Upload
florinpantilimon
View
224
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
8/11/2019 BA I - Partea a 4-A
1/29
B.A. I
DURABILITATEA
BETONULUI
ef lucr ri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construc ii de Beton Armat
U N I V E R S
I T AT E A
T E H N I C A
8/11/2019 BA I - Partea a 4-A
2/29
8/11/2019 BA I - Partea a 4-A
3/29
B.A. I Generalit i
eoarece e onu es e un so poros,apa are un roimportant att n procesele fizicede degradare, ct i nprocesele chimice(prin ionii agresivi care sunt
transporta i de ap ).Aceste fenomene fizico-chimice de degradare asociate
materialului.Mecanismele care produc degradarea betonului suntdiverse i numeroase:
Atacuri chimice, cnd degradarea este rezultatul
reacia alcali-agregat, atacul acizilor, atacul sulfatic.Atacuri fizice, cnd degradarea este rezultatul unui
ef lucr ri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construc ii de Beton Armat
U N I V E R S
I T AT E A
T E H N I C A
3
fenomen fizic: nghe , abraziune, eroziune.
8/11/2019 BA I - Partea a 4-A
4/29
B.A. I Generalit i
men une spec a re u e acor acoroziunii arm turilor, care este una din cele
de beton armat.
performanele structurale prin:reducerea sec iunii de armaturdistrugerea betonului de acoperire, deoareceproduii de coroziune rezulta i au un volummult mai mare dect elementele din care auprovenit. Astfelse reduce conlucrarea
ef lucr ri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construc ii de Beton Armat
U N I V E R S
I T AT E A
T E H N I C A
4
etonu u cu arm tur e.
8/11/2019 BA I - Partea a 4-A
5/29
B.A. I Coroziunea arm turilor
ro ec a na ura a arm ur or es e a ealcalinitatea ridicat a betonului, prin formarea unuistrat subire de oxid de fier pe suprafaa barei de oel.
n condiii normale, pH-ul soluiei care se gsete nporii betonului are valori ntre 12i 14, iaroelul nu- .
Dou mecanisme pot conduce la distrugerea acesteiprotecii:
Carbonatarea betonuluiAciunea clorurilor
pH-ul [pondus Hydrogenii]: reprezint logaritmul cu semn schimbat alconcentraiei ionilor de hidroniu H3O+ din soluie. Prin no iunea de pH
ef lucr ri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construc ii de Beton Armat
U N I V E R S
I T AT E A
T E H N I C A
5
se exprim cantitativ aciditatea (0
8/11/2019 BA I - Partea a 4-A
6/29
B.A. I Coroziunea arm turilor
ar ona area e onu uCarbonatarea este reacia dintre bioxidul de carbon
urma c reia rezult carbonat de calciu.Datorit acestei reacii pH-ul betonului scade,conducnd la distrugerea proteciei arm turilor.
Datorit carbonat rii apare coroziunea generalizat a,strat relativ uniform de rugin .Procesul de carbonatare ncepe de la suprafaabetonului i p trunde lent spre interior.
ef lucr ri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construc ii de Beton Armat
U N I V E R S
I T AT E A
T E H N I C A
6
8/11/2019 BA I - Partea a 4-A
7/29
8/11/2019 BA I - Partea a 4-A
8/29
B.A. I Coroziunea arm turilor
c unea c orur orClorurile provin din diverse surse, cele mai comune
topirea poleiului pe strzi i la construciile nvecinatesau clorul din beton (prezent n anumite adaosuri saua v .Clorurile distrug stratul protector din jurul arm turii,chiar dac H-ul betonului este ridicat.De obicei clorurile produc ocoroziune localizat .Viteza de penetrare a clorurilor n beton depinde deconcentraia de cloruri din mediul nconjur tor i decalitatea betonului.
ef lucr ri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construc ii de Beton Armat
U N I V E R S
I T AT E A
T E H N I C A
8
8/11/2019 BA I - Partea a 4-A
9/29
B.A. I Coroziunea arm turilor
oroz unea ac vOdat iniiat , coroziunea poate avansa dac exist
n consecin , riscul cel mai ridicat de coroziune aparela construciile supuse la cicluri de umezire/uscare.
ef lucr ri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construc ii de Beton Armat
U N I V E R S
I T AT E A
T E H N I C A
9
8/11/2019 BA I - Partea a 4-A
10/29
B.A. I Coroziunea arm turilor
sur e pro ec eUzual,pentru a asigura protecia arm turilor contra
arm turilor cu un beton de bun calitate (cu rezisten ridicat , compactat corecti cu tratament adecvat).n medii foarte agresive trebuie prevzute i alte
msuri (mai costisitoare), cum ar fi:utilizarea arm turilor vo site cu un strat de r in epoxidic ;utilizarea oelului inoxidabil sau galvanizat;
mpiedica p trunderea clorurilor sau a CO2;aplicarea unei protecii catodice pentru arm turi;
ef lucr ri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construc ii de Beton Armat
U N I V E R S
I T AT E A
T E H N I C A
10
utilizarea arm turilor din polimeri armai cu fibre (de carbon,
aramid , de sticl etc.).
8/11/2019 BA I - Partea a 4-A
11/29
B.A. I Procese fizice de degradare
c ur e e ng e - ezg eDac betonul umed este supus frecvent la cicluri de
-
betonul.Degradarea produs de ciclurile de nghe-dezghe semanifest de regul prin sf rmarea betonului lasuprafa sau prin fisuri de suprafa foarte apropiate,care reced sf rmarea betonului.Betonul nesaturat nu risc s fie degradat prin nghe ,pentru c expansiuneacare are loc n momentul
ng e u u poa e pre ua pr n compr marea por ornesaturai.
ef lucr ri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construc ii de Beton Armat
U N I V E R S
I T AT E A
T E H N I C A
11
8/11/2019 BA I - Partea a 4-A
12/29
B.A. I Procese fizice de degradare
c ur e e ng e - ezg eDegradarea prin nghe-dezghe poate fi evitat prin:
utilizarea unui aditiv antrenor de aer;
- observat c un beton cu rezistena mai mare de 45
MPa este insensibil la ciclurile de nghe-dezghe).
ef lucr ri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construc ii de Beton Armat
U N I V E R S
I T AT E A
T E H N I C A
12
8/11/2019 BA I - Partea a 4-A
13/29
B.A. I Procese fizice de degradare
raz uneaPoate fi cauzat de traficul auto, de curgerea continu
Rezistena la abraziune poate fi obinut prinutilizarea unui beton de nalt rezisten i a unoragregate adecvate, rezistente la uzur .Rezistena la abraziune este de asemenea mbun t it
ce pot fi supuse abraziunii(se recomand dublareaduratei de tratament).
Rezistena la abraziune este de asemenea mbun t it prin folosirea unor materiale dure n stratul superficialde exem lu: corindon mineral clasat ca duritate 9 e locul
ef lucr ri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construc ii de Beton Armat
U N I V E R S
I T AT E A
T E H N I C A
13
doi dup diamant)].
8/11/2019 BA I - Partea a 4-A
14/29
B.A. I Procese chimice de degradare
acu su a cSulfaii solubili (prezeni de exemplu n apele freatice)
sulfat de calciu.Sulfatul de calciu formeaz la rndul su prin reacie cucelitul (C3A) etringita ntrziat .Formarea etringitei este nsoit de o expansiune de
.
ef lucr ri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construc ii de Beton Armat
U N I V E R S
I T AT E A
T E H N I C A
14
8/11/2019 BA I - Partea a 4-A
15/29
B.A. I Procese chimice de degradare
acu su a cPt. a realiza un beton rezistent la sulfai se impune:
coninut limitat de celit (C3A)).Reducerea cantit ii de CH prinutilizarea deadaosuri (zgur de furnal, puzzolane), care consum o parte din Ca(OH)
2disponibil.
ea zarea unu e on cu permea a e re us cares mpiedice p trunderea sulfailor solubili. Pentruaceasta trebuie limitat raportul a/c, astfel nctrezult implicit un beton de rezisten mare.
ef lucr ri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construc ii de Beton Armat
U N I V E R S
I T AT E A
T E H N I C A
15
8/11/2019 BA I - Partea a 4-A
16/29
B.A. I Procese chimice de degradare
acu ac z orAcizii atac compuii coninnd calciu din beton (n
apoi sp lai, permeabiliznd suprafaa betonului.Reacia are loc n soluie, iar atacul devine grav cndpH-ul soluiei este sub 5.5(apele stagnante coninndCO2 pot avea un pH mai mic dect 4.4, iar ploile acideau un H ntre 4.0 i 4.5 .n cazurile n care betonul este supus la concentraiimari de acid, ca de exemplu n unele procese industriale,
s ngura so u e e pro ec e a e onu u es e preve ereaunui tratament de suprafa .
ef lucr ri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construc ii de Beton Armat
U N I V E R S
I T AT E A
T E H N I C A
16
8/11/2019 BA I - Partea a 4-A
17/29
B.A. I Procese chimice de degradare
eac a a ca -agregaExist dou tipuri de reacii care pot deteriora betonul:
- -
Reacia alcalii-silice(cea mai frecvent ) este o reacie ntre alcaliile din cimenti anumite forme de silice, careproduc un gel de silice higroscopiccare absoarbe apa i i m rete volumul, producnd astfel fisuri n beton.
,adnci, mergnd doar pn la 50-70 mm adncime,astfel nctefectul lor asupra rezistenei structurii este
ma m c ec mpac u v zua re ucerea e rez s ennu dep ete de regul 20-30%).
ef lucr ri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construc ii de Beton Armat
U N I V E R S
I T AT E A
T E H N I C A
17
8/11/2019 BA I - Partea a 4-A
18/29
8/11/2019 BA I - Partea a 4-A
19/29
B.A. I Proiectarea durabilit ii structurii
Implic 2 etape de baz :
Stabilirea a resivit ii mediuluila care
structura este expus (opera ie similar custabilirea nc rc rilor de calcul pentruproiectarea structural ) ;
Selec ionarea materialelor adecvateiproiectarea structurii pentru a fi capabil s reziste agresivit ii mediului pe o durat
rezonab l .
ef lucr ri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construc ii de Beton Armat
U N I V E R S
I T AT E A
T E H N I C A
19
8/11/2019 BA I - Partea a 4-A
20/29
B.A. I Stabilirea agresivit ii mediului
gres v a ea me u u re u e n pr nc p udefinit separat pentru fiecare mecanism de
,fiecare caz pot fi diferi i.
- i EN 206-1, standardul romn deja abrogat,
STAS 10107/0-90, nu f cea o separare foarteclar a mediilor agresive.n normele europene agresivitatea mediului este
clasificat n func ie tipul de atac, nclase deexpunere, i dup severitatea atacului, n
ef lucr ri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construc ii de Beton Armat
U N I V E R S
I T AT E A
T E H N I C A
20
.
8/11/2019 BA I - Partea a 4-A
21/29
8/11/2019 BA I - Partea a 4-A
22/29
8/11/2019 BA I - Partea a 4-A
23/29
B.A. I Msuri de protec ie contra agresivit ii mediului
ea ma genera m sur cons n preve erea unustrat de acoperire cu beton suficient de gros.Trebuie subliniat c valoarea final efectiv a rosimii
stratului de acoperire se alege nu doar din cerinele dedurabilitate, ci astfel nct s se asigure: un ransm ere a or e or e a eren
Protecia arm turilor mpotriva coroziunii (DURABILITATE)
O bun rezisten la foc.Cerine privind tipul de cimentpentru evitarea unorreacii chimice defavorabile.
er n e pr v n c asa m n m e rez s en , rapor umaxim a/ci dozajul minim de cimentpentru a obine unbeton ct mai puin permeabil.
ef lucr ri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construc ii de Beton Armat
U N I V E R S
I T AT E A
T E H N I C A
23
8/11/2019 BA I - Partea a 4-A
24/29
B.A. I Msuri de protec ie contra agresivit ii mediului
orme e europene - s -Pe planurile de execuie trebuie specificat grosimeanominal a stratului de aco erire cu beton c :
devminnom ccc
- grosimea minim a stratului de acoperire cu betonminc- grosimea suplimentar care ine seama de toleranele de execuiemmcdev 10
mm;cccc;cmaxc add ,dur st ,dur ,dur dur min,bmin,min 10 - grosimea minim a stratului de acoperire cu beton din cerinele de aderenbmin,c
- grosimea minim a stratului de acoperire cu beton din cerinele de mediu- marj de siguran ,dur c
dur min,c
- reducerea grosimii minime n cazul arm turilor din oel inoxidabilst ,dur c
ef lucr ri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construc ii de Beton Armat
U N I V E R S
I T AT E A
T E H N I C A
24
- reducerea grosimii minime n cazul unei protec ii suplimentareadd ,dur c
8/11/2019 BA I - Partea a 4-A
25/29
B.A. I Msuri de protec ie contra agresivit ii mediului
orme e europene - s -Alegerea unui beton cu durabilitate convenabil pentru
rotec ia betonului i rotec ia arm turilor la coroziune
implic alegerea compoziiei sale.Alegerea compoziiei poate duce la o rezisten lacompresiune a betonului mai mare dect cea necesar din condiiile de rezisten (a elementelor structurale).
ef lucr ri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construc ii de Beton Armat
U N I V E R S
I T AT E A
T E H N I C A
25
8/11/2019 BA I - Partea a 4-A
26/29
B.A. I Msuri de protec ie contra agresivit ii mediului
orme e europene - s -Leg tura ntre clasele de rezisten ale betonuluiiclasele de ex unere oate fi descris rin clasele
indicative de rezisten .
ef lucr ri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construc ii de Beton Armat
U N I V E R S
I T AT E A
T E H N I C A
26
8/11/2019 BA I - Partea a 4-A
27/29
B.A. I Msuri de protec ie contra agresivit ii mediului
orme e europene - s -n EN 1992-1-1 sunt definite6 clase structurale.Clasa structural recomandat entru o durat de via de 50 de anieste clasa S4, pentru rezistenele betonului date n tabelul anterior.
ef lucr ri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construc ii de Beton Armat
U N I V E R S
I T AT E A
T E H N I C A
27
8/11/2019 BA I - Partea a 4-A
28/29
8/11/2019 BA I - Partea a 4-A
29/29
B.A. I Msuri de protec ie contra agresivit ii mediului
orme e europene - s -Valorile limit recomandate n EN 206-1pentru compoziia ipropriet ile betonuluisunt:
ef lucr ri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construc ii de Beton Armat
U N I V E R S
I T AT E A
T E H N I C A
29