Unul dintre cele mai des folosite materiale de construcție din zilele noastre, betonul, reprezintă materia principală pentru construcțiile moderne din întreaga lume, fiind utilizat pentru fundații, pavaje, pereți, drumuri, poduri. etc. Natura componentelor, combinarea și dozarea lor, conduc la o gamă largă de tipuri de betoane, cu diferite caracteristici.
Betonul este o piatră artificială alcătuită dintr-un amestec de pietriș și nisip legate între ele cu un material de legătură, cimentul.
La prepararea betonului se folosesc următoarele agregate: nisip (0-4 mm), nisip (4-8 mm) numit și mărgăritar, pietriș (8 -16 mm), pietriș (16- 22.4 mm).
Cimentul este un liant care, în amestec cu apa, formează o pastă ce face priză și se întărește. Cimentul reprezintă cel mai important material de construcție folosit la fabricarea betonului, prin amestec cu nisip, pietriș, apa și aditivi. După întărire, își menține rezistenta și stabilitatea, chiar și sub apă.
Prepararea betonului
Prepararea betonului constă în amestecarea componentelor în scopul obținerii unui material omogen, prin distribuirea cât mai uniformă a agregatelor, a cimentului și a apei în masa betonului.
Procesul de preparare a betonului cuprinde următoarele faze:
- Stabilirea compoziției betonului – dozajul materialelor se alege după clasa betonului, domeniul de utilizare, categoria de lucrabilitate, domeniul de granulozitate a agregatelor conform normativelor.
- Dozarea componenților betonului – agregatele și cimentul se dozează prin cântărire.
- Amestecarea betonului.
Transportul betonului
Transportul și manipularea betonului trebuie realizat cu mijloace adecvate, care să evite următoarele fenomene:
- Schimbarea compoziției prin pierderea laptelui de ciment
- Segregarea exterioară sau interioară(separarea agregatelor de laptele de ciment)
- Începerea prizei (întărirea betonului).
Transportul betonului între locul de preparare și cel de punere în operă cuprinde:
- Transportul orizontal la distanțe mari până la obiect – Pentru distanțe mai mici de 8 km betonul se transportă cu mijloace universale (autocamioane sau autobasculante) sau cu mijloace specializate (autoagitatoare). Pentru distanțe mai mari de 8 km se utilizează autobetoniere care permit transportul amestecului uscat și malaxarea lui împreună cu apa de amestec, înainte sau după sosirea la șantier.
- Transportul în cadrul obiectului (pe orizontală, pe verticală sau combinat) la distanțe scurte – transportul local al betonului se poate efectua cu bene, pompe, vagonete, jgheaburi, roabe. Transportul cu bene se efectuează atunci când șantierul este dotat cu macarale-turn care acoperă întreaga suprafață pe care urmează să fie pus betonul în operă. Transportul cu pompe mecanice sau pneumatice permit transportul betonului la distanțe de 60..70 m pe verticala și 300 m pe orizontală.
Turnarea betonului
Turnarea betonului reprezintă ansamblul de operații prin care betonul se introduce în cofraje și se compactează.
Fazele principale de lucru sunt:
1. Pregătirea turnării betonului – se verifică funcționarea corectă a utilajelor, poziția cofrajelor, curățarea lor, curățarea betonului vechi și udarea lui.
2. Introducerea betonului în cofraje – turnarea betonului constă în turnarea în interiorul spațiului cofrat, astfel încât să fie umplut în întregime. Betonul trebuie să fie pus în lucrare în maxim 15 minute de la aducerea lui la locul de turnare, pentru a nu depăși timpul de începere a prizei (întărire). Înălțimea de cădere liberă a betonului va fi mai mică de 1,5 m. Pentru înălțimi mai mari se folosesc tuburi speciale. Betonul trebuie răspândit uniform și în staturi succesive cu grosimea de 30…50 cm.
3. Compactarea – are drept scop reducerea volumului de goluri din masa betonului și eliminarea apei în exces, concomitent cu umplerea completă a cofrajului. Compactarea se poate face manual sau mecanizat prin transmiterea de vibrații în masa betonului. Compactarea manuală se aplică în cazul unor lucrări cu volum mic de beton. La fundații compactarea manuală se execută prin batere cu maiul de mână din lemn sau metal, cu greutate de 12…15 kg. Dacă elementul are o grosime mai mare de 20 cm fiecare strat de 20 cm grosime se va îndesa separat începând de la marginile cofrajului. Compactarea se consideră terminată în momentul când la suprafața betonului apare un stat subțire de lapte de ciment.
Condițiile optime pentru turnarea betonului
Betoanele obișnuite pot fi turnate la o temperatura cuprinsă între 5 și 30 de grade Celsius, asigurându-se toate măsurile necesare pentru tratarea acestora, în principal împotriva pierderii de apă prin evaporarea să din compoziție.
În cazul în care temperaturile pe timpul zilei depășesc 30 grade Celsius se recomandă turnarea betonului seară sau pe timpul nopții, astfel încât să se prevină cât mai bine evaporarea rapidă a apei.
De asemenea, pe timpul nopții, temperatura optimă trebuie să se mențină între 5 și 7 grade Celsius. Dacă temperatura de afară scade sub 5 grade Celsius (pe timpul iernii), trebuie să luați câteva măsuri de protejare a betonului împotriva frigului.
Citiți aici mai multe despre executarea lucrărilor în perioada de timp friguros.
Vibrarea betonului
Vibrarea betonului constă în supunerea betonului proaspăt turnat la șocuri de anumite intensități. Aceasta se face prin transmiterea în masa betonului a unor oscilații mecanice care au ca efect compactarea lui. Scopul principal al vibrării betonului este eliminarea aerului din beton și cu cât prezența acestuia va fi mai mică, cu atât rezistența betonului va fi mai mare. Oscilațiile se produc cu ajutorul unor utilaje speciale numite vibratoare.
Durata de vibrare optimă este de 5 până la 30 secunde, în timp ce un beton foarte vârtos are nevoie de 1,5 – 2 min., n funcție de lucrabilitatea betonului și de tipul de vibrator utilizat. Vibrarea excesivă este nocivă, producând separarea laptelui de ciment faţă de agregate și conducând în final la segregări. Momentul terminării compactării prin vibrare se poate stabili după următoarele semne: încetarea tasării vizibile, suprafața betonului devine orizontală și ușor lucioasă, se rărește apariția bulelor de aer la suprafața betonului.
Prelucrarea suprafeței betonului
După compactare suprafața betonului turnat se nivelează. Pentru a compensa tasarea betonului în timpul întăririi, grosimea betonului este cu 2-3 mm mai mare decât cea din proiect.
Pentru nivelarea suprafețelor mari se utilizează fie dispozitive manuale: dreptarul, drișca; fie finisoare mecanice rotative, care se deplasează deasupra stratului de beton turnat, finisând 100-200 mp/ora.
Tratarea betonului după turnare
Tratarea betonului după turnare constă în protejarea lui în cursul întării contra uscării rapide, a intemperiilor și vibrațiilor.
Principalele metode de protecție a betonului contra uscării rapide sunt:
- Acoperirea cu materiale de protecție (prelate, rogojini, folii, strat de nisip, rumeguș) și udarea prin stropire cu apă după ce betonul a căpătat suficientă rezistență. Acoperirea trebuie menținută 7 zile de la turnare.
- Stropirea periodică cu apă – începe după 2-12 ore de la turnare (funcție de tipul de ciment și de temperatura mediului) după ce betonul este suficient întărit pentru a nu antrena pasta de ciment. Pentru stropire se poate folosi stropitoarea sau furtunul cu pulverizator. Pe timp friguros betonul nu se stropește.
- Aplicarea de pelicule de protecție (prelate) pe timp ploios pentru a evita spălarea laptelui de ciment. Pe timp friguros betonul turnat trebuie ferit de acțiunea înghețului.
Avantajele și dezavantajele betonului armat
În construcții, betonul armat are avantaje care-l fac de neînlocuit în foarte multe domenii. Are totodată și unele dezavantaje.
Avantajele cele mai importante
Versatilitate – Construcțiile de beton armat se adaptează tuturor formelor și nevoilor constructive, permițând cea mai apropiată realizare a formei rezultată din calcule sau motive arhitectonice, fără cioplire sau altă prelucrare, care i-ar micșora rezistența, ci numai prin turnarea betonului în tipare.
Construcțiile au caracter monolitic și li se pot da aspecte arhitectonice remarcabile.
Adesea se execută construcții mai ieftine decât cu alte materiale, îndeosebi când adaptarea la nevoile rezistenței construcției nu prejudiciază stabilitatea.
Economie – materialele necesare se găsesc cu ușurință aproape în orice regiune, iar râurile și carierele au adesea amestecul de pietriș și nisip, în proporția necesară betonului.
Transportul și manipularea materialelor se face ușor și economic, cerând în genere instalații ieftine și ușor realizabile, ceea ce contribuie ca lucrarea să se execute mult mai rapid decât prin alte mijloace.
Întreținerea lucrărilor de beton armat nu este costisitoare.
Rezistența la foc – Atât betonul cât și armătura acoperită de beton se conservă în bune condiții mai în toate cazurile, iar atunci când există agenți care ar periclita calitățile betonului, acesta este protejat.
Construcțiile de beton armat rezistă bine contra focului, armătura fiind protejată de către beton.
Dezavantajele cel mai des întâlnite
Betonul armat nu poate da singur o protejare suficientă contra diferențelor de temperatură la terase, bolți, planșee etc.
Nu izolează singur planșeele, pereții etc. contra sonorității și din acest motiv trebuie luate măsuri speciale.
Betonul armat transmite vibrațiile. De asemenea nu e suficient cunoscut modul cum se comportă construcțiile la vibrații intense și de lungă durată.
Se obțin în unele cazuri construcții grele, greutatea unui metru cub de beton armat fiind de circa 2 400 kg.
Construcțiile de beton armat sunt permeabile; există însă sisteme de a le face impermeabile.
Nu se poate controla buna execuție a unei lucrări de beton armat decât în timpul executării.
Modificările și consolidările unei lucrări după turnarea betonului sunt dificile si uneori foarte costisitoare.
Desfacerea unei construcții este costisitoare, iar materialul rezultat este lipsit de valoare. Eforturile interioare, ce se nasc în masa betonului În timpul prizei și întăririi, sunt încă insuficient cunoscute
Aceste inconveniente ale betonului armat sunt însă neînsemnate fată de marile avantaje pe care le prezintă și ținând seama do faptul că, în majoritatea cazurilor, ele pot îi înlăturate, betonul armat constituie un material cu cea mai largă răspândire în toate ramurile de construcție.
Bibliografie „Lucrări de structuri pentru construcţii” – prof. Piper Cornelia
