pag. 49-57 bet. proaspat-bun

49

V.2 DETERMINĂRI ASUPRA BETONULUI PROASPĂT

1. ASPECTE TEORETICE

Betonul proaspăt, amestec bine omogenizat de ciment, agregate, apă și eventual aditivi, reprezintă starea betonului din momentul amestecării cimentului cu apa şi agregatele până la punerea în operă care nu trebuie să depăşească începutul prizei.

Calitatea betonului proaspăt se apreciază ținând cont de o proprietate importantă a acestuia numită lucrabilitate. Proprietate complexă, lucrabilitatea este definită ca aptitudinea betonului proaspăt de a umple cofrajele și de a îngloba armăturile cu un consum minim de energie, în condițiile păstrării omogenității.

Consistența, stabilitatea și compactibilitatea betonului sunt caracteristici incluse în proprietatea de lucrabilitate.

Consistenţa betonului proaspăt defineşte mobilitatea acestuia sub influențagreutăţii proprii sau a unor forţe exterioare care acționeaza un timp limitat asupra lui.

2. SCOPUL LUCRĂRII

Pe beton proaspăt se efectuează o serie de determinări conform SR EN 12350:2010 și NE 012:2007. În lucrarea de față sunt prezentate metode și procedee utilizate pentru efectuarea determinărilor de consistență și lucrabilitate, densitate aparentă și conținut de aer.

3. PARTEA EXPERIMENTALĂ

Pentru a fi siguri că betonul preparat va avea în construcţie caracteristicile cerute, se fac determinări în stare proaspătă şi întărită.

Pe beton proaspăt determinarea lucrabilităţii se face la max. 30 minute de la descărcarea din betonieră. Pentru determinarea consistenței, respectiv lucrabilității, din multitudinea metodelor şi procedeelor utilizate în tehnologia betonului, SR EN 12350:2010 impune următoarele 4 metode:

- metoda tasării (slump test), SR EN 12350-2:2010 [1];- metoda remodelării Vebe, SR EN 12350-3:2010 [2];- metoda gradului de compactare, SR EN 12350-4:2010 [3] ;- metoda răspândirii (flow test), SR EN 12350-5:2010 [4].

Densitatea aparentă a betonului proaspăt se determină experimental întrucât se corelează cu o serie de caracteristici ca gelivitatea, compactitatea, permeabilitatea, rezistențele mecanice, etc, din aceste considerente fiind considerată un indice important de calitate.

În masa betonului proaspăt intră și o cantitate de aer datorită antrenării inerente la preparare sau datorită utilizării antrenorilor de aer cu scopul ameliorării unor

Determinări asupra betonului proaspăt

50

caracteristici. Aerul antrenat la amestecarea componenților poartă numele de aer oclus și este de obicei sub 2% iar aerul introdus pentru îmbunătățirea unor proprietăți ca lucrabilitatea betonului proaspăt, gelivitatea betonului întărit, se numește aer antrenat și este în proporție de maxim 5-6% din volumul betonului.

Determinarea volumului de aer din betonul proaspăt se poate face pe cale gravimetrică, pe cale volumetrică fără presiune sau volumetric cu presiune.Standardele în vigoare stabilesc pentru determinarea conținutului de aer două metode volumetrice cu presiune denumite metoda coloanei de apă și metoda cu manometru.

3.1 Determinarea consistenţei şi lucrabilităţii betonului3.1.1 Metoda tasăriiMetoda tasării se utilizează pentru determinarea consistenței betonului proaspăt și este aplicabilă betoanelor la care dimensiunea maximă a agregatelor este de

40 mm.

3.1.1.1 Principiul metodeiMetoda constă în măsurarea tasării betonului proaspăt, sub greutatea proprie.

Betonul proaspăt este compactat într-un tipar cu foma de trunchi de con. Atunci când conul este ridicat vertical, distanța de tasare a betonului permite măsurarea consistenței lui.

3.1.1.2 Corpuri de încercareProba de beton proaspăt trebuie obținută în conformitate cu SR EN 12350-

1:2010 [5]. Proba trebuie reomogenizată înainte de efectuarea determinării utilizândrecipientul pentru reomogenizare și lopata cu extremitate plată (mistria).

3.1.1.3 Dispozitive de măsurăa) Formă pentru realizarea epruvetei de încercat - trunchi de con gol pe interior, din tablă galvanizată. Opțional, trunchiul de con este prevăzut la partea superioară cu un prelungitor care are un colier ce permite așezarea corectă pe trunchiul de con.b) Vergea rotundă de oţel, pentru compactare, cu diametrul de (16±1) mm şi lungimea de (600 ±5) mm având capetele rotunjite în formă de emisferă.c) Riglă metalică cu lungimea de 300 mm.d) Placă de bază, neabsorbantă, rigidă , plană, pe care se poate așeza forma.e) Recipient pentru reomogenizare, scafă metalică, mistrie, cronometru.

3.1.1.4 Modul de lucruTrunchiul de con, cu interiorul în prealabil umezit, se aşază pe placa de bază.

Se umple trunchiul de con cu beton în trei straturi, fiecare corespunzând aproximativ unei treimi din înălţime. Pe fiecare strat se aplică 25 de împunsături cu vergeaua metalică, repartizându-se uniform pe suprafaţa betonului. Pentru stratul interior, împunsăturile se aplică, pe toată grosimea, în spirală de la perimetru spre centru iar la următoarele 2 straturi vergeaua trebuie să pătrundă uşor şi în stratul situat dedesubt.


51

După compactarea stratului superior se nivelează suprafaţa betonului și se ridică, în 2-5 secunde, trunchiul de con printr-o mişcare verticală constantă evitându-se deplasări laterale sau răsuciri ale acestuia.

Imediat după ridicarea trunchiului de con se măsoară diferenţa, h, dintre înălţimea acestuia şi punctul cel mai ridicat al betonului tasat (figura 1). Aceastădiferenţă, măsurată în milimetri, exprimă tasarea betonului.

Metoda nu este aplicabilă pentru tasări sub 10 mm, pentru prăbuşiri sau ruperi parţiale ale betonului după două încercări consecutive.

3.1.1.5 Calcul şi exprimare rezultateÎncercarea se consideră valabilă dacă rezultă o tasare reală, adică tasarea în

care betonul rămâne, pe ansamblu, intact și simetric. Se raportează valoarea reală a tasării h, după cum se arată în figura 1, cu

rotunjire la 10 mm.

3.1.2 Metoda remodelării Vebe3.1.2.1 Principiul metodeiMetoda constă în stabilirea duratei (timp Vebe) în care proba de beton se

remodelează (trece de la forma iniţială tronconică în forma cilindrică) sub efectul vibrării.


1:2010. Înainte de a începe determinarea, proba trebuie reomogenizată utilizând recipientul pentru reomogenizare.

3.1.2.3 Dispozitive de măsurăa) Consistometru sau vâscozimetru Vebe prezentat în fig.2b) Vergea metalică de compactare, cu diametrul de 16 mm şi lungimea de 600 mm, cu secțiune transversala circulară și cu extremităţile rotunjite.c) Recipient pentru reomogenizare, scafă metalică, mistrie, cronometru.

3.1.2.4 Modul de lucruÎn recipientul cilindric fixat de masa vibrantă se pune tiparul tronconic care se

umple cu beton ca la metoda tasării. Se ridică tiparul şi se aduce discul uşor la suprafaţa betonului citindu-se pe tija (6) tasarea betonului (figura 2).

formă din tablă

beton tasat

h

Figura 1. Măsurarea tasării


52

Se pune masa vibrantă în funcţiune în acelaşi timp cu cronometrul. Prin discul transparent se urmăreşte remodelarea betonului; în momentul în care faţa interioară a discului transparent este complet acoperită cu beton se opreşte cronometrul şi vibrarea. Se înregistrează timpul cronometrat.

Întreaga operație, de la începutul umplerii, se realizează fără întrerupere și se termină în 5 minute.

3.1.2.5 Calcul şi exprimare rezultateTimpul Vebe exprimă consistența betonului supus încercării și reprezintă

timpul cronometrat în care are loc remodelarea betonului, valoarea fiind rotunjită la cea mai apropiată secundă. Rezultate concludente se obţin pentru timpi de remodelare cuprinşi între 5 şi 30 secunde.

Dacă în urma ridicării formei tronconice betonul s-a tasat fără să atingă peretele recipientului cilindric, atunci tasarea este măsurabilă (figura 3a). În cazul în care betonul a atins recipientul cilindric, a avut loc o tasare cu forfecare (figura 3b) sau cu prăbușire (figura 3c). În toate cele trei cazuri se consemnează tipul de tasare.

a) Tasare măsurabilă b) Tasare cu forfecare c) Tasare cu prăbușire

Figura 3. Forme de tasare

3.1.3. Metoda gradului de compactare3.1.3.1 Principiul metodeiMetoda constă în stabilirea raportului dintre înălţimea iniţială a betonului

introdus într-un recipient (vas) de formă dată şi înălţimea betonului compactat (corespunzătoare densităţii maxime) în recipientul respectiv.


1:2010. Proba trebuie reomogenizată, înainte de a începe determinarea.

Figura 2. Aparat Vebe1 – vas tronconic;2 – recipient cu formă cilindrică;3 – beton proaspăt;4 – masă vibratoare;5 – disc transparent;6 – tijă gradată;7 – braț metalic pivotant

1

23

5

4

67


53

3.1.3.3 Dispozitive de măsurăa) Recipient prismatic din tablă de oţel având dimensiunile interioare de 200x200x400 mm;b) Utilaj de compactare (masă vibrantă cu frecvenţă de cca. 2400 oscilaţii/min.);c) Mistrie destinată umplerii recipientului, riglă gradată.

3.1.3.4 Modul de lucruVasul prismatic, cu suprafaţă interioară bine curăţată şi umezită se aşază pe

masa vibrantă (figura 4). Se introduce betonul în vas, lăsându-l să cadă liber de pe părţile laterale ale mistriei, de la cele patru margini superioare ale vasului.

După umplerea vasului, se înlătură excesul de beton evitând îndesarea. Se compactează betonul prin vibrare, până când nu se mai constată reducerea volumului.

După compactare se determină valoarea s (figura 4), în mm, ca medie a distanţelor dintre suprafaţa betonului compactat şi marginea superioară a vasului. Se obține acestă valoare cu exactitate de un milimetru prin măsurare la mijlocul fiecărei laturi a recipientului.

3.1.3.5 Calcul şi exprimare rezultateGradul de compactare se calculează cu relaţia:

ssh

hGc

400

400

în care: h este înălţimea interioară a recipientului, în mm; h-s - înălţimea betonului compactat, în mm; s - valoarea medie a distanţei între suprafaţa betonului compactat şi marginea superioară a vasului prismatic, în mm.

3.1.4 Metoda răspândirii3.1.4.1 Principiul metodeiPrincipiul metodei constă în determinarea cosistenței betonului proaspăt prin

măsurarea răspândirii betonului pe o masă plană care este supusă la nu număr standardizat de șocuri. Metoda nu se aplică pentru betonul autocompactant sau betonul expandat.

Figura 4. Dispozitiv pentru determinarea gradului de compactare: 1 – recipient paralelipipedic; 2 – masă vibratoare

h =

400

mm

1

2

- nivel beton la turnare

- nivel beton după

h -

ss


54


1/2010. Proba trebuie reomogenizată, înainte de a începe determinarea, utilizând recipientul pentru reomogenizare și mistria.

3.1.4.3 Dispozitive de măsurăa) Masă de răspândire prezentată în fig. 5;b) Tipar metalic de forma unui trunchi de con și bară de compactare;c) Riglă sau bandă de măsurare, cu lungimea de minim 700 mm, vas de reamestecare, mistrie, canciog, cronometru.

3.1.4.4 Modul de lucruSe așază masa de răspândire pe o suprafață plană și orizontală, lipsită de

vibrații și șocuri exterioare. Tiparul tronconic se poziționează central pe partea superioară a mesei și se umple în două straturi egale, fiecare strat fiind nivelat și compactat ușor prin înțepare de zece ori cu bara de compactare. Se netezește stratul de beton la nivelul muchiei superioare a tiparului și se curăță suprafața mesei de excesul de beton.

După 30 secunde de la netezirea betonului, se ridică tiparul tronconic pe direcție verticală și se aplică 15 șocuri cu ajutorul masei de răspândire.

Se măsoară cu rigla, dimensiunea maximă a betonului răspândit în două direcțiiperpendiculare, d1 și d2, paralel cu muchiile mesei. Valorile obținute se înregistrează cu rotunjire la 10 mm.

3.1.4.5 Calcul şi exprimare rezultateValoarea răspândirii, f, se calculează cu relația:

2

21 ddf

unde: d1 este dimensiunea maximă a răspândirii betonului, paralelă cu una din muchiile mesei;d2 - dimensiunea maximă a răspândirii betonului, paralelă cu cealaltă

muchie a mesei.Rezultatul trebuie să fie raportat prin rotunjire la 10 mm.

1

2

3

456

7

8

9

Figura 5. Masa de răspândire

1 – placă de metal;2 – marcaje;3 – mâner de ridicare;4 – opritor superior;5 – partea superioară a mesei;6 – ramă de bază;7 – opritor inferior;8 – mâner;9 – limitator de cursă.


55

3.2. Determinarea densității aparente3.2.1 Principiul metodei

Determinarea densităţii aparente constă în cântărirea unei probe de beton proaspăt şi raportarea valorii masei obținute la volumul probei respective, în stare compactată [6]. Betonul proaspăt este compactat într-un vas rigid și etanș, de volum și masă cunoscute și apoi este cântărit.

3.2.2 Corpuri de încercareProba, obținută în conformitate cu SR EN 12350-1:2010, trebuie

reomogenizată, înainte de efectuarea determinării, utilizând recipientul pentru reomogenizare și mistria.

3.2.3 Dispozitive de măsurăa) Vas metalic etanș și suficient de rigid pentru a-și menține forma, având cea mai mică dintre dimensiuni egală cu de cel puțin patru ori dimensiunea maximă a granulelor de agregat din beton, dar nu mai mică de 150 mm. De asemenea, vasul nu trebuie să fie mai mic de 5 litri.b) Mijloace de compactare a betonului (masă vibratoare);c) Balanță capabilă să cântărească cu o exactitate de 0,01Kg;d) Canciog, mistrie, vas de reamestecare.

3.2.4 Modul de lucruSe determină masa, m1, a vasului gol. Se introduce betonul proaspăt în vas cu

ajutorul mistriei şi se compactează prin vibrare. Cu excepția betonuluiautocompactant unde vasul trebuie umplut printr-o singură operație, în restul cazurilor vasul trebuie umplut în două sau mai multe straturi până se ajunge la o compactare maximă.

Compactarea mecanică se consideră terminată când nu se mai constată eliminarea de bule de aer din beton, iar faţa betonului este orizontală şi cu aspect lucios, fără tendință mare de segregare. Trebuie evitată vibrarea excesivă care poate provoca pierderea aerului oclus.

Se determină masa vasului umplut cu beton, m2.

3.2.5 Calcul şi exprimare rezultateDensitatea aparentă a betonului proaspăt, ρa , se calculează cu relația:

V

mma

12

în care: ρa este densitatea betonului proaspăt, în kg/m3;m1 – masa vasului gol, în kg;m2 – masa vasului umplut cu beton, în kg;V – volumul vasului, în m3.

Ca rezultat se ia media aritmetică a două determinări rotunjită cu ± 10 kg/m3.


56

3.3 Determinarea conținutului de aer. Metoda coloanei de apăDeterminarea conținutului de aer, prin metoda coloanei de apă, se aplică pentru

betonul proaspăt compactat, preparat cu agregate curente sau relativ dense de dimensiuni maxime de 63 mm.

3.3.1 Principiul metodeiMetoda presupune introducerea de apă până la o înălțime fixă într-o incintă

ermetică în care se află o probă de beton compactat, de volum cunoscut, și aplicarea unei presiuni de aer prestabilite deasupra apei. Se măsoară volumul de aer din proba de beton prin observarea scăderii nivelului apei din coloană, aceasta fiind etalonată în procente de aer din proba de beton [7].

3.3.2 Corpuri de încercareProba de beton proaspăt se obține în conformitate cu SR EN 12350-1:2010. Se

reomogenizează proba înainte de a efectua încercarea.

3.3.3 Dispozitive de măsurăa) Dispozitiv de măsurare a coloanei de apă conform fig. 6 (Anexa V.2);b) Mijloace de compactare a betonului (masă vibantă);c) Mistrie, ciocan cu față moale;

3.3.4 Modul de lucruSe așează betonul în recipient în unul sau mai multe straturi în funcție de

consistența betonului și se compactează mecanic sau manual până la eliminarea bulelor de aer care apar la suprafață iar aceasta devine netedă, fără segregare excesivă. Se curăță aparatul și se închide vasul cu ajutorul capacului astfel încât să avem o etanșare perfectă.

Se umple aparatul cu apă și se bate ușor cu ciocanul pentru a elimina aerul ce aderă pe suprafețele interioare ale capacului. Se aduce nivelul apei în tubul vertical până la 0, cu ventilul de aer deschis, după care se introduce aer la presiunea de lucru P (128kPa). Se înregistrează indicația tubului gradat de măsură ca valoare a cantității de aer oclus, h1, după care se eliberează presiunea și se citește indicația h2 a tubului gradat (fig.6- Anexa V.2.1).

3.3.5 Calcul şi exprimare rezultateConținutul de aer al betonului din recipient, Ac, se calculează cu formula:Ac = A1 – G

în care: A1 este conținutul de aer din proba supusă încercării (A1 = h1-h2); G - factorul de corecție al agregatului cf. SR EN 12350-7:2010.

4. INTERPRETAREA REZULTATELOR

În funcţie de consistenţa (lucrabilitatea) betonului, de la foarte vârtos la fluid,sunt definite 5 clase de tasare ale betonului proaspăt, conform tab. 1 din Anexa V.2 [8].


57

Valorile gradului de compactare, timpului de remodelare Vebe și răspândirii,pentru betonul proaspăt, în funcţie de consistenţă respectiv lucrabilitate, sunt date în tabelele 2-4 (Anexa V.2) [8]. Trebuie menționat că nu există relaţii directe între clasele de consistenţă indicate în tabelele 1-4.

Metodele de încercare recomandabile pentru măsurarea consistenţei sunt metoda răspândirii pentru betoanele fluide şi metoda tasării pentru betoanele vârtoase.

Conţinutul de aer antrenat în betonul proaspăt este prescris printr-o valoare minimă. Limita superioară pentru conţinutul de aer este valoarea minimă specifică plus 4% în valoare absolută. Valorile minime ale aerului antrenat sunt prezentate în tabelul 5 (Anexa V.2) în funcţie de dimensiunea maximă a agregatelor utilizate în beton.

Valorile caracteristicilor betonului proaspăt, obținut în laborator, vor fi trecute în tabelul 6.

Tabel 6. Centralizare date experimentaleCaracteristica Determinare Valoarea (UM) Clasă

Consistența

TasareRemodelare Vebe

Grad de compactareRăspândire

Densitatea aparentă Densitate -Conținutul de aer Metoda coloanei de apă -

5. APLICAŢII

1. Ce compoziție reală corespunde unui beton preparat din 6 kg ciment, 40 kg agregat de râu 0-16 mm și 3 litri de apă. Se dau: ρbeton proaspăt = 2350 kg/m3.

2. Să se prezinte direcții de utilizare a aditivilor superplastifianți în tehnologia betonului.

BIBLIOGRAFIE

[1] SR EN 12350-2:2010 - Încercare pe beton proaspăt. Partea 2: Încercare de tasare[2] SR EN 12350-3:2010 - Încercare pe beton proaspăt. Partea 3: Încercare Vebe[3] SR EN 12350-4:2010 - Încercare pe beton proaspăt. Partea 4: Grad de compactibilitate[4] SR EN 12350-5:2010 - Încercare pe beton proaspăt. Partea 5: Încercare cu masa de răspândire[5] SR EN 12350-1:2010 - Încercare pe beton proaspăt. Partea 1: Eșantionare[6] SR EN 12350-6:2010 - Încercare pe beton proaspăt. Partea 6: Densitate[7] SR EN 12350-7:2010 - Încercare pe beton proaspăt. Partea 7: Conținut de aer. Metode prin presiune[8] NE 012-1:2007 - Cod de practică pentru executarea lucrărilor din beton, beton armat şi beton precomprimat. Partea 1: Producerea betonului

pag. 49-57 bet. proaspat-bun

Documents