prin frecare cu peria de sârmă pentru îndepărtarea pojghiţei de lapte de ciment întărit şi orice alte impurităţi ;

imediat înainte de turnarea betonului proaspăt, suprafaţa rostului va fi spălată abundent cu apă, respectiv lăsată la zvântat şi apoi acoperită cu un strat de mortar de ciment cu acelaşi dozaj ca cel al betonului care se toarnă.

IX. COMPACTAREA BETONULUI

Compactarea este operaţia tehnologică ce se execută asupra betonului proaspăt în vederea eliminării din masa acestuia a aerului, a unei părţi din apa de amestecare în exces, precum şi a umplerii perfecte a cofrajelor (tiparelor) şi a spaţiilor dintre armături.

Scopul principal al compactării este mărirea compactiăţii betonului, deci a reducerii porozităţii sale.

Golurile existente în masa betonului, au drept cauze : porii formaţi în urma pierderii prin evaporare a apei aflată în exces (pori capilari) ; aerul înglobat în masa betonului (sub formă de bule) în procesul de preparare, de

descărcare în mijloacele de transport, respectiv de punere în lucrare (turnare) ; procesele fizico – chimice din cursul reacţiei cimentului cu apa (pori de gel,

microfisuri datorate contracţiei) ; defectele datorate punerii în operă a betonului in mod necorespunzător (caverne).

*** Influenţa acestor goluri asupra proprietăţilor betonului depinde de : forma, dimensiunile, distributia, orientarea şi volumul lor. Notă : porozitatea betonului trebuie redusă cât mai mult posibil, în ultimă instanţă preferându-se existenţa unor pori fini uniform distribuiţi în masa betonului. De asemenea, trebuie evitaţi porii dirijaţi şi comunicanţi sau golurile mari (cavernele) care influenţează în sens negativ proprietăţile fizico – mecanice finale ale betonului.

Dintre influenţele negative ale discontinuităţilor produse de golurile existente în masa betonului, asupra proprietăţilor fizico – mecanice finale, se pot menţiona : a) reducerea rezistenţelor mecanice ; b) reducerea impermeabilităţii ; c) reducerea conlucrării dintre beton şi armatură ; d) reducerea durabilităţii prin : scăderea rezistenţei la îngheţ – dezgheţ ; scăderea rezistenţei la agresivitate chimică a betonului ; corodarea armăturilor, care generează o creştere în volum a oţelului (produşii de coroziune îşi măresc volumul de ≈ 8 ori), determinând fisurarea şi exfolierea betonului din stratul de acoperire ; mărirea contracţiei la uscare şi a curgerii lente a betonului, etc.

Compactarea se poate realiza manual sau mecanic, procedeele aplicate

stabilindu-se în funcţie de consistenţa betonului, de tipul elementului de construcţie şi de posibilităţile executantului.

IX.1. COMPACTAREA MANUALĂ

Întrucât necesită multă manoperă şi nu asigură (în general) o compactare omogenă, acest procedeu se aplică numai la lucrările cu volum mic de beton sau în cazul betoanelor subplastice şi fluide.

Compactarea manuală se realizează astfel : în cazul betoanelor subplastice (lucrabilitate L3 / L4), compactarea betonului se

realizează prin străpungerea masei acestuia cu şipci de lemn sau vergele metalice, concomitent cu baterea cofrajelor cu ciocane de lemn (de 2 kg). Compactarea se consideră terminată atunci când la suprafaţa betonului apare un strat subţire de lapte de ciment ;

în cazul betoanelor plastice (lucrabilitate L3), compactarea se realizează în funcţie de tipul elementului executat : la plăci, prin baterea betonului cu dosul lopeţii sau cu dreptarul ; la grinzi, stâlpi şi pereţi betonul se toarnă în straturi de cca. 30 (cm) grosime,

care se strapunge pe toată grosimea cu vergele metalice, astfel încât betonul să se îndese şi să înglobeze perfect armăturile. Dupa străpungerea betonului cu vergeaua, se procedează la baterea betonului cu maiuri uşoare de 5 ÷ 8 kg, iar concomitent cu aceste operaţii se procedează şi la baterea atentă a cofrajului cu ciocane de lemn (de 2 kg) ;

în cazul betoanelor fluide (lucrabilitate L4) compactarea se asigură prin mişcarea mistriei în interiorul cofrajului, operaţia asigurând mai mult umplerea cofrajului şi a spaţiilor dintre armături ;

în cazul betoanelor vârtoase (lucrabilitate L2) utilizate în general la executarea fundaţiilor, betonul se toarnă în straturi de circa 20 (cm), care se compactează cu maiul (greutate de 12 ÷ 15 kg), astfel încât fiecare lovitură să acopere jumătate din suprafaţa loviturii precedente. Dat fiind faptul că la marginea elementului maiul nu poate asigura compactarea, aceasta se realizează folsind lopăţele cu partea inferioară teşită. Compactarea se termină când betonul prezintă un luciu umed caracteristic ;

Fig. IX.1: Unelte pentru compactarea manuală a

betonului : a–mai de lemn ; b-mai metalic ; c-lopăţică ; d-vergea metalică ; e-ciocan de lemn.

IX.2 COMPACTAREA MECANICĂ Se poate realiza prin mai multe procedee ca : vibrarea, presarea, laminarea, vacuumarea şi centrifugarea. Aceste procede se pot aplica separat sau asociate, în special cu vibrarea.

IX.2.1. Vibrarea Este cel mai folosit procedeu de compactare a betonului. Constă în introducerea în masa betonului, cu ajutorul unor vibratoare, a unei energii (forţe) de vibrare care se transmite tuturor componenţilor acestuia, antrenându-i într-o mişcare oscilatorie. Modul de transmitere a vibraţiilor la masa de beton se realizează prin două tehnici diferite : vibrarea internă şi vibrarea externă.

Alegerea tipului de vibrare depinde de condiţiile specifice ale lucrării (forma şi dimensiunile elementului, felul cofrajului sau tiparului, armarea elementului, etc.) şi mai ales de compoziţia betonului proaspăt (dozaj de ciment, raport apă/ciment, granulozitate, conţinut de parte fină, lucrabilitate, etc.).

IX.2.1.1. Durata vibrării

Durata vibrării va fi cu atât mai redusă cu cât : amestecul va avea lucrabilitatea mai mare (consistenţa mai slabă) ; betonul va fi mai bogat în elemente fine (ciment, nisip foarte fin, etc) ; forma granulelor va fi mai rotunjită şi suprafaţa mai netedă ; dimensiunea maximă a granulelor va fi mai mică ; coeficientul de armare va fi mai redus ; frecvenţa oscilaţiilor va fi mai mare.

Întrcât stabilirea duratei optime de vibrare pentru fiecare caz în parte este o problemă destul de complicată, momentul terminării compactării poate fi considerat atunci când se observă urmatoarele fenomene : încetarea tasării vizibile a betonului ; suprafaţa betonului devine plană ; la suprafaţa betonului apare pelicula de lapte de ciment ; bulele de aer încetează să mai apară la suprafaţa betonului.

Durate de vibrare orientative : 5 secunde pentru betoanele fluide ; 20 secunde pentru betoanele plastice ; 60 secunde pentru betoanele vârtoase; 120 secunde pentru betoanele foarte vârtose.

Depăşirea cu mult a duratei de vibrare conduce la o cădere la fund a granulelor mari (mai grele), deci la o segregare a betonului şi a compromiterii proprietăţilor acestuia.

IX.2.1.2 Vibrarea internă

Un vibrator de interior (pervibrator) este alcătuit din următoarele părţi componente (Fig. IX.2) : 1. capul vibratorului sau butelia ; 2. excentricul care produce oscilaţiile ; 3. electromotor ; 4. cablu de alimentare.

Rotirea excentricului se face cu ajutorul unui electromotor alimentat cu un

curent de joasă tensiune (42V) care poate fi încorporat în butelie sau poate fi amplasat în exterior. Electromotorul este alimentat la un convertizor. În afară de vibratoarele electrice pot exista şi vibratoare pneumatice şi cu combustie internă.

*** Poziţia de lucru a vibratoarelor este cea verticală. Ele se introduc rapid în beton

(pentru a nu antrena aer în masa betonului) şi se extrag lent (5 ÷ 8 cm/sec). În timpul vibrării, buteliei i se imprimă o mişcare lentă de ridicare şi coborâre pe o înălţime de circa un sfert din lungimea ei. Este interzisă atingerea armăturilor cu vibratorul, a pieselor înglobate şi a tecilor pentru armăturile post - întinse. Grosimea stratului vibrat nu va depăsii 3/4 din lungimea buteliei, iar apropierea vibratorului de cofraj sau tipar se va face până la o distanţă de min. 5 (cm).

În cazul în care elementul se realizează din mai multe straturi, vibratorul se va scufunda în stratul anterior turnat pe o adâncime de 5 ÷ 15 (cm) pentru a antrena şi scoate apa de la suprafaţa acestuia.

Distanţa dintre două poziţii succesive de lucru a vibratorului va fi de 1,4R, unde R este raza de acţiune a vibratorului stabilită experimental astfel : se toarnă betonul într-o cutie de lemn cu înalţimea egală cu lungimea buteliei ; se debitează 5 – 6 bare din oţel beton Ø25 cu lungime de 1.00 (m) ; se introduce vibratorul în mijlocul cutiei ; lângă butelia pervibratorului se aşează pe faţa betonului tijele de oţel la distanţe

de 5 (cm) între ele şi se lasă libere să pătrundă în masa betonului proaspăt sub greutatea proprie ;

se pune în funcţiune vibratorul ; sub efectul vibrării, barele se vor afunda în beton. Distanţa între centrul

pervibratorului şi prima bară care nu atinge fundul cutiei va indica raza de acţiune a pervibratorului.

Fig. IX.2: Compactarea betonului cu pervibratorul

a –vibrator de interior ; (1-butelie, 2-excentric, 3-elecromotor, 4-cablu de alimentare) ; b-poziţii de lucru ; c-poziţii succesive ; d-stabilirea razei de acţiune.

În cazul unor elemente subţiri şi cu armatură deasă, compactarea se

realizează cu ajutorul unei lănci (o platbandă metalică) fixate pe butelia vibratorului.