FIABILITATEA LUCRARILOR DE ARTA

FISURAREA

Student: Slobodeanu Constantin

1. DefinitieFisurile si/sau crapaturile sunt rupture ale betonului cu deschideri si amplasari diferite.In functie de tipul betonului (armat sau precomprimat), de numarul, deschiderea si lungimea fisurilor, acestea se pot clasifica in: Fisuri care nu compromit stabilitatea si siguranta imediata a structueii, cum sunt fisurile mai mici de 0,1mm la elementele din beton si nu sunt amplasate in medii agresive; Fisuri care compromit durata de viata a lucrarii cum sunt: Fisuri paralele cu armatura, care conduc la coroziunea acesteia; Fisurile care permit infiltratiile de apa si au deschideri mai mari de 0,15mm; Fisurile aparute la podurile amplasate in medii agresive (litoral, combinate chimice) si au deschiderea mai mare de 0,1mm.La podurile din beton precomprimat nu se admit fisuri. Prezenta acestora indica o degradare importanta a carei gravitate se apreciaza in functie de deschiderea, lungimea si numarul existent pe element.Fisurile n elementele de beton armat pot aprea i din alte cauze (nefiind obligatorie existena aciunilor) cum ar fi contracia sau tasarea plastic a betonului proaspt, reaciile chimice dintre alcalii i agregate, efectul ciclurilor de nghe-dezghe, expansiunea armturii corodate etc. Fisurile din elementele de beton armat, lund n considerare factorii care le produc, pot fi clasificate n dou mari categorii: fisuri datorate ncrcrilor exterioare fisuri datorate tensiunilor interioare In functie de pozitia pe elemnt, fisurile se clasifica astfel:a) fisuri transversale sunt amplasate in zonele intinse in situatia in care eforturile unitare de intindere au deposit rezistenta la intindere a betonului.

b) Fisuri inclinate sunt amplasate inclinat la circa 45 fata de axa elemntului, de regula in apropierea reazemelor. Apar in situatia depasirii rezistentelor la intindere a betonului.

c) Fisuri longitudinale sunt amplasate parallel cu axa longitudinala a elementelor:

- in cazul grinzilor, paralel cu armatura principala de rezistenta - in cazul pilelor sau culeelor sunt dispuse verticald) Fisuri de lungimi reduse cu orientari diferite sunt vizibile la suprafata elemntelor si apar de regula datorita contractiei betonului, sau tensiunilor suplimentare produse de temperatura.

2. Cauze

2.1. Fisuri datorate ncrcrilor exterioare n exploatare, sub aciunea ncrcrilor exterioare, elementele din beton armat prezint o serie de fisuri n zonele ntinse unde alungirea limit a betonului este depit. Existena fisurilor contribuie la uurarea ptrunderii substanelor agresive n masa betonului, ceea ce conduce la coroziunea armturii.

Deschiderea, forma i orientarea fisurilor influeneaz considerabil durabilitatea elementelor din beton armat. Cercetrile au artat c influena deschiderii fisurilor asupra ratei de coroziune a armturii este relativ redus atunci cnd deschiderea fisurilor nu depete 0,4 mm. O importan major are ns grosimea i compactitatea stratului de acoperire cu beton a armturii.

Fisurile orientate n lungul armturii (fisuri de aderen) sau fisuri din cauza coroziunii armturii) sunt mult mai periculoase dect fisurile transversale, deoarece n cazul fisurilor transversale coroziunea este limitat la o suprafa redus i pericolul de decojire a stratului de acoperire cu beton practic nu exist.

2.2. Fisuri datorate contraciei plastice a betonului proaspt Aceste tipuri de fisuri nu influeneaz capacitatea portant a betonului i nu se modific n timp, totui slbesc construcia prin faptul c permit ptrunderea apei n masa betonului, aprnd astfel pericolul de nghe. Ele se formeaz la cteva ore dup turnare, cnd betonul se gsete nc n stare plastic.

2.3. Fisuri datorate tasrii plastice a betonului proaspt Aceste fisuri se produc, de regul, n elementele cu nlime mai mare (de exemplu la turnarea unor grinzi sau stlpi prefabricai). Migrarea apei spre suprafaa betonului proaspt provoac, sub aciunea forelor de gravitaie, o reducere a volumului betonului (tasare). De multe ori aceast reducere de volum este mpiedicat de existena unor armturi sau de ctre cofraj. Astfel pot aprea fisuri n dreptul armturilor aezate la partea superioar a elementului, sau n dreptul etrierilor la turnarea grinzilor sau a stlpilor n poziie orizontal. Dac armturile sunt apropiate, datorit tasrii betonului, pot aprea fisuri orizontale care produc separarea stratului de acoperire cu beton a rndului superior de armturi. Att fisurile produse de contracia plastic ct i cele produse de tasarea plastic a betonului pot fi evitate prin alegerea corespunztoare a compoziiei betonului (raport a/c mic), prin evitarea uscrii rapide a betonului (umezire ulterioar) n primele ore dup punerea n oper, prin revibrarea betonului etc.

2.4. Fisuri rezultate din variaii termice timpurii La unele construcii din beton sau beton armat, este foarte important realizarea unor betoane compacte, lipsite de fisuri. Acest lucru, ns, este foarte greu de realizat. Se cunoate faptul c la betoanele masive, dup turnare, exist pericolul apariiei fisurilor pe suprafaa betonului. Aceste fisuri se datoreaz diferenei de temperatur dintre suprafaa i miezul elementului sau contraciei inegale la uscare dup decofrare. Cldura degajat la hidratarea cimentului nu poate fi cedat cu uurin mediului nconjurtor. Gradientul de temperatur care se stabilete ntre suprafa i miezul betonului crete cu sporirea temperaturii betonului i cu scderea temperaturii aerului exterior. Din aceast cauz, iau natere eforturi de autoechilibrare, care sunt de compresiune n miezul elementului i de ntindere n stratul exterior. Eforturile de ntindere, dac depesc rezistena la ntindere a betonului proaspt, dau natere la fisuri, distribuite n mod neregulat pe suprafaa elementului. Aceste fisuri au adncime de ordinul a ctorva milimetri sau centimetri i n mod normal se nchid atunci cnd diferena de temperatur dispare. Factorii principali care influeneaz apariia fisurilor din cauza diferenei de temperatur sunt: factori de mediu, intensitatea vntului, temperatura i umiditatea aerului exterior, intensitatea radiaiei solare, posibilitatea de de evaporare, factori tehnologici, calitatea cofrajelor, timpul decofrrii, modul betonrii (continuu sau n rate), dimensiunile elementului de beton sau beton armat, tratarea ulterioar a betonului, compoziia i caracteristicile betonului, temperatura betonului la turnare, coeficientul de convecie termic a suprafeei betonului, tipul cimentului (cldura de hidratare a cimentului) i cantitatea de ciment, raportul ap/ciment, cantitatea ntrzierilor de priz, existena armrii disperse a betonului.

2.5. Fisuri din coroziunea armturii n elementele de beton armat coroziunea armturilor i formarea ruginii reprezint un proces de expansiune (rugina are un volum de aproximativ 8 ori mai mare fa de oelul iniial), care d natere la eforturi de ntindere n lungul armturii. Coroziunea se produce dac betonul, prin scderea valorii pH sub 9 n dreptul armturii, i pierde capacitatea de a o proteja anticoroziv, dac procesele electrolitice sunt favorizate de mediu (umiditate relativ 70-80 % sau prezena apei) i dac oxigenul ptrunde pn la armturi. Fisurile apar atunci cnd eforturile de ntindere depesc rezistena la ntindere a betonului. Dac coroziunea continu, fisurile se dezvolt progresiv pn la dislocarea stratului de acoperire cu beton a barelor de oel. 3. Mod de prevenire eliminarea cauzelor care produc sau favorizeaza aparitia fisurilor si/sau crapaturilor; utilozarea unor aggregate care sa nu reactioneze defavorabil cu cimentul; adoptarea unui dozaj optim de elemente fine in compozitia betonului; utilizarea unui ciment ce hidrateaza pogresiv si fara a produce tensiuni ce depasesc rezistenta la intindere a betonului; utilizarea de agregate fara continut de argila executia unor rosturi si aparate de reazem corespunzatoare; executia atenta a armaturii elemntelor indeosebi a celor ridicate in apropierea reazemelor; utilizarea cantitatii de armature corespunzatoare solicitarilor; eliminarea posibilitatilor de tasare diferentiata a infrastructurii; utilizarea unor agragate cu dimensiunea maxima in concordanta cu dimensiunile elemntului si armarea acestuia; corelarea diametrului armaturii cu grosimea stratului de acoperire; protectia armaturilor; precomprimarea cablurilor dupa intarirea corespunzatoare a betoanelor.

4. Mod de remedierePentru remedierea fisurilor este absolut necesar sa se stabileasca daca au o evolutie in timp defavorabila, continuand sa se deschida indifferent de variatiile de teemperatura.In cazul in care fisurile se deschid in continuare se vor lua masuri de eliminare a cauzelor care le produc dezvoltarea privind numarul, lungimea si deschiderea acestora.In cazul in care fisurile si/sau crapaturile nu evolueaza in timp, se vor remedia conform prevederilor Instructiuni tehnice privind procedeele de remediere a defectelor pentru elemente din beton si beton armat.In situatia in care fisurile sunt numeroase, uneori insotite si de crapaturi (0,3mm), se va analiza tehnico-economic consolidarea sau inlocuirea elementului afectat, intocmindu-se in acest scop proiectul necesar.

5. Concluzii Faptul c eforturile de ntindere calculate sau deschiderea fisurilor calculate nu ating valorile specificate, nu nseamn c nu se vor produce fisuri sau cele produse nu vor avea deschidere mai mic dect cele specificate. Verificarea la starea limit de fisurare se va considera ca o metod convenional de msur i control al fisurrii. Stratul de acoperire mrit, dintr-un beton de bun calitate, utiliznd armturi mai puine dar de diametru mai mare vor conduce la structuri mai robuste i mai rezistente mpotriva deteriorrilor dect limitnd deschiderea fisurilor prin msurile tradiionale.

UNIVERSITATEA TEHNICA GH. ASACHI IASIFACULTATEA DE CONSTRUCTII SI INSTALATII