LUCRRI PRACTICE DE

MATERIALE DE CONSTRUCII PENTRU INSTALAII

C U P R I N S

Pag. Introducere... 2 Cap.1- PROPRIETI GENERALE ALE MATERIALELOR DE

CONSTRUCII....... 3 1.1.Lucrarea Nr. 1- Determinarea densitii materialelor.. 3

Cap.2 LIANI MINERALI... 7 2.1.Lucrarea Nr.2 - Determinri asupra ipsosului de construcii 7 2.2.Lucrarea Nr.3 - Determinri asupra cimentului Portland.... 12

Cap. 3- AGREGATE NATURALE GRELE PENTRU MORTARE I BETOANE CU LIANI MINERALI 16 3.1.Lucrarea Nr.4 Determinarea granulozitii... 16 3.2.Lucrarea Nr.5 Determinarea densitii agregatelor i a volumului de

goluri dintre granule.. 20

Cap. 4 - MORTARE CU LIANI MINERALI.. 24 4.1. Lucrarea Nr.6 Stabilirea compoziiei mortarelor.. 24 Cap. 5 BETOANE... 27 5.1.Lucrarea Nr.7 Stabilirea compoziiei betonului. 27 5.2.Lucrarea Nr.8 Determinri asupra betonului proaspt... 36 5.3.Lucrarea Nr.9 Determinri asupra betonului ntrit... 41 5.4.Lucrarea Nr.10 Determinarea rezistenei betonului prin metode

nedistructive .. 47 Cap.6 METALE.. 51

6.1. Lucrarea Nr.11- Determinri asupra metalelor.. 51 6.2. Lucrarea Nr.12- Controlul mbinrilor sudate prin roentgenografie si

gamagrafie.. 57

Cap. 7 LIANI BITUMINOI.... 61 7.1.Lucrarea Nr.13-Determinri asupra lianilor bituminoi..... 61

Cap.8 MATERIALE DIN POLIMERI UTILIZATE N INSTALAII .... 66

8.1.Lucrarea Nr.14 Determinri asupra materialelor din polimeri.... 66

Cap.9.- MATERIALE IZOLATOARE PENTRU INSTALAII . 74 9.1.Lucrarea Nr. 15 Determinri pe materiale termo i hidroizolatoare .. 74

ANEXE TABELE UTILE

Anexa 1 Ipsos de construcii. Condiii de calitate ( STAS 545/1 80) . 81 Anexa 2 Tipuri de ciment conform standardelor naionale romne ... 82

2

INTRODUCERE

Calitatea materialelor utilizate n construcii i, implicit, n instalaiile din construcii

determin sigurana i durabilitatea acestora, constituind o component a sistemului calitii. Sistemul calitii n construcii cuprinde, printre altele, reglementri tehnice, referitoare

la condiiile minime de calitate ale materialelor utilizate, precum i modalitile de verificare a calitii.

Productorii de materiale de construcii i de instalaii ofer o mare diversitate de produse, a cror caracteristici tehnice, performane i limite de utilizare trebuie s fie bine cunoscute de ctre cercettori, proiectani, executani i personalul de specialitate din exploatarea construciilor i instalaiilor din construcii.

Cunoaterea temeinic a materialelor de construcii destinate instalaiilor necesit cunoaterea proprietilor lor fizico-chimice i fizico-mecanice, precum i a modului de comportare la solicitrile ce apar n timpul exploatrii instalaiilor.

Manualul de fa pune la dispoziia viitorilor ingineri de instalaii, un ghid practic pentru efectuarea ncercrilor de laborator, destinate determinrii caracteristicilor materialelor de construcii pentru instalaii, n concordan cu normele tehnice n vigoare.

Autorul

3

CAPITOLUL 1

PROPRIETI GENERALE ALE MATERIALELOR DE CONSTRUCII

LUCRAREA Nr. 1

DETERMINAREA DENSITII MATERIALELOR

1.1 Generaliti

Densitatea reprezint masa unitii de volum, fiind o proprietate important a materialelor, utilizat, de obicei, la calculul greutii corpurilor, cnd se cunoate volumul lor, la calculul volumului corpurilor cu greutate cunoscut, etc.

Densitatea se calculeaz cu relaia:

Vm= kg/m3

unde: m este masa, n kg;

V = volumul, n m3. Se pot defini urmtoarele tipuri de densitate, funcie de semnificaia lui V:

densitatea, sau densitatea absolut, , cnd V reprezint volumul fazei solide (material compact, fr pori i goluri);

densitatea aparent, a, cnd V reprezint volumul total al materialului, incluznd porii i golurile;

densitatea aparent n grmad sau n vrac, ag, pentru materiale granulare, pulberi, paste, etc., cnd V reprezint volumul materialului n grmad.

Se poate utiliza, de asemenea, noiunea de densitate relativ (adimensional), definit ca raport ntre masa unui material i masa unui volum egal de ap, la temperatura de 40C.

Determinarea densitii materialelor se face astfel: - se determin masa materialului prin cntrire;

- se determin volumul materialului prin una din cele dou metode urmtoare: o prin calcul, pentru probele cu o form geometric regulat; o prin msurarea volumului de lichid (inert n raport cu materialul) dezlocuit,

pentru probele de material cu form neregulat, inclusiv sub form de pulbere.

1.2.Metode de determinare a densitii materialelor Metodele de determinare a densitii materialelor depind de caracteristicile acestora:

compacte, poroase, cu forme geometrice regulate sau oarecare i pot fi clasificate schematic ca n tabelul 1.1.

1.2.1 Determinarea densitii pe corpuri cu

form oarecare const n urmtoarele operaiuni: -cntrirea probei pentru determinarea masei;

o -msurarea volumului probei, folosind principiul dezlocuirii (fig. 1.1), cu un cilindru gradat.

Determinarea se poate face i printr-o metod cu precizie mai mare, cntrind-o la o balan hidrostatic Fig. 1.1

4

Fig. 1.1

(fig. 1.2). Metoda de determinare prin cntrire hidrostatic const n urmtoarele operaiuni:

o -cntrirea probei n aer, (m1); o cntrirea probei

scufundat n ap, (m2); o -densitatea se calculeaz cu

relaia:

apammm = 21

1 kg/m3

Tabelul 1.1 Metode de determinare a densitii materialelor. Clasificare.

Nr. crt.

Mrimea msurat Natura materialului Forma materialului

Mod de lucru

Geometric Msurare dimensiuni + cntrire

Materiale compacte

Oarecare Cntrire hidrostatic; Cilindru gradat

1. Densitate absolut,

Materiale poroase Transformare n pulbere

-Biuret i balon cotat; -Picnometru

Materiale compacte

a =

Geometric regulat

Msurare dimensiuni + cntrire

Oarecare Cntrire hidrostatic; Cilindru gradat

Geometric regulat

Msurare dimensiuni + cntrire

Saturare cu ap; cntrire hidrostatic sau cilindru gradat.

2. Densitate aparent, a Materiale poroase

- Porozitate nchis

- Porozitate deschis

Oarecare: -stabile la ap; - instabile la ap

Parafinare; cntrire hidrostatic sau cilindru gradat.

Cntrire n vase cu capacitate standardizat

3. Densitate aparent n grmad sau n vrac, ag

n stare afnat n stare ndesat

Idem

Conform legii a II-a a lui Newton, fora este egal cu masa nmulit cu acceleraia

gravitaional. Greutatea corpurilor este o for, egal cu masa lor nmulit cu acceleraia gravitaionl. In fig.1.2 raportul forelor figurate prin vectorii F1, F2 i FA este urmtorul:

FA = F1 F2 ;

Fig. 1.2

5

n care : FA = V gapa este greutatea volumului de ap dezlocuit de prob. F1 = m1. g este greutatea probe n aer ; F2 = m2. g este greutatea probei scufundat n ap;

Se poate scrie: ;21 gmgmgV apa =

Rezult relaia:

apa

mmV 21 = [m3];

nlocuind pe V n formula densitii: Vm= , unde m = m1 rezult:

apammm = 21

1

1.2.2 Determinarea densitii absolute pentru materialele poroase se poate face prin

dou metode: metoda cu biureta i balonul cotat ; metoda picnometric.

Prima metod (fig. 1.3) utilizeaz o biuret umplut cu un lichid inert n raport cu materialul probei i un balon cotat (vas cu reper) de aceeai capacitate cu biureta.

Se introduce materialul pulverulent n balonul cotat, care se aeaz sub biuret i se las s curg ncet lichid, agitnd uor (pentru ndeprtarea aerului din prob) pn cnd se atinge reperul de la gura balonului.

Volumul de lichid rmas n biuret reprezint volumul materialului pulverulent din balon.

Masa probei se determin prin cntrire, fiind reprezentat de diferena dintre masa balonului cotat cu material (m2) i masa balonului cotat, gol (m1).

Observaie: n cazul cimentului portland (care este un liant hidraulic ce reacioneaz cu apa) se utililizeaz ca lichid de imersie benzina sau petrolul lampant, iar ca recipient volumetric, balonul Le Chateliere (SR EN 196-6:1994).

Metoda picnometric este mai precis i const n urmtoarele operaiuni:

o cntrirea pentru determinarea masei picnometrului gol (A); o introducerea materialului pulverulent n picnometru i cntrire pentru determinarea

masei picnometrului cu prob (C); o amestecarea probei cu lichidul inert si umplerea picnometrului pn la linia de cot; o cntrirea picnometrului plin cu material i lichid inert (D);

Densitatea absolut se calculeaz cu relaia:

;)()( lichidCDAB

AC = kg/m3

Fig. 1.3

6

1.2.3 Densitatea aparent in grmad sau n vrac se determin n stare afnat sau n stare ndesat, utiliznd vase volumetrice etalonate, cu capacitatea n funcie de dimensiunea maxim a granulelor materialului:

Vmm

ag12 = , n kg/m3

unde: m1 este masa vasului gol , n kg; m2 masa vasului plin cu material n stare afnat, sau ndesat, n kg ; V volumul vasului, m3.

Pentru determinarea densitii materialului n grmad, n stare afnat se las s cad materialul n vas, de la o nlime de 10 cm, iar pentru starea ndesat, materialul se compacteaz n trei straturi succesive, prin batere sau vibrare, respectnd indicaiile standardului de determinare.

1.3. Calculul porozitii, compactitii i a indicelui de goluri Se noteaz : v volumul porilor; V volumul materialului. Relaiile de definire a porozitii (P), compactitii(C) i a indicelui de goluri sunt

urmtoarele:

;V

vVC = ;VvP = ;

vVvIg =

Porozitatea i compactitatea sunt mrimi complementare:

;11 PVv

VvVC ===

C + P = 1 sau % C + % P = 100; Indicele de goluri se poate calcula i cu relaia:

;1C

PvV

VVv

vVvIg ===

Porozitatea, compactitatea i indicele de goluri se pot calcula practic, pe baza densitilor determinate ca la punctul 2, folosind relaiile:

( ) ;VvV a = ;a

VvV = Deci:

aC = ;

;11

aaCP ===

==CPIg

a

a

;

-S se determine densitatea n grmad n stare afnat i ndesat a pietriului (7 31

mm) si a indicelui de goluri. -S se calculeze compactitatea, porozitatea si indicele de goluri pentru crmida de

argil ars.

7

CAPITOLUL 2

LIANI MINERALI

LUCREREA Nr.2

DETERMINRI ASUPRA IPSOSULUI DE CONSTRUCII

2.1 Generaliti Ipsosul de construcii este un liant aerian (se ntrete n mediu uscat), obinut prin

deshidratarea parial a rocii de ghips, la temperaturi de pn la 2000C, conform reaciei: CaSO4 . 2H2O CaSO4 . 0,5H2O + 1,5H2O

Testarea caracteristicilor fizico-mecanice ale ipsosului de construcii se face conform SR 10275 i SR ISO 3049:1996. Probele medii luate conform indicaiilor standardului de produs (STAS 545/1-80) se pregtesc pentru determinri astfel: ciuruire pe ciurul cu estura de srm nr.2 (STAS 1077-67); trecerea se omogenizeaz i se reduce prin metoda sferturilor la cca. 10 kg.

Principalele determinri fizico-mecanice asupra ipsosului de construcii cerute de standardul de produs sunt:

Determinarea caracteristicilor fizice ale produsului sub form de pulbere SR ISO 3049:1996 Pregtirea probelor, determinarea gradului de alb i prepararea pastei de

consisten normal STAS 10275-1:1997; Timp de priz STAS 10275-3:1982; Rezistene mecanice - STAS 10275-4:1997; Duritate i coeficient de difuziune - 10275-5:1982; Contracie sau dilatare axial i expansiune - 10275-6:1982;

2.2.Determinarea gradului de alb se efectueaz: a).Cu colorimetrul tricromatic (metoda de referin), prin msurarea diferenelor

dintre fascicolul de reflexie al probei i cel al etalonului. Ca substan etalon se utilizeaz oxid de magneziu, cu indici de reflexie cunoscui.

Se efectueaz trei msurtori pe coordonata Z, de pe curba tridimensional a cromaticitii, rezultatul fiind media aritmetic a trei determinri care nu difer ntre ele cu mai mult de 2,5% n valoare absolut.

b).Cu leucometrul (variant) - se determin gradul de alb, folosindu-se filtrul albastru, prin msurarea diferenelor dintre factorul de reflexie al probei i cel al etalonului , utiliznd metoda fotoelectric de compensare i electrometrul ca instrument de zero.

2.3.Determinarea fineei de mcinare se face prin cernere manual. Se utilizeaz

sitele nr. 075 i 02 (sita nr.075 are latura ochiurilor de 0,75 mm, respectiv 64 ochiuri/cm2, iar sita nr.02 are latura ochiurilor de 0,2mm i 900 ochiuri/cm2).

Se cntrete, cu o precizie de 0,1g, o prob de 100g ipsos, n prealabil uscat la mas constant, la temperatura de 4040C i se trece prin cele dou site specificate, ncepnd cu sita cu dimensiunea ochiurilor mai mare, notat N1. Cernerea se efectueaz prin aplicarea a cca. 125 oscilaii/min. La fiecare aproximativ 25 oscilaii, sita se rotete cu 900. n timpul cernerii se va avea grij ca ochiurile sitei s nu se nfunde cu material (se perie pe suprafaa inferioar a sitei

8

cu o perie moale). Cernerea se consider terminat, atunci cnd cantitatea de material care trece prin sit, timp de un minut este mai mic de 0,1 g.

Se cntrete materialul rmas pe sita N1(m1), iar materialul trecut prin sita N1 se trece n continuare prin sita a doua, N2. Se cntrete restul pe aceast sit (m2).

Rezultatul cernerii este dat de reziduul pe site, exprimat n procente:

10011

=mmRN , %;

100122

+=m

mmRN , %.

2.4.Determinarea densitii aparente const n cntrirea unui volum de ipsos

(1 dm3), obinut prin turnarea ipsosului de la o anumit nlime, n vasul de msurare. Pentru aceasta se utilizeaz un vas

cilindric de 1 dm3, cntrit n prealabil (m0); vasul, la care se ataeaz o ram prelungitoare , se umple cu ipsos utiliznd dispozitivul de turnare din fig.2.1, astfel: se toarn ipsosul pe ciur, n poriuni de cte 100g , amestecnd cu o palet din lemn, pentru a uura trecerea n vasul de msurare; cnd vasul cilindric i rama prelungitoare sunt pline cu ipsos se nltur rama i apoi surplusul de ipsos, prin rzuire cu ajutorul unei rigle metalice. Se cntrete vasul cu ipsos (m1).

Densitatea aparent va fi:

V

mma

01 = g/dm3; Rezultatul este media aritmetic a

dou determinri, care nu difer ntre ele cu mai mult de 30%.

2.5.Determinarea cantitii de

ap de amestecare pentru obinerea pastei de consisten normal - reprezentnd cantitatea de ap care permite obinerea unei turte, cu diametrul de 78 80 mm. Determinarea se efectueaz pe o cantitate de 200g ipsos, care se amestec cu o cantitate de cca. 130 ml ap distilat, n care s-a dizolvat, n prealabil, 0,2 g citrat de sodiu.

Pasta obinut se introduce ntr-un cilindru, aezat pe o plac de sticl. Prin ridicarea cilindrului, pasta de ipsos se ntinde pe sticl, formnd o turt, a crei diametru este proporional cu cantitatea de ap folosit n past.

Cantitatea de ap (A) necesar pentru obinerea pastei de consisten normal, exprimat n procente de mas, se calculeaz cu formula:

A 100=m

Vd %:

Fig. 2.1

9

n care: d este densitatea apei, n g/mm3; V volumul de ap folosit, n ml; m masa probei, n g. 2.6. Determinarea timpului de priz Determinarea timpului de priz a ipsosului de construcii se face conform

metodologiei dat de STAS 10275/3-82 i const n msurarea timpului scurs de la prepararea pastei de consisten normal, pn cnd aceasta opune o anumit rezisten la ptrunderea acului de tip Vicat n masa ei.

Timpul de priz se exprim prin: nceputul i sfritul prizei. 2.6.1 Aparatura necesar: aparat Vicat (fig.2.2.), cu masa prii glisante de 3002 g., inele metalice, sau de ebonit (fig.2.3). 2.6.2 Metodologia de lucru

Se cntresc 200 g ipsos, cu o precizie de 0,1g i se presar ntr-o capsul de porelan, ce conine apa corespunztoare pentru pasta de consisten normal, (fr ntrzietor de priz).

Pasta astfel obinut se las n repaus 30 s, se amestec timp de 1 min, se introduce n inelul aezat pe o plac de sticl i se niveleaz suprafaa pastei cu ajutorul unui cuit.

Inelul cu placa se aeaz pe postamentul aparatului Vicat. Se coboar acul pn atinge suprafaa probei, apoi se las s ptrund liber n past, sub masa proprie a prii glisante. ncercarea se repet la fiecare minut, schimbnd de fiecare dat locul de ncercare i tergnd acul, dup fiecare ptrundere n past.

Intervalul de timp, n minute, de la introducerea ipsosului n ap, pn cnd acul ptrunde n past numai 30 mm (adncime citit pe scala aparatului Vicat: 040 mm) se consider nceputul prizei. Intervalul de timp, n minute, de la introducerea ipsosului n ap, pn cnd acul las pe past o urm uor perceptibil, fr s se nregistreze pe scal o naintare, reprezint sfritul prizei.

Rezultatul este media aritmetic a dou determinri, care nu difer ntre ele cu mai mult de 10 %. Diferena ntre nceputul i sfritul prizei reprezint timpul de priz.

Fig. 2.2

Fig. 2.3

10

2.7.Determinarea rezistenelor mecanice (la ncovoiere i la compresiune) se efectueaz conform metodologiei STAS 10275/4 91. Rezistenele mecanice se determin pe epruvete prismatice, de 40x40x160 mm, confecionate din past de consisten normal.

Pentru o determinare sunt necesare trei epruvete, care vor fi mai nti supuse determinrii de rupere la ncovoiere, iar apoi, jumtile de prism rezultate vor fi ncercate la compresiune.

2.7.1 Mod de lucru: Se cntresc 1200 g ipsos, care se presar treptat, n timp de 30 s, ntr-o capsul de porelan, coninnd apa necesar pentru pasta de consisten normal. Pasta astfel obinut se las in repaus 30 s , dup care se amestec, timp de 1 min., se toarn uniform n trei tipare, unse, n prealabil, cu ulei mineral. Dup un timp, echivalent cu nceputul prizei se netezete suprafaa, cu ajutorul unui cuit, iar dup dou ore se decofreaz.

Epruvetele care se ncearc la 2 ore se pstreaz, pn la ncercare, n atmosfera laboratorului.

Epruvetele care se ncearc la 7 zile se pstreaz 6 zile, n atmosfera laboratorului, dup care se usuc n etuv, la 404 0C, pn la mas constant.

Pentru ncercarea la ncovoiere se pot folosi aparate cu acionare electric, hidraulic sau mecanic , cu precizia de citire a forei de 1 %, care s asigure o cretere constant a forei, cu o vitez de 505 N/s.

Epruvetele se aeaz n dispozitivul de fixare, ca n fig.2.4. Rezistena la ncovoiere Ri se calculeaz cu relaia:

31

23

hFRi= N/mm2

n care: F - fora de rupere la ncovoiere, n N; 1 distana dintre cele dou reazeme, n mm; h latura seciunii prismei, n mm. Rezultatul ncercrii este dat de media aritmetic a rezultatelor ncercrilor pe cele trei epruvete ; dac unul din rezultatele pariale se abate cu mai mult de 10% fa de valoarea medie, acesta se elimin din calculul mediei.

Pentru ncercarea epruvetelor la compresiune se folosete o pres, care permite creterea uniform a forei de compresiune, cu 1,5 0,5 N/mm2.s . Pentru aceasta se folosesc jumtile de prism (1), rezultate de la ncercarea la ncovoiere, care se supun ncercrii la compresiune (fig. 2.5), prin intermediul a dou plci de oel inoxidabil (cu duritatea de 60 HRC), cu o suprafa plan, lefuit, de 40x40 mm i grosime minim de 10 mm.

Rezistena la compresiune (Rc) se calculeaz cu formula:

1600G

AGRc == N/mm2

n care: G este sarcina de rupere, n N; A aria solicitat a jumtii de prism, n mm2.

Fig. 2.4

Fig. 2.5

11

Conform standardului de produs: Ipsos pentru construcii STAS 545/1 80, ipsosul de construcii se fabric n dou sortimente: tipul A i B, care trebuie s ndeplineasc condiiile de calitate din tabelul 2.1.

Tabelul 2.1

Ipsos de construcii. Condiii de calitate (STAS 545/1-80)

Caracteristici Tip A Tip B Coninutul n CaSO4. H2O, % min. 75 65 Fineea de mcinare: - rest pe sita nr. 075: % max. - rest pe sita nr. 02: % max.

2 15

4 17

Timp de priz, n [min.] - nceput: - minim - sfrit: - minim -maxim

5 10 30

4 6 30

Rezistena la ncovoiere, N/mm2, minim: - dup dou ore - dup 7 zile

1,5 3,0

1,0 2,0

Rezistena la compresiune, N/mm2, minim: - dup dou ore - dup 7 zile

3,5 8,0

3,0 7,0

12

LUCRAREA Nr.3

DETERMINRI ASUPRA CIMENTULUI PORTLAND 3.1 Generaliti

Cimentul portland este un liant hidraulic silicios, obinut prim mcinarea fin a clincherului de ciment portland, cu un adaos de 3 5 % ghips, pentru reglarea timpului de priz. Clincherul se obine prin arderea, la cca.14500C, a unui amestec fin mcinat, de calcar si argil, urmat de o rcire brusc.

ncercrile fizice asupra cimentului portland se execut conform indicaiilor standardului SR EN 196/1,2,3,6,7:1994 1995 i a STAS 8133 78 (starea de conservare).

3.2 Determinarea strii de conservare

Determinarea se execut conform prescripiilor standardului STAS 8133 78. Proba de ciment destinat ncercrilor fizice, luat conform SR EN 196/7:1995, se

reduce, prin metoda sferturilor, la cca.5 kg, se cntrete i se cerne integral, prin sita cu estura de srm nr.1 (STAS 1077 67).

Cernerea se face cu scopul ndeprtrii eventualelor impuriti. Dac rmn pe sit granule aglomerate, acestea se sfrm ntre degete, se trec prin sit i se adaug la proba cernut.

Granulele aglomerate, formate din ciment alterat, care nu se pot sfrma ntre degete, se separ, se cntresc i se raporteaz procentual la masa probei.

Starea de conservare a cimentului se apreciaz (conf. tabelului 3.1), n funcie de reziduul obinut la cernere, astfel:

r = 1005000

m , % unde:

m este masa reziduului, n g;

Tabelul 3.1

Aprecierea strii de conservare, funcie de reziduul pe sita nr. 1

Reziduu, r, [%] Starea de conservare 0 Bun ciment nealterat. max. 10 % Ciment cu nceput de alterare, ce poate fi utilizat n funcie de

rezultatele ncercrilor fizico-mecanice la vrsta de 2 (7) zile sau, n lipsa acestora va fi considerat de marc inferioar i folosit la betoane de clas cel mult C 6/7,5.

peste 10 % Ciment cu nceput de alterare, utilizabil numai la prepararea mortarelor.

13

3.3 Determinarea fineei de mcinare

Fineea de mcinare a cimentului se poate aprecia prin reziduul la cernere (n %), pe sitele specificate n standardul de produs, sau prin metoda permeabilitii la aer ( suprafaa specific Blaine , n cm2/g sau m2/g), reglementat prin SR EN 196 6 :1994.

3.3.1 Determinarea fineei de mcinare prin cernere Pentru cernere se folosesc sitele nr.02 (900 ochiuri/cm2) i nr.009 (4900 ochiuri/cm2),

lundu-se probe de aprox. 10 g ciment, cntrit la o balan (analitic) cu precizia de 10 mg. Procedura de sitare este executat manual de ctre un operator abil i experimentat. Sita se scutur prin micri de rotaie, planetare i liniare, pn cnd nu mai trece prin

ea nici un pic de material fin. Se cntrete reziduul obinut, care se exprim n procente din masa iniial a probei luat n lucru. Rezultatul determinrii reprezint media a dou determinri.

3.3.2.Determinarea suprafeei specifice Blaine se face cu permeabilimetrul Blaine i

se calculeaz cu relaia:

= 1,013 te

ekS , n cm2/g,

unde:

k - constanta aparatului; S suprafaa specific a cimentului, n cm2/g ; densitatea cimentului, n g/cm3; e porozitatea stratului de ciment tasat; vscozitatea aerului la temperatura de ncercare, n Pa .s (m-1.kg.s-1); t - timpul, n s. Metoda const n msurarea timpului necesar unui volum de aer , la presiune i

temperatur cunoscute, pentru a strbate un strat de ciment tasat n condiii definite. Cu ajutorul permeabilimetrului se msoar suprafee specifice de max. 8000 cm2/g. O metod mai exact, care msoar suprafee specifice mult mai mari (0,2 1000

m2/g) este metoda BET, bazat pe adsorbia azotului la temperaturi joase. 3.4 Determinarea consistenei standard Se face conform prescripiilor SR EN 196-3, pct.5 i precede determinarea timpului de

priz, care se efectueaz pe past de ciment de consisten standard (normal). Pasta de consisten standard (normal) are o rezisten specific la penetrarea unei

sonde standardizate ( sonda Tetmeyer anex a aparatului Vicat) i este considerat corespunztoare atunci cnd sonda, ce ptrunde n past sub propria ei greutate se oprete la o distan de 5 7 mm, fa de placa de baz, pe care este aezat inelul cu proba.

Pentru stabilirea cantitii de ap necesar se utilizeaz cantiti variabile de ap de amestecare, amestecarea putndu-se efectua mecanizat (malaxor cu palet i amestec forat), sau manual, cu condiia obinerii acelorai rezultate.

Cantitatea de ap corespunztoare vscozitii standard a pastei se nregistreaz cu o precizie de 0,5 %, fiind coninutul n ap al pastei de consisten standard.

Pentru prepararea pastei se cntrete o prob de 500g ciment (cu precizia de 1g), care se introduce n vasul malaxorului, mpreun cu 125 g ap (pentru nceput).

Amestecarea se face conform programului automat corespunztor, cu durata total de 3 min., dup care, pasta obinut se introduce n tiparul inelar, aezat pe placa de baz a

14

aparatului Vicat. ncercarea propriu-zis se execut prin penetrarea sondei, sub propria ei greutate , n past si notarea distanei rmase pn la placa de baz.

ncercarea se repet, pn cnd se obine o past corespunztoare ca vscozitate, la care sonda se oprete, la o distan de 61 mm de placa de baz. Pe pasta cu aceast consisten se efectueaz determinarea timpului de priza al cimentului.

Apa pentru amestecarea pastei de consisten standard se exprim n procente i se calculeaz cu relaia:

% H2Ocn = 1001

mm ,

n care: m - masa apei folosit pentru prepararea pastei, n g (sau volumul apei n cm3; considernd densitatea apei egal cu 1); m1 masa cimentului luat pentru determinare, n g. 3.5.Determinarea timpului de priz Se face conform SR EN 196-3, pct.6 , pe past de ciment de consisten standard i

const n msurarea intervalului de timp scurs, de la prepararea pastei de ciment, pn cnd acul aparatului Vicat nu mai strbate complet pasta de ciment, ci se oprete la distana de 41 mm, de placa de baz (nceputul prizei) i pn cnd acul ptrunde n past (pe faa opus a probei , ntoars dup constatarea nceperii prizei), pe o adncime de maxim 0,5 mm (sfritul prizei). Msurtorile de penetraie se fac la intervale de timp convenabile, de ex. 10 min, pentru determinarea nceputului prizei si cca. 30 min. pentru determinarea sfritului prizei.

nceputul prizei se noteaz cu o precizie de 5 min., iar sfritul prizei se nregistreaz la cca. 15 min. din momentul n care acul nu penetreaz n past mai mult de 0,5 mm.

3.6 Determinarea stabilitii (constanei de volum) Se efectueaz conform SR EN 196-3, pct.7, cu aparatul Le Chatelier. Determinarea se face concomitent pe dou epruvete, confecionate din aceeai past de

ciment, de consisten standard. Scopul principal al determinrii este de a aprecia riscul posibil al expansiunii (dilatrii) ulterioare, datorit hidratrii oxizilor de calciu i/sau magneziu liberi, eventual prezeni n ciment, datorit calitii necorespunztoare a clincherului.

Tiparele pentru confecionarea epruvetelor se numesc inele cu ace Le Chatelier. Proba cu tiparul se las s se ntreasc 24 ore n ap, la 201 0C, dup care se scoate din ap, se msoar distana dintre acele inelului ,A, cu o precizie de 0,5 mm i se introduce ntr-o baie de ap, care se aduce la fierbere treptat, n cca 30 min., unde se menine timp de 3h5 min.

Dup fierbere se msoar distana B dintre acele tiparului (cu o precizie de 0,5mm), se las proba s se rceasc pn la 202 0C, cnd se msoar din nou distana dintre acele inelului, C. Diferena (B-C), exprimat n mm indic constana de volum a cimentului n timpul fierberii, care, pe media celor dou determinri paralele nu trebuie s depeasc 10 mm.

Pentru fiecare epruvet se noteaz distanele A i C i se calculeaz diferena (C-A), cu o precizie de 0,5 mm.

Se noteaz media aritmetic a diferenelor corespunztoare celor dou probe, valoarea obinut comparndu-se cu prescripia standardului de produs, privind condiia de conformitate.

3.7 Determinarea rezistenelor mecanice ale cimentului se efectueaz conform SR

EN 196-1:1995 i const n determinarea rezistenelor la compresiune i ncovoiere (facultativ) a unor epruvete de form prismatic, cu dimensiunile de 40x40x160 mm. Epruvetele se ncearc la ncovoiere, iar jumtile de prisme, rezultate n urma acestei ncercri se supun ncercrii la compresiune.

15

Pentru fiecare termen de ncercare sunt necesare trei epruvete - pentru ncercarea la ncovoiere, respectiv, 6 jumti de epruvet - pentru ncercarea la compresiune.

Aceste epruvete se confecioneaz dintr-un amestec de mortar plastic, coninnd o parte de ciment i trei pri de nisip standardizat, cu un raport ap/ciment = 0,5.

Prepararea mortarului plastic se face conform metodologiei standard, prin amestecarea ntr-un malaxor planetar, cu amestec forat, a urmtoarelor materiale: 450g ciment,1350g nisip normal poligranular i 225 cm3ap. Din acest amestec se toarn 3 epruvete, corespunztoare unui termen de ncercare. Timpul total n care se execut operaia de preparare a unei astfel de porii de mortar este de 4 min 5 sec. Turnarea epruvetelor se face n matri cu trei cuiburi, n trei straturi succesive, compactate fiecare prin 60 ocuri, ntr-un interval de 55 62 sec, la o mas de oc, cu acionare automat. Dup confecionare, tiparele coninnd epruvetele se pstreaz 24 ore n aer umed (umiditate min. 90%), la o temperatur de 202 0C, dup care se decofreaz i se introduc n ap, n bazine de pstrare, unde se menin pn la termenele de ncercare: 2,7,28 zile.

Condiiile de ncercare i de calcul ale rezistenelor mecanice sunt identice cu cele descrise la ipsos.

Tipurile de ciment, conform standardelor naionale (SR) sunt prezentate n anexa nr.1. In anexa nr.2 sunt prezentate tipurile de ciment conform standardelor profesionale din

Romnia (SP).

16

CAPITOLUL 3

AGREGATE NATURALE GRELE PENTRU MORTARE I

BETOANE CU LIANI MINERALI

Agregatele sunt materiale granulare, provenite prin sfrmarea natural, sau artificial,

a rocilor , care servesc la prepararea mortarelor, betoanelor, la lucrri de drumuri, etc. n funcie de densitatea n grmad, n stare afnat, agregatele se clasific n:

agregate grele (ga>1200 kg/m3) i agregate uoare (ga

17

Sortul de agregate elementar este format din agregatele care rmn ntre dou site, sau ciururi consecutive, din seria de standarde.

Sortul se noteaz cu notaia convenional, corespunztoare sitei, sau ciurului, pe care agregatul rmne integral (dmin), separat printr-o liniu de cea a sitei, sau ciurului, prin care trece integral (dmax.). Exemple de notare: sort 0,21; sort 13; etc.

n funcie de provenien, de mrimea granulelor i de seria de site, sau ciururi, folosite la determinarea granulozitii, agregatele se clasific conform tabelului nr.4.2.

Agregatul obinut prin combinarea a dou, sau mai multe sorturi, astfel nct s satisfac cerinele impuse de scopul utilizrii poart denumirea de agregat total.

Tabelul 4.2 Clasificarea agregatelor n funcie de mrimea granulelor i de provenien

Denumirea agregatului Intervalul de granulozitate

dmindmax Provenit din sfrmarea natural a rocilor

Provenit din sfrmarea artificial a rocilor

0 7 Nisip natural (uzual denumit nisip)

Nisip de concasare

7 71 Pietri Piatr spart 71 125 Piatr mare Piatr spart mare 0 31

sau 0 71

Balast pentru betoane (Amestec natural de nisip i

pietri)

Compoziia granulometric a agregatului este o condiie tehnic de mare importan,

n cazul betoanelor grele fiind necesar un agregat, cu o compoziie granulometric astfel nct s rezulte un volum minim de goluri, n timp ce, pentru realizarea betoanelor uoare (de densitate redus) este necesar prezena golurilor.

In funcie de domeniul de utilizare, agregatele trebuie s satisfac anumite condiii de granulozitate.

4.2 Principiul metodei

Metoda const n cernerea unei anumite cantiti (funcie de dimensiunea maxim a granulelor) de agregat uscat (tab.nr. 4.3), prin ciururile i sitele corespunztoare ( tab. nr.1), cntrindu-se cantitile rmase pe fiecare ciur, sau sit i calculndu-se, apoi, trecerile n procente.

Tabelul 4.3

Mrimea probei pentru determinarea granulozitii, funcie de dimensiunea maxim a granulei

Dimensiunea maxim a granulei ,mm Masa probei, kg 0,2 0,1 1 0,5 3 1 7 5 16 15

31,5 25 71 50

18

Granulozitatea agregatelor se exprim sub forma curbei de granulozitate, artndu-se trecerile procentuale, n funcie de diametrele ochiurilor, din valorile trecerilor putndu-se calcula, prin scdere, cantitatea din fiecare sort.

Curba de granulozitate se obine trecnd pe axa absciselor diametrul ochiurilor ciururilor (sitelor) ntrebuinate, la scar obinuit, scar logaritmic sau combinat ( scar logaritmic pn la 7,1 mm, iar peste acest diametru, la scar obinuit), iar pe axa ordonatelor, trecerile procentuale, corespunztoare. Pe acelai grafic se traseaz i curbele limit, impuse de domeniul de utilizare al agregatului, sau recomandate (fig. 4.1), evideniindu-se astfel dac agregatul studiat ntrunete condiiile de granulozitate impuse.

In cazul livrrii agregatului pe sorturi, acestea se combin, conform condiiilor de granulozitate impuse de standardul de produs.

Sorturile uzuale de agregate care se livreaz sunt: 03; 37; 716; 16 31 . Sorturile de agregate trebuie s fie caracterizate printr-o granulozitate continu, n aa

fel nct s nu lipseasc granule de dimensiuni cuprinse n limitele ce definesc sortul.

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

25

42

60

80

65

55

31

19

22

40

1 3 7 16 31Scar

logaritmicScar

obisnuit

Trec

eri [

%]

10095

Fig.4.1 - Limitele de granulozitate ale agregatului total (0-31 mm), pentru betoane de clas C 8/10 (B 150) .C16/20 (B 600) i al betoanelor de clas superioar ( >C16/20 ) cnd se utilizeaz

agregate din piatr spart Pentru agregatul cu curba limit superioar (fig.4.1), sorturile vor fi combinate n

urmtoarele proporii: - sort 00,2 -10 %; - 0,21 -15 %; - 13 -17 %; - 37 -18 %; - 716 -20 %; - 1631 -20 %.

Aparatur -Balan tehnic cu sarcina maxim de 1 kg, sau 10 kg, funcie de diametrul maxim al granulelor agregatului; -Setul corespunztor de ciururi i site.

19

4.3 Mod de lucru

Sitele sau ciururile se aeaz n poziie orizontal, pe o cutie de baz,, n ordinea cresctoare a dimensiunilor. Se cntrete cantitatea corespunztoare de agregat, M n [g] i se vars pe ciurul de deasupra coloanei de cernere (cu ochiurile cele mai mari), ncepndu-se cernerea, care se face manual sau mecanic, cu ocuri pe direcia orizontal sau vertical.

Odat operaia de cernere nceput, se urmrete vizual terminarea cernerii pe ciurul cu ochiurile cele mai mari; n acel moment ciurul poate fi scos, ceea ce uureaz operaiunea n continuare. Granulele prinse n ochiuri sunt scoase , fie prin apsare uoar de sus n jos, fie prin lovirea uoar a ramei , fie prin tergerea, cu o pensul, pe dosul suprafeei de sitare, n cazul agregatelor fine i se adaug la restul rmas pe ciurul, sau sita respectiv. Se continu astfel, pn cnd operaia de cernere este terminat, adic, atunci cnd prin toate ciururile i sitele nu mai trec cantiti apreciabile de material. Controlul se face scuturnd fiecare suprafa de cernere, deasupra unei coli de hrtie albe.

Se va considera cernerea terminat, dac toate agregatele, care ar mai trece prin ciur, sau prin sit, timp de 1 minut, nu reprezint mai mult de 0,1 % din masa probei luat n lucru.

Cantitatea care, eventual ar mai trece prin ciur la acest control se vars pe ciurul urmtor.

Pentru uurarea cernerii se recomand ca separarea sortului 01 n 00,2 i 0,21, sau alte sorturi s se efectueze numai pe 100 g din fraciunea 01, calculndu-se apoi cantitatea din sorturile respective, corespunztoare ntregii cantiti de sort 01, din proba iniial (cantitatea existent n lad). Se cntresc, cu exactitate, fraciunile rmase pe ciururi i site i fraciunea care trece prin sita 020.Suma tuturor fraciunilor, exprimat n grame se scade din cantitatea iniial de agregat. Restul nu trebuie s depeasc 0,5 % , din masa iniial a probei uscate.

Pierderile se adaug la restul obinut pe sita 020. Pentru determinarea cantitii procentuale de agregat, care trece prin fiecare sit, sau ciur se adun resturile de pe sitele, sau ciururile, mai mici dect cele ale sitei, sau ciurului respectiv, inclusiv pierderile i masa agregatului care trece prin sita 020, iar suma obinut se exprim n procente, fa de masa iniial a probei (%). Rezultatul este media aritmetic a trei determinri paralele.

4.4 Prelucrarea rezultatelor Cu rezultatele obinute astfel se face un tabel de forma:

Nr. crt. Diametrul ochiului ciurului

mm

Rest,

g

Treceri,

g 1. 31,5 R1 = T1 = R2+T2= 2. 16 R2 = T2 = R3+T3= 3. 7,1 R3 = T3 = R4+T4= 4. 3,15 R4= T4 = R5+T5= 5. 1,0 R5 = T5 = R6+T6 +P = 6. 0,2 R6 + P = T6 =

Se traseaz curba de granulozitate folosind pentru axa absciselor scara combinat (semilogaritmic).

4.5 Interpretarea rezultatelor

- Se traseaz curbele limit impuse de domeniul de utilizare a agregatului; - Se trag concluzii asupra posibilitii de utilizare a agregatului n starea n care

se gsete iniial (nesortat); - Se calculeaz compoziia granulometric a agregatului studiat.

20

LUCRAREA Nr.5

DETERMINAREA DENSITII AGREGATELOR SI A VOLUMULUI DE GOLURI DINTRE GRANULE

5.1.Determinarea densitii (densitii absolute)

Se utilizeaz metoda picnometric (Vezi Lucrarea Nr.1).

5.1.1 Principiul metodei Metoda const n determinarea volumului absolut al probei de agregat, adus la forma

de pulbere uscat, ndeplinind anumite condiii de finee, obinut prin mojarare din proba de agregat de analizat, prin dezlocuire cu un lichid cu care agregatul nu reacioneaz (de ex. apa); volumul de lichid dezlocuit fiind determinat prin cntrire, cu un picnometru i pe baza densitii cunoscute a lichidului utilizat.

Densitatea va fi dat de relaia :

( ) ( ) ( ) 1411432123

mmmm

mmmmmm

+== n g/cm3

n care: m este masa probei de pulbere, n g; (m = m3-m2); m1- masa picnometrului umplut cu lichid, n g; m2- masa picnometrului gol i uscat, n g;

m3- masa picnometrului cu proba de pulbere, n g; m4- masa picnometrului cu proba de pulbere, umplut cu lichid (ap) pn la semn, n g; 1- densitatea lichidului folosit, n g/ cm3.

5.1.2 Aparatur

- Balan analitic; - Etuv electric; - Exicator cu clorur de calciu; - Capsul de 50 cm3 , metalic sau de porelan; - Piuli din oel; - Mojar de agat; - Plnie de stcl; - Sit cu estur de srm 0125, STAS 1077-67; - Baie de nisip; - Picnometru tarat la 200C, cu capacitatea de 50 cm3,cu dop de sticl prevzut cu tub

capilar.

5.1.3Mod de lucru Din proba reprezentativ de agregat se ia o cantitate de 600 g agregate, care se piseaz,

mai nti n piuli de oel, iar apoi se reduce, prin metoda sferturilor i se mojareaz n mojarul de agat. Dup mojarare, ntreaga cantitate de material, transformat n pulbere, trebuie s treac prin sita nr. 0125, apoi se reduce din nou, prin metoda sferturilor, reinndu-se ntr-o capsul metalic, sau de porelan, o cantitate de 150 g. Capsula cu material se usuc n etuv, la 105 1100C, pn la mas constant, apoi se las s se rceasc, n exicatorul cu clorur de calciu, pn la cca. 20 oC.

21

- Se determin, cu balana analitic, masa (m1) picnometrului umplut cu ap pn la reper.

- Se golete picnometrul de ap, se usuc i se cntrete cu balana analitic (m2).

- n funcie de capacitatea picnometrului se introduce cu o plnie cca. 10 g , sau cca . 30 g material n pulbere, uscat, trecut integral prin sita nr. 0125 i se cntrete din nou (m3).

Peste materialul din picnometru se toarn ap distilat, pn la cel mult jumtate din volumul acestuia, dup care picnometrul se fierbe pe baia de nisip , cca .1520 minute, agitndu-se pentru a ndeprta aerul i pentru a evita lipirea materialului.

Se scoate picnometrul de pe baia de nisip i se rcete cca.30 minute, se umple cu ap distilat i se las ntr-o camer, la cca. 20 0C, pentru depunerea materialului n suspensie. Dup 24 ore se completeaz apa care s-a evaporat, se pune dopul picnometrului, avnd grij ca apa s deverseze la partea superioar a tubului capilar i s nu rmn bule de aer n picnometru.

Se usuc picnometru la exterior cu o hrtie de filtru, dup care se cntrete, la balana analitic (m4).

5.1.4 Prelucrarea rezultatelor Se calculeaz densitatea cu relaia de mai sus, comparndu-se valoarea obinut cu

valoarea din literatur, sau cu cea impus de domeniul de utilizare a agregatului. 5.2 Determinarea densitii aparente a agregatului cu dmin>7,1 mm 5.2.1 Principiul metodei tiind c masa probei poate fi determinat uor prin cntrire, metoda const n

determinarea volumului aparent al unei probe reprezentative de agregat (cca. 1 kg), n prealabil saturat cu ap i introdus ntr-un co, sau o plas de srm, volumul dezlocuit fiind determinat (pe baza principiului lui Arhimede), cu o balan hidrostatic.

Densitatea aparent va fi dat de relaia:

apammm = 21 kg/m

3

n care: m masa agregatului uscat, n [kg]; m1 masa agregatului saturat cu lichid, cntrit n aer, n kg; m2- masa agregatului saturat cu lichid, cntrit n ap, n kg; ap densitatea apei la temperatura de lucru (200C). Rezultatul se consider media aritmetic a trei determinri paralele.

5.2.2 Aparatur

- Balan tehnic cu sarcina max. de 2 kg ; - Balan hidrostatic cu un co din plas de srma sau tabl perforat; - Set de ciururi, conf. STAS 1667 76; - Vas cilindric de sticl.

5.2.3 Mod de lucru Din agregatul de analizat se formeaz, prin metoda sferturilor, o prob de minim 5 kg. n

cazul n care proba conine buci cu dimensiunea minim mai mare de 71 mm, acestea se sparg n granule, care s treac prin ciurul cu ochiuri rotunde, cu diametrul de 71 mm (STAS 1078 73).

22

Proba se usuc, pn la mas constant, apoi se cerne printr-un ciur, cu dimensiunea ochiurilor corespunztoare limitei inferioare a sortului care urmeaz a fi supus determinrii.

Din materialul rmas pe acest ciur se cntresc trei probe, a cte 1000 g fiecare. Probele se supun saturrii cu ap, timp de 4 ore. Dup scoaterea probei din ap se terg granulele cu o crp umed i stoars i apoi se cntresc, mai nti n aer, cu balana tehnic (m1), apoi n ap, cu balana hidrostatic (m2).

5.2.4 Prelucrarea rezultatelor Se calculeaz densitate aparent a agregatului cu relaia de mai sus i se compar cu

cerinele de densitate impuse de scopul utilizrii lui. 5.3 Determinarea densitii n grmad Agregatele, fiind materiale granulare se caracterizeaz prin densitatea n grmad (g),

definit ca mas a unitii de volum de material granular, aa cum se prezint. 5.3.1 Principiul metodei Metoda const n determinarea masei unor volume standardizate de agregat, msurate cu

ajutorul unor vase de volum cunoscut, funcie de dmax al granulelor agregatului. Densitatea n grmad n stare afnat sau ndesat g(a,) va fi dat de relaia:

( ) 100012, = Vmm

iag , n kg/m3 n care: m1 este masa vasului gol, n kg; m2 masa vasului umplut cu material (n stare afnat sau ndesat), n kg; V volumul vasului n dm3. 5.3.2 Aparatur

- Surs de cldur; - Balan cu clasa de precizie III (STAS 3308-78); - Vase volumetrice cu pereii suficient de rigizi, pentru a nu se deforma i cu dimensiunile

conform tabelului 5.1; - Rigl metalic; - Scaf.

Tabelul 5.1

Vase utilizate la determinarea densitii n vrac (grmad) a agregatelor

Dimensiunile vasului, [mm] Diametrul maxim al agregatului

dmax ,[mm]

Volumul vasului, [dm3] Diametru interior nlime interioar

7,1 1 108 109 31,5 5 185 186

> 31,5 10 234 233

5.3.3 Mod de lucru Agregatele se usuc pe tava de oel nesmluit, pn cnd, apropiind de suprafaa

materialului o plac de sticl rece, aceasta nu se mai aburete. Se alege din tab. 5.1 vasul necesar determinrii, n funcie de dmax al granulelor

agregatului supus determinrii i se cntrete (m1).

23

Umplerea vasului se va face dup cum urmeaz: -pentru densitatea n grmad n stare afnat, (ga) se introduc agregatele cu o scaf ,

prin cdere liber de la nlimea de 100 mm, pn la formarea deasupra vasului a unui con, dup care se nltur surplusul de agregate, prin rzuire cu rigla metalic.

-pentru densitatea n grmad n stare ndesat (g), agregatele se introduc n trei straturi succesive de grosime egal. Pentru fiecare strat, vasul se bate de 50 ori , cu fundul de o mas de lemn, de la nlimea de cca. 50 mm.

La turnarea ultimului strat se va aduga la vas un prelungitor, de forma unei rame cilindrice, de acelai diametru, nalt de 50 mm, care se nltur dup operaiunea de tasare, surplusul ndeprtndu-se prin rzuire .

Pentru ndesare se poate folosi i o mas vibratoare, cu 3000 vibraii/min. i cu amplitudinea de 0,3-0,35 mm, pe care se aeaz vasul cu material i cu prelungitor i se vibreaz timp de 3 minute.

Se cntrete vasul plin cu material, m2. 5.4 Determinarea volumului de goluri dintre granule 5.4.1 Principiul metodei Metoda const n determinarea volumului de goluri , pe baza volumului de ap care

intr in ele (pentru agregat cu dmax> 7,1 mm), agregatele cu dmax< 7,1 mm nesaturndu-se cu ap.

Volumul de goluri, Vg va fi dat de relaia:

10023 =

apag V

mmV , %; n care: m2 este masa vasului umplut cu agregat saturat (respectiv, nesaturat), n kg;

m3 - masa vasului umplut cu agregat saturat (respectiv, nesaturat), completat cu ap, n kg;

V volumul vasului ntrebuinat, n dm3.

5.4.2 Aparatura este aceeai ca la determinarea densitii n grmad plus un set de ciururi.

5.4.3 Mod de lucru Se introduc agregatele ntr-un vas cu ap pentru a se satura, pn la mas constant,

dup care se trec pe un ciur cu diametrul ochiurilor mai mic dect cel care a servit la separarea fraciunii respective, pentru a permite apei s se scurg. Dup 30 min se toarn agregatul cu o scaf, de la nlimea de 100 mm, n vasul corespunztor determinrii densitii n grmad. Se niveleaz i se cntrete (m2), se umple apoi cu ap potabil i se cntrete din nou (m3).

5.4.4 Prelucrarea rezultatelor Se calculeaz volumul de goluri cu relaia de mai sus. n cazul n care se cunoate densitatea aparent a i densitatea n grmad, n stare

afnat i uscat, ga a agregatelor, volumul de goluri Vg (%) se poate calcula i cu relaia :

( ) 100.%a

gaagV

= Se compar valorile pentru volumul de goluri, obinute cu cele dou relaii.

24

CAPITOLUL 4

MORTARE CU LIANI MINERALI

Mortarele sunt amestecuri bine omogenizate de liani, nisip i ap, n care se mai pot introduce diverse adaosuri cu efect plastifiant, acceleratori sau ntrzietori de priz,, de impermeabilizare, colorante, etc.

Ele se clasific dup tipul liantului folosit sau dup domeniul de utilizare, n funcie de acesta existnd mortare obinuite i mortare speciale. Mortarele obinuite servesc ca elemente de legtur (mortarele de zidrie), de protecie i finisaj (mortarele de tencuial).

LUCRAREA Nr.6

STABILIREA COPMZIIEI MORTARELOR 6.1 Generaliti Stabilirea tipului i dozajului de liant, a agregatelor i a adaosurilor se face n funcie de

marca prescris a mortarului, de lucrabilitatea necesar, de umiditatea mediului ( la mortarele de zidrie) i n funcie de elementele de construcie pe care se aplic, de adeziunea la suport, de cerinele estetice arhitectonice (la mortarele de tencuial). Mortarele de zidrie i tencuial se refer la suport : crmid, nlocuitor de crmid, beton i beton celular.

Compoziia principalelor tipuri de mortare utilizate n construcii este precizat prin normative ( Ex.:Instruciuni tehnice privind compoziia i prepararea mortarelor de zidrie i tencuial, C 17 82) sau se stabilete prin determinri prealabile. Marca mortarului reprezint o valoare convenional privind rezistena la compresiune considerat la proiectare i care trebuie realizat de mortarul pus n lucrare, verificarea efectundu-se conform STAS 2634 80.

Scara de mrci precum i rezistena minim care trebuie realizat sunt stabilite prin STAS 1030-85.

n tabelul nr.6.1 se dau compoziiile unor mortare de zidrie, iar n tabelul nr. 6.2 se dau compoziiile unor mortare de tencuial, aplicate ntr-un singur strat, stabilite experimental pentru nisip cu umiditatea de 2 %, care pot fi folosite fr alte ncercri preliminare de verificare a caracteristicilor. Se folosete, n general, nisip natural de carier sau de ru, conform STAS 1667 76 Agregate naturale grele pentru mortare i betoane uoare.

Cnd se folosete nisip uscat, dozajul se va corecta pe antier, prin mrirea cu 10 % a dozajului de liant i plastifiant.

Varul din reetele de mortar este sub form de past cu consistena de 12 cm. n cazul utilizrii nisipului cu alt umiditate se va face corecia de dozaj, n funcie de nfoierea nisipului.

La mortarele de o anumit marc se pot folosi diverse formule empirice pentru calculul dozajului aproximativ de liant i plastifiant. (De ex.: n cazul mortarelor mixte, varul sau argila sunt considerate plastifiani).

n lucrarea de fa se vor prepara: un mortar de var i un mortar de ciment var, cu anumite caracteristici fizico-mecanice impuse.

25

Tabelul 6.1

Dozaje uzuale la mortarele de zidrie cu var i ciment

Materiale pentru 1 m3 de mortar Marca mortarului, i notaia

Tipul mortarului Ciment

II B-M 32,5 kg

Var past sau lam de

carbid kg

Nisip, kg

M 10 Z Var 100 130 1660 M 25 Z Var ciment 140 130 1660 M 50 Z Ciment var (argil) 200 115 1600 M 100 Z Ciment var (argil) 250 75 1600 M 100 Z Ciment 290 - 1600

Tabelul nr.6.2 Dozaje uzuale la mortarele de tencuial cu var i ciment

Materiale pentru 1 m3 de mortar Marca

mortarului i notaia

Tipul mortarului Ciment,

kg Var past sau lam de carbid,

kg

Nisip, kg

M 4 T M 10 T M 25 T M 50 T M 100 T M 100 T

var var-ciment var-ciment ciment-var ciment-var

ciment

- 125 155 250 340 350

500 325 260 110 60 -

1550 1500 1500 1450 1350 1550

6.2 Prepararea unui mortar de tencuial , M 4 T, de var 6.2.1 Stabilirea dozajului componenilor: se face n funcie de caracteristicile cerute:

- compoziie 1:4, n volume; - consistena: 80 mm; - nisip de carier, avnd masa de 10 kg, coninnd 60 % sortul 03 mm i 40 % sortul

3,15 7,1 mm.

6.2.2 Materiale componente - Nisip 10 kg (compus din 60 % sortul 0-3 mm i 40 % sortul 3,15 7,1 mm).

Cantitatea de nisip se calculeaz n funcie de cantitatea de mortar ce trebuie preparat. - Ap se adaug pn la obinerea consistenei dorite, msurndu-se n kg, (A kg); - Var sub form de past de consisten 12 mm ,(x kg).

Calculul lui x se face n funcie de compoziia impus, cu formula:

ga

ax

.4.10 12= , n kg

26

n care: 12a este densitatea pastei de var de consisten 12 cm;

ga = densitatea n grmad, n stare afnat a nisipului (obinut prin amestecarea celor 6 kg nisip sort 03,15 mm cu 4 kg sort 3,15 7,1 mm).

Dac pasta de var are o consisten diferit de 12 cm, volumul echivalent necesar din aceasta se obine prin nmulirea volumului necesar de past de consisten 12 cm cu coeficientul K dat de relaia:

1000100012

=

a

aK ,

n care:

a 12 = densitatea pastei de var de consisten 12 cm, n kg/m3;

a = densitatea pastei luate n lucru, n kg/m3. Cantitatea de past de var luat n lucru va fi :

ga

aKx

.4..10' = , n kg

6.3 Prepararea unui mortar de ciment var ,avnd urmtoarele caracteristici:

- mortar de zidrie, de ciment var, cu marca de min. 5 N/mm2; - consistena mortarului : 80 mm; - nisip compus din 60 % sort 03,15 mm i 40 % sort 3,15 7,1 mm.

6.3.1 Materiale componente

- nisip (cu caracteristicile de mai sus), 10 kg; - ciment tip I 32,5 ( P 40), C , kg; - var sub form de past cu consistena 120 mm, V12, kg; - ap: se adaug treptat, dintr-o cantitate de ap oarecare, aproximativ 1,5 l, msurat cu

cilindrul gradat, pn la obinerea consistenei dorite. Calculul cantitilor de ciment i var se face ca mai sus, pe baza compoziiei cerute a

mortarului (tabel 6.1) i a densitii materialelor componente (densitatea n vrac a cimentului, n stare afnat, ga c i densitile pastei de var: luat in lucru i de consistena dorit, 12cm), sau se pot folosi diverse formule empirice , ca de exemplu, pentru mortare de zidrie:

Dc= 1000.. cm

MKM ;

Dp= 170 ( 1 0,002 Dc), n care:

Dc este dozajul de ciment, n kg/m3 nisip; Mm marca mortarului, n N/mm2; - Mc marca cimentului, n N/mm2; - K - coeficient de corecie, egal cu 0,7 (corespunztor ncercrii cimentului pe mortar

normal) 6.3.2 Prepararea mortarului Folosind cantitile calculate, se cntresc materialele componente (ciment, past de

var, nisip), msurndu-se o cantitate de ap cu cilindrul gradat (cca. 1,5 l).

27

Se amestec cimentul cu nisipul i cu pasta de var, transformat n prealabil n lapte de var, cu o poriune din apa msurat, omogeniznd bine i adugnd din apa rmas, att ct este nevoie, pentru a se obine consistena dorit a mortarului.

Se noteaz cantitatea total de ap introdus n mortar.

CAPITOLUL 5

BETOANE

LUCRAREA Nr.7 STABILIREA COMPOZIIEI BETONULUI

7.1 Generaliti Betonul este un conglomerat artificial obinut prin ntrirea unui amestec bine

omogenizat de liant, agregat ap i eventual, aditivi. Compoziia unui beton va fi aleas n aa fel nct cerinele privind rezistena i

durabilitatea acestuia s fie asigurate conform tabelului 7.1. Tabelul 7.1.

Cerine minime de asigurare a durabilitii pentru beton n funcie de clasele de expunere

Clasa de expunere

Clasa de beton, min.

Grad de impermea-

bilitate, min.

Grad de gelivi-

tate, min.

Agregate rezistente la nghe-dezghe

Aer antrenat

Raport A/C, max.

1 C 12/15 P 4 - - - 0,65*

2 a)C16/20 b) C18/22,5 P 4 P 8

- G100 (150)

- da

- da

0,50 0,45

3 C 25/30 P 12 G 150 da da 0,40

4 a). C 20/25 b1). C 25/30 b2). C 25/30

P 8 P 12 P 12

- G 100 G 150

- da da

- da da

0,45 0,40 0,40

5

a).C18/22,5 b).C 18/22,5 c). C 18/22,5

d). C 25/30

P 8 P 8 P 12 P 12

-

-

-

0,50 0,50 0,45 0,45

Clasele de expunere reprezentnd condiiile de mediu la care este expus betonul sunt

clasificate n normativul de betoane dup cum urmeaz: - mediu uscat moderat sau sever;

28

- mediu umed - moderat sau sever; - mediu marin subacvatic sau de suprafa; - mediu chimic agresiv cu patru trepte de agresivitate.

La stabilirea compoziiei betonului se urmrete determinarea cantitilor de materiale necesare pentru prepararea unui m3 de beton proaspt. Compoziia betonului trebuie astfel stabilit nct s asigure obinerea lucrabilitii, durabilitii i rezistenelor necesare, n condiiile utilizrii unui dozaj minim de ciment.

Pentru stabilirea compoziiei betonului trebuie s se cunoasc: - caracteristicile fizico mecanice i chimice ale betonului de preparat; - caracteristicile materialelor utilizate la preparare (ciment, agregat, ap, aditivi); - condiii de punere n oper i ntrire; - dimensiunea minim a elementului de construcie i gradul de armare.

Metodele de calcul a compoziiei betonului se pot grupa n dou categorii: metode cu dozaj de ciment impus (din ce n ce mai puin utilizat) i metode bazate pe clasa betonului.

Stabilirea compoziiei betonului se face numai de ctre laboratoare autorizate, parcurgndu-se urmtoarele etape:

a. stabilirea parametrilor compoziiei; b. calculul componenilor; c. efectuarea ncercrilor preliminare; d. finalizarea compoziiei, prin recalcularea componenilor, ca urmare a rezultatelor

ncercrilor preliminare. Alegerea compoziiei se va face prin ncercri preliminare urmrindu-se realizarea

cerinelor. 7.2 Parametrii compoziionali i factorii de care trebuie s se in seama la stabilirea

acestora, conform normativului pentru betoane n vigoare: NE 012-99 sunt prezentai n tabelul 7.2

Tabelul 7.2 Parametrii compoziiei betonului

Nr. crt.

Parametrul compoziional

Factorii pe baza crora se stabilete

Prevederile din norm (NE 012-99) care se aplic

1. Tipul de ciment - clasa betonului - condiiile de serviciu i de expunere - caracteristicile elementului (masivitate)

cap.4, pct.4.1-2; Anexa 1.2

2. Tipul de aditiv -condiiile de transport i de punere n oper -cerinele de rezisten i durabilitate , impuse prin proiect -caracteristicile elementului (seciune, armare)

cap.4,pct.4.4.; cap.16, pct.16.1; Anexa I.3

3. Raportul A/C, max. -clasa betonului -gradul de omogenitate asigurat la prepararea betonului -gradul de impermeabilitate impus prin proiect -condiiile de expunere

pct.3.3.1; Tabel I.4.2; Anexa I.7, pct.3.3.2 i pct.3.3.4;Tab. 5.4

4. Dozajul min. de ciment

-condiii de serviciu i expunere cap.5, pct.5.2.2.; Tab.5.5, pct.3.4

5. Consistena betonului

-condiii de transport i punere n oper -forma i dimensiunile elementelor

pct. 3.5; tab. I.4.3

29

-desimea armturilor 6. Cantitatea de ap de

amestecare -consistena adoptat -mrimea granulei max. a agregatului -tipul de aditiv folosit

pct. 3.6; Tab.I.4.4

7. Granula max. a agregatelor

-forma i dimensiunile elementelor -desimea armturilor -condiiile de preparare i transport

pct. 3.7

8. Granulozitatea agregatului total

-dozajul de ciment -consistena -tehnologia de punere n oper

pct.3.8; Tab. I.4.5

7.2.1-Tipul de ciment i de aditiv se stabilete de ctre proiectant i poate fi modificat

de ctre executant numai cu acordul proiectantului. 7.2.2-Valoarea maxim a raportului A/C pentru realizarea clasei betonului se stabilete

n funcie de clasa cimentului i gradul de omogenitate al betonului, conform tabelului 7.3, cu urmtoarele precizri:

-valorile din tabel sunt valabile pentru gradul II de omogenitate a betonului; pentru gradul I, valorile cresc cu 0,05, iar pentru gradul II , scad cu 0,05;

-n cazul utilizrii agregatelor de piatr concasat, valorile din tabel se mresc cu 10 %; -n cazul accelerrii ntririi betonului prin tratare termic, innd seama de reducerea

rezistenelor finale, valorile raportului A/C prevzute n tabel vor fi considerate valabile pentru gradul I de omogenitate, urmnd ca pentru gradul II s fie diminuate cu 0,05.

Tabelul 7.3

Valorile maxime ale raportului A/C pentru realizarea condiiei de clas (pentru efectuarea ncercrilor preliminare)

Clasa cimentului Clasa betonului 32,5 42,5 52,5

C 8/10 0,75 C 12/15 0,65 C 16/20 0,55 0,65 C 18/22,5* 0,53 0,62 C 20/25 0,50 0,60 C 25/30 0,45 0,55 0,60 C 28/35* 0,40 0,50 0,55 C 30/37 0,47 0,53 C 32/40* 0,45 0,50 C 35/45 0,40 0,47 C 40/50 0,45 C 45/55 0,42 C 50/60 0,40

*Clase de beton care nu se regsesc n normele europene 7.2.3 Dozajul minim de ciment pentru betonul simplu i pentru betonul armat, n funcie

de condiiile de expunere se stabilete conform prescripiilor din normativul de betoane NE 012-99, tabelul 7.4 i este valabil n cazul folosirii agregatelor 0-31 mm. n cazul utilizrii agregatelor 0-16 mm, dozajele se sporesc cu 10 %.

Dozajul de ciment este determinat n funcie de clasa de rezisten a betonului, precum i de cantitatea de ap necesar pentru a se obine o anumit consisten a betonului proaspt .

30

7.2.4 Consistena betonului proaspt (msur a lucrabilitii) poate fi determinat prin urmtoarele metode: tasarea conului, remodelare VE-BE, grad de compactare i rspndire. Clasificarea n clase de lucrabilitate , funcie de metoda folosit pentru determinare este prezentat n tabelele 7.5 ; 7.6 ; 7.7.

Avnd n vedere c cea mai folosit metod este cea a tasrii conului, cu excepia betoanelor foarte vrtoase , n prezenta lucrare s-a fcut referire la aceast metod.

Consistena cerut betonului depinde de felul i dimensiunea elementului structural, prezena i amplasarea armturii, tipul echipamentului de transport i punerea n oper a betonului , de posibilitile de compactare i condiiile de mediu n timpul turnrii. Pentru fiecare din aceste situaii normativul prevede consistena orientativ.

Tabelul 7.4 Dozajul minim de ciment pentru asigurarea cerinelor de durabilitate

Dozajul minim de ciment [kg/m3] pentru: Clasa de expunere Grad de

agresivitate Beton simplu Beton armat a /- 150 250

1 b - 180 275 a - 200 290

2 b - 300 325 3 - 325 365

S 300 325 a I 350 390 S 300 325

4 b

I 325 365 ANA AS ANA AS

a FS 225 (180) 2401 260 270 b S 300 (230) 3301

3001 325 3601

3402 c I 350 (280) 3302

3103 390 3652

3503 FI-1 4102

3703 4502 4103

FI-2 4102(+) 4103

4502 (+) 4503

5

d

FI / 3

350 (+) (280)

4103(+)

390 (+)

4503 (+)

Notaii: ANA ape naturale agresive, cu excepia celor cu agresivitate sulfatic i a Mrii

Negre; AS agresivitate sulfatic; 1 - Ciment II A-S; 2 Ciment H I ; H II A-S; 3 Ciment SR I; SR II A-S; (+) msuri suplimentare de protecie; ( ) - valorile din parantez se vor adopta pentru betoane suport sau de egalizare.

31

Tabelul 7.5 Lucrabilitatea betonului proaspt conform metodei de tasare a conului

Clasa Tasarea conului, mm

T2 3010 T3 7020

T3/T4 10020 T4 12020

T4/T5 15030

Tabelul 7.6

Lucrabilitatea betonului proaspt conf. metodei gradului de compactare (Waltz)

Clasa Grad de compactare (Waltz) , [Gc] C0 > 1,46 C1 1,45 1,26 C2 1,25 1,11 C3 1,10 1,04

Tabelul 7.7 Lucrabilitatea betonului proaspt conf. metodei de remodelare Vb

Clasa Remodelare Vb V0 > 31 V1 30 21 V2 20 11 V3 10 5 V4 < 4

7.2.5. Granulozitatea agregatelor i dimensiunea granulei maxime a agregatului Pentru obinerea unui amestec cu un dozaj optim de ciment i o cantitate mic de ap se

recomand utilizarea unei combinaii de agregate care s conin o cantitate redus de nisip i o proporie mai mare a agregatelor mari.

n general, granulozitatea agregatelor se alege funcie de condiiile de turnare, compactare precum i de tipul agregatelor ce se folosesc. n anumite cazuri, pentru ca betonul s nu segrege n timpul transportului turnrii i compactrii, pentru a fi uor lucrabil i uor de compactat trebuie sporit cantitatea de parte fin.

Dimensiunea granulei maxime a agregatului se stabilete n funcie de dimensiunile caracteristice ale elementelor, respectndu-se condiiile:

max D* max d 5 mm max 1,3 c

unde: D este dimensiunea cea mai mic a elementului structural;

d distana dintre barele de armtur; c stratul de acoperire cu beton al armturii;

32

- In cazul plcilor se poate adopta relaia: max 1/3 D, iar n cazul recipienilor i/sau monolitizrilor max 1/6 . 7.3.Efectuarea ncercrilor preliminare 7.3.1 Stabilirea compoziiei pentru betoanele de clas

33

Tabelul 7.10

Limitele zonelor de granulozitate pentru agregate 0-71 mm % treceri n mas prin sit sau ciur Limita 0,2 1 3 7 16 25 31 40 71

max. 8 18 32 45 61 70 77 84 100 min. 1 6 13 22 38 50 57 68 95

Cu compoziia astfel stabilit se prepar un amestec pentru definitivarea cantitii de ap

de amestecare (A) corespunztoare lucrabilitii cerute. Totodat se determin densitatea aparent a betonului proaspt (b) i se corecteaz

cantitatea de agregate (Ag) aplicnd relaia: Ag= b C A, n kg/m3 (7.1) n care: C cantitatea de ciment, conform tab. 7.5, n kg/m3Alegerea compoziiei se va face prin ncercri preliminare, urmrindu-se realizarea rezistenelor cerute. In acest scop se prepar dou amestecuri de beton de cte min.30 l ;

- primul amestec avnd compoziia de baz stabilit conform tabelului 7.4; - al doilea amestec, avnd dozajul de ciment sporit cu 20 kg/m3, fa de cel al compoziiei

de baz i meninnd constante cantitile de ap i de agregate. Din fiecare amestec se confecioneaz minim 6 epruvete. Confecionarea i pstrarea

epruvetelor se va face conform STAS 1275-88 (Incercri pe betonul ntrit. Determinarea rezistenelor mecanice).

Epruvetele se ncearc la 7 zile, iar pe baza rezultatelor obinute se adopt dozajul de ciment care, la aceast vrst, asigur o rezisten cel puin egal cu clasa betonului. Se definitiveaz compoziia betonului aplicnd relaia (7.1).

7.3.2 Stabilirea compoziiei pentru betoanele de clas C8/10 (B150)

Pentru stabilirea compoziiei betoanelor de clas cel puin egal cu C8/10 se stabilesc mai nti parametrii conform prevederilor din tabelul 7.1., apoi se trece la calculul compoziiei iniiale.

Cantitatea de ciment (C1) se evalueaz aplicnd relaia:

C1 =CA

A/

1

(7.2)

unde: A1 - cantitatea orientativ de ap de amestecare, care se alege n funcie de clasa i lucrabilitatea betonului, tipul i dimensiunea maxim a agregatelor, urmnd indicaiile din tabelul 7.11 (I.4.4 din normativ):

Tabelul 7.11 Cantitatea orientativ de ap de amestecare

Cantitatea de ap de amestecare A1 , [l/m3], pentru clasa de consisten:

Clasa betonului T2 T3 T3/ T4 T4 < C 8/10 160 170 -

C 8/10 - C 20/25 170 185 200 220 C 25/30 185 200 215 230

34

A/C valoarea cea mai mic a raportului maxim pentru asigurarea cerinelor de rezisten (clas) si de durabilitate. Raportul ap:ciment se adopt n funcie de clasa betonului i clasa cimentului, conform indicaiilor din tabelul 7.2.

Cantitatea de ciment rezultat se compar cu dozajul minim admis ,tab.7.3. Cantitatea de agregate n stare uscat Ag1 se evalueaz cu relaia: ( )PACA cagg = 111 /1000 (7.3)

n care: c este densitatea cimentului, egal cu 3,0 kg/dm3; ag densitatea aparent a agregatelor, n kg/dm3, adoptat conform tabelului 7.12, dac nu se dispune de determinri n conformitate cu STAS 4606-80; P - volumul de aer oclus, egal cu 2,0 %, respectiv 20 dm3/m3; n cazul utilizrii de aditivi antrenori de aer, aerul antrenat se stabilete conform tabelului 7.13.

Tabelul 7.12 Densitatea aparent a agregatelor

Tipul rocii Densitatea aparent, ag, kg/dm3

Silicioas (agregate de balastier) 2,7 Calcaroas 2,3 2,7 Granitic 2,7 Bazaltic 2,9

Tabelul 7.13

Volumul de aer antrenat

Dimensiunea max. a

agregatului, [mm]

7

10

16

20

31

40

71

Aer antrenat, % (0,5%)

6 6 5 5 4,5 4 3,5

Densitatea aparent a betonului proaspt se calculeaz cu relaia: b1= A1+ C1 +Ag1 (7.4) Proporiile dintre diferitele sorturi de agregate i cantitile corespunztoare, se stabilesc

astfel nct s se asigure nscrierea n zona de granulozitate adoptat. Pentru stabilirea compoziiei de baz se procedeaz astfel:

- se prepar un amestec informativ de beton de minim 30 litri, lund n considerare cantitile de ciment i agregate evaluate cu relaiile 7.2 i 7.3, la care se introduce apa de amestecare treptat, pn la obinerea consistenei dorite, determinndu-se astfel cantitatea de ap A ( aditivul se introduce dup prima cantitate de ap);

- se determin densitatea aparent: b; - se recalculeaz cantitatea de ciment cu relaia 7.2:

C1 =CA

A/

1

;

- se recalculeaz cantitatea de agregate cu relaia: ( ) CAA bbg += 21 (7.5)

35

Att la prepararea amestecului informativ ct i a amestecurilor preliminare prevzute mai

jos se vor utiliza agregate uscate. Pentru verificarea rezistenelor mecanice se prepar cte trei amestecuri de beton, de

minim 30 litri fiecare, pentru fiecare din urmtoarele compoziii : - compoziia de baz rezultat conform calculului de mai sus; - o compoziie suplimentar avnd dozajul de ciment sporit cu 7 %, dar minim 20 kg/ m3,

fa de cel al compoziiei de baz, meninnd cantitile de ap i de agregate din compoziia de baz;

- o a doua compoziie suplimentar, avnd dozajul de ciment redus cu 7 %, dar minim 20 kg/ m3, (numai dac dozajul rezultat nu este sub cel minim admis), meninnd cantitile de ap i de agregate din compoziia de baz. Din fiecare amestec de beton se confecioneaz minimum 4 epruvete, rezultnd n total

cte 12 epruvete pentru fiecare compoziie. Confecionarea, pstrarea i ncercarea epruvetelor se vor efectua conform prevederilor din STAS 1275-88.

Cte 6 din epruvetele confecionate pentru fiecare compoziie se ncearc la vrsta de 7 zile.Se adopt compoziia preliminar pentru care , cu dozajul minim de ciment, rezistena betonului la vrsta de 7 zile este cel puin egal cu procentele din rezistena la 28 zile, de mai jos :

- 55 % - pentru cimenturi tip H, II B, SR. - 65 % - pentru cimenturi tip II A, I ; - 75 % - pentru cimenturi tip R.

Rezultatele obinute la vrsta de 28 zile pe restul de cte 6 epruvete vor fi analizate n vederea definitivrii compoziiei. Rezistena medie pentru fiecare compoziie se corecteaz n funcie de rezistena efectiv a cimentului, aplicnd relaia:

fcor = c . fc1 (7.6) unde:

c = (1,5 . clasa cimentului) / fcimef; fc1- rezistena betonului la 28 zile obinut la ncercrile preliminare; fcimef rezistena efectiv a cimentului. Se adopt compoziia pentru care valoarea rezistenei corectat este mai mare sau cel

puin egal cu rezistena la 28 zile, indicat n tabelul 7.14: Tabelul 7.14

Rezistena la compresiune la 28 zile minim pentru ncercrile preliminare

fc preliminar, N/mm2 Clasa betonului cilindru cub

C 8/10 14,5 18 C 12/15 19 23,5 C 16/20 23 29

C 18/22,5 26 32 C20/25 29 36 C 25/30 33,5 42 C 28/35 37,5 47 C 30/37 38,5 48 C32/40 41 51,5 C 35/45 45 56,5 C 40/50 50 62,5 C 45/55 54 67,5 C 50/60 58 73

36

Obs. Valorile sunt valabile pentru gradul II de omogenitate. Pentru gradul I, respectiv III de omogenitate se scade, respectiv se adaug la valorile

prevzute n tabel, valoare , conform tabelului 7.15: Tabelul 7.15

Clasa betonului , N/mm2,

(cilindru)

, N/mm2 (cub)

C 8/10 C20/25 2,5 3 C 28/35 C35/45 3 4 C 40/50 C50/60 4 5 In cazuri urgente se poate adopta preliminar compoziia betonului pe baza rezistenei

obinute la 7 zile, dac aceasta atinge cel puin valorile procentuale din rezistena la 28 zile prezentate mai sus.

Compoziia astfel stabilit se va corecta pe baza rezultatelor ncercrilor la vrsta de 28 zile.

LUCRAREA Nr.8

DETERMINRI ASUPRA BETONULUI PROASPT 8.1 Generaliti Betonul proaspt, amestec bine omogenizat de ciment, agregate, ap i eventual aditivi,

reprezint starea betonului din momentul amestecrii cimentului cu apa i agregatele pn la punerea n oper, care nu trebuie s depeasc nceputul prizei.

Pentru a fi siguri c betonul preparat va avea n construcie caracteristicile cerute, se fac determinri asupra lui att n stare proaspt, ct si pe betonul ntrit..

Determinrile ce se impun a fi fcute pe betonul proaspt sunt prescrise de standardul STAS 1759-88 i de norma tehnic NE 012-99 i sunt urmtoarele:

- densitatea aparent; - lucrabilitatea; - coninutul de agregate fine ( granule cu dmax 3,15 mm); - timpul nceputului de priz.

Determinarea caracteristicilor betonului proaspt se face la un interval de max. 10 min. de la preparare i de max. 30 min. pentru celelalte determinri. Intervalul de timp se consider de la descrcarea din betonier sau din mijlocul de transport. Probele de beton proaspt se preleveaz n conformitate cu prevederile STAS 1275-88, cu frecvena prevzut n STAS 1799-88 , ambele prevzute n normativul de betoane NE 012-99.

8.2 Determinarea lucrabilitii betonului proaspt Consistena betonului proaspt definete mobilitatea acestuia sub aciunea greutii

proprii sau a unor fore exterioare.

37

Lucrabilitatea se caracterizeaz prin lucrul mecanic minim de punere n oper, tendin de segregare redus i coeziune bun a componenilor.

n funcie de consistena betonului ( de la foarte vrtos la fluid) sunt definite, conform STAS 3622-86 trei metode de determinare.

8.2.1 Determinarea lucrabilitii prin metoda tasrii conului Metoda const n msurarea tasrii betonului proaspt, sub greutatea proprie i se aplic

betoanelor cu dimensiunea max. a agregatelor de cel mult 120 mm.. Aparatura:

- trunchi de con cu nlimea de 300 mm (pentru betoanele cu dimensiunea max. a agregatelor 40 mm), sau de 450 mm (pentru betoanele cu dimensiunea max. a agregatelor > 40 mm), din tabl galvanizat de min. 2 mm grosime, conform fig. 8.1.

- vergea din oel rotund, cu diametrul de 16 mm i lungimea de 600 mm, cu capetele rotunjite;

- rigl metalic de 600 mm lungime; - scaf metalic, mistrie, rigl gradat de 500 mm lungime.

Mod de lucru Trunchiul de con, cu interiorul umezit

n prealabil se aeaz pe o suprafa plan orizontal, rigid, umezit i neabsorbant. Se umple trunchiul de con cu beton n trei straturi, fiecare corespunznd unei treimi din nlimea acestuia. Fiecare strat se compacteaz prin aplicarea, de la o nlime de 100 mm, a cte 25 mpunsturi cu vergeaua metalic , repartizate uniform pe toat suprafaa betonului. Pentru stratul interior, mpunsturile se aplic pe toat grosimea, n spiral , de la perimetru ctre centru. La urmtoarele straturi, vergeaua trebuie s ptrund uor i n stratul situat dedesubt. Pentru a umple si compacta stratul superior se monteaz prelungitorul i se umple cu beton n exces.

Dup compactarea stratului superior se nltur prelungitorul, se niveleaz suprafaa betonului cu rigla metalic i se las 3 secunde n repaus; se ridic n 5-10 secunde trunchiul de con, printr-o micare vertical constant, evitndu-se deplasri laterale sau rsuciri ale acestuia.

Intervalul de timp de la nceperea umplerii pn la ridicarea complet a trunchiului de con nu trebuie s depeasc 15 secunde.

Imediat dup ridicarea trunchiului de con se msoar diferena ( ht) dintre nlimea acestuia i punctul cel mai ridicat al betonului tasat.(fig.8.2). Aceast diferen, msurat n mm exprim tasarea betonului. Valoarea se rotunjete la 10 mm.

Metoda nu este aplicabil pentru tasri mai mici de 10 mm, sau pentru prbuiri sau ruperi pariale ale betonului, dup dou ncercri consecutive.

Ca rezultat se ia media aritmetic a dou

Fig. 8.1

Fig. 8.2

38

determinri, efectuate la un interval de max. 10 minute i care nu difer ntre ele cu mai mult de:

10 mm, pentru tasare 40 mm; 20 mm, pentru tasare de 50-90 mm; 30 mm, pentru tasare 100 mm. In tabelul 7.5 este dat clasificarea lucrabilitii betonului proaspt determinata prin

metoda de tasare a conului.

8.2.2 Metoda gradului de compactare (Walz) Metoda se aplic betoanelor cu dimensiunea maxim a agregatului de 40 mm i const n

stabilirea raportului dintre nlimea iniial a betonului introdus ntr-un recipient (vas) de form dat i nlimea betonului compactat (corespunztoare densitii maxime) n recipientul respectiv.

Aparatur

- recipient prismatic din tabl de oel, de 2 mm grosime, cu dimensiunile interioare de 200x200x400 mm; - mistrie; - rigl metalic; - utilaj de compactare (mas vibrant de laborator, cu frecvena de cca. 3000 oscilaii/min. i amplitudine de 0,5 mm, sau vibrator interior cu diametrul de max. 40 mm.; - dispozitiv de msurare, rigl gradat n mm.

Mod de lucru Vasul prismatic, cu suprafaa interioar bine curat i umezit se aeaz pe masa

vibrant. Se introduce betonul n vas, lsndu-l s cad liber de pe prile laterale ale mistriei, de la cele patru margini superioare ale vasului. Dup umplerea vasului se nltur excesul de beton, cu ajutorul riglei metalice, evitnd ndesarea (fig. 8.3 a). Se compacteaz apoi betonul prin vibrare, pn cnd nu se mai constat reducerea volumului.

Dup compactare se determin valoarea s, n mm (fig. 8.3b) ca medie a distanelor dintre suprafaa betonului compactat i marginea superioar a vasului, msurat n cele 4 coluri , cu rigla gradat sau cu dispozitivul de msurare.

Gradul de compactare se calculeaz cu relaia:

shhGc == 400

400

2

1 , n care:

h1 este nlimea interioar a recipientului, n mm; h2 - nlimea betonului compactat, n mm; s valoarea medie a distanei dintre suprafaa betonului compactat i marginea superioar a vasului prismatic, n mm. In cazul utilizrii dispozitivului de msurare se obine direct gradul de compactare sau

clasa de lucrabilitate a betonului (tab. 7.6).

200 200

5

h1h1 h2

a) b) Fig. 8.3

39

In anexa la standard se dau valorile gradului de compactare Gc corespunztoare valorilor s.

8.2.3 Metoda de remodelare Vb Aceast metod se aplic betoanelor cu dimensiunea maxim a agregatului de 40 mm,

fiind util n special pentru betoane cu lucrabilitate redus. Metoda const n stabilirea duratei ( timp Vb) n care proba de beton se remodeleaz (trece de la forma iniial tronconic n forma cilindric) sub efectul vibrrii.

Aparatur

- consistometru ( aparat Vb), fig. 8.4, compus dintr-un recipient cilindric (1) din

metal, cu dimensiunile interioare D= 2402 mm i h =200 mm, prins pe o mas vibrant (2), vasul tronconic (3) de la metoda tasrii, prevzut cu prelungitor (4) i un bra metalic rotativ (5), de care este prins o tij (6) gradat n mm; de braul tijei este prins un disc transparent (7) din material plastic, cu d= 2302 mm i g=h=102mm i o greutate adiional, astfel ca tija, discul i greutatea s totalizeze 275050 g;

- vergea metalic de compactare, cu diametrul de 16 mm i lungimea de 600 mm, cu extremitile rotunjite;

- cronometru cu ceas care msoar timpul cu o precizie de 0,5 secunde.

Mod de lucru In recipientul cilindric fixat de masa vibrant se

pune tiparul tronconic, care se umple cu beton ca la metoda tasrii. Se ridic tiparul i se aduce discul uor la suprafaa betonului, citindu-se pe tija (6) tasarea betonului.

Se pune masa vibrant n funciune n acelai timp cu cronometrul. Prin discul transparent se urmrete remodelarea betonului; n momentul n care faa interioar a discului transparent este complet acoperit cu beton se oprete cronometrul i vibrarea.

Rezultate concludente se obin pentru timpi de remodelare cuprini ntre 5 i 30 secunde.

Observaii: Valorile tasrii, a gradul de compactare i a timpilor de remodelare Vb n funcie de consisten, respectiv lucrabilitate sunt impuse prin norme (tab. 7.7).

8.3 Determinarea densitii aparente a betonului proaspt Determinarea densitii aparente const n determinarea masei unei probe de beton

proaspt i raportarea ei la volumul probei respective, n stare compactat. Aparatur

- cntar pentru max.100 kg., cu precizie de 0,05 %; - recipient metalic etan, de form cilindric sau paralelipipedic, cu pereii netezi

i rigizi, avnd cea mai mic dintre dimensiuni egal cu cel puin de 4 ori

Fig. 8.4

40

dimensiunea max. a granulelor agregatului din beton, conf. prescripiilor standardului (STAS 1759-88), prevzut cu un prelungitor, (vezi tab. 8.2)

Tabelul 8.2 Dimensiunile interioare ale recipientului Volumul

recipientului, dm3

Diametrul, mm

Latura seciunii,

mm

nlimea, mm

Diametrul max. al granulei

agregatului, mm

1 108 - 109 3,15 2 136 - 137 7,1 5 185 - 186 16 10 234 - 235 16* - 200 400

31,5 (40 )

*Se recomand a se utiliza cu prioritate. -mistrie; -rigl metalic. -utilaj de compactare ( mas vibrant de laborator cu frecvena aproximativ de 3000 oscilaii / min i amplitudinea de 0,5 mm, sau vibrator de interior cu frecvena de 1200 oscilaii / min i cu diametrul de max. din diametrul interior al recipientului.

Mod de lucru Se determin masa (m) vasului gol; se monteaz prelungitorul la partea superioar i

se umezete suprafaa interioar a acestora, cu o crp umed. Se introduce betonul proaspt n vas, cu ajutorul mistriei i se compacteaz prin vibrare. Compactarea se consider terminat cnd nu se mai constat eliminarea de bule de aer din beton, iar suprafaa betonului este orizontal i cu aspect lucios. Se ndeprteaz prelungitorul, se elimin excesul de beton prin nivelare cu rigla metalic i se determin masa (m1) a recipientului umplut cu beton.

Densitatea aparent a betonului (a) se calculeaz cu formula:

Vmm

a= 1 kg/m3

n care: m1 masa recipientului umplut cu beton, n kg.; m - masa recipientului gol, n kg.; V - volumul interior al recipientului, n m3 (verificat n prealabil cu ap).

Rezultatul se consider media aritmetic, rotunjit la 10 kg/m3, a dou determinri, care nu difer ntre ele cu mai mult de 5 %.

8.4 Determinarea coninutului de agregate fine , cu dmax 3,15 mm, din betonul proaspt

Prin aceast determinare se urmrete verificarea respectrii granulozitii agregatului

total din beton. Se aplic la betoanele cu dmax. 40 mm. Aparatur:

41

- recipient metalic pentru prelevarea probei; - cntar pentru max. 100 kg., cu precizia de 0,05%; - ciur cu diametrul ochiurilor de 3,15 mm (STAS 1077-78); - mistrie; - tav de oel.

Mod de lucru Se cntrete o cantitate de 12 kg beton proaspt, care se pune pe un ciur cu ochuri de

3,15 mm. Se procedeaz la separarea sub jet de ap a probei , cantitatea de agregate cu granule mai mari de 3,15 mm rmas pe ciur se las s se zvnte pe o crp absorbant i apoi se cntrete.

Coninutul relativ de agregate fine, cu granule avnd diametrul maxim de 3,15 mm (p3) se evalueaz cu formula:

% p3 = 100..200

g

g

AmA

,

n care: Ag- masa agregatului total (n stare uscat) prevzut n reet 1 m3 de beton, n kg ; m masa agregatelor cu dmax > 3,15 mm rmase pe ciur, n kg ;

200 raportul dintre volumul de 1 m3 beton i volumul ocupat de 12 kg de beton considerat ca avnd densitatea aparent de 2400 kg/m3 . Observaie: Metoda se poate aplica i pentru determinarea cantitii relative de agregate

i de alte dimensiuni, prin utilizarea unui ciur corespunztor, sau poate fi aplicat pentru reconstituirea curbei granulometrice a agregatelor din beton.

LUCRAREA Nr.9

DETERMINRI ASUPRA BETONULUI NTRIT

9.1 Generaliti Betonul este un conglomerat artificial, coerent, alctuit din piatr de ciment i agregate. Partea activ din betoane o reprezint liantul i apa. Acestea formeaz o past ce se

ntrete ca urmare a unor procese fizico-chimice de hidratare i hidroliz, rezultnd piatra de ciment, care leag ntre ele granulele de agregat, dnd betonului caracterul de monolit.

Piatra de ciment, denumit i matrice reprezint faza continu, iar agregatele formeaz faza dispers.

Determinrile care se efectueaz asupra betonului ntrit sunt: - rezistene mecanice conf. STAS 1275-88; - densitate, compactitate, absorbie de ap i porozitate conf. STAS 2414-91; - contracie axial conf. STAS 2833-80; - rezisten la nghe-dezghe - conf. STAS 3518-89; - verificarea impermeabilitii la ap conf. STAS 3519-76; - verificarea reaciei alcalii agregat conf. STAS 5440-70; - modul de elasticitate static la compresiune conf. STAS 5585-71; - ncercri nedistructive cof. STAS 6652/1-82.

42

In lucrarea de fa se prezint dou dintre cele mai uzuale determinri distructive pe betonul ntrit: rezistenele mecanice i rezistena la nghe-dezghe.

9.2. Determinarea rezistenelor mecanice ale betonului ntrit 9.2.1 Principiul metodei const n aplicarea unei fore uniform cresctoare i

determinarea valorii forei corespunztoare momentului ruperii epruvetei. n funcie de scopul urmrit se deosebesc urmtoarele tipuri de determinri ale

rezistenelor betonului: - preliminare, care au ca scop stabilirea compoziiei betonului ce urmeaz a fi

folosit la executarea lucrrii de construcie, stabilirea regimului de tratare termic, etc.;

- de control pe faze, care au ca scop determinarea rezistenei betonului la diferite faze ale procesului de execuie a lucrrii (decofrare, tratare termic, transfer, manipulare, livrare), n vederea comparrii lor cu rezistenele de control prescrise pentru fazele respective;

- de verificare a rezistenei la compresiune (pentru verificarea clasei betonului); - de verificare a rezistenei la ntindere sau la ncovoiere a betonului. 9.2. 2 Epruvete

Epruvetele se confecioneaz din beton proaspt sub form de cuburi sau prisme, sau se extrag carote de form cilindric din elementul de construcie din beton ntrit.

Epruvetele cubice au dimensiunile conform tabelului 9.1 Tabelul nr. 9.1

Latura epruvetei cubice, [mm]

Dimensiune

Abateri,

Aria nominal a seciunii de referin a epruvetei, [mm2]

Dimensiunea max. a granulelor

agregatului, [mm] 100 0,50 10 000 20 141 0,75 20 000 31,5 150 0,75 22 500 31,5 200 1,00 40 000 40 300 1,50 90 000 71

Epruvetele prismatice au dimensiunile conform tabelului 9.2:

Tabelul nr. 9.2 Dimensiuni n mm, Dimensiunea max. a agregatului, dmax, [mm]

100x100x400 25 100x100x550 25 150x150x600 40 200x200x800 50

9.2.3 Confecionarea epruvetelor Epruvetele de aceeai form, confecionate din aceeai prob de beton, pstrate n

aceleai condiii i ncercate la aceeai vrst constituie o serie. Pentru ncercarea la compresiune, o serie este constituit din minim 3 epruvete, cu

excepia urmtoarelor cazuri n care numrul de epruvete este de: - minim 6, pentru ncercrile preliminare, efectuate pe cuburi cu latura de 100; 141; 150

sau 200 mm ;

43

- minim 2, pentru ncercrile de control pe faz, dar numai n condiii de continuitate a produciei i de constan a rezultatelor, ns n afara ncercrilor pentru livrare, la care seria este constituit din trei epruvete.

Pentru ncercarea la ntindere sau ncovoiere, o serie este constituit din min. 3 epruvete, cu excepia epruvetelor de 100x100x550 mm, la care seria este alctuit din min.2 epruvete.

9.2.4 Aparatur

- recipient pentru luarea probelor, din material neabsorbant; - tipare metalice cu prelungitoare demontabile, cof. STAS 2320-88; - mas vibratoare de laborator, cu frecvena de 3000 200 vibraii/min i

amplitudinea de 0,350,02 mm, sau vibrator de interior cu frecvena de 12 000 vibraii/min si cu diametrul buteliei de min. din dimensiunea min. a epruvetelor;

- vergea de compactare din oel beton, cu diametrul de 16 mm, lungimea de 500-600 mm i capete rotunjite;

- mistrie; - perii de srm; - rigl metalic.

9.2.5 Luarea probelor Volumul unei probe trebuie s fie de cel puin 1,5 ori volumul total al epruvetelor care

se confecioneaz. La staiile de betoane proba se preleveaz din mijlocul de transport, dup ncrcarea complet a acestuia ( din autoagitatoare, prin descrcarea unei cantiti de beton cel puin egal cu de trei ori volumul epruvetelor).

La locul de punere n oper proba se preleveaz la descrcarea din autoagitator, din uvoiul care curge pe jghiab, la trei intervale diferite.

Proba trebuie ferit de aciunea direct a agenilor atmosferici i trebuie omogenizat bine nainte de introducerea n tipare.

9.2.6 Mod de lucru

Tiparele metalice, bine curate se ung pe feele interioare cu un ulei mineral. Confecionarea epruvetelor trebuie s se fac la cel mult 30 min. de la luarea probelor,

dar fr s se depeasc perioada limit admis pn la punerea n oper a betonului, prevzut n prescripiile tehnice legale n vigoare.

Compactarea betonului n tipare se face prin vibrare sau manual (num