Betonul. Materiale folosite in constructiile din beton simplu, beton armat si beton precomprimat

Betonul. Materiale folosite in constructiile din beton simplu,

beton armat si beton precomprimat

Betonul este un amestec bine omogenizat de agregate (nisip, pietris, piatra sparta), liant, adaosuri chimice si apa, care se intareste dand un material de baza cu largi utilizari in constructii. Proprietatile betonului difera dupa natura componentii si raportul in care acestia intra in amestec.

Betoanele se clasifica dupa densitatea aparenta, caracteristicile fizico-mecanice, domeniul de utilizare, modul de realizare si preparare si punere in opera.

Dupa greutatea volumetrica aparenta betonul poate fi:

- foarte greu, cu densitatea aparenta mai mare de 2500 kg/m³, executat cu agregate foarte grele (barita, oxizi de fier) si serveste la executarea elementelor de constructie expuse unor eroziuni puternice sau radiatiilor nucleare;

- greu, cu densitatea aparenta de 2201 - 2500 kg/m³ se utilizeaza la executarea elementelor de constructie portante de beton sau beton armat;

- semigreu, cu densitatea aparenta cuprinsa intre 1701 si 2200 kg/m³, care se foloseste cu beton de umplutura sau la fabricarea blocurilor inlocuitoare de caramida;

- usor, cu densitatea aparenta de 1000 - 1700 kg/m³, folosit la executarea blocurilor usoare de zidarie care au bune proprietati de izolare termica;

- foarte usor, cu densitatea aparenta mai mica de 1000 kg/m³, utilizat numai ca material de izolare.

Dupa compactitate, betonul intarit se clasifica astfel:

- compact, cand are o structura cu goluri de 5 - 7%;

- semicompact, cu goluri de 7 - 20%;

- macroporos, cu volum de goluri de 20 - 40%;

- celular, cu structura cu goluri sferice uniform distribuite cu volum de aer de pana 75%.

In functie de rezistenta pe care o au la compresiune (cuburi cu latura de 20 cm dupa 28 de zile de intarire in laborator), betonul poate avea diferite marci.

Betoanele folosite uzual in constructii sunt: B₂₅, B₅₀, B₁₀₀, B₁₅₀, B₂₀₀, B₂₅₀, B₃₀₀, B₃₅₀, B₄₀₀, B₅₀₀, B₆₀₀. Pentru betoane usoare si foarte usoare se adopta si alte marci.

Alegerea marcii betonului se face in functie si de conditiile de solicitare si mediul de exploatare. Astfel, pentru betoane de umplutura, egalizare sau panta se foloseste beton marca B₂₅. Pentru beton simplu si beton armat B₅₀, B₁₀₀, B₁₅₀ si B₂₀₀. Marca B₅₀ sau mai mare, se recomanda in special pentru elemente prefabricate din beton.

Dupa modul de realizare, betonul poate fi turnat monolit, direct in opera si in elemente prefabricate pe santier sau in fabrici. Dupa armare, betonul poate fi beton simplu (fara armatura sau numai cu armatura de siguranta), beton armat si beton precomprimat. Betonul poate fi intarit in conditii normale sau accelerat prin aburire si autoclavizare.

Betonul se toarna in cofraje. La confectionarea cofrajelor se folosesc materiale lemnoase (lemn de brad, placaj, bachelitizat, placi fibrolemnoase), metalice (otel, aluminiu) sau sintetice (poliesteri armati cu fibre de sticla).

Decofrarea betonului se face la anumite termene care sa garanteze siguranta constructiei in momentul decrofarii si evitarea producerii, sub actiunea incarcarilor existente, a deformarii elementelor de constructie peste limitele admise.

Cimentul este liantul (partea activa) care serveste la legarea agregatelor (nisip, pietris sau piatra sparta) folosite la obtinerea betonului. In functie de conditiile de fabricatie si livrare se considera doua categorii principale de cimenturi si anume: cimenturi curente si cimenturi speciale. Fiecare categorie cuprinde mai multe grupe de cimenturi, diferentiate in functie de tipul de clincher, continutul de adaos la macinare sau de domeniul de folosire.

Cimenturile curente fabricate in tara sunt cimenturile portalnd cu 5 - 15% adaos de zgura sau cenusa. Marcile cimenturilor care se utilizeaza la executarea lucrarilor curente de beton sunt PZ 400 si PZ 500, care au adaos de 6 - 15% zgura de furnal. Pentru lucrarile situate in zona litoralului sunt indicate cimenturile curente cu adaos de 6 - 15% cenusa si care se noteaza cu PC 400 si PC 500. Din categoria cimenturilor curente face parte si cimentul de furnal cu maximum 50% adaos F 350 si FC 350 (31 - 50% zgura si cel mult 15% cenusa), care prezinta degajare redusa de caldura de hidratare si o intarire lenta.

In categoria cimenturilor speciale intra in primul rand cimenturile cu rezistente initiale mari de tip RIM 200 sau RIM 300. Ele pot fi tratate termic si sunt indicate in cazul betoanelor turnate la temperaturi scazute de +5s la - 5sC. Comportare buna la inghet-dezghet si aptitudini la tratamente termice au si cimenturile portland P 400 si P 500 sau cele Pa 400 care au maximum 5% adaos de zgura, cenusa sau tras. Pentru utilizare in medii cu agresivitate sulfatica, se fabrica cimenturi rezistente la ape sulfatice (SM, SR, SMA, SRA). Pentru a se asigura betoanelor un grad ridicat de impermeabilitate se utilizeaza cimenturi cu adaos de tras PT 400 si PT 500, in procente de 6 - 15% si T 400, in procente de 20 - 25%. Cimentul de furnal cu peste 50% adaos, F 300 FC 300 prezinta degajari de caldura si viteza de intarire deosebit de reduse, ceea ce face sa aiba utilizare eficienta la turnarea betoanelor cu marci reduse in lucrari masive. La executarea elementelor decorative de finisare si utilizeaza cimentul alb PA 300 sau cimenturi colorate.

Pentru a imbunatati una sau mai mult dintre proprietatile betoanelor, se introduce in masa betonului proaspat un procent anumit de substante denumite aditivi (plastifianti, impermeabilizatori, acceleratori, intarzietori, antigel).

Pentru confectionarea betoanelor grele se folosesc agregate provenite din sfaramarea naturala sau din concasarea rocilor, care trebuie sa respecte prescriptiile referitoare la marimea granulelor si numarul de sorturi. La elementele masive de beton care nu sunt supuse la solicitari importante, se pot ingloba bolovani sau blocuri de piatra realizandu-se betonul ciclopean.

Pentru executarea betoanelor usoare se foloseste o gama mai larga de agregate. Astfel cu agregate grele fara material fin cu dozaj redus de ciment se obtin betoane macroporoase avand 1700 - 1950 kg/m³. Folosindu-se agregate minerale, naturale sau arficiale cum sunt scoria bazalitica , diatomitul, tuful andezitic, granulitul, argila expandata, sterilul ars, deseurile ceramice, zgura de furnal, perlitul etc., se obtin betoane avand intre 350 si 2000 kg/m³. In ultimul timp se utilizeaza pe scara din ce in ce mai larga betoane celulare cu rezistente la compresiune de 20 - 100 kgf/mm (19,6 - 98 daN/cm), obtinute prin umflarea si intarirea, de regula, in autoclave la presiune si temperatura ridicata a unui ameste de liant hidraulic cu sau fara agregat fin (de obicei nisip sau cenusa de termocentrala). Umflarea se face fie pe cale chimica (gazbeton), fie pe care fizica (spumbeton).

Pentru armarea betonului se foloseste otel-beton rotund, neted OB 00 si OB 38, OL x 00, OL x 52 si OL x 60. Pentru armaturi de rezistenta sub forma de plase sau carcase sudate se utilizeaza sarma trefilata mata (STM) cu diametrul de 3 - 10 mm. Pentru armaturi de rezistenta la betoane de marca B 200 sau mai mare se utilizeaza si otel-beton cu profil periodic PC 52 si PC 60. Otelurile PC se lamineaza la cald in bare rotunde prevazute cu doua nervuri longitudinale si cu nervuri inclinate intre acestea. Otelul cu profil periodic laminat cald si torsionat la rece cu simbolurile TOR 47 si TOR 57m fiind ecruisat, are rezistente mai mari decat otelul OL 38 si respectiv OL 50 din care a fost facut. Profilul special mareste aderenta dintre armaturi si beton. Pentru betonul precomprimat se utilizeaza oteluri de inalta calitate: sarma lisa de otel pentru beton precomprimat SBP I si SBP II; impletituri din 2 sau 3 sarme lise pentru beton precomprimat; sarma de otel pentru beton precomprimat; sarma de otel pentru beton precomprimat ampretata SBP I A; toroane pentru beton precomprimat, din sarma de inalta rezistenta TBP; bare cu profil periodic PC 90.

Pentru a se asigura protectia armaturii contra coroziunii precum si buna conlucrare a ei cu betonul, trebuie sa se realizeze un strat de acoperire cu grosime corespunzatoare. Acoperirea cu beton a armaturilor longitudinale de rezistenta se ia cel putin egala cu dimensiunile armaturii, dar nu mai putin de:

1,0 cm, pentru placi cu grosime de pana la 10 cm;

1,5 cm, pentru placi cu grosime mai mare de 10 cm;

1,5 cm, pentru grinzi cu inaltimea pana la 25 cm;

2,5 cm, pentru grinzi cu inaltime mai mare de 25 cm;

2,5 cm pentru stalpi.

Pentru grinzile cu inaltimi pana la 50 cm, care au armaturi longitudinale cu diametrul de cel mult 16 mm, grosimea minima a stratului de acoperire poate fi de 2 cm. Pentru elementele prefabricate tipizate executate in fabrici, cu beton de marca B 250 sau mai mare, grosimea stratului de acoperire cu beton poate fi cu 0,5 cm mai mica decat cele aratate mai sus, fara a cobora insa sub 1,0 cm la placi si pereti si respectiv 2 cm pentru grinzi cu inaltimi peste 25 cm si pentru stalpi.

In scopul verificarii modului de comportare in conditii de exploatare pot fi supuse in unele cazuri la incercari de proba. Conform STAS 1336 - 62, incercarea constructiilor din beton este obligatorie la constructiile care adapostesc sau suporta aglomerari de oameni (tribune, sali de spectacol, expozitii etc.) pentru a caror proiectare, executie si comportare nu exista suficienta experienta. De asemenea, incercarea este obligatorie si la constructiile la care se considera necesara verificarea valabilitatii ipotezelor sau metodelor de calcul, la constructiile la care se hotaraste schimbarea destinatiei sau sporirea incarcarilor prevazute initial si nu se dispune de proiectul de executie, la constructiile care au suferit solicitari exceptionale la care nu se poate aprecia prin alte metode posibilitatea de redare in folosinta. Prin incercari se verifica rigiditatea si etanseitatea, determinarea momentului aparitiei fisurilor si capacitatea portanta reala, confirmarea ipotezelor sau metodelor de calcul folosite la proiectare. In functie de obiectivele urmarite se executa incercari de exploatare sau incercari de rupere. Modul de organizare si efectuare a incercarilor se stabileste printr-o tema de incercare si se executa sub conducerea unei comisii numita de organele centrale tutelare.