Proprietatile betonului proaspat
Betonul proaspat reprezinta starea acestuia
din momentul amestecarii componentilor pana la punerea in lucrare, care trebuie
sa se efectueze inainte de inceputul prizei.
Betonul proaspat din punct de vedere
reologic, poate fi incadrat in categoria fluidelor Bingham, avand o comportare
apropiata de acestea.
Proprietatile reologice ale betonului
proaspat sunt determinate in esenta, de proprietatile pastei de ciment, de
partea fina din agregat (agregatul mare influenteaza prin efect de masa).
Apropierea de comportarea fluidelor Bingham este determinata de existenta unor
forte de interactiune ce se manifesta intre particulele solide, forte ce
determina aparitia unei vascozitati plastice (structurale) si unei limite de
curgere.
Calitatea betonului proaspat se apreciaza
prin determinarea lucrabilitatii, densitatii aparente, a continutului de apa si
a granulozitatii agregatelor continute in beton. Pentru unele betoane este
necesar sa se determine si cantitatea de aer oclus.
1. Lucrabilitatea
Lucrabilitatea este principala proprietate
reologica a betonului proaspat. Ea este conditia initiala necesara pentru
asigurarea structurii compacte cat si a celorlalte caracteristici cerute
betonului dupa intarire.
Lucrabilitatea betonului este o proprietate
complexa, definita prin aptitudinea de deformare (pentru a umple bine cofrajele
si a ingloba armaturile) sub efectul unui mijloc de compactare, cu un consum
mic de energie, cu conditia de pastrare a omogenitatii la manipulare, transport
si punere in lucru.
Lucrabilitatea este strans legata de alte
caracteristici esentiale care determina comportarea betonului proaspat la
punerea in lucrare: coeziunea, vascozitatea, frecarea interna.
Coeziunea si vascozitatea sunt determinate
in special de fenomenele de suprafata ce decurg in matricea lianta si la limita
de separare matrice-agregat. Frecarea interna este preponderent determinata de
agregatul mare prin efectul de masa, forma, natura suprafetei.
Lucrabilitatea este rezultatul
proprietatilor reologice ale betonului. Ea include rezistenta la segregare si
separarea apei, eliminarea aerului antrenat, compactibilitatea, mobilitatea
(posibilitatea de curgere)-afectata de unghiul intern de frecare.
Lucrabilitatea este determinata de forma si
marimea granulelor si compozitia granulometrica a agregatelor, de natura si
dozajul de ciment (kg ciment/m3 beton proaspat), de aditivi, de aerul antrenat
si de raportul a/c.
Consistenta este capacitatea betonului
proaspat de a se deforma (de a curge) si reprezinta un criteriu de apreciere a
lucrabilitatii.
Consistenta betonului proaspat se poate
determina prin multe metode, dintre care mai utilizate sunt: metoda tasarii,
metoda gradului de compactare, metoda de remodelare Ve–Be, metoda raspandirii.
Prin metoda tasarii lucrabilitatea
betonului se apreciaza dupa tasarea sub greutatea proprie, a unei forme
tronconice de beton proaspat
Determinarea gradului de compactare consta
in stabilirea raportului dintre inaltimea initiala (h1) a betonului introdus
intr-un recipient de forma data si inaltimea betonului compactat (h2) in
recipientul respectiv.
Aprecierea lucrabilitatii prin metoda de
remodelare Ve–Be, consta in stabilirea duratei (timp Ve–Be) in care proba de
beton proaspat se remodeleaza din forma initiala tronconica in forma finala
cilindrica, sub efectul vibrarii si a unei incarcari standard (fig. V.2).
Rezultatul se exprima in secunde.
Determinarea consistentei prin metoda
raspandirii consta in masurarea diametrului turtei de beton rezultate dintr-un
trunchi de con supus la 15 socuri, pe o masa de raspandire de constructie
speciala.
Betonul de consistenta S1 este vartos, cu
aspect de pamant umed, se desface usor la manipulare, nu separa apa de
amestecare si umple cofrajul numai printr-o compactare energica.
Betonul de consistenta S2 este slab plastic
sau plastic, nu curge, dar se deformeaza usor. Avand o buna coeziune isi
pastreaza omogenitatea in timpul transportului si manipularii si umple cofrajul
in urma compactarii adecvate.
Consistente mai mari ca S2 corespund unui
beton fluid care curge pe jgheaburi inclinate, iar la turnarea in cofraje
pentru compactare este necesara numai inteparea cu vergeaua sau o usoara batere
in cofraje.
Aptitudinea betonului proaspat de a-si
pastra omogenitatea se apreciaza prin tendinta de segregare, evidentiata prin
separarea apei (sau a agregatelor) si este determinata de coeziunea interna a
materialului.
Tendinta de separare a apei se determina
prin colectarea si masurarea apei eliminate la suprafata unei anumite cantitati
de beton intr-un timp limitat.
Segregarea poate fi favorizata de
utilizarea de agregate cu densitati mult diferentiate, reducerea cantitatii de
ciment si a fractiunilor fine din agregat sub o anumita limita, cantitate prea
mare de apa de amestecare, utilizarea de cimenturi cu adaosuri, etc.
Betonul lucrabil isi pastreaza structura
omogena din momentul prepararii, pe timpul transportului si compactizarii, pana
in momentul intaririi.
Betonul fluid, in absenta aditivilor
reducatori de apa, cu toate ca se pune usor in lucru si umple bine cofrajele,
nu are o lucrabilitate buna deoarece prezinta o pronuntata tendinta de
segregare.
Alegerea lucrabilitatii trebuie sa se faca
in functie de destinatia betonului si de mijloacele de compactare, astfel incat
sa se realizeze o compactitate maxima, conditie esentiala pentru un beton de
calitate.
Lucrabilitatea unui beton poate fi
imbunatatita prin:
·
utilizarea de cimenturi fin macinate;
·
cresterea dozajului de ciment pana la o anumita limita, cu pastrarea constanta
a raportului a/c si a granulozitatii agregatelor;
·
utilizarea de agregate de calitate corespunzatoare;
·
folosirea aditivilor reducatori de apa (plastifianti,
superplastifianti).
Betoane mai putin lucrabile se obtin prin:
·
utilizarea de cimenturi cu adaosuri (cu exceptia cimenturilor cu tras,
care dau o lucrabilitate mai buna);
·
folosirea de agregate cu forme si granulozitati defectuoase.
2. Densitatea aparenta a betonului proaspat
Reprezinta masa unui metru cub de beton
proaspat, compactat in conditii similare punerii in lucrare.
Densitatea aparenta a betonului proaspat
este un indice important de calitate, intrucat se coreleaza cu alte
caracteristici cum ar fi: compactitatea, rezistentele mecanice,
permeabilitatea, gelivitatea.
3. Compozitia reala a betonului proaspat
Pentru verificarea calitatii si
omogenitatii betonului este necesar ca pe parcursul executarii lucrarilor sa se
controleze daca sunt respectate prescriptiile indicate pentru alcatuirea
amestecului proaspat. În acest scop se pot verifica: continutul in apa de
amestecare, granulozitatea agregatelor mai mari de 3,15 mm, dozajul real in
ciment, raportul a/c.
Continutul in apa al betonului se determina
pe o proba medie de beton proaspat supus unei uscari printr-o incalzire rapida.
Diferenta de masa reprezinta apa libera din beton.
Pentru verificarea granulozitatii
agregatelor continute in beton, se separa prin ciuruire sub jet de apa
agregatele cu granula mai mare de 3,15 mm si se evalueaza continutul relativ de
nisip fin sau de agregate a caror dimensiune maxima a granulei depaseste limita
admisa. Determinarea are un caracter orientativ si urmareste verificarea
respectarii granulozitatii agregatului total.
4. Verificarea cantitatii de aer antrenat
La
prepararea betonului, in timpul amestecarii componentilor, se antreneaza si o
cantitate de aer, care nu trebuie sa depaseasca anumite limite (circa 5 % volum
de aer) pentru a nu afecta rezistentele betonului. Verificarea este necesara
mai ales in cazul utilizarii unui aditiv plastifiant antrenor de aer, care
poate antrena o cantitate de aer mai mare decat cea admisibila. Determinarea
cantitatii de aer oclus se poate face prin mai multe metode.
5. Priza si intarirea betonului
Este o caracteristica neconventionala a
amestecului proaspat. Ea se defineste ca fiind perioada de tranzitie intre
„starea de beton proaspat” si „starea rigida” a materialului. Priza betonului
este determinata de cresterea vascozitatii asa cum rezulta din fig. V.3.
Începutul prizei corespunde timpului la
care betonul nu mai raspunde compactarii.
Sfarsitul prizei corespunde timpului la
care devine posibila determinarea rezistentelor mecanice; in acest moment
betonul capata forma si volum practic constante.
Priza betonului este controlata de cea a
cimentului. Timpul de inceput de priza este marcat de inceputul degajarii
caldurii de reactie (din reactiile de hidratare-hidroliza ale cimentului), iar
sfarsitul de priza coincide cu momentul maximului de caldura degajata. Prima
este insotita de descresterea conductivitatii electrice si de cresterea vitezei
de propagare a sunetului prin beton.
Practic, aprecierea prizei se poate realiza
prin determinarea adeziunii beton-armatura pe baza fortelor necesare smulgerii.
Dupa terminarea prizei, betonul se
considera in curs de intarire, stare ce dureaza, conventional, pana la
atingerea rezistentelor nominale (28 zile). În aceasta perioada factorii de
mediu (temperatura, umiditate, actiuni mecanice) au o influenta pronuntata
asupra evolutiei ulterioare a proprietatilor, atat pozitiva cat si negativa, in
functie de natura lor.
