XI. TRATAREA BETONULUI DUPĂ TURNARE

Tratarea betonului după punerea sa în lucrare se referă la măsurile ce se iau după turnarea betonului şi compactarea acestuia, în vederea asigurării condiţiilor optime de întărire.

XI.1. GENERALITĂŢI

În vederea obţinerii proprietăţilor potenţiale ale betonului, zona suprafeţei trebuie tratată şi protejată o anumită perioadă de timp, funcţie de tipul structurii, elementului, condiţiile de mediu din momentul turnării şi condiţiile de expunere în perioada de serviciu a structurii.

Condiţiile optime pentru întărirea betonului sunt:- conservarea pe o perioadă de timp cât mai mare a unui grad ridicat de

umiditate (saturat sau aproape saturat);- protejarea betonului de acţiuni şi influenţe exterioare nefavorabile (însorire,

vânt, şocuri, variaţii mari de temperatură, temperaturi scăzute).Reacţiile de hidratare – hidroliză care stau la baza întăririi betonului, se

realizează între granula de ciment şi apa prezentă în porii şi capilarele pastei de ciment. Prezenta apei în masa betonului este necesară până la hidratarea completă a particulei de ciment. Pierderea excesivă a apei de amestecare duce la încetinirea sau chiar oprirea reacţiilor de hidratatare – hidroliză, reducând astfel procesul de întarire a betonului, precum şi la scăderea rezistenţelor betonului.

Pierderea apei din masa betonului duce la accentuarea contracţiilor la uscare care duc la o fisurare a betonului. Această fisurare conduce la scăderea rezistenţelor mecanice ale betonului, la reducerea aderenţei dintre beton şi armătură, la scăderea rezistenţei la îngheţ – dezgheţ, precum si a rezistenţei la agresiviate chimică şi a durabilităţii.

Conservarea unui grad ridicat de umiditate pe o perioadă mai îndelungată de timp duce la întârzierea şi diminuarea contracţiei la uscare a betonului prin creşterea rezistenţei la întindere care scade pericolul de fisurare. În acelaşi timp creşte şi aderenţa betonului la armătură, ce conduce la o uniformizare a fisurilor în beton (fisuri mai dese dar de deschideri mai mici, la distanţe aproximativ egale, evitându-se astfel cumularea contracţiei în fisuri cu deschideri şi lungimi mari).

Păstrarea permanentă în apă sau la o umiditate de 100% determină o umflare a betonului, care este mult mai mică decât cea a contracţiei şi nu prezintă pericolul degradării fizice a betonului.

Acţiunea directă şi puternică a soarelui, are ca efect evaporarea intensă a apei şi o dilatare termioă accentuată neuniformă, în secţiunea elementului de beton.

Temperatura scăzută pozitivă reduce viteza reacţiilor fizico-chimice şi deci viteza de întărire a betonului, iar la temperaturi negative se produce îngheţarea apei din amestec cu efecte uneori grave asupra calităţii betonului întărit.

Vântul favorizează evaporarea intensă a apei şi scăderea temperaturii betonului, însoţită de contracţii diferenţiate ale acestuia.

Variaţiile de temperatură ale mediului determină modificări dimensionale (dilatări şi contracţii succesive) ale elementelor contribuind la formarea unor defecte de structură în masa betonului, care la rândul lor, aduc prejudicii rezistenţelor mecanice, aderenţei betonului la armătură, compactităţii etc.

Vibraţiile sau şocurile au influenţe nefavorabile asupra structurii betonului întărit şi aderenţei acestuia la armătură.

Condiţiile reale, efective de întărire a betonului sunt influenţate sau determinate de o serie de factori obiectivi, cum ar fi:

- destinaţia construcţiei, - tipul structurii, - soluţia constructivă, - locul de desfăşurare (amplasarea) a proceselor tehnologice, - condiţiile climatice, - gradul de dotare şi posibilităţile tehnice reale ale producătorului.

XI.2. TRATAREA BETONULUI PĂSTRAT ÎN CONDIŢII DE TEMPERATURI POZITIVE, CUPRINSE ÎNTRE 5°C ŞI 30°C

Betonul turnat în structuri monolite, sau elemente prefabricate (preturnate), poate fi protejat prin:

a) - Acoperirea suprafeţelor deschise (libere) a elementelor proaspăt turnate, cu rogojini, prelate, rumeguş, nisip, etc, care se stropesc periodic cu apă. Nu se recomandă stropirea directă cu apă a suprafeţelor de beton, deoarece prin uscarea şi umezirea alternativă se produc contracţii şi umflări alternative, care provoacă fisurarea betonului. Fenomenul este mai accentuat la suprafeţele încălzite puternic de soare şi când temperatura apei este scăzută. Dacă umiditatea ridicată se menţine adoptând metoda prin stropire, ea trebuie făcută pulverizând apa continuu şi numai după ce componenţii betonului au o aderenţă între ei, suficient de mare, pentru a nu fi spălaţi. Pe timp ploios, se utilizează pentru acoperire, folii de polietilenă sau prelate. Materialele de protecţie se vor aşeza pe suprafeţele descoperite ale elementelor, când betonul nu mai aderă la ele. Durata de păstrare a materialelor de protecţie este de minimum 7 zile pentru betoanele preparate cu cimenturi fără adaosuri şi 14 zile pentru cele cu adaosuri. În cazul unor structuri sau elemente care trebuie să îndeplinească condiţii mai severe de impermeabilitate, rezistenţă etc, durata de păstrare umedă a betonului poate fi de până la 28 zile;

b) - Acoperirea cu pelicule de protecţie aderente. Peliculele se realizează prin pulverizarea unor emulsii de polimeri, bitum sau parafină pe suprafeţele deschise ale elementului. Acoperirea se poate face imediat după ce luciul apei de rezuaj a dispărut, când suprafaţa betonului proaspăt turnat este „mată”. Peliculele de protecţie sunt mai eficiente sub aspect calitativ şi sunt mai comode decât soluţiile de la punctul a - sub aspect calitativ, eficienţa constă în reducerea sau împiedicarea foarte timpurie a evaporării apei şi contracţiei la uscare a betonului. Contracţia şi fisurarea betonului proaspăt încep odată cu hidratarea cimentului, înainte de a putea fi constatate vizual şi uneori cu câteva ore înainte de a putea acoperi elementele cu materialele prezentate la punctul precedent. Aplicarea la foarte scurt timp după turnarea betonului a peliculei elimină aproape integral evaporarea apei şi contracţia care se produc în intervalul de timp cuprins între începerea hidratării cimentului şi acoperirea cu rogojini, prelate, etc. Acest avans în protejarea betonului proaspăt turnat, favorizează obţinerea unor rezistenţe mai mari şi unei permeabilităţi mai reduse a betonului întărit.

Procedeele de acoperire cu pelicule de protecţie pot fi aplicate în orice situaţie, dar sunt recomandate cu precădere în cazul elementelor de suprafaţă mari (drumuri, piste de aerodromuri, taluzul canalelor deschise, etc), care sunt expuse intens radiaţiilor solare, curenţilor de aer, precipitaţiilor etc, a elementelor decofrate timpuriu, etc. Peliculele asigură o protecţie bună cel puţin trei saptamani.

XI.3. TRATAREA BETONULUI LA CONDIŢII DE CLIMĂ FOARTE CALDĂ ŞI USCATĂ

În condiţiile de climă foarte caldă, sunt prezente următoarele fenomene naturale dominante: însorirea foarte puternică, temperatura mediului foarte ridicată (peste 30°C), umiditatea relativă foarte scăzută (18% la 40%), variaţii mari de temperatură, vânturi puternice, etc. Toate acestea creează condiţii nefavorabile de întărire, dar şi de preparare şi punere în lucrare a betonului.

Temperatura ridicată a mediului şi însorirea directă a materialelor folosite, face ca la punerea în lucrare, betonul să aibă temperaturi mari. Asemenea temperaturi provoacă o accelerare a proceselor de hidratare, grăbesc priza, accelerează evaporarea apei care este însoţită da o reducere a lucrabilităţii betonului. Ca urmare, betonul trebuie pus în lucrare într-un timp foarte scurt după preparare.

După turnare şi compactare, temperatura ridicată a mediului, însorirea şi exotermia cimentului, contribuie la ridicarea în continuare a temperaturii betonului, deja mare. La cele enumerate se poate adăuga vântul şi variaţiile de temperatură care intensifică evaporarea apoi din beton. În plus la temperaturi ridicate se accentuează migrarea apei spre zonele mai reci şi suprafeţele deschise ale elementelor, determinând o porozitate dirijată mărită a betonului şi antrenarea unor substanţe prezente în soluţie, fapt ce contribuie la dezomogenizarea structurală a pietrei de ciment. Toate acestea, accentuează mult formarea defectelor de structură a pietrei de ciment şi scăderea calităţilor betonului întărit.

Pentru a reduce efectele negative a factorilor enumeraţi asupra caracteristicilor fizico-mecanice, impermeabilităţii, etc. este necesar să se ia măsuri, în primul rând, de a se pune în lucrare betoane a căror temperaturi să nu depăşească 30°C. Pentru aceasta, agregatul şi cimentul trebuie să fie protejate de încălzire directă prin însorirea iar la preparare, componenţii betonului, sau unii dintre ei să fie răciti, apa de exemplu poate fi răcită cu gheaţă. Se recomandă utilizarea unor dozaje cât mai mici de ciment şi folosirea de cimenturi cu degajare mică de căldură, pentru a reduce şi pe această cale creşterea temperaturii betonului după turnare.

Ameliorarea lucrabilităţii şi întârzierea prizei se obţine utilizînd aditivi întîrzietori de priză, sau sporind in anumite limite raportul A/C, mărirea cantităţii de apă la amestecare determină o sporire a cantităţii de ciment, pentru a compensa scăderea de rezistenta, dar ea are şi alta efecte negative asupra structurii betonului întărit. Temperatura cimentului introdus in betonieră este bine să fie sub 70°C, deoarece dacă vine în contact cu apa înainta de a fi bine dispersat în amestec se poate aglomera formând cocoloaşe. Protejarea de încălzirea prin însorirea materialelor, sau a betonului preparat, se obţine într-o bună măsură prin vopsirea recipientilor (silozurilor) de ciment, tobelor betonierei, mijloacelor da transport, etc, cu culori foarte deschise sau acoperirea acestora cu pelicule reflectorizante a razelor solare.

Protejarea betonului după preparare trebuie asigurată în faza de transport, prin turnarea rapidă şi acoperirea suprafeţelor libere a betonului. Se va urmări acoperirea integrală şi cât mai curând posibil după turnare a suprafeţelor descoperite, menţinerea umidităţii, recomandabil prin pulverizarea continuă cu apă, inclusiv a cofrajelor, ceea ce favorizează nu numai saturarea cu apă a betonului ci şi scăderea temperaturii sale sau menţinerea în limite rezonabile a temperaturii acestuia. Durata de menţinere a umidităţii este diferită, după destinaţia şi tipul elementelor, dar de minimum 7 zile. În acest interval minim de timp rezistenţa betonului este superioară rezistenţei obţinute în condiţii de întărire normală, ca urmare a condiţiilor mai ridicate de temperatură. Rezistenţa sa la 28 zile şi la vârste mai mari, este însă în general mai scăzută.

XII. ACCELERAREA ÎNTĂRIRII BETONULUI. MIJLOACE ŞI PROCEDEE UTILIZATE

XII.1. NOŢIUNI INTRODUCTIVE. MIJLOACE DE ACCELERARE A ÎNTĂRIRII BETONULUI

În condiţii normale de temperatură şi umiditate procesele de hidratare-hidroliză a cimentului, reacţiile fizico-chimice care determină rezistenţele mecanice şi alte proprietăţi ale betonului întărit se desfăşoară într-un ritm foarte lent. Funcţie de compoziţia mineralogică şi fineţea cimentului, raportul A/C, gradul de compactare, etc., rezistenţa la compresiunea betonului, întărit în condiţii normale, este la vârsta de o zi de 10-15%, la 3 zile de 30-35%, la 7 zile de 60-75% din clasă (rezistenţa betonului la 28 de zile notată Rb=28). Acest ritm de întărire este nesatisfăcător în cazul realizării structurilor monolite, deoarece se întârzie darea în folosinţă, respectiv intrarea în circuitul economic a investiţiilor, se imobilizează pe timp destul de îndelungat cofrajele, rulajul lor fiind redus, etc.

În producţia de prefabricare betonul turnat în elementele de beton armat este necesar să aibă, în momentul decofrării o rezistenţă la compresiune de cel puţin 0,5Rb=28 iar cel turnat in elementele de beton precomprimat (cu armătura preîntinsă), de cel puţin 0,7Rb=28.

Asemenea rezistenţe, in condiţii normale se ating după aproximativ 5-7 zile de la turnare. Păstrarea elementelor în tipare un timp atât de îndelungat, este inacceptabilă în industria prefabricatelor, deoarece ar necesita un număr foarte mare de tipare (investiţie neraţională, consum mare de oţel, etc.), crearea de spaţiu pentru păstrarea prefabricatelor în curs de întărire, care pe timp friguros ar trebui încălzite (cheltuieli de investiţii, ocuparea unor suprafeţe mari, consum de energie etc.), compactarea procesului tehnologic, etc. De aceea, în întreprinderile şi poligoanele de prefabricare a elementelor de beton, beton armat şi beton precomprimat este necesar a se adopta măsuri şi procedee de accelerare a Întăririi betonului, astfel ca după câteva ore de la punerea in lucrare, betonul să obţină rezistenţa de decofrare sau de transfer (precomprimare).

În vederea accelerării vitezei de întărire a betonului, pot fi adoptate măsuri şi mijloace cu caracter tehnic şi tehnologic, care au efecte gradate asupra intensificării proceselor fizico-chimice de formare a pietrei de ciment. Dintre mijloacele importante care conduc la obţinerea unor viteze iniţiale de întărire mai mari şi care ameliorează structura betonului amintim:

- utilizarea cimenturilor cu rezistenţe iniţiale şi finale mari;- folosirea unor cimenturi cu suprafeţe specifice (fineţe) ridicată şi mai active

(alitice);- adoptarea unui raport A/C redus;- compactarea energică a betonului;- tratarea cu ultrasunete a betonului;- utilizarea de aditivi acceleratori de întărire, s.a. Toate aceste măsuri, luate individual sau combinate, prezintă importanţă şi

interes şi dau rezistenţe bune, cu creşteri semnificative de rezistenţă a betonului, în primele 1-3 zile, după punerea sa in lucrare. Ele sunt recomandate când este necesară o decofrare rapidă, la turnarea pe timp friguros şi la realizarea prefabricatelor prin preturnare. De asemenea, au o contribuţia semnificativă da sporirea eficienţei procedeelor de accelerare a întăririi betonului prin tratarea termică, dar nu sunt în măsură numai prin ele însele să răspundă condiţiei da eficienţă sub

aspectul timp, al accelerării proceselor de întărire. In industria prefabricatelor, este necesar să se adopte procedee de accelerare a întăririi betonului, care să conducă la obţinerea rezistenţei da decofrare, sau de transfer (precomprimare), după câteva ore (6-16 ore), după punerea în lucrare a amestecului. Asemenea ritmuri de întărire, sunt asigurate în prezent, doar de procedeele termice de accelerare a întăririi betonului a căror eficienţă sub aspect calitate şi timp, evident, este sporită prin adoptarea unor mijloace şi masuri din categoria celor enumerate mai sus.

XII.2. PROCEDEE DE ACCELERAREA ÎNTĂRIRII BETONULUI

Prin tratarea termică înţelegem, ridicarea artificială dirijată (controlată), a temperaturii betonului, în scopul identificării proceselor fizico-chimice, de întărire a acestuia.

Ca urmare a intensificării proceselor fizico-chimice, se atinge un grad avansat de hidratare a cimentului şi crearea unui număr suplimentar de legături chimice, determinând astfel obţinerea unor rezistenţe mecanice relativ ridicate, într-un timp foarte scurt.

Ca surse da încălzire în tratarea termică se folosesc: aburul, apa caldă, energia electrică, radiaţii infraroşii, etc.

Procedeele de accelerare a întăririi prin ridicarea temperaturii betonului sub 100°C şi la presiune normală (atmosferică) sunt:

1 – tratarea termo-umedă sau aburirea (in contact direct cu aburul); 2 – tratarea termoelectrică; 3 – tratarea in tipare încălzitoare;4 – turnarea betonului cald (procedeul "termos"); 5 – tratarea în (cu) apă caldă;6 – tratarea cu raze infraroşii;7 – tratarea cu microunde;8 – tratarea în câmp de înaltă frecvenţă electrică.

Condiţiile fundamentale de eficienţă a procedeelor de tratare termică sunt următoarele:

- obţinerea unei viteze optime de întărire;- asigurarea unor caracteristici de calitate cât mai ridicate ale betonului

întărit;- consum minim de energie.

Viteza optimă de întărire presupune obţinerea rezistenţei de decofrare într-un timp cât mai scurt, dar fără afectarea sensibilă a calităţii structurii betonului întărit şi a rezistenţelor finale; nu este acceptată o durată foarte scurtă de întărire, în dauna calităţii betonului.

XII.2.1. Principalele efecte ale tratării termice asupra proceselor de hidratare-hidroliză a cimentului şi asupra structurii betonului întărit

Tratarea termică la temperaturi sub 100°C şi la presiune normală, nu aduce modificări esenţiale în natura fazelor care se formează prin hidratarea-hidroliza silicaţilor de calciu, ci doar intensificarea procesului de cristalizare şi o sporire a bazicităţii acestora.

Structura betonului tratat termic se deosebeşte mult de cea a betonului întărit în condiţii normale, prin numărul mare de defecte atât la nivel microscopic cât şi

macroscopic. Temperatura mai ridicată în primele ore, după preparare, determină formarea unei structuri de calitate inferioară betonului, structura sa fiind mai afânată, eterogenă şi tensionată. Hidratarea rapidă în perioada iniţială, măreşte concentraţia hidraţilor în jurul granulelor nehidratate, ceea ce produce o frânare în desfăşurarea proceselor fizico-chimice în continuare. Porii capilari nu se umplu uniform cu noile formaţii hidratate.

Defectele amintite reprezintă cauzele principale ale diminuării rezistenţelor mecanice finale şi a celorlalte proprietăţi ale betonului tratat termic faţă de cele ale betonului întărit în condiţii normale. Păstrarea în condiţii normale a betonului, după tratarea termică, nu mai contribuie sensibil la ameliorarea caracteristicilor fizico-mecanice şi durabilităţii sale.

Dacă imediat după tratarea termică, rezistenţa la compresiunea betonului este de câteva ori mai mare decât a celui întărit normal la aceeaşi vârstă, după 28 zile sau mai târziu betonul tratat termic prezintă frecvent scăderi calitative importante, al căror ordin de mărime este următorul:

- rezistenţa la compresiune şi întindere este mai mică cu 15-25%- aderenţa la armătură este mai redusă cu aproximativ 10%;- rezistenţa la şoc este mai mică cu aproximativ 40%;- permeabilitatea este superioară cu 50-200%;- modulul de elasticitate este inferior cu 10-20%.

XII.2.2. Influenţa factorilor determinanţi asupra calităţii betoanelor tratate termic

XII.2.2.1. Influenţa componenţilor betonului

a) Natura, fineţea şi dozajul de cimentInfluenţa naturii se referă la viteza de creştere a rezistenţelor mecanice ale

betonului la vârste foarte timpurii (în primele 24ore), dar şi la valoarea rezistenţelor finale.

Necesitatea de a realiza, într-un timp foarte scurt, rezistenţa de decofrare a prefabricatelor, impune utilizarea cimentului cu activitate intensă în faza iniţială de întărire.

Deşi viteza de hidratare prin tratarea termică a C2S este de câteva ori mai accentuată decât a C3S dată fiind activitatea sa redusă, nu are capacitatea de a contribui esenţial la creşterea rezistenţelor mecanice ale betonului în faza iniţială de întărire.

Creşterea fineţii de măcinare are influenţe favorabile asupra vitezei de întărire şi a rezistenţelor şi în cazul tratării termice. Suprafaţa specifică ridicată conduce la un consum sporit de apă necesar proceselor de hidratare-hidroliză, ceea ce favorizează contracţia la vârste foarte timpurii. Acest efect poate fi diminuat prin saturarea cu apă (umezirea excesivă) în perioada iniţială de întărire.

Date fiind scăderile de rezistenţă, dozajul efectiv de ciment la betoanele tratate termic, este frecvent cu 15-20% mai mare decât pentru betoanele de aceeaşi rezistenţă întărite normal.

b) Cantitatea de apă din amestecInfluenţa raportului A/C asupra rezistenţei este mai accentuată asupra cimentului

de marcă mai ridicată şi asupra betonului tratat termic decât asupra celui netratat.

La rapoarte A/C mici, hidroxidul de calciu cristalizează împreună cu hidrosilicaţii de calciu, formând structuri compacte şi impermeabile caracterizate prin rezistenţe mecanice mai mari şi comportare bună la agresivitatea fizică şi chimică.

c) AditiviiAditivii fluidizanţi şi superfluidizanţi permit reducerea cantităţii de apă din

amestec, contribuie la ameliorarea structurii betonului întărit şi la accelerarea întăririi betonului. Aditivii acceleratori de întărire dau rezultate bune în creşterea rezistenţelor în primele 1-5 zile, dar unii dintre ei (de exemplu clorurile), favorizează coroziunea armăturii; în aceste cazuri este necesară utilizarea inhibitorilor de coroziune a oţelului. Majoritatea aditivilor acceleratori, produc anumite modificări în procesele fizico-chimice, care au urmări negative asupra rezistenţelor mecanice finale. Efectul aditivilor depinde şi de compoziţia mineralogică a cimentului. Folosirea lor este necesar să se facă cu precauţie şi pe baza unor încercări preliminare.

XII.2.2.2. Influenţa regimului de tratare termică (factori fizici)

Întărirea accelerată prin tratarea termică a betonului, deşi este un proces tehnologic continuu, se desfăşoară în patru faze, care se succed distinct, caracterizate de temperatură şi durata de timp. Cele patru faze sunt:

- păstrarea prealabilă, sau preîntărirea betonului (aşteptarea);- încălzirea betonului (elementului prefabricat), până la nivelul de temperatură

maxim prevăzut (ridicarea temperaturii);- menţinerea elementului prefabricat, la temperatura maximă (tratarea

izotermă);- coborârea temperaturii betonului (răcirea).

Tratarea termică propriu-zisă, cuprinde fazele de încălzire, tratare izotermă şi răcire a betonului, suma duratelor acestor perioade formând durata tratării.

a) Faza de preîntărireReprezintă păstrarea betonului la temperatura mediului, în intervalul de timp

cuprins între terminarea amestecării componenţilor şi începerea încălzirii sale. Perioada de preîntărire are efecte favorabile asupra formării structurii pietrei de ciment, a proprietăţilor tehnice ale betonului întărit şi diminuează efectele negative alte tratării termice. La temperaturi apropiate de cea normală (15-25°C) procesele fizico-chimice se desfăşoară normal, în această perioadă fiind exclusă formarea defectelor care sunt specifice condiţiilor de întărire la temperatura ridicată.

Temperatura de păstrare iniţială, chiar într-un interval de timp foarte scurt, are influenţe pozitive semnificative asupra rezistenţelor finale. Durata optimă de păstrare prealabilă coincide cu sfârşitul prizei cimentului şi variază între 4-6 ore, pentru majoritatea amestecurilor.

Scurtarea sau suprimarea duratei de preîntărire, influenţează şi asupra regimului de tratare termică propriu-zisă. Excepţie o face procedeul de turnare a betonului cald, care nu cuprinde faza de preîntărire.

b) Perioada de încălzire a betonuluiEste cuprinsă între începutul ridicării artificiale a temperaturii acestuia şi atingerea

temperaturii maxime stabilite (temperatura de tratare izotermă). După procedeul de tratare termică, încălzirea betonului se poate realiza prin convecţie (naturală),

radiaţie, rezistenţa electrică (a betonului sau armăturii) şi conductibilitatea termică a betonului şi tiparului.

Procedeul de tratare termo-umedă se caracterizează prin crearea unui mediu de vapori de apă având temperatura mai mică decât 100°C, într-un spaţiu închis, în care sunt introduse în prealabil elementele prefabricate; presiunea vaporilor în spaţial închis fiind foarte redusă se consideră ca fiind normală. Mediul este necesar să fie saturat cu abur, pentru a favoriza schimbul de căldură mediu-beton şi pentru a împiedica sau reduce la maximum evaporarea apei din baton.

Încălzirea pe suprafaţa liberă a elementului şi pe cea exterioară a tiparului se face prin convecţie, în prezenţa aburului introdus în camera de tratament termic, iar transmiterea căldurii in masa batonului, se face, dominant, prin conductibilitatea termică. Temperatura mediului de aburire fiind mai ridicată decât a tiparelor şi betonului la început se produce condens la suprafaţa acestora. Apa da condens de pe suprafaţa deschisă a elementului, este în foarte mare măsură absorbită în interiorul betonului şi are o influenţă favorabilă asupra desfăşurării în continuare a proceselor de hidratare.

Concomitent cu creşterea temperaturii, apar fenomene da natură fizică care contribuie la degradarea structurii betonului in curs de formare. Cauzele fundamentale ale degradării fizice a structurii betonului sunt:

- dilatarea termică diferenţiată a componenţilor betonului;- dilatarea termică diferenţiată a elementului în ansamblu (modificări dimensionale);- pierderea apei din beton prin evaporare

Dilatarea sau expansiunea termică diferenţiată a componenţilor, la aceeaşi creştere de temperatură se datorează valorii diferite ale coeficienţilor de dilatare termică liberă a acestora.

Încălzirea treptată din exteriorul elementului, spre interior, determină în secţiunea elementului a unor temperaturi diferite descrescătoare spre interior; apare o dilatare diferenţiată în secţiunea elementului şi creează tensiuni interne, provocând defecte de legătură şi fisurarea betonului.

Tratarea termică în tipar rigid, cu un grad mare de acoperire a suprafeţei exterioare a elementului este favorabilă, reducând în foarte mare măsură efectul dilatării diferenţiate libere de ansamblu a elementului. Tratarea pe suporţi (funduri de tipar), permite o dilatare diferenţiată aproape liberă a elementului cu consecinţe negative asupra calităţii betonului. În prima fază de întărire, când betonul are rezistenţe foarte slabe sau slabe se pot produce mai uşor alunecări sau deplasări relative între particulele solide din dilatarea diferenţiată, dar în timp, prin creşterea rezistenţei alunecările (egalizarea dimensiunilor în secţiune) nu mai sunt posibile decât prin degradarea betonului. În consecinţă, pot apare degradări importante structurale şi în orice caz iau naştere tensiuni interne mari.

Pentru o eficienţă maximă în această fază viteza de încălzire trebuie corelată cu:— natura, fineţea şi marca cimentului;— compoziţia betonului;— gradul de compactare; — durata de preîntărire;— dimensiunile (masivitatea) elementului;— gradul de acoperire (închidere) a suprafeţelor elementului de către tipar.

Viteza de întărire pentru elementele de dimensiuni curente întâlnite în structurile construcţiilor civile, industriale şi organizatorice, este cuprinsă între 20-30°C/oră. Elementele de grosimi relativ mari se încălzesc la viteze mai mici, iar cele de grosimi

reduse la viteze mai mari. Durata de ridicare a temperaturii, este de 2-3 ore, în situaţiile curente.

c) Perioada de tratare la temperatura maximă constantă (tratarea izotermă)Este cuprinsă între momentul atingerii în mediu, a temperaturii maxime de

încălzire şi începerea coborârii temperaturii. Ea se caracterizează prin doi parametrii de bază: temperatura şi durata de timp. Ambii factori sunt determinaţi în accelerarea vitezei de întărire şi nivelul de rezistenţă a betonului.

Efectul pozitiv al temperaturii mai ridicate de tratare izotermă, constă în obţinerea rezistenţei de decofrare într-un timp mai scurt, deci reducerea duratei de întărire. El se reflectă şi în eficienţa economică prin reducerea ciclului de prefabricare a elementelor; sunt necesare mai puţine tipare, spaţii mai reduse de producţie, etc.

Efectul negativ al temperaturii mai ridicate, se reflectă în calitatea finală a produsului şi în primul rând în scăderea rezistenţelor mecanice ale betonului. Pierderile de rezistenţă ale betonului tratat termic sunt aproximativ următoarele:

- 32% la un tratament de 90°C timp de 4 ore;- 25% la un tratament de 70°C timp de 7 ore;- 20% la un tratament de 50°C timp de 16 ore;- 14% la un tratament de 35°C timp de 16 ore.

Valoarea maximă a rezistenţelor mecanice şi pierderile de rezistenţă, la acelaşi regim de tratare, depinde de natura cimentului şi compoziţia betonului. Cimenturile cu rezistenţe iniţiale si finale se comportă bine la durate mai scurte de tratare termică. Betoanele cu raport A/C mai redus compactate energic pot fi tratate la temperaturi mai ridicate şi pe durate mai mari de timp decât cele cu raport A/C ridicat. De asemenea, tratarea în tipare, cu suprafaţă mare de acoperire dau rezultate mai bune.

Durata de tratare izotermă trebuie corelată cu temperatura maximă şi nivelul de rezistenţă urmărit la sfârşitul ciclului de tratare termică. La temperatura de 80°C, durata de tratare izotermă variază frecvent, între 3-5 ore; temperaturile mai scăzute, conduc la prelungirea duratei de tratare izotermă, pentru a se obţine rezistenţa de decofrare.

d) Perioada de coborâre a temperaturii betonului (răcirea) Perioada de coborâre a temperaturii betonului, sau de răcire, începe din

momentul când sursa de încălzire încetează de a mai întreţine temperatura de tratare izotermă şi elementul prefabricat începe să se răcească ca urmare a cedării de căldură în mediu. Diferenţa de temperatură depinde de gradul de izolare termică a camerei sau tiparului, temperatura mediului ambiant şi masivitatea elementului; ea trebuie să fie suficient de mare pentru a grăbi răcirea dar să nu dăuneze sensibil calităţii betonului.

Datorită temperaturii mai ridicate a betonului decât a mediului presiunea în interiorul elementului este mai mare, accentuând evaporarea, contracţia la uscare şi contracţia diferenţiată din temperatură ou toate consecinţele negative ce decurg din acestea.

Tratarea în tipare a elementelor este favorabilă şi în această fază. reducând, pe de o parte suprafaţa de evaporare a apei. Iar pe de altă parte diminuând efectul contracţiei diferenţiate din temperatură.

Pentru a se obţine reduceri minime de rezistenţă în această fază, viteza de răcire se recomandă să nu fie mai mare de 30-40°C/oră.