1M I N I G H I D D E P R O I E C T A R EA D U R A B I L I T I I B E T O N U L U I

Ediia 1 - 2015

3Stimat Coleg / Stimate Coleg,

Pot exista situaii n care ai nevoie de cteva informaii concise, care s sintetizeze ceea ce reglementrile tehnice stabilesc n domeniul asigurrii durabilitii elementului sau structurii de rezisten din beton pe care o proiectezi.

n continuare te rog s gseti un mic ghid, practic, de proiectare a durabilitii betonului. Este important s tii, nc de la nceput, faptul ca proiectarea durabilitii betonului este o etap separat, obligatorie i la fel de important ca i proiectarea structural. n acest ghid vei gsi informaii care te vor ajuta s proiectezi durabilitatea betonului, adic s stabileti parametrii1 si compoziionali precum i alte elemente asociate2 care s conduc la asigurarea unei anumite durate de serviciu, reglementate, pentru elementul sau structura pe care o proiectezi.

Ghidul nu poate conine totalitatea informaiilor tehnice, constituindu-se doar ntr-un document cu caracter general. Menionez faptul c respectarea i consultarea tuturor reglementrilor tehnice, n vigoare i care fac referire la domeniul n discuie, este obligatorie. ntruct NE 012/1:2007 a fost preluat prin CP 012/1:2007 (care are o mai bun diseminare) n continuare m voi referi, n principal, doar la aceast ultim reglementare care se numete Cod de Practic pentru Producerea Betonului. i doresc succes i te rog s m contactezi pentru orice neclaritate legat de cele prezentate! Atept cu mare plcere i interes de la tine, recomandri i completri pentru ediia viitoare a ghidului, care nu poate aprea fr aportul tu, ca inginer proiectant sau arhitect direct implicat n cele prezentate aici. Cu sperana c-i pot fi de folos, te rog s mparteti cu mine experiena i dificultile pe care le ntmpini n proiectarea durabilitii betonului!

Cu respect,

Radu GAVRILESCU Bucureti, mai 2015

1 alegerea tipului de ciment, a clasei de beton, a raportului A/C, a dozajului minim de ciment de exemplu2 a grosimii stratului de acoperire, de exemplu

4CUPRINS

1. Introducere 2. Generaliti3. Elemente introductive privind proiectarea durabilitii betonului4. Despre beton5. Betonul proaspt i ntrit6. Proiectarea durabilitii betonului 7. Alte elemente de proiectare care influeneaz durata de serviciu8. Durata de serviciu9. Check list

51. IntroducereAsigurarea durabilitii construciilor din beton reprezint o problem vital pentru economia naional. ncepnd cu anul intrrii n vigoare a reglementrii NE 012/1 (CP 012/1) putem proiecta, produce i pune n oper betoane mai rezistente, mai durabile i n acelai timp mai eficiente din punctul de vedere al energiei nglobate, n conformitate cu noile reglementri naionale cu caracter obligatoriu, armonizate cu cele europene.

Ca proiectant, plecnd de la exigenele impuse unui element de beton pe considerente structurale (din ncrcri), trebuie s stabileti un set de valori limit ale acestuia - n principal clasa (minim a) betonului CminS. Aceasta reprezint proiectarea structural asupra creia i concentezi, n general, atenia n cadrul breviarelor de calcul.

Este deosebit de important s reii ns faptul c nu doar prin proiectarea structural se stabilete clasa betonului! O alt evaluare - complet separat - plecnd de la condiiile de mediu nconjurtor (ncadrabile n clase de expunere X) n care elementul este exploatat pe durata de serviciu, va impune betonului o serie de valori limit compoziionale (clasa minim a betonului CminD, A/C max. etc.). Aceasta reprezint proiectarea durabilitii pe care trebuie s o parcurgi n conformitate cu prevederile CP 012/1:2007. Asupra proiectrii durabilitii betonului se concentreaz - n mare parte - acest ghid.

Clasa minim a betonului pe care - n final - o vei impune (Cmin) n proiectul elementului va fi nfurtoarea (valoarea maxim) celor dou valori minime, att din considerente structurale (CminS) ct i de durabilitate (CminD).

Pentru caracterizarea complet a compoziiei betonului inclus n proiect i care urmeaz a fi comandat la staie, la valoarea (Cmin) se adaug elementele ce rezult doar din proiectarea durabilitii betonului (valoarea maxim a A/C, tipul sau tipurile de ciment, dozajul minim de ciment etc.). n situaia n care CminS are o valoare mai mare dect CminD te rog s ne contactezi pentru a stabili mpreun valoarea maxim a A/C, tipurile de ciment aplicabile etc. ntruct pot exista i ali factori de influen ai acestor parametri, de exemplu legai de tehnologia de execuie sau de regimul (ex. dinamic) de exploatare. Este important s tii totui c, pentru majoritatea elementelor de construcii civile proiectate n mod obinuit, o mare parte a specificaiilor betonului din structur sunt identificate3 din etapa obligatorie de proiectare a durabilitii i nu doar din proiectarea structural. Oferind n proiect toate specificaiile necesare betonului (clasa, A/Cmax, tip ciment, diametru maxim granul de agregat, consisten etc.) eti scutit de neclariti sau ntrebri ulterioare, n faza de ofertare sau de pe antier. Astfel, consultarea CP 012/1:2007 devine obligatorie pentru tine - ca proiectant sau arhitect - chiar dac pare c se refer (din titlu) doar la producerea betonului. Te rog s ai n vedere ntotdeauna faptul c reglementarea CP 012/1:2007 nflueneaz decisiv etapa de proiectare a elementului/structurii.

3 Verificarea trebuie facut bineneles, n fiecare situaie i pentru fiecare proiect.

62. Generaliti Capitolul prezint o serie de aspecte tehnice generale privind materiile prime din care este compus betonul.

2.1 Ciment

Cimentul este un material fin mcinat, fabricat n baza SR EN 197-1:2011, care are proprietatea de a forma n amestec cu apa o past care - datorit reaciilor de hidratare - face priz i se ntrete fixnd rigid granulele de agregat i armturile n cuprinsul acesteia. Cimentul, prin capacitatea sa, specific, de ntrire n urma amestecrii cu apa nglobeaz practic ntr-o matrice durabil scheletul betonului care este reprezentat de agregate i armturi. Dat fiind diversitatea tehnologic a modului de preparare i punere n oper a betonului precum i posibilitile extinse de utilizare ale diferitelor tipuri de ciment (de exemplu), domeniul utilizrii cimentului se supune unor normative obligatorii, de uz general, aa cum sunt NE 012/1:20074 (preluat practic integral n CP 012/1:2007), NE 012/2:20105 sau cele pentru aplicaii speciale (pentru betoane rutiere, hidrotehnice, cu fibre etc.). Cimenturile se produc n trei clase de rezisten: 32,5, 42,5 i 52,5 fiecare din acestea n dou variante privind rezistena iniial (normal N sau mare R). n betoane obinuite se folosesc cimenturi de clasa 32,5 i 42,5 iar n betoane de nalt rezisten cimenturi de clasa 42,5 i (n special) 52,5.

Pentru un acelai dozaj de ciment/m3 beton i un raport A/C n domeniul reglementat, cu ct clasa de rezisten a cimentului este mai ridicat cu att rezistena la compresiune a betonului va fi mai mare. La hidratarea cimentului se degaj - ntotdeauna i indiferent de tipul su - o anumit cantitate de cldur. Pentru betoane uzuale, turnate n elemente subiri (avnd grosimi de maxim 1,50 m), se pot folosi cimenturi obinuite cu rezistenta iniiala normala N sau mare R. Atunci cnd grosimea elementelor este mai mare de 1,50 m se folosesc, n dozaje rezonabile, cimenturi cu cldur de hidratare redus (LH) care nu permit apariia de fisuri de contracie termic. Este util, n practic, s consideri elemente masive, din punct de vedere tehnologic, toate elementele care au dimensiuni de natur a cauza o comportare termic generatoare de fisuri, n condiiile n care nu se iau masurile specifice de prevenire. Aceasta este i abordarea n noul Ghid de proiectare pentru controlul fisurrii elementelor masive i pereilor structurali de beton armat datorit contraciei mpiedicate, indicativ GP 115-2011 (pe care i recomand s-l consuli) i care coboar foarte mult limita ntre betonul convenional i masiv. 2.2 Beton

Betonul este un amestec omogen alctuit dintr-un liant (cimentul), un amestec de sorturi de agregate (nisip, pietri, criblur etc.), ap i aditivi n proporii bine stabilite, calculate i verificate, n funcie de aplicaia dorit precum i de tehnologiile de preparare respectiv de punere n oper. Stabilirea tipului sau tipurilor de ciment ce pot fi utilizate ntr-o compoziie (reeta) de beton este o etap foarte important, avnd consecine directe asupra durabilitii i duratei de serviciu (de via) a structurii. i recomand s incluzi n proiecte toate tipurile de ciment aplicabile elementului/

4 Normativ pentru producerea betonului i executarea lucrrilor din beton, beton armat i beton pre-comprimat. Partea 1: Producerea betonului5 Normativ pentru producerea i executarea lucrrilor din beton, beton armat i beton precomprimat. Partea 2: Executarea lucrrilor din beton

7structurii n conformitate cu prevederile CP 012/1:2007. Acest lucru te va scuti de ntrebri suplimentare venite de la colegii de ofertare sau de pe antier. Betonul proaspt reprezint compoziia complet amestecat, aflat n stare vscoas, care permite punerea n oper (turnarea n cofraje de orice form) i compactarea (vibrarea fiind cel mai cunoscut procedeu). Betonul ntrit este betonul aflat dup o anumit perioad de timp n stare solid, care a obinut o rezisten la compresiune semnificativ n urma hidratrii cimentului aflat n compoziia sa. Nu exist o reet de beton universal aplicabil pentru o anumit clasa de beton. Nivelul rezistenei betonului la diferite termene, durabilitatea sa etc. depind n msur foarte mare de compoziia acestuia, de raportul A/C, de caracteristicile fizico-mecanice i granulometrice ale agregatelor, de tipul cimentului folosit etc. Prin urmare dorina unor beneficiari de a introduce n proiect o reet de beton nu este justificata i este corect din punct de vedere tehnic s-i refuzi, att timp ct proiectul se refer la betoane cu proprieti specificate, definite la # 6.2 din CP 012/1:2007. Pentru betoanele exploatate n medii nconjurtoare agresive din punct de vedere chimic trebuie folosite cimenturi speciale, rezistente la astfel de agresiuni. O atenie deosebit trebuie s acorzi atacului dat de sulfaii prezeni n soluri sau ape, situaie n care (funcie de nivelul de agresivitate al atacului) se impune prin proiect utilizarea unor cimenturi rezistente la sulfai, aa nct durabilitatea elementului sau structurii s fie asigurat. Ca proiectant, solicit investitorului sau antreprenorului realizarea unui studiu geotehnic i/sau o analiz chimic a apei care se va afla n contact cu betonul pe durata sa de serviciu. Doar ntocmirea unui studiu geotehnic care s i ofere o imagine real a chimismului mediului nconjurtor poate conduce la stabilirea corect a parametrilor compoziionali ai betonului n conformitate cu CP 012/1:2007. n majoritatea elementelor de construcie utilizarea betonului este strns legat de prezena armturilor (bare din oel beton OB sau PC) cu care acesta conlucreaz, definind ceea ce ntlnim n practic sub denumirea de beton armat, structural. Asupra acestui tip de beton ne vom concentra atenia pe cuprinsul acestui ghid dat fiind importana i ponderea acestuia.

2.3 Agregate

Agregatele folosite n compoziia betonului de ciment pot fi materiale granulare, naturale, artificiale sau reciclate, utilizabile n construcii n conformitate cu prevederile reglementrilor n vigoare. Cea mai mare parte a agregatelor utilizate n staiile de betoane provenind din balastiere sau cariere - se supun exigentelor standardului SR EN 12620. Agregatele6 au o pondere de 75 ... 80% din masa betonului, constituind matricea de rezisten a acestuia. Teoretic, granulele minerale se consider c sunt inerte n raport cu liantul ns, n realitate, la interfaa dintre agregat i piatra de ciment apar o serie de fore de adeziune care acioneaz n sens benefic, pozitiv, asupra

6 pentru a putea fi utilizate n betoane, agregatele trebuie s ndeplineasc anumite condiii cuprinse n SR EN 12620, verificate la anumite intervale de timp. Consult acest standard pentru detalii.

8rezistenei matricei. Aceasta arat importana utilizrii unor agregate de calitate, bine spalate i din surse certificate. Prin urmare este important s prevezi n proiect necesitatea utilizrii unor agregate din surse sigure din punct de vedere tehnic, certificate sub aspectul conformitii produciei n conformitate cu prevederile legale.

Prezentul ghid trateaz doar agregatele naturale utilizabile n betoane, nelegnd prin acestea agregate care nu au suferit dect o transformare mecanic (de exemplu concasare sau ciuruire). Aceste agregate sunt obinute prin extragerea din masiv prin operaiuni de pucare (n cazul carierelor), prin exploatare direct n terase - sau prin extragerea din ape cu ajutorul drgilor absorbante n cazul balastierelor, de exemplu. Dup extragere, materia prim este transportat pn la staia de prelucrare unde se obine produsul finit, respectiv diferite sorturi granulometrice, care se depoziteaz i se livreaz ctre beneficiar.

Caracteristicile fizico-mecanice i structura petrografic a produselor (sorturilor de agregate) difer de la un punct de lucru la altul n funcie de zcmnt i de condiiile de prelucrare la care sunt supuse. Aceste caracteristici fac obiectul testelor de laborator conform unor planuri periodice de control calitate, ncercri i verificri care respect cerinele standardelor europene i naionale de produs.

Modul de utilizare al agregatelor n betoane de ciment este n conformitate cu prevederile unor normative cu caracter obligatoriu, aa cum sunt NE 012/1:20077, NE 012/2:20108 i NE 014:20029. O serie de alte normative i standarde sunt de asemenea aplicabile i trebuie respectate.

Cele mai importante caracteristici ale agregatelor sunt comunicate beneficiarilor (staiilor de betoane n cea mai mare parte) prin declararea valorilor acestora n marcajul de conformitate CE i n Declaraia de Performan CE care, mpreun cu Certificatul de Conformitate, sunt asociate fiecrui produs (sort) n parte. Activitatea de producere a agregatelor trebuie s fie monitorizat de un organism de certificare, acreditat i notificat, care elibereaz Certificatul de Conformitate a controlului produciei n fabric.

n cazul n care eti implicat n identificarea unui furnizor de agregate este bine s solicii productorului i s analizezi cu atenie documentele mai sus prezentate

2.4 Apa de preparare Apa, dozat corespunztor, asigur hidratarea cimentului i implicit iniierea reaciilor chimice care conduc la formarea matricei de past de ciment ntrit (a pietrei de ciment). La prepararea betoanelor, apa trebuie s fie limpede, fr impuriti, aprovizionat dintr-o surs de ap potabil sau ntr-o anumit masur - poate fi folosit ap reciclat n staia de betoane. Apa utilizabil n beton trebuie s ndeplineasc cerinele SR EN 1008. Supradozarea apei n compoziia betonului are efecte profund negative asupra durabilitii sale. Obiceiul att de ntlnit (din pcate) de adugare a apei n mod necontrolat, n camionul malaxor sau n betoniera de antier ntruct aceasta oricum se evapor sau ca s fie mai uor de pus n oper, este ct se poate de duntor. Dac eti implicat n supravegherea antierului blocheaz imediat tentativa de a se aduga ap n camionul malaxor, ap care va influena n mod negativ durabilitatea betonului. Ia imediat legatura

7 Normativ pentru producerea betonului i executarea lucrrilor din beton, beton armat i beton pre-comprimat. Partea 1: Producerea betonului (preluat n CP 012/1:2007)8 Normativ pentru producerea i executarea lucrrilor din beton, beton armat i beton precomprimat. Partea 2: Executarea lucrrilor din beton9 Normativ pentru executarea mbrcminiilor rutiere din beton de ciment n cofraje fixe sau glisante

9cu staia de betoane, aa nct compoziia betonului s fie ajustat i s fie respectat10 consistena cerut, definit prin clase de tasare (n cele mai multe cazuri). Ca proiectant ia-i toate msurile11 ca adugarea de ap n camionul malaxor s nu se ntmple pe antier.

2.5 Aditivi

Aditivii sunt produse chimice, lichide sau solide, adugate n compoziia betonului pentru mbuntirea anumitor caracteristici n funcie de tehnologia de punere n opera i aplicaia avut n vedere. Adugarea aditivilor n timpul procesului de amestecare a componenilor betonului are ca efect modificarea controlat a proprietilor acestuia n stare proaspta i/sau ntrit. Utilizarea aditivilor se face n condiii de obligativitate, controlat, pe baz de ncercri de laborator, n conformitate cu prevederile CP 012/1:2007. Utilizarea aditivilor reprezint o condiie esenial pentru asigurarea durabilitii elementelor/structurilor din beton. Pentru stabilirea proporiei optime a aditivului/aditivilor se fac teste de laborator avndu-se n vedere proporiile/dozajele de utilizare recomandate de productori. Utilizarea aditivilor n compoziia betonului este necesar pentru:

obinerea eficient i controlat a anumitor caracteristici ale betonului proaspt i/sau ntrit;meninerea proprietilor betonului n timpul amestecrii, transportului, punerii n oper i

tratrii acestuia n diferite condiii climatice (n special de temperatur nalt sau scazut); obinerea unor clase mari de beton, cu rapoarte A/C mici i cu lucrabilitate ridicat; asigurarea durabilitii betonului, a duratei sale de serviciu preconizate.

n funcie de tipul elementului turnat, de temperatura ambiental, de distana de transport pn la antier precum i funcie de ali factori, n compoziie se pot utiliza (n mod bine controlat) diferii aditivi adugai n malaxor, la prepararea betonului n staii sau direct pe antier.

Armonizarea reglementrilor naionale (CP 012/1:2007) cu cele europene care indica rapoarte A/C mai mici respectiv clase de rezisten minime mai mari dect cele anterioare (prevzute prin NE 012/1999) conduce12 la necesitatea utilizarii aditivilor n beton n vederea asigurrii caracteristicilor betonului (proaspt i ntrit), a durabilitii acestuia.

10 consistena betonului o poi verifica (imediat, la recepia betonului) pe antier cu un trunchi de con Abrams, prin ncercarea de tasare n conformitate cu SR EN 12350-2. Stabilete de comun acord cu staia de betoane, care trebuie s fie consistena betonului la plecarea din staie, aa nct aceasta pe antier s fie corespunztoare.11 de exemplu prin caietul de sarcini inclus n proiect12 n mod inevitabil din punct de vedere tehnic

10

3. Elemente introductive privind proiectarea durabilitii betonului

Conform Institutului American de Beton (ACI), durabilitatea betonului este definit ca fiind proprietatea acestuia de a rezista aciunilor climatice, chimice, de abraziune sau oricror altor procese de deteriorare; astfel, un beton durabil este acela care i pstreaz forma iniial, caracteristicile i funcionalitatea n condiiile de mediu nconjurator pentru care a fost proiectat. Plecnd de la aceast definiie, cuprinztoare, care pune n corelaie compoziia betonului cu condiiile de mediu (nconjurtor) n care este exploatat, se pot pune, ntotdeauna, ntrebrile

- ct timp13 este posibil ca un anumit beton s i pstreze durabilitatea? i - cum poate fi proiectat14 durabilitatea acestuia?

Sunt, probabil, ntrebrile pe care i le pui i tu n momentul n care proiectezi structura de beton. Sper c i voi putea rspunde, mcar parial, la acestea pe cuprinsul ghidului.

Trebuie nainte de toate acceptat faptul c durabilitatea15 unei structuri nu poate fi asigurat doar prin msurile luate de proiectant, aceast proprietate a betonului fiind, n realitate, rezultatul unui cumul de factori de influen.

Durabilitatea oricrei structuri de beton se asigur prin msuri eficiente adoptate n etapa de proiectare (o corect evaluare structural i a durabilitii), de preparare/transport a betonului i de executare (punere corect n oper, tratare eficient i suficient etc.). Dup executarea lucrrilor sunt necesare inspecii periodice detaliate i pe ntreaga durata de serviciu care s conduc - funcie de necesiti - la realizarea la timp a unor activiti de ntreinere corespunztoare din punct de vedere tehnic. Pentru oricare structur de beton nu se poate discuta despre durabilitatea sau despre durata sa de serviciu fr a se face o corelaie cu contextul n care aceasta a fost exploatat sub aspectul agresiunilor mediului nconjurtor, cu sau fr o legtura direct cu ncrcrile din exploatare. Durata de serviciu trebuie aadar asociat ntotdeauna cu agresivitatea mediului nconjurtor n care este exploatat betonul, avnd n vedere exigene referitoare la compoziia acestuia (tipul cimentului,

13 perioada de timp se mai numete durat de serviciu sau durat de via a structurii14 la costuri rezonabile, pentru o perioad de timp denumit perioad de serviciu.15 sau durat de serviciu

11

clasa minim de beton, raportul A/C max etc.), cu forma elementului/structurii, cu modul de punere n oper, msurile de protecie dup turnare etc. Durata de serviciu a unei structuri din beton depinde de:

a) corectitudinea alegerii parametrilor compoziionali ai betonului n corelaie cu agresivitatea mediului (ncadrabil n clase de expunere X) i respectarea acestora la punerea n oper;

b) calitatea preparrii, transportului, punerii n opera i a tratrii betonului; c) pstrarea (relativ) constant a nivelului de agresivitate al aciunilor fizico-chimice i mecanice,

luat n considerare la proiectarea durabilitii, pe ntreaga durat de serviciu;d) efectuarea lucrrilor de ntreinere i reparatii la timp i de calitate.

n continuare sunt prezentate o serie de elemente care te pot ajuta att la realizarea proiectului elementului/structurii din beton ct i n etapa de ofertare respectiv de selectare a furnizorului de beton, n cazul n care eti implicat. ntotdeauna este bine s ai n vedere n proiectul de executare a elementului/structurii introducerea n planul de control al calitii, de verificri i ncercri (PCCVI) i a aspectelor legate de asigurarea durabilitii betonului.

3. 1 Despre alegerea clasei de rezisten a cimentului funcie de clasa dorit a betonului

Stabilirea compoziiei betonului uzual, cu proprietati specificate16, precum i efectuarea unor ncercri preliminarii asupra betonului proaspt i ntrit se fac ntr-un laborator autorizat i intr n atribuiile productorului de beton. Alegerea clasei de rezisten a cimentului n vederea atingerii unei anumite clase de rezisten a betonului se face pe baza de ncercri preliminarii, n conformitate cu prevederile CP 012/1:2007, avndu-se ntotdeauna n vedere respectarea raportului A/C maxim. Aceast operaiune intr, n general, n sarcina productorului de beton ns ca proiectant poi recomanda, bineneles, o clas de rezisten pentru ciment. Cimenturile folosite n compoziia betoanelor pot fi17 de clas de rezisten 32,5, 42,5 sau 52,5 alese n funcie de clasa de beton dorit. O recomandare tehnic privind alegerea clasei de rezisten a cimentului funcie de clasa dorit a betonului este prezentat n continuare.

Clasabetonului dorit

Clasa de rezisten acimentului recomandat

C 8/10 . C 30/37 32,5

C 25/30 . C 40/50 42,5

peste C 40/50 52,5

Trebuie s tii c, n conformitate cu CP 012/1:2007, nu se mai poate produce beton cu clasa de rezisten sub C8/10, aceasta devenind clasa minim posibil, inclusiv pentru betonul de egalizare. Alegerea unei anumite clase de rezisten a cimentului funcie de clasa dorit a betonului se face de ctre producatorul de beton pe considerente tehnico-economice, aa nct dozajul de ciment s nu fie n exces (de exemplu s nu fie mai mult de 420450 Kg/m3), prevenindu-se astfel apariia fisurrii

16 Conform # 6.2. din CP 012/1:2007 17 cu rezistenta initiala normala N sau mare R

12

datorate contraciei (din diferite cauze) precum i o utilizare ineficient18 a cimentului. n cazul utilizrii unui dozaj ridicat de ciment, n special dac acesta este de clas de rezisten superioar (> 42,5), un rol deosebit n prevenirea apariiei fisurrii din contracie l are stabilirea corect a tehnologiei de punere n opera i tratare a betonului pe antier. De aceea, n cazul impunerii prin proiect a unei clase de rezisten mai ridicate pentru beton (>C25/30) este util s anexezi i un caiet de sarcini cuprinznd principalele prevederi din reglementrile n vigoare (n special NE 012/2:2010) privind tratarea betonului, devenind astfel explicit aplicabile pe antierul respectiv.

3.2 Despre alegerea tipului de ciment la proiectarea durabilitii elementelor/structurilor

Pentru atingerea duratei de serviciu de 50 de ani prevzute n Anexa F (normativ) a CP 012/1:2007 identificarea corect a tipurilor de ciment care pot fi utilizate, stabilirea valorilor limit (clasa minim, A/C max, dozaj minim de ciment etc.) asociate betonului precum i a grosimii stratului de acoperire au o importan deosebit. Sub aspectul alegerii tipului de ciment funcie de condiiile de exploatare (mediul nconjurtor), Anexa F (normativ) a CP 012/1:2007 prezint o serie de tipuri de cimenturi ce trebuie utilizate n anumite clase de expunere X, predefinite. Sunt prezentate n CP 012/1:2007 i valorile limit ale compoziiei betonului (clasa minim, A/C maxim etc.) pentru asigurarea durabilitii elementului/structurii i care trebuie asociate tipului sau tipurilor de cimenturi utilizabile n respectiva clasa de expunere X. n consecin, Anexa F (normativa19) a CP 012/1:2007 reprezint partea esenial, cheie, a reglementrii n ceea ce privete proiectarea durabilitii betonului. Aceasta nu exclude ns consultarea ntregii baze de reglementare tehnica a domeniului, n vigoare, bineneles.

Intr n responsabilitatea ta, ca proiectant, pentru oricare element/structur, alturi de evalurile de rezisten (calcule structurale), s faci i evaluarea durabilitii betonului, alegnd n mod corect tipul de ciment precum i toti parametrii si compoziionali n conformitate cu CP 012/1:2007, plecnd de la ncadrarea elementului/structurii n (combinaii de) clase de expunere X. Urmarete s introduci n proiect toate elementele ce caracterizeaz betonul respectiv, aa cum este de exemplu necesitatea utilizrii unui aditiv antrenor de aer (XF4) sau a unui ciment specializat, de la caz la caz.

Atenie! Urmare a respectrii condiiilor prevzute n CP 012/1:2007, este posibil ca din etapa obligatorie de proiectare a durabilitii, clasa betonului s fie superioar celei rezultate din calculul structural, dup cum s-a mai artat. De aceea, pe considerentul asigurrii unei durate de serviciu prevzute, de 50 de ani, devine deosebit de important proiectarea durabilitii betonului conform prevederilor CP 012/1:2007 pentru oricare element/structur din beton. Bineneles, respectarea NE 012/2:2010 precum i a celorlalte reglementri tehnice este esenial i obligatorie n asigurarea durabilitii elementelor/structurilor din beton!

Cimenturile, avnd diferite adaosuri, clase de rezisten i ali parametri, transmit - n mod firesc - betonului sau mortarului n care sunt ncorporate proprieti i performane diferite. Apariia pe piaa naional a noi tipuri de cimenturi - fabricate n diferite variante compoziionale - necesit o perioad de informare, de nelegere a rolului i importanei prezenei adaosurilor n ciment n corelaie cu durabilitatea (durata de serviciu) pe care o pot conferi betonului. De cele mai multe ori utilizatorul unui ciment este extrem de interesat doar de clasa de rezisten la compresiune a acestuia (32,5 , 42,5 sau 52,5) interpretat, n mod greit din punct de vedere tehnic, a

18 aa nct cantitatea de ciment care nu reactioneaza cu apa de preparare s fie cat mai redusa19 obligatorie

13

fi o garanie c i betonul produs va fi unul durabil. n afara respectrii condiiilor prevzute de clasa de rezisten, A/C etc., pentru ca un beton s fie durabil trebuie s conina tipul de ciment corespunztor, acceptat n clasele de expunere X unde urmeaz a fi acesta exploatat conform Anexei F (obligatorii) din CP 012/1:2007. Utilizarea unui tip de ciment cu caldur de hidratare redus (LH) n betoane masive, a unui tip de ciment rezistent la sulfai n medii cu o astfel de agresivitate20 (demonstrat prin analize chimice asociate unor studii geotehnice etc.) devine astfel deosebit de important. Pe considerente tehnico-economice i n conformitate cu reglementrile tehnice n vigoare (CP 012/1:2007, NE 012/2:2010, GP 115-2011 etc.) trebuie s alegi i s impui prin proiect tipul de ciment corect a fi utilizat n repectiva lucrare.

3.3 Despre alegerea tipului de ciment n betonul rutier

Normativul NE 014:200221 prevede o serie de elemente foarte importante privind modul de stabilire a compoziiei betonului, transportului i punerii n oper precum i de control al calitii i recepiei lucrrilor. Reglementarea se constituie ntr-un document de baz, obligatoriu22, n momentul proiectrii, executrii i recepiei unei mbrcmini rutiere rigide, din beton de ciment. Sub aspectul alegerii tipului de ciment, normativul NE 014:2002 este foarte restrictiv acceptnd doar tipuri de ciment Portland unitare (CEM I 32,5R , CEM I 42,5N , CEM I 42,5R) fabricate n conformitate cu SR EN 197-1. n conformitate cu NE 014:2002, toate clasele de beton rutier (BcR) se pot obine cu cimenturile CEM I 42,5 (N sau R) i/sau CEM I 32,5R. Pstrarea surselor de aprovizionare (ciment, agregate, aditivi etc.) pe tot timpul turnrilor mbrcminilor rutiere cu cofraje glisante este deosebit de important pentru asigurarea omogenitii proprietilor betonului i n final a durabilitii acestuia. Stabilirea corect i complet a corelaiilor necesare ntre caracteristicile betonului (gradul de compactare, timpul de remodelare VE-BE etc.) i parametrii mainii de turnare (viteza de naintare, frecvena de vibrare, distana ntre vibratoare etc.) este esenial n succesul tehnic al lucrrii respective.

3.4 Despre alegerea tipului de ciment n betonul lucrrilor hidroenergetice

Betoanele lucrrilor hidroenergetice au un regim special, fiind supuse instruciunilor departamentale privind betoanele hidrotehnice PE 713, revizia n vigoare. Aceast reglementare traverseaz n prezent o perioada de revizuire i adaptare la reglementrile europene aplicabile. Te rog s ne contactezi pentru a-i recomanda tipul de ciment necesar n aplicaia ta.

20 peste 600mg/l ioni sulfat (SO42-) n ap sau peste 3.000 mg/Kg n sol, (Tab. 2 din CP 012/1:2007)

21 Normativ pentru executarea mbrcminilor rutiere din beton de ciment n cofraje fixe sau glisante 22 Ordinul Ministrului Lucrrilor Publice, Transporturilor i Locuinei nr. 1718 din 17.10.2002

14

3.5 Despre alegerea tipului de ciment n betoane masive

Betoanele masive sunt considerate, conform NE 012/2:2010, acele elemente la care cea mai redus dimensiune este de cel puin 1,50 m. Este util, n practic, s fie considerate elemente masive, din punct de vedere tehnologic, toate elementele care au dimensiuni de natura a cauza o comportare termic generatoare de fisuri, n condiiile n care nu se iau msurile specifice de prevenire. Aceasta este i abordarea n noul Ghid de proiectare pentru controlul fisurrii elementelor masive i pereilor structurali de beton armat datorit contraciei mpiedicate, indicativ GP 115:2011 (pe care i recomand s-l consuli) care stabilete o alta limit23 ntre betonul convenional i betonul masiv. n betoane masive, susceptibile la fisurare din contracie termic, trebuie s introduci n proiect obligativitatea folosirii cimenturilor cu cldura de hidratare redus (codificate LH). Fac meniunea c este foarte important dozajul de ciment cu care este obinut clasa betonului ntruct supradozarea n compoziia betonului a unui ciment LH poate diminua modul de gestionare a riscului de fisurare din contracie termic prin limitarea cldurii de hidratare a cimentului. Prepararea, turnarea i tratarea pe antier a betonului masiv se face n mod deosebit, impunndu-se cerine suplimentare n conformitate cu reglementrile tehnice aplicabile, n special NE 012/2:2010, GP 115:2011 i PE 713, revizia n vigoare.

3.6 Despre alegerea tipului de ciment n balast stabilizat

Producerea balastul stabilizat pentru straturi rutiere se supune exigenelor cuprinse n STAS 10473/1-8724 i STAS 10473/2-8625, nca n vigoare. n conformitate cu acestea, la producerea balastului stabilizat se utilizeaz cimenturi Portland unitare sau cimentul CEM II/A-S 32,5R (fostul Pa35) care reprezint i cimentul pe care i-l recomand, pentru respectarea ntocmai a cerinelor standardelor menionate. n balast stabilizat trebuie s introduci n proiect obligativitatea folosirii cimenturilor prevzute de STAS 10473/1-8726, STAS 10473/2-86 precum i de alte reglementri tehnice n vigoare.

23 Extras din GP 115-2011: Elementele masive sunt acele elemente care au un volum de beton i di-mensiuni suficient de mari pentru a necesita msuri cu privire la cldura generat de hidratarea cimentului. De regul, elementele masive au grosimi de peste 0,50 m (de exemplu elevaii ale infrastructurii cldirilor, ziduri de sprijin, pile, culei fundaii radier etc.), dar n practic s-au ntlnit situaii n care cldura de hidratare a con-dus la gradieni de temperatur excesivi chiar i pentru grosimi mai reduse ale elementelor.;24 Lucrri de drumuri. Straturi din agregate naturale sau pmnturi stabilizate cu ciment. Condiii tehnice generale de calitate25 Lucrri de drumuri. Straturi rutiere din agregate naturale sau pmnturi stabilizate cu liani hidraulici sau puzzolanici. Metode de determinare i ncercare26 Lucrri de drumuri. Straturi din agregate naturale sau pmnturi stabilizate cu ciment. Condiii tehnice generale de calitate

15

3.7 Despre alegerea tipului de ciment pentru betonul produs n regie proprie (de antier)

Betonul produs n regie proprie (betonul de antier) este un beton cu proprieti specificate, aa cum este acesta definit n CP 012/1:2007, aplicabil doar construciilor de importan redus (categoria de importan D27). NE 012/2:2010 prevede ns c recepia betonului de antier28 se face n mod similar, cu egal exigen, att pentru betoanele preparate n antier ct i pentru betoanele livrate de ctre o staie specializat. Prin urmare stabilirea tipului de ciment pentru diferite aplicaii n care se utilizeaz beton de antier se face la fel de exigent ca i n cazul stabilirii tipului de ciment pentru betoane uzuale, adic n conformitate cu Anexa F (obligatorie) din CP 012/1:2007, dupa cum am artat. Practica inginereasc arat faptul c n compoziia betonului de antier intr diverse sorturi de agregate a cror dozare, ca i a cimentului de altfel, se face manual, cu erorile inevitabile. In plus utilizarea unui aditiv este problematic din mai multe puncte de vedere, betonul ndepartndu-se astfel de prevederile reglementate de CP 012/1:2007. n cazul construciilor de importan redus (categoria D), atunci cnd se utilizeaz beton de antier, trebuie s stabileti prin proiect toate cerinele aplicabile acestui beton aa cum sunt tipul de ciment, clasa betonului, raportul maxim A/C, dozajul minim de ciment, clasa de consisten a betonului etc. Dac prin proiect vei oferi i compoziii orientative pentru betonul de antier, va fi cu att mai bine i vei veni n mod real n sprijinul executantului. Te rog s ne contactezi pentru a-i furniza aceste compoziii orientative att pentru betoane obinuite ct i pentru mortare de zidrie i tencuial. Dac te ocupi i de urmrirea execuiei cum uneori se mai ntmpl - verific dac cimentul saci aprovizionat este acceptat de ctre Anexa F (obligatorie) a CP 012/1:2007 n clasele de expunere X la aciunea mediului nconjurtor relevante pentru elementul/structura executat n regie proprie.

3.8 Despre importana tipului de ciment folosit sub aspectul punerii n oper

Elemente eseniale privind modul de punere n oper, modul de tratare funcie de temperatura mediului ambiant precum i funcie de specificul mediului nconjurtor (X) n care va fi exploatat elementul de beton etc. sunt prevzute n NE 012/2:2010 cu caracter obligatoriu29. Acest normativ ine seama de compatibilitatea care trebuie s existe ntre tipul cimentului i domeniul de utilizare preconizat pentru beton, stabilind reguli tehnologice generale de turnare, tratare i protecie a acestuia. Normativul NE 012/2:2010 stabileste cerine impuse cofrrii, armrii i punerii n oper a betonului simplu, armat i precomprimat prezentnd i elemente foarte importante privind controlul calitii i recepia lucrrilor. NE 012/2:2010 este un document foarte util proiectanilor (n momentul ntocmirii unor caiete de sarcini) precum i, mai ales, consultanilor i executanilor n activitatea curent de antier.

27 Construcii de importanta redusa, definite in baza HG nr. 766 din 21 noiembrie 1997 pentru aprobar-ea unor regulamente privind calitatea n construcii.28 beton preparat pe antier, n malaxor29 prin Ordinul Ministrului Dezvoltrii Regionale i Turismului nr.2514 din 22.11.2010 publicat n Moni-torul Oficial, Partea I nr. 853 din 20 decembrie 2010

16

Modul de preparare a betonului n staii specializate, posibilitile de utilizare ale cimenturilor funcie de clasele de expunere X n care sunt acceptate, precum i alte elemente foarte importante referitoare la modul de punere n oper, sunt coninute n NE 012/1:2007 (CP 012/1:2007) cu caracter obligatoriu30. Elemente foarte importante sunt cuprinse, de asemenea, n normativul C16/84 privind realizarea pe timp friguros a lucrrilor de construcii i instalaii care include i prevederi privind lucrrile de betonare. Ar fi foarte util s existe i un normativ pentru realizarea lucrrilor de betonare pe timp calduros (canicular), care s completeze actualele prevederi cuprinse n NE 012/1:2007 (CP 012/1:2007) i NE 012/2:2010, ns deocamdat acesta nu este ntocmit.

3.9 Despre importana care trebuie acordat ntotdeauna calitii agregatelor

La proiectarea compoziiei betonului ponderea diferitelor sorturi de agregate, raportul ntre acestea precum i diametrul maxim al granulei de agregat reprezint elemente foarte importante. Obiectivele generale de la care se pornete n proiectarea compoziional a unei reete de beton este s poate fi asigurat consistena cerut31 asociat cu reducerea la minim a fenomenelor de segregare respectiv de separare a apei din betonul proaspt. Pentru betonul ntrit se urmrete asigurarea unei rezistene minime la compresiune (i la ntindere pentru betonul rutier sau aplicabil n pardoseli), determinat printr-o metod standardizat, peste limita specificat n clasa de rezisten, cu o anumit marj de siguran. Agregatele naturale utilizabile n beton i n lucrri de construcii se supun unei serii de reglementri tehnice i standarde, aa cum sunt urmtoarele32, fr ca lista s se limiteze aici:

SR EN 12620:2002 Agregate pentru betonSR EN 13242:2002 Agregate din materiale nelegate sau legate hidraulic pentru utilizare n inginerie civil i n construcii de drumuriSR EN 13043:2002 Agregate pentru amestecuri bituminoase i pentru finisarea suprafeelor, utilizate la construcia oselelor, a aeroporturilor i a altor zone cu traficSR EN 13450:2003 Agregate pentru balast de cale ferat

Standardele prezentate reprezint standarde de produs, care detaliaz condiiile fizico-mecanice i chimice aplicabile agregatelor pentru diferite utilizri precum i o serie de alte exigene n ceea ce privete producia i modul de introducere pe pia. La prepararea betoanelor este imperios necesar utilizarea nisipului i agregatelor grosiere (ca materiale sortate n balastiere i cariere) certificate. Balastul33 poate fi folosit pe antier - doar pentru clasele de beton C8/10 i C12/15 (beton simplu, nestructural). Agregatele, pe sorturi, recomandate la prepararea betoanelor sau pentru utilizarea ca atare n diferite lucrri de construcii civile, hidrotehnice sau de infrastructur sunt:

nisip sort 0 - 4mm; agregate grosiere (pietri) sorturi 4 8mm, 8 16mm, 16 22,4mm, 16 31,5mm; agregate grosiere (cribluri, splituri) sorturi 8 16mm, 16 25mm, 16 31,5mm, 31,5 63mm

de amestec; agregate (tip balast) - amestecuri naturale de nisip i pietri, exploatate ca atare, formate din

granule cu diametrul cuprins ntre 0 i 63mm (de exemplu);

30 prin Ordinul Ministrului Dezvoltrii, Lucrrilor Publice i Locuinelor nr.577/2008 publicat n Monito-rul Oficial, Partea I, nr.374 din 16 mai 200831 A se vedea clasele de tasare, Vebe, de compactare i de rspndire conform CP 012/1:2007. Pentru betonul uzual, obinuit, trebuie s prevezi n proiect clasa de tasare conform tabelului 3 din CP 012/1:2007. 32 mpreun cu amendamentele i eratele. Utilizeaz ntotdeauna ultima versiune a standardelor.33 definit n conformitate cu SR EN 12620

17

Standardele europene specific i modul de clasificare a agregatelor n funcie de caracteristicile fizico-mecanice, chimice i petrografice msurate care - este un lucru tiut - pot varia mult de la un zcmnt la altul. Cunoaterea acestor caracteristici este foarte important pentru asigurarea durabilitii betonului sau a construciei n care sunt folosite i intr n atribuiile productorului de beton. Fiecare aceast caracteristic este clasificat n cadrul standardului SR EN 12620. n funcie de valoarea msurat a unei caracteristici, productorul de agregate declar n marcajul CE clasa n care se ncadreaz produsul respectiv i se angajeaz prin Declaraia de Performan s respecte aceast ncadrare pe tot parcursul procesului de producie. Astfel, pe baza marcajului CE n care sunt nscrise toate caracteristicile eseniale stabilite de standarde i n funcie de valorile prevzute n documentaia tehnic a lucrrii ce vrea s o pun n practic, beneficiarul poate alege n cunotin de cauz cel mai adecvat produs raportat la obiectivele sale.

Este bine s tii c, alturi de diametrul maxim al granulei de agregat necesar a fi folosit n beton, poi impune n proiect i alte exigene tehnice agregatelor utilizabile. Ca proiectant poi cere prin caiet de sarcini productorului de beton s solicite productorului de agregate toate documentele legale, de calitate, care trebuie s nsoeasc orice livrare de agregate. Acestea pot fi folosite la ntocmirea Crii Construciei.

3.10 Despre importana asigurrii calitii agregatelor utilizate la prepararea betonului de antier

Dac eti implicat i n supravegherea unui antier, este necesar ca pe lng aprovizionarea cu agregate dintr-o surs de ncredere (avnd un control al produciei certificat), s faci periodic i urmtoarele verificri sumare:

Condiii impuse nisipului Mod simplu de verificare

1 Trebuie s fie aspru la pipit Freac nisipul ntre degete. El trebuie s fie coluros i aspru.

2 Trebuie s nu conin argilPrivete nisipul - acesta trebuie s nu aib aspect pmntos. Cnd este frecat n palme nu trebuie s te murdreasc. Nisipul trebuie s se scurg uor printre degete.

3 Trebuie s nu conin granule de crbune

Privete ndeaproape nisipul. Nu orice granula de culoare neagr este granul de crbune. Selecteaz granulele de culoare neagr i freac-le pe o hrtie alb. Daca las urme acestea sunt granule de crbune.

4 Trebuie s nu conin particule de micaPrivete ndeaproape nisipul. El nu trebuie s aib granule plate (foie, plcue) strlucitoare.

5Trebuie s nu conin humus, reziduuri petroliere sau resturi vegetale.

Coninutul de humus se determin cu soluie de hidroxid de sodiu printr-o metod standardizat. Prezena altor impuriti se determin prin observare cu lupa sau simplu, prin frecarea nisipului ntre palme. Acesta nu trebuie s te murdreasc i s se scurg uor printre degete.

6Trebuie s nu fie extras din zona litoralului (s nu conin sruri)

Intereseaz-te de unde a fost extras nisipul. Utilizarea nisipului extras din mare se face numai pe baz de prescripii speciale i numai dup splarea eficient a srurilor pe care le conine.

18

Condiii impuse pietriului Mod simplu de verificare

1 Granulele mari s nu fie acoperite cu argil Privete ndeaproape granulele de pietri. Ele nu trebuie s fie acoperite de o pelicul aderent de argil (pmnt).

2 Asupra formei generale, aspectului i duritii granulelor

Granulele trebuie s aib forma rotunjit i nu aplatizat. Granulele nu trebuie s prezinte alterri de suprafa. Granulele nu trebuie s se sparg uor la lovire cu ciocanul.

3 Trebuie s nu conin pmnt (argil), impuriti organice, etc.Vizual, s nu se observe bulgri de pmnt (argil) sau praf, crbune, paie, resturi vegetale, material lemnos, etc.

Practica inginereasc arata faptul ca la producerea betonului de antier se folosesc agregate aprovizionate local, nu ntotdeauna din surse de ncredere, din pcate. Este bine s tii c utilizarea balastului (sorturi amestecate natural, n mod necontrolat) n beton conduce la frecvente segregri i la lipsa local a grosimii necesare de strat de acoperire a armturilor.

Consecinele apariiei segregrilor (cuiburilor de pietri) sunt porozitatea accentuat a zonei, rezistene reduse la nghe-dezghe, lipsa proteciei armturilor etc., aspecte care pe ansamblu conduc la o durabilitate redus a construciei, adic la o durata de serviciu mai redus dect cea la care se ateapt investitorul. Nu accepta aprovizionarea antierului cu balast obinuit pentru a fi necesar o operaie ulterioar de ciuruire cu rezultate incerte sub aspect tehnic.

Pe lng faptul c granulele mari de agregat i pot crea probleme la turnarea betonului, sub aspectul reglementrilor tehnice este posibil utilizarea balastului doar la turnarea claselor inferioare, nestructurale (C8/10 i C12/15), n conformitate cu prevederile CP 012/1:2007. Pentru prepararea betoanelor uzuale (

19

3.11 Despre importana utilizrii aditivilor la prepararea betoanelor

Un parametru foarte important, ce influeneaz ntr-o msur decisiv durabilitatea betonului, este raportul A/C - adic proporia relativ n care se gsesc cantitile de ap A (litri) i de ciment C (Kg) aflate n compoziie. Pentru un element/structur ncadrate ntr-o anumit clas de expunere X la aciunea mediului nconjurtor, un raport A/C mare34 indic o potenial problem de durabilitate, adic o posibil durat de serviciu mai redus dect cea prevzut, de 50 de ani. De aceea, una din direciile de aciune n oricare staie de betoane i pe oricare antier este s fie utilizat o cantitate de ap strict controlat i ct mai redus n beton. Modalitatea eficient i modern de reducere a cantitii de ap de preparare n condiiile pstrrii consistenei (lucrabilitii) betonului o reprezint utilizarea aditivilor (super) plastifiani. Obligativitatea utilizrii aditivilor la prepararea betoanelor este prevzut de #5.2.6. din CP 012/1:2007. n general, aditivii care se utilizeaz n beton se mpart n cteva mari grupe, funcie de rolul i influena asupra betonului proaspt i ntrit precum i raportat la ponderea lor n utilizarea curent. Ali aditivi, specializai, avnd i alte efecte, pot fi bineneles folosii iar pentru asta trebuie s primeti i s respeci instruciunile de utilizare din partea productorului. Tipul aditivului ar trebui s fie marcat pe avizul de nsoire a mrfii care nsotete camionul de beton n antier este bine s verifici acest aspect la prima livrare, cel puin.

Tip aditiv Rol (efect) asupra betonului

(Sup

er)p

last

ifian

i(r

educ

tor

i de

ap)

Pentru aceeai cantitate de ciment, utilizarea acestor aditivi are ca efect creterea lucrabilitii betonului concomitent cu reducerea A/C, adic a cantitii de apa de preparare35. Betonul devine astfel mult mai uor de pompat, pe distane i nlimi mai mari i se reduce manopera la punerea n oper. Betonul poate fi turnat n elemente subiri, cu densitate mare de armturi, sub ap, precum i la realizarea unor lucrri de consolidare n condiii dificile de compactare. Utilizarea acestui tip de aditivi are ca efect reducerea porozitii, a permeabilitii i a absorbiei betonului precum i creterea rezistenei la compresiune la toate termenele de ncercare. Pe termen lung asigur creterea durabilitii elementului/structurii n special a celor exploatate n condiii dificile de agresiune a mediului nconjurtor.

Ant

reno

ri de

aer

Utilizarea acestor aditivi conduce la generarea controlat a unor foarte mici36 goluri (bule) de aer de form sferic, stabile, n volumul betonului. Scopul utilizrii acestor aditivi l reprezint asigurarea durabilitii betonului expus la nghe dezghe, n special a celui avnd deja un anumit grad de saturare cu ap i exploatat n prezena agenilor de dezgheare (srii). Aceti aditivi pot avea ca efecte sporirea lucrabilitii, evitarea segregrii, a separrii apei de preparare i reducerea rezistenei la compresiune. In principal acest tip de aditivi se folosesc n betoane rutiere (exploatate n clasele de expunere XF3, XF4) n conformitate cu Anexa F a CP 012/1:2007.

3536

34 mai mare dect cel prevzut n CP 012/1:2007 pentru respectiva clasa de expunere X35 adic practic aceeai tasare a betonului se poate obine la un raport A/C mai redus36 acestea nu pot fi vzute cu ochiul liber

20

Tip aditiv Rol (efect) asupra betonului

nt

rzie

tori

de p

riz

/ n

trir

e

Acesti aditivi sunt utilizati pentru intarzierea intrarii n priz a betonului ceea ce asigura mrirea timpului de transport i de punere n opera. Aditivii sunt recomandati pe timp clduros (canicular) pentru diminuarea efectului temperaturii ridicate asupra betonului. Se pot utiliza n cazul betoanelor masive i a celor transportate pe distane mari. Ca efect secundar pot conduce la reduceri ale rezistenei la compresiune a betonului la termene scurte (1-3 zile) ns este oportun s l intrebi acest detaliu pe producatorul de beton sau de aditiv.

Acc

eler

ator

i de

priz

/

nt

rire

avn

d i

rol d

e an

ti-n

ghe

Aceti aditivi sunt utilizai pentru reducerea timpului de priz a betonului prin accelerarea reaciilor de hidratare ale cimentului. Acceleratorii de priz sunt recomandai pe timp friguros pentru diminuarea efectelor negative ale temperaturilor sczute asupra betonului.

Utilizarea aditivilor (super) plastifiani n cazul tuturor betoanelor se face n condiii de obligativitate pentru staiile de betoane avnd n vedere valorile limit maxime, exigente, impuse rapoartelor A/C de ctre CP 012/1:2007. Utilizarea aditivilor antrenori de aer se face funcie de ncadrarea elementului / structurii n clasele de expunere la nghe-dezghe, n sensul ca n XF4 aceast utilizare este obligatorie. Pentru clasa de expunere XF3, Anexa F a CP 012/1:2007 ofer dou variante compoziionale pentru beton din care una cu aditiv antrenor de aer i una fr acest aditiv. Oricare din ele poate fi utilizat. Utilizarea aditivilor ntrzietori sau acceleratori de priz se face, n principal, funcie de condiiile meteorologice. Poate fi necesar ntrzierea prizei betonului n elemente masive (pentru reducerea vitezei de degajare a cldurii de hidratare) sau la transportul betonului pe distane mari cu risc de blocare n trafic (de exemplu o bariera pe traseu). Decizia de utilizare sau nu a unui ntrzietor de priz datorit distanei mari de transport intr, bineneles, n sarcina productorului de beton. Este util s incluzi n proiect obligativitatea utilizrii aditivilor (super) plastifiani precum i recomandarea ca pe timp friguros s se utilizeze un accelerator de priz iar pe timp clduros un ntrzietor de priz, ambele n conformitate cu prevederile productorului de aditivi i situaia meteorologic.

21

4. Despre beton

4.1 Generaliti

Betonul corect proiectat compoziional sub aspectul durabilitii, pus n opera, tratat i intreinut n mod corespunztor, prin caracteristicile sale fizico-mecanice i chimice, prin costul redus al materialelor componente, precum i prin modul favorabil, specific, n care raspunde agresiunilor37 la care este supus pe durata de serviciu, reprezint cea mai avantajoas soluie tehnico-economic pentru multe aplicaii din domeniul construciilor.

Majoritatea covritoare a betoanelor utilizate (pe antiere i n proiecte) sunt betoane cu proprieti specificate (betoane proiectate, notate n conformitate cu #11 din CP 012/1:2007). Proiectarea compoziional38 a acestor betoane n vederea atingerii unei anumite clase de rezisten (i a altor parametrii asociai: A/C etc., foarte importani sub aspectul durabilitii) se face, pe baz de ncercri preliminarii, n laborator, n conformitate cu prevederile CP 012/1:2007.Am fost obinuiti pn acum ca betoanele de egalizare s fie betoane de clas foarte redus, eventual chiar sub C 8/10. Prin CP 012/1:2007, sub aspectul durabilitii, nu se face o departajare a betoanelor structurale de cele de egalizare sau umplutur. Prin urmare stabilirea clasei betoanelor de egalizare se face prin ncadrarea n clase de expunere la aciunea mediului inconjurator X - ca la oricare beton. Valorile limit (clasa minim de rezisten, raport maxim A/C etc.) ale betonului pe considerente de durabilitate trebuie s le introduci n proiect prin preluarea lor din Anexa F a CP 012/1:2007 - funcie de clasa (clasele) de expunere la aciunea mediului nconjurtor X n care se ncadreaza elementul/ construcia dup cum s-a mai artat. i semnalez faptul c o ncadrare necorespunztoare a elementului/structurii n clase sau combinaii de clase de expunere X poate conduce la stabilirea incorect a parametrilor compoziionali ai betonului, respectiv la probleme de durabilitate sau (dimpotriv39) la costuri prea mari, nejustificate din punct de vedere tehnic. Stabilirea corect, prin proiect, a caracteristicilor betonului proaspt i ntrit reprezint o etapa deosebit de important pentru asigurarea rezistenei, stabilitii i durabilitii structurii, adic n final a respectrii legislaiei n vigoare n domeniul construciilor.

37 fizico-mecanice i chimice, efect al interaciunii cu mediul nconjurtor38 stabilirea reteei39 betonul poate deveni neeconomic, clasa sa de rezisten fiind supradimensionat fa de necesitile de durabilitate ale elementului/structurii.

22

Monitorizarea rezistenei la compresiune a betonului n staii este efectuat de ctre personalul laboratorului staiei prin prelevare de probe la descrcarea n camion, dup o anumit frecven minim de eantionare pentru evaluarea conformitii, conform Tabelului 13 din CP 012/1:2007. Aceast evaluare a rezistenei la compresiune a betonului - n corelaie cu raportul A/C - reprezint principala modalitate de control continuu, n staie, a conformitii betonului sub aspectul durabilitii. Poti impune n proiecte de exemplu prin Planul de Control al Calitii, de Verificari i ncercri PCCVI pe parcursul lucrrilor - cerine speciale de monitorizare40, peste cele prevzute de norme i reglementri, n cazul unor construcii speciale, exploatate n condiii dure sub aspectul agresivitii mediului nconjurtor sau n cazul necesitii asigurrii unor durate de serviciu mari. Este bine ca n proiect s explici n detaliu cerinele, s te raportezi la reglementri i s justifici necesitatea impunerii lor. Rezistena la compresiune a betonului (Rc) este influenat de calitatea componenilor si, de proporia n care se gsesc acetia (dozaj, A/C) n compoziie, de clasa de rezisten a cimentului, de calitatea adeziunii dintre matricea de piatr de ciment i agregate, de modul i condiiile de punere n oper, de factorii fizico-chimici care intervin pe timpul duratei de serviciu, de vrsta sa etc. Iat aadar c rezistena la compresiune ca marime ce caracterizeaz betonul - depinde de o mulime de parametri necesar a fi gestionai i controlai, fiecare n parte.

4.2. Codificarea betonului (uzual, cu proprieti specificate)

Foarte util pentru executant i productorul de betoane este ca n proiect s incluzi o specificaie a betonului ct mai explicit, definind caracteristicile eseniale ale tipurilor de betoane necesare n conformitate cu prevederile CP 012/1:2007 (# 11 Notarea betonului proiectat). Astfel, un beton obinuit, cu proprieti specificate, trebuie s fie notat i identificat printr-un cod, aa cum este de exemplu:

SR EN 206-1 C30/37 XC4, XF1, XS1 (RO) Cl 0,20 Dmax22 D1,8 S3

n cuprinsul cruia apar identificate, raportat la prevederile CP 012/1:2007 urmtoarele elemente:

SR EN 206-1 (standardul care guverneaz producerea betonului livrat); clasa41 de rezisten la compresiune C a betonului conform tabelelelor 7 i 8 din CP012/1:2007; clasa sau clasele de expunere X aplicabile elementului/structurii din beton conform tabelului

1 din CP 012/1:2007; prescurtarea numelui rii (RO); coninutul maxim de cloruri din beton prin clasa de cloruri care este definit n tabelul 10 din

CP 012/1:2007; dimensiunea42 maxim nominal a agregatului (Dmax) din beton aa cum este definit la #4.2.2

din CP 012/1:2007; densitatea betonului prin specificarea clasei de mas volumic (D) n conformitate cu tabelul 9

din CP 012/1:2007, sau valoarea specificat; consistena (lucrabilitatea) betonului prin clase de tasare S aa cum este definit n #4.2.1

din CP 012/1:2007, sau valoarea specificat.

40 de exemplu verificarea ritmic, de ter parte, a tipului de ciment aprovizionat, a clasei betonului livrat, a raportului A/C reieit din rapoartele de producie ale staiei, a tipului i dozajului de aditiv(i) etc.41 Utilizarea mrcii betonului (B) este incorect42 Dmax este dimensiunea maxim a sitelor prin care este determinat granulozitatea agregatului conform SR EN 12620.

23

Daca vei utiliza n proiecte aceast modalitate de notare i de identificare a betonului, alturi de specificarea tuturor tipurilor de cimenturi aplicabile i de alte eventuale exigente, riscul de apariie a unor neinelegeri tehnice cu executantul, cu productorul de betoane sau beneficiarul - dup predarea proiectului - devine neglijabil. Includerea n proiect a intregii codificri43 a betonului permite ca specificaia betonului s poat fi preluat n contracte de furnizare iar la recepie s se poat confrunta (pe antier) avizul de nsoire al mrfii emis de productorul de beton cu specificaia proiectului. Astfel, factorii de decizie (furnizorul de beton, executantul, dirigintele de antier, investitorul etc.) vor avea o baz comun de discuie. Dac eti implicat n supravegherea executrii lucrrilor, asigur-te c se comand i c se primete din staie exact betonul comandat.

4.3 Dozajul de ciment (n corelaie cu Rc) i clasa de rezisten a cimentului

Eficiena utilizrii unui ciment n beton, la rapoarte A/C adecvate asigurrii durabilitii, este corespunztoare pna la un dozaj de ~450Kg/m3, dup care evoluia rezistenei la compresiune (Rc) se aplatizeaz, o parte din ciment nemaireacionnd cu apa de preparare. Pentru aceeai clas de rezisten a cimentului - privit pe termen lung - acest dozaj maxim pentru care se produce aplatizarea creterii rezistenelor la compresiune este uor mai ridicat la cimenturile cu adaosuri dect la cele unitare CEM I, efect al reaciei puzzolanice specifice. Pe de alt parte dozajul minim de ciment n compoziia betonului nu poate fi orict. Asigurarea dozajului minim de ciment alturi de limitarea superioar a raportului A/C reprezint dou msuri importante de influenare a rezistenei la compresiune i implicit a durabilitii betonului de care trebuie s ii seama. Dozajul minim de ciment n compoziia betonului se stabilete att din condiii de durabilitate conform Anexei F din CP 012/1:2007 ct i pentru realizarea clasei de beton. Ca proiectant trebuie s incluzi ntotdeauna n proiecte dozajul minim prevzut n Anexa F din CP 012/1:2007 cu meniunea c productorul de beton nu trebuie s neleag - n nicio situaie - faptul c acel dozaj este un dozaj fix impus, eventual un dozaj cu care s fie obinut clasa minim de beton. Acela este doar un dozaj minim, sub care nu se poate cobor. Este important s comunici n proiectele tale faptul c respectarea integral a cerinelor din Anexa F a CP 012/1:2007 nseamn nu doar respectarea dozajului minim de ciment ci a ntreg ansamblului de cerine (dozaj minim, clas minim de rezisten a betonului, raport maxim A/C etc.). Intra n responsabilitatea productorului de beton s i determine propriile dozaje de ciment funcie de rezultatele ncercrilor de laborator pentru fiecare compoziie/clas de beton, conform propriului nomenclator. Nu este acceptabil reducerea dozajului de ciment sub acea valoare minim prevazut de Anexa F a CP 012/1:2007 ntruct nu mai poate fi asigurat o suficient mas liant n compoziie. Acest risc exist, n mod real, n cazul claselor mici de beton (C8/10, C12/15) n care se utilizeaz cimenturi de clas de rezisten ridicat (42,5) i care sunt puse n oper la o clas sczut de consisten (betoane vrtoase/nepompabile clasele S1, S2 din CP 012/1:2007).

43 conform celor anterior prezentate

24

4.4 Raportul A/C (n corelaie cu rezistena la compresiune a betonului)

Pe msura creterii raportului A/C (adic a cantitii de ap de preparare) - pentru un acelai dozaj de ciment - rezistena la compresiune a betonului scade. Aceasta arat faptul c productorul de beton trebuie s manifeste o preocupare deosebit n a supraveghea n mod continuu raportul A/C (prin controlul cantitii de ap/arj raportat la cantitatea de ciment) pentru o tasare dat (o clas de tasare) a betoanelor.Pe de alt parte este inevitabil modificarea consistenei betonului (reducerea fluiditii acestuia) pe timpul transportului, prin pierderea din diverse cauze a unei pri din apa liber. Fenomenul este foarte probabil s fie mai pronunat pentru distane mari de transport i/sau n cazul n care automalaxoarele ateapt un timp ndelungat pn ajung la descrcare. Introducerea necontrolat a apei n beton (n cife), pe antiere, are ca efect creterea necontrolat a raportului A/C respectiv scderi ale rezistenelor la compresiune, creterea riscului de fisurare din contracie, apariia unor probleme de durabilitate, necesitatea unor lucrari de ntreinere premature i/sau avnd o valoare ridicat, respectiv o reducere a duratei de serviciu.

De aceea, atunci cnd stabileti n proiecte clasa de tasare S la care trebuie s fie livrat betonul este important s adaugi faptul c aceast cerin se aplic la locul de punere n oper i nu la preparare n staia de betoane, o anumit modificare a consistenei betonului fiind inevitabil pe timpul transportului pe distane mari, pe timp calduros etc. Prin urmare clasa de tasare S stabilit de tine n proiecte se va referi, ntotdeauna, la consistena betonului ajuns n antier, gata de pus n opera i nu la cea determinat la staie.

4.5 Temperatura i umiditatea mediului ambiant, n care se face ntrirea

Condiiile optime de ntrire ale betonului sunt ntre +15 i +25C, viteza de evoluie a rezistenelor mecanice scznd odat cu scderea temperaturii mediului ambiant. Efectul scderii temperaturii asupra evoluiei rezistenei la compresiune este mai pronunat n cazul cimenturilor cu adaos (CEM II, CEM III) dect asupra cimenturilor fr adaos (CEM I). n special n cazul cimenturilor CEM II/B 32,5 - unde precauiile la punerea n opera pe timp friguros trebuie s fie mai mari este necesar s asiguri pstrarea cldurii de hidratare degajat n prima perioada printr-o meninere mai ndelungat n cofraj. Pe ansamblu, indiferent de tipul de ciment, este necesar o atenie mai mare la punerea n opera pe masur ce betonul ajunge s fie exploatat n clase de expunere la nghe-dezghe mai agresive (XF3 i n special XF4). Acest lucru poi s-l faci prin prevederea n proiect a unui caiet de sarcini privind msurile necesar a fi luate pe timp friguros, n conformitate cu prevederile C16/1985, CP 012/1:2007 i n special NE 012/2:2010. Meninerea unei umiditi ct mai ridicate pe timpul perioadei de ntrire asigur condiiile de desfurare ale reaciilor de hidratare-hidroliz specifice cimentului i pe de alt parte reduce riscul apariiei fisurilor de contracie plastic, n perioada inial, cnd matricea de piatr de ciment nu are o rezisten suficient pentru preluarea eforturilor de intindere. O durat ct mai mare de meninere a umiditii (tratrii) betonului are efecte benefice evidente asupra durabilitii, prin stimularea reaciei puzzolanice care produce blocarea porilor capilari cu noi produsi de reacie. Este important pentru asigurarea durabilitii betonului s ii seama c durata de tratare a betonului trebuie s fie cu att mai mare cu ct cantitatea de adaos, din ciment, este mai mare iar agresivitatea mediului nconjurtor este mai ridicat. Consult NE 012/2:2010 pentru detalii cu meniunea c pentru durate de serviciu mai mari de 50 de ani duratele minime de tratare ale betonului prevzute n acest normativ trebuie majorate.

25

Eseniale n asigurarea durabilitii elementelor/structurilor sunt protejarea i tratarea corect, eficient i suficient a betonului dup turnare. Asigur-te c echipa de lucrtori are la dispoziie toate echipamentele i mijloacele de protecie ale betonului dup turnare, n conformitate cu prevederile NE 012/2:2010, C16/84 i alte reglementri specifice.

4.6 Despre rezistena la nghe-dezghe

Clima rii noastre este caracterizat de ierni cu numeroase cicluri de nghe-dezghe. n zonele nalt montane, perioada cu temperaturi sub 0C poate dura 4-5 luni pe an, ceea ce reprezint o durata semnificativ n condiiile unui regim de umiditate ridicat. Cu aproximaie, numrul de cicluri de nghe-dezghe poate atinge 100/an n zona montan (la peste 1900m) i poate scdea pna la 5080/an n zona de deal i cmpie, acolo unde este localizat majoritatea fondului construit. Local, pe areale restrnse, un numar mai crescut de cicluri de nghe-dezghe se poate ntlni n depresiuni intramontane precum i n nordul Moldovei. Din punctul de vedere al durabilitii betonului iernile din ara noastr sunt mai agresive prin comparaie cu cele din ari aflate mult mai la nord de paralela de 45, caracterizate de un regim termic mai stabil, adic de un numar anual de cicluri de nghe-dezghe mai redus. Dat fiind specificul climei rii noastre este deosebit de important s iei n considerare n proiecte - cu maxim atenie i prudena - fenomenul de nghe-dezghe i consecinele acestuia asupra durabilitii betoanelor n condiii reale de exploatare. Dac eti implicat i n partea de supraveghere de antier este important s tii c la temperaturi sub 0C betonul proaspt, practic, nu mai dezvolt rezistene mecanice. La temperaturi sczute, dac dup turnare cldura de hidratare a cimentului se pierde printr-o protecie ineficient, betonul se poate degrada prin nghearea44 apei de consisten, libere, nelegate chimic. n consecin, betonul nu trebuie s fie expus la temperaturi negative dect dup ce a fcut priz i a dezvoltat deja o anumit rezisten mecanic, de regul recomandndu-se o anumit perioad de ateptare. Pentru un acelai dozaj de ciment i raport A/C, aceast perioad de ateptare este funcie de mai muli parametri, ns cel mai important i care, de fapt, gestioneaz evoluia rezistenei mecanice este tipul de ciment. De aceea este important s stabileti n proiecte tipurile de ciment utilizabile i pe timp friguros netiind de fapt, uneori, perioada din an n care se va pune n oper betonul din proiectul tu. Specific n proiect faptul c n perioada oficial, convenional45, de timp friguros (15 noiembrie 15 martie) se vor folosi doar cimenturi cu rezisten iniial mare R. Degradarea betonului ntrit din nghe-dezghe se produce datorit ngherii apei din porii mari i a migrrii46 prin difuzie a apei prin beton ctre nucleele de ghea deja formate, favoriznd astfel creterea dimensional a acestora. Degradarea se manifest sub form de umflri nsoite de fisurri, exfolieri47, expulzri locale (pop-out) n dreptul granulelor mari de agregat etc. n proiectarea elementelor expuse la nghe-dezghe n stare saturate trebuie s tii c una din cele mai defavorabile situaii - care conduce la degradri rapide - este aa numita ngheare sandwich n care suprafaa orizontal se dezghea pe timpul zilei (saturnd betonul) iar interiorul betonului ramne ngheat, sub 0C. Dac zona de suprafa nghea din nou (de exemplu noaptea urmtoare) exist un risc ridicat de degradare prin exfoliere, prin faptul c va exista o zon subire de beton cu ap liber prins ntre dou zone ngheate. De aceea este foarte important s ai n vedere, n proiecte, asigurarea scurgerii apei de pe carosabil precum i de pe oricare elemente de beton care sunt exploatate n condiii severe de nghe-dezghe (XF3, XF4).

44 se produce o umflare cu ~9% a volumului, o slbire structural45 definit de ctre Normativul C16 / 1985 a fi ntre 15 noiembrie i 15 martie;46 migrarea poate avea ca surs apa aflat n apropierea sau sub elementul de beton care nghea47 cojiri n special n apropierea unei granule mari de agregat

26

n urma utilizrii srii ca agent de dezgheare suprafaa orizontal a betonului va fi saturat pe o adncime variabil48 cu o ap ncrcat chimic, cu o concentraie mult mai ridicat n sruri dect cea natural i cu o temperatur de nghe mai sczut. Sarea produce o presiune osmotic suplimentar care stimuleaz migrarea apei din interior ctre stratul de suprafa (ngheat) al elementului de beton. Astfel, n prezena srii, atacul din nghe-dezghe devine mai agresiv i are consecine mai grave asupra durabilitii putnd produce pe termen scurt exfolieri, cojiri i expulzri de material. Pentru asigurarea durabilitii betonului la atacul din nghe-dezghe, pe lng stabilirea corect a clasei de expunere XF i introducerea n proiect a valorilor limit compoziionale49, trebuie s tii c forma elementului precum i msurile luate pe antier de turnare i tratare a betonului sunt deosebit de importante. Asigur-te c apa (n special cea ncrcata cu sare) nu stagneaza pe elementul / structura pe care o proiectezi, reducnd astfel riscul de a fi surprins de nghe n stare saturat.

48 funcie de permeabilitatea, absorbia i porozitatea capilar a acestuia49 clasa, A/C, dozaj minim de ciment, obligativitate utilizare antrenor de aer n clasa de expunere XF4, agregate rezistente la nghe-dezghe etc.

27

5. Betonul proaspt i ntrit

5.1 Betonul proaspt

Betonul proaspt este definit de raportul A/C, de tipul i dozajul de ciment, de consistena, de dimensiunea maxim a agregatului, de densitate, de coninutul maxim de cloruri, de coninutul de aer antrenat etc. Aceasta enumerare nu este limitativ, de exemplu temperatura betonului proaspt poate fi luat n considerare pe timp friguros sau n acele aplicaii50 n care acest aspect este important.

Pentru verificarea consistenei betonului poi prevedea n proiect necesitatea dotrii antierului cu un con Abrams, de exemplu. Ca proiectant trebuie s ii seama de acele caracteristici fizico-chimice ale betonului care pot varia semnificativ n timpul produciei i transportului, incluznd n proiecte valori int, condiii51 pentru acestea, frecvente52 de determinare precum i metode standardizate de ncercare.

n cazul n care - n mod voit de ctre productor (staia de betoane) se livreaz beton vrtos pe antier, se poate aduga, diluat n mod controlat, o anumit cantitate de aditiv plastifiant n cuva malaxoare, n proporia indicat de productorul de aditivi i acceptat de staia de betoane. Aceast operaiune se face doar sub supravegherea i cu aprobarea laboratorului staiei de betoane i trebuie s fie urmat de o malaxare suficient. Obiectivul adugrii controlate de aditiv plastifiant pe antier este de a se aduce betonul la consistena specificat, adaugarea acestuia fiind ns anterior prevazut n compoziia betonului, conform # 7.5. din CP 012/1:2007. Durata de reamestecare n autobetonier, dup adugarea aditivului, este funcie de tipul utilajului de amestecare ns nu poate fi mai mica de 1min/m3 beton sau de 5 minute, pentru o cantitate mai mic de 5m3 beton, n conformitate cu # 9.8. din CP 012/1:2007. Operaiunea se consemneaz n documentele antierului i pe avizul de nsoire a mrfii fiind recomandabil s nu devina o regul ntruct calitatea malaxarii i omogenizrii pe antier nu este similar cu cea din staie. Alte caracteristici ale betonului proaspt pot deveni deosebit de importante funcie de aplicaia dorit, asa cum este timpul Vebe, gradul de compactare etc. pentru betonul rutier turnat cu maina cu cofraje glisante, de exemplu. n aceast situaie, msurarea timpului Vebe chiar la descrcarea betonului ofer informaii eseniale n vederea reglrii vitezei de naintare a mainii de turnare. Este important s tii c activitatea de verificare a calitii betonului pe antier este o activitate care se desfaoar n conditii dificile. Cu ct proiectul tu este mai explicit n a furniza elemente de detaliu sau proceduri de lucru, cu att ansele ca acesta s fie aplicat cu succes sunt mai mari.

50 de exemplu betoane masive turnate pe timp canicular unde este necesar folosirea fulgilor de ghea51 de exemplu tolerane () rezonabile din punct de vedere tehnic 52 cel mai eficient fiind la numrul de cife sau la cantitatea de beton [m3] pus n oper

28

5.2. Betonul ntrit

Pe lng rezistena la compresiune betonul ntrit mai poate fi caracterizat de absorbie, porozitate i permeabilitate. Spre deosebire de rezistena la compresiune acestea din urm pot fi determinate doar n laboratoare specializate i care necesit o dotare deosebit. Determinarea cu acuratee a absorbiei, porozitii i permeabilitii betonului este desigur important ns la fel de important este i definirea unor criterii de performan pentru a stabili dac o compoziie de beton cu x [%] absorbie i/sau y [%] porozitate este de exemplu corespunztor utilizrii ntr-o anumit aplicaie, identificat. n aceasta situaie trebuie s existe o comparaie cu absorbia, porozitatea i/sau permeabilitatea limit53 a unei compoziii de beton care a oferit o durabilitate corespunztoare n acelai tip de aplicaie (adic o reet care a trecut proba timpului). Stabilirea acestui mecanism de comparaie rmne dificil fr existena unei baze de date experimentale.

5.2.1 Absorbia Determinarea absorbiei54 se folosete, n general, pentru caracterizarea betoanelor din aplicaii speciale cum ar fi mbrcamini rutiere, pavele, borduri sau alte elemente care pot nghea n stare saturat, exploatate n clasele de expunere XF2, XF3 i XF4. Mrimea absorbiei (msurat prin evaluarea cantitii de ap absorbit) este proporional cu riscul de apariie al unor degradri datorate, n principal55, nghe-dezgheului. Determinarea absorbiei nu reprezint, n sine o metoda direct de evaluare a durabilitii betonului, ns este evident ca o absorbie sczut este favorabil asigurrii durabilitii. Betoanele ce pot fi considerate n mod preliminar56 a fi corespunztoare sub aspectul durabilitii trebuie s aib o absorbie de sub 2 2,5%, determinat conform STAS 2414:1991. Ca proiectant nu este cazul s oferi n proiect valori limit maxime ale absorbiei betonului ns este important s tii c acest parametru al betonului poate caracteriza, n mod preliminar, durata de serviciu a unui beton.

5.2.2 Porozitatea

Betonul este un material compozit, multieterogen, alctuit dintr-o matrice liant (piatr de ciment) i un schelet de rezisten format din agregate de diferite dimensiuni. Microscopic se observ complexitatea structural a pietrei de ciment care este un sistem polifazic, polidispers, microfisurat i microporos format din faze cristaline, gelice, apa liber i absorbit, precum i dintr-un sistem complex de pori coninnd faze lichide i gazoase. Una dintre cele mai importante caracteristici ale betonului - aflat n relaie direct cu durata de serviciu - este porozitatea care se caracterizeaz prin cauza, tipul i distribuia dimensional a porilor. Porozitatea betonului reprezint procentual, la un anumit moment de timp (vrsta) raportul ntre volumul porilor (golurilor) i volumul total al elementului care se dorete a fi caracterizat.

53 n sens favorabil asigurrii durabilitii54 este necesar realizarea delimitrii ntre absorbie (care se refer la fenomene ca suciunea capilar sau osmoza) i adsorbie (care se refer la procese care imobilizeaz ioni, permanent sau temporar).55 o absorbie mare poate fi, ns, un semnal de vulnerabilitate i la ptrunderea ionilor de clor, la atac chimic etc.56 durabilitatea trebuie s fie confirmat i prin alte determinri de laborator i in situ

29

Un por este un spaiu plin cu gaze, aer sau ap57 din matrice care nu poate prelua eforturi mecanice. Din acest motiv, rezistena la compresiune a betonului este direct dependent de porozitatea acestuia n sensul c, dac volumul de pori crete, atunci rezistena la compresiune a betonului scade58. nelegerea modului de formare a porilor n beton precum i descrierea lor ct mai fidel sub aspect dimensional, a felului n care acetia influeneaz permeabilitatea i absorbia, precum i identificarea factorilor care influeneaz porozitatea, reprezint pai importani i necesari pentru proiectarea compoziional corect i punerea n opera a unor betoane durabile. Ca proiectant nu este cazul s oferi valori maximale, limit, ale porozitii betonului uzual folosit n proiect ns este important s tii c acest parametru al betonului alturi de absorbie i permeabilitate - poate caracteriza n mod preliminar59 durata de serviciu a unei structuri de beton. Durabilitatea betonului este influenat decisiv de porozitatea capilar a pietrei de ciment. O pondere ridicat a porilor capilari, n special cnd acetia au dimensiuni mari, va conduce la o permeabilitate ridicat, pe cnd o pondere ridicat a porilor capilari mici sau absena lor vor conduce la o permeabilitate redus. Oricare prevedere a proiectului tu care va conduce la reducerea porozitii capilare a betonului este benefic sub aspectul asigurrii durabilitii i reducerii costurilor de ntreinere pe durata de serviciu. Porozitatea betonului se afl n relaie direct cu rezistena la compresiune a acestuia, un beton de clas de rezisten mai ridicat are, la rapoarte A/C rezonabile, o porozitate scazut. Creterea raportului A/C are ca efect, pentru aceeai compoziie de beton, creterea porozitii capilare adic n mod evident diminuarea durabilitii. De aceea este important, prin prevederile proiectelor precum i pe antier, s i iei toate msurile necesare, aa nct s nu se adauge n mod necontrolat ap n beton la locul de punere n oper ntruct aceasta va spori porozitatea capilar a acestuia. Trebuie s tii c pe antiere exist ntotdeauna tentaia introducerii de ap n beton, peste apa compoziional oferit de ctre staie. Motivaiile sunt diverse, de la necesitatea sporirii lucrabilitii, reducerea efortului fizic la punerea n oper i pn la pentru a fi pompat mai uor etc. Trebuie neles de ctre toi participanii la punerea n oper faptul c odat introdus60 apa n beton raportul A/C se majoreaz61 iar durabilitatea betonului are de suferit prin creterea contraciilor i a porozitii capilare cu efecte vizibile pe termen scurt (fisurare) i lung. Porozitatea betonului influeneaz mult rezistena sa la compresiune i la nghe-dezghe. Acest lucru se observ (n special) la betonul preparat cu aditiv antrenor de aer, efectul negativ al prezenei acestuia asupra rezistenelor la compresiune, ct i pozitiv asupra rezistenei la nghe-dezghe, fiind uor de sesizat prin comparaie cu un beton de referin, fr acest aditiv62. O pondere mare a porilor capilari deschii (de trecere) influeneaz n mod negativ durabilitatea betonului, acetia fiind direct responsabili pentru degradrile din nghe-dezghe repetat, n special cnd betonul este surprins de nghe n stare saturat. n cazul atacului chimic, cu ct ponderea i dimensiunea medie a porilor capilari este mai redus, cu att agenii agresivi ptrund mai greu. Fineea porilor este puternic dependent de dozajul i tipul de ciment (tipul i ponderea adaosului n ciment), raportul A/C i eficiena tratrii dup turnare.

57 apa evaporabil sau absorbit58 acelai lucru este de ateptat s se ntmple cu rezistena la ntindere, torsiune etc.59 durabilitatea trebuie s fie confirmat i prin alte determinari de laborator i in situ60 in mod necontrolat, pe antier61 fa de prevederile CP 012/1:2007 considerate respectate de ctre producatorul de beton, n staie62 ns cu acelai tip de ciment, la acelai dozaj de ciment i raport A/C

30

Pentru betoanele expuse n stare saturat la nghe-dezghe este important s impui prin proiect utilizarea unui aditiv antrenor de aer. Folosirea acestuia este obligatorie n clasa de expunere XF4 n conformitate cu CP 012/1:2007. Sub aspectul durabilitii, un beton cu o porozitate capilar, absorbie i permeabilitate ridicate va fi puternic afectat, indiferent de tipul cimentului, de expunerea la nghe-dezghe n stare saturat sau ntr-un mediu chimic agresiv, de exemplu sulfatic.

5.2.3 Permeabilitatea

Permeabilitatea63 betonului este o caracteristic relevant pentru durabilitate, fiind evaluat prin masurarea direct a adncimii de ptrundere a apei n beton, n urma aplicrii unei anumite presiuni pe faa elementului, printr-o metod standardizat. n exploatare, ptrunderea apei n beton se supune Legii lui Darcy i depinde n cea mai mare parte de mrimea i distribuia porilor capilari din structur, de orientarea acestora, precum i de (micro) fisurile pietrei de ciment i a agregatelor64. Un beton cu porozitate i absorbie mari (avnd aadar o pondere ridicat a porilor capilari) va avea i o permeabilitate mare, ntre porozitatea capilar i permeabilitate fiind o puternic relaie de dependen. Pentru acelai tip de ciment utilizat i egala consisten a betonului, cu ct rezistena la compresiune este mai mare iar raportul A/C mai sczut, cu att permeabilitatea acestuia va fi mai redus i respectiv durata de serviciu mai mare. Aceasta arat, din nou, importana inerii sub control a raportului A/C n compoziia betonului.Permeabilitatea pietrei de ciment ce nconjoar granulele de agregat este (i) o consecin a prezenei microfisurilor generate de modificri de volum i de gradieni termici efect al proceselor de hidratare. Pentru a avea o comportare normal, previzibil sub aspectul asigurrii duratei de serviciu, este necesar s iei n proiect msuri de limitare a (micro) fisurilor datorate unor erori aa cum sunt de exemplu - fisurile de contracie termic sau plastic. Trebuie s ai tot timpul n vedere faptul c porii mari i fisurile, avnd o legtura direct cu exteriorul, reprezint pori de intrare n masa betonului a substanelor chimice agresive, a dioxidului de carbon, a soluiilor ce conin ioni de clor precum i (eventual) de pierdere a hidroxidului de calciu sub form de carbonat de calciu. Determinarea permeabilitii betonului ofer informaii directe privind capacitatea acestuia de a rezista ptrunderii apei sub o anumit presiune, n final putndu-se face anumite aprecieri asupra durabilitii i performanelor sale, prin comparaie cu un beton de referin, pentru care exist o suficient experien n practic. Determinarea permeabilitii se face n laborator - n momentul proiectrii unei compoziii noi de beton precum i n mod curent pentru verificarea acelor compoziii care au un dozaj mai redus de ciment. Determinarea permeabilitii compoziiei de beton se poate face i la cererea proiectantului.

Gradul de impermeabilitate la ap a betoanelor se noteaz Pnx, n care:

n valoarea prescris a presiunii maxime a apei (N/mm2); x valoarea prescris a adncimii limit de ptrundere a apei (cm).

63 premeabilitatea este o caracteristic mai uor de stpnit din punct de vedere practic n laboratoare - dect absorbia i porozitatea64 acolo unde este cazul, la agregate reciclate/concasate, de exemplu

31

STAS 3622-86 i NE 012/1999 (ambele ieite din vigoare) prezentau urmtorul tabel prin care se ncadrau performanele diferitelor compoziii de beton n grade de impermeabilitate P.

Adncimea limit de ptrundere a apei (mm)

Presiunea apei (bari)

100 200

Gradul de impermeabilitate P

P410 P4

20 4

P810 P8

20 8

P1210 P12

20 12

Se fcea meniunea n NE 012/1999 precum i n STAS 3622-86 c se pot stabili i alte grade de impermeabilitate P precum i faptul c adncimea limit de ptrundere a apei se poate determina i la alte vrste65 dect 28 de zile. n general, n aplicaii uzuale, s-a lucrat cu adncimea limit de ptrundere a apei de 100 mm i presiunea apei de 4 bari (P4

10) respectiv 8 bari (P810), situaiile n

care se cerea un grad de impermeabilitate P1210 fiind rare.

NE 012/1999 fcea o corelaie direct ntre clase66 de expunere i grade de impermeabilitate P, cu ct agresivitatea mediului ncojurtor era mai mare cu att gradul de impermeabilitate P cerut betonului devenea mai mare. n CP 012/1:2007 nu mai exist cerine de grad de impermeabilitate P asociate unor clase de expunere la aciunea mediului ncojurtor X, aceasta fiind abordarea european oferita de SR EN 206-1:2002. Pentru faptul c normativul CP 012/1:2007 impune - pentru clasele de expunere X definite - clase minime mai ridicate de beton i rapoarte maxime mai reduse A/C fa de situaiile oarecum similare reglementate de NE 012/1999, nu mai apare ca i cerin explicit - necesar a fi menionat n proiecte - stabilirea gradului de impermeabilitate P pentru betonul obinuit, acesta fiind - ntr-o anumit msur satisfcut n mod indirect. Verificarea este util de fiecare dat, bineneles.

CP 012/1:2007 nu mai include condiionri privind permeabilitatea n modul descriptiv de stabilire a compoziiei i parametrilor betonului. Respectarea cerinelor de clas minim de beton, de raport maxim A/C i de dozaj minim de ciment/m3 (prevzute n Anexa F a CP 012/1:2007 pentru diferite clase de expunere X) ofer un anumit grad de asigurare sub aspectul adncimii de ptrundere a apei sub presiune, pentru betonul folosit n aplicaii uzuale. Acesta poate fi unul din motivele pentru care gradul de impermeabilitate nu mai este o cerin explicit n CP 012/1:2007 i prin urmare nu mai este necesar s l introduci n proiecte, pentru aplicaii uzuale n care betonul nu este supus n exploatare unei presiuni a apei. Pe de alt parte trebuie neles i acceptat c ntre parametrii compoziionali ai betonului (clasa, A/C etc.) i gradul de impermeabilitate pe care l ceri n proiect trebuie s existe o legtur, unei clase reduse de beton (cu raport mare A/C) neputndu-i-se asocia un grad ridicat de impermeabilitate.

65 gradul de impermeabilitate al betoanelor hidrotehnice se evalueaz la o vrst mai mare de 28 de zile, de exemplu. 66 Clasele de expunere n NE 012/1999 erau prezentate diferit fa de CP 012/1:2007. n NE 012/1999 clasele erau codificate 1, 2a, 2b, 3, 4a, 4b1, 4b2, 5a, 5b, 5c, 5d. Acestea conineau agresiunea mediului ncon-jurtor sub forma unor combinri de situaii provenite din realitate. Situaia este diferit n CP 012/1:2007 care prezint agresiunea mediului nconjurtor sub forma unor clase de expunere la diferite riscuri X intrnd n sarcina proiectantului combinarea corect a acestora.

32

Efect al modului de punere n opera i tratrii betonului, ntre rezultatele de permeabilitate oferite de laborator i ceea ce este obinut n antier (n situ) pot exista diferene (relativ) mari ntre adncimile de ptrundere ale apei. Pe antier trebuie s acionezi asupra reducerii permeabilitii prin prevederea unor msuri de compactare eficient a betonului i prin asigurarea duratei de tratare prevzute n NE 012/2:2010, tiind c porozitatea capilar este puternic influenat de umiditatea67 de la suprafaa betonului n prima perioad de via. Determinarea gradului de impermeabilitate a existat n vechile reglementri naionale C140/1986 i NE 012/1999. ncercarea a fost considerat a fi relevant pe plan naional pentru asigurarea durabilitii fiind inclus n Anexa X a NE 012/2:2010 pe considerente de respectare a tradiiei naionale i o mai bun caracterizare a betoanelor aflate n contact cu apa. Nu este obligatoriu s impui n proiecte grade de impermeabilitate P pentru ntreg betonul utilizat. Pentru elemente/structuri aflate sub nivelul pnzei freatice sau pentru oricare elemente/structuri pe a cror suprafa se exercit presiunea apei este ns necesar s atragi atenia n proiecte asupra cerinei de impermeabilitate a betonului prin impunerea unui grad P. Consult PE 713 pentru mai multe detalii, inclusiv pentru a vedea modul particular n care se stabilete gradul de impermeabilitate la construciile hidrotehnice. Verificarea compoziiei betonului n vederea satisfacerii gradului de impermeabilitate P impus de tine se face n laboratorul staiei de betoane (sau cu care are staia contract) prin testare nemijlocit, conform Anexei X din NE 012/2:2010. n mod suplimentar pentru asigurarea unui anumit grad de impermeabilitate, poi prevedea soluii de etanare mpotriva ptrunderii apei utiliznd diferite membrane sau produse chimice aplicate pe suprafaa betonului i/sau n interiorul acestuia.

5.2 Rezistena la compresiune

Betonul, dup preparare, trebuie s-i menin consistena (lucrabilitatea) o perioad de timp suficient pentru transport, punere n oper, compactare, finisare i eventual aplicarea unor tratamente speciale. Rigidizarea pastei de ciment se datoreaz hidratrii componenilor mineralogici68 aflai n compoziia clincherului Portland, ulterior aparnd i efectul reaciei puzzolanice caracteristice adaosurilor. Dup anumite intervale de timp, predefinite, cimentul69 sau betonul70 trebuie s ating anumite nivele minime de rezisten la compresiune, s prezinte stabilitate de volum i durabilitate pe termen lung n (diferite) clase de expunere X la aciunea mediului nconjurtor. Rezistena la compresiune a betonului (Rc) este influenat de performanele componenilor si, de proporia n care se gsesc acetia (dozaj), de calitatea adeziunii dintre matricea de piatr de ciment i agregate, de modul i condiiile de punere n oper, de factorii fizico-chimici care intervin pe timpul duratei de serviciu, de vrsta sa etc.

67 satisfacerea unui anumit grad de impermeabilitate se face, pe antier, prin creterea duratei de tratare care va reduce porozitatea capilar a betonului68 Acetia sunt silicatul tricalcic (C3S denumit i alit), silicatul dicalcic (C2S denumit i belit), aluminatul tricalcic (C3A denumit i celit II) i feritaluminatul tetracalcic (C4AF denumit i celit I) 69 ncorporat n mortar standard, ncercare pe prisme 40x40x160mm preparate conform SR EN 196-170 cel mai utilizat n cazul betonului este termenul de 28 de zile ns se pot impune acestuia i alte ter-mene (ex: 2, 7 i 90 de zile