Comportarea in situ a constructiilor

  • View
    157

  • Download
    11

Embed Size (px)

DESCRIPTION

vol 2

Text of Comportarea in situ a constructiilor

  • F,E

    ,I, H

    an

    n C

    om

    porta

    rea

    in s

    itu

    a c

    on

    str

    ucti

    ilor s

    i ap

    titu

    din

    ea l

    or p

    en

    tru

    exp

    loata

    re vol.

    2

    2

    CONSTRUCTIILE

    Codul ISBN 978-973-0-11166-8.

  • COMPORTAREA IN SITU A CONSTRUCIILOR I

    APTITUDINEA LOR PENTRU EXPLOATARE

    Volumul II

    CONSTRUCIILE

    Cuprins

    Cuvnt nainte 1

    1 Materiale de construcie 3 1.1 Piatra natural 3 1.2 Lemnul 5 1.3 Argilele 11 1.4 Varul gras 13 1.5 Ipsosul 13 1.6 Materialele ceramice 15 1.7 Sticla 18 1.8 Materialele bituminoase 21 1.9 Cimentul 23 1.10 Mortare 25 1.10.1 cu liani anorganici 25 1.10.2 cu liani bituminoi 27 1.11Betoane 27 1.11.1 cu liani anorganici 27 1.11.2 cu liani organici bituminoi 30 1.12 Metale 30 1.13 Materiale din polimeri 34 1.14 Materiale de izolaie 36 1.14.1Izolarea termic 36 1.14.2 Izolarea hidrofug 38 1.14.3 Izolarea fonic 38 1.14.4 Izolarea contra trepidaiilor i impactului 38 1.15 Materiale de protecie i finisaj 39 1.16 Materiale de construcie ale viitorului 41

  • 2 Cldiri civile, industriale i agrozootehnice 42 2.1 Structuri de rezisten ale cldirilor 43 2.2 Elementele componente ale cldirilor 49 2.2.1 Infrastructura 49 2.2.1.1 Fundaii 49 2.2.1.2 Subsoluri 54 2.2.2 Suprastructura 55 2.2.2.1 Perei 55 2.2.2.2 Planee 66 2.2.2.3 Acoperiuri 73 2.2.2.4 Scri 81 2.2.2.5 Finisaje 83 2.2.2.6 Tmplrie 89 2.3 Echipamente cldiri 92 2.3.1 Instalaii tehnico-sanitare 92 2.3.2 Instalaii de nclzire 93 2.3.3 Instalaii de ventilaie 95 2.3.4 Instalaii electrice 96 2.3.5 Instalaii de gaze 97 2.3.6 Instalaii de ascensoare 98

    3 Construcii de ci de comunicaie i transport 99 3.1 Scurt istoric al dezvoltrii cilor de comnicaie i transport 99 3.2 Drumuri 112 3.2.1 Clasificarea drumurilor 112 3.2.2 Alctuirea drumurilor moderne 113 3.3 Ci ferate 128 3.4 Poduri 131 3.4.1 Clasificarea podurilor 131 3.4.2 Alctuirea podurilor 134 3.4.3 Poduri de lemn 140 3.4.4 Poduri de zidrie 146 3.4.5 Poduri din beton armat i beton precomprimat 147 3.4.6 Poduri metalice 150 3.5 Ci de comunicaie i transport naval 155 3.5.1 Porturi 155 3.5.2 Construcii de aprare a acvatoriului 156 3.5.3 Construcii de acostare a navelor 160

    4 Construcii edilitare 163 4.1 Alimentare cu ap 163

  • 4.2 Alimentarea cu energie electric 180 4.3 Iluminat public stradal 182 4.4 Transportul n comun electric 182 4.5 Asanarea localitilor 183

    5 Construcii subterane 199 6 Construcii hidrotehnice 200 6.1 Clasificarea amenajrilor hidrotehnice 200 6.2 Componentele amenajrilor hidroenergetice 201 6.2.1 Prize de ap 201 6.2.2 Canale 206 6.2.3 Galerii i puuri hidrotehnice 213 6.2.4 Conducte din beton armat i metalice 216 6.2.5 Camere de echilibru 218 6.2.6 Case de vane 224 6.2.7 Baraje 225 6.2.7.1 Baraje de greutate 226 6.2.7.2 Baraje arcuite 235 6.2.7.3 Baraje cu contrafori 237 6.2.8 Stvilare 240 6.2.9 Descrctori hidraulici 247 6.2.10 Rizberme 258 7 Amenjari hidroenergetice 259 Surse documentare 267

  • Aduc multumiri colaboratoarei mele la procesarea textului ing.Veronica Barbu, precum si Comisiei Nationale Comportarea in situ a Constructiilor pentru sprijinul financiar acordat.

  • 1

    CUVNT NAINTE

    Acest al doilea volum din seria celor patru dedicate comportrii in situ a construciilor i aptitudinii lor pentru exploatare este conceput ca o revedere a cunotinelor generale referitoare la materialele de construcie i formele constructive realizate cu acestea. Dac primul volum a ncercat s atrag atenia asupra diversitii i complexitatea lumii n care trim i construim, acest al doilea volum urmrete s creeze o imagine de ansamblu asupra multitudinii materialelor folosite n construcii i mai ales a formelor structurale create de constructori cu scopul satisfacerii cerinelor de siguran, confort i economie ale beneficiarilor acestora n concordan cu specificul destinaiei fiecrei construcii n parte. Am folosit, ca i n primul volum, puine surse documentare, scrise de personaliti competente n domeniul antamat, fiind vorba de lucruri n general cunoscute de cei crora m adresez, dar care nu se regsesc n alt lucrare n forma concentrat prezentat de mine. n special figurile le-am preluat fie ca atare din sursele cercetate, fie le-am modificat i grupat conform necesitilor de explicitare a celor afirmate n text. Sunt perfect contient c se putea i mai bine, c au rmas o mulime de probleme i aspecte netratate sau tratate incomplet. Sper din toat inima c domeniul acesta de cunoatere, denumit comportarea in situ a construciilor i aptitudinea lor pentru exploatare, i va gsi reprezentani n generaiile mai tinere, ce vor fi convinse de importana prezervrii fondului construit existent, bogia cea mai de seam a poporului nostru, expresia creativitii naintailor notri, adpost i suport pentru toate activitile materiale i spirituale din ara noastr. i mi vor continua i dezvolta iniiativa. Un gnd bun pentru toi cititorii volumelor intitulate Comportarea in situ a construciilor i aptitudinea lor pentru exploatare.

    Bucureti, iunie, 2011 Autorul

  • 2

    Procesare i tehnoredactare: ing. Veronica Barbu

  • 3

    III CONSTRUCIILE

    1 Materiale de construcie

    1.1 Piatra natural

    Piatra natural este unul din cele mai vechi materiale folosite n realizarea diferitelor tipuri de construcii. Piatra natural provine din cele trei categorii de roci clasificate, respectiv rocile de origine magmatic, sedimentar i metamorfic prezentate n volumul I, partea a II-a dedicat mediului natural.

    n construcii, rocile sunt folosite fie ca produse de balastier fie ca produse de carier.

    Produsele de balastier sunt folosite ca agregate naturale grele n prepararea mortarelor i a betoanelor, a mixturilor asfaltice, n timp ce balastul este folosit la drumuri, ci ferate, betoane de mrci mici .a.

    Agregatele naturale grele se clasific granulometric n: nisip 0 ... 7,1 mm (fin 0/1 mm, mijlociu 1/3,15 mm, grunos 3,15/7,1 mm), pietri 7,1 ... 71 mm (7,1/16 mm mrgritar), bolovani 71 ... 160 mm.

    Rocile cele mai adecvate folosirii ca agregate naturale grele sunt rocile magmatice (granit, granodiorit, bazalt).

    Produsele de carier se prezint ca piatr brut, piatr prelucrat i piatr spart.

    Piatra brut este format de blocuri i buci de piatr aa cum ies din carier i se folosesc n zidrii de dimensiuni mari precum ziduri de sprijin, ziduri de taluzare, fundaii i socluri ale unor cldiri importante mari, ca mbrcminte n barajele hidrotehnice, parapete de protecie la drumuri i poduri .a.

    Piatra prelucrat se prezint ntr-o varietate de forme: molanul este o piatr prelucrat pe o fa i laturi, de la 37 cm i folosit la executarea zidriilor masive; piatra de talie este o piatr de form regulat cu mai multe fee prelucrate i folosit la realizarea zidriilor construciilor monumentale; plci din piatr folosite la pardoseli i placaje, putnd avea faa aparent lefuit, buciardat sau profilat; blocuri arhitecturale fasonate ca socluri, profiluri, cornie, bruri, trepte, igle etc.; piatra pentru drumuri ca pavele, calupuri i borduri.

    Pentru piatra prelucrat se preteaz aproape toate rocile: magmatice (granit, granodiorite i diorite pentru placare i pavaje; sienite,

  • 4

    gabrouri, porfir pentru apartamente, mpietruiri, cheuri, placaje, riolitele, dacitele, andezitele pentru pavaje, placri; bazaltele pentru fundaii, poduri, pavaje), sedimentare (calcare pentru placaje), metamorfice (gneisuri pentru ornamente, mpietruiri, placaje; marmura pentru placri, scri, pardoseli, mozaic etc.; ardezie pentru acoperiuri).

    Piatra spart prin concasare apare n construcii sub mai multe forme: filer cu granule sub 0,09 mm rezult din mcinarea fin a calcarului i se folosete n prepararea produselor bituminoase (masticuri, mortare, betoane); nisip cu granule sub 7,1 mm folosit la mortare i betoane asfaltice la drumuri; savura 0/8 mm i split 3,15/25 mm folosite tot la drumuri; piatra spart pentru betoane de ciment n trei sorturi (7,1/16; 16/91; 31/71) mm, iar pentru drumuri n dou sorturi (40/63; 63/90) mm; piatra de mozaic cu dou fee i grosimi de 2030 mm folosit pentru betoane de mozaic n executarea pardoselilor .a. n tabelul III 1 se prezint domeniile de utilizare a diferitelor roci n construcii

    Tabelul III 1 Utilizarea rocilor n construcii Roci magmatice Domenii de folosire

    Granitele Placri, ziduri de sprijin, pavaje, agregate Granodirotele Placri, ziduri de sprijin, pavaje, agregate

    Dioritele Pavri, placaje etc. Sienitele Ornamente, fundaii, mpietruiri, cheuri etc.

    Gabrourile Ornamente, placaje Porfirul Ornamente, socluri, coloane etc. Riolitele mpietruiri, pavaje, placri Dacitele Pavaje

    Andezitele Plci, agregate rezistente la acizi Bazaltele Fundaii, poduri, agregate, pavaje, etc.

    Roci sedimentare (detritice, de precipitaie)

    Necimentate Pavaje, agregate, umplutur Cimentate Pavaje, blocuri

    Ghips Fabricarea lianilor de ipsos; adaos la prepararea cimentului Portland

    Anhidrit Fabricarea cimentului anhidrid

    Calcare cu diferite grade de compactitate

    Fabricarea varului, cimentului Portland; ca piatr de construcie: fundaii, socluri, ziduri,

    placri, mpietruiri de drum, agregate, etc. Travertin (varietate de calcar) Plci placare exterioar /interioar a construciilor

    Dolomit Agregat i la fabricarea produselor refractare

    Magnezit Fabricarea produselor refractare i a liantului magnezian

  • 5

    Roci metamorfice Gnaisuri Utilizri similare granitelor

    Cuarite Placri antiacide i fabricarea produselor refractare silica

    Marmure Placri interioare i exterioare, scri, pardoseli, mozaic, marmoroc etc. Ardezie Acoperiuri

    Piatra natural aflat n componena construciilor este supus, mai mult sau mai puin n funcie de natura sa, aciunii agresive a factorilor de mediu natural i tehnologic.

    Agresiunea fizic se manifest sub forma variaiilor de temperatur i umiditate ce provoac dilatare i contracie, nghe i dezghe al apei din pori, ascensiunea capilar a apei n pori cu cristalizarea srurilor dizolvate ce provoac exfolieri i eflorescente, razele UV ale Soarelui ce provoac oxidarea pietrei i apariia petelor.

    Agresiunea chimic este provocat de bioxidul de carbon i de siliciu din atmosfer, care dizolvai n ap formeaz acizi ce atac piatra cu compui bazici formnd sruri solubile ce sunt splate de ape.

    Agresiunea biologic provine de la plante (alge, .a.) i animale (psri, .a.) i produce pn la urm acizi ce atac piatra.

    1.2 Lemnul

    Lemnul a fost de asemenea folosit din cele mai vechi timpuri la realizarea de construcii cu diverse destinaii precum locuinele, gardurile de aprare (palisade), podee .a.

    Structura lemnului este format 99% din esut organic vegetal cu aspect fibros, fibrele fiind n general paralele cu axul cilindrului lemnos, fapt ce determin comportarea diferit la solicitarea mecanic n funcie de orientarea direciei de aplicare (paralel cu fibrele, perpendicular pe fibre sau oarecare).

    esuturile lemnului sunt pe de o parte de conducere a sevei (vase liberiene i trahei), de susinere (fibre lemnoase) i mixte (traheide) ce nu se modific dup atingerea maturitii i pe de alt parte esuturi de parenchim (vase medulare, canale rezinifere) ce-i pstreaz activitatea ca celule vii.

    Structura cilindrului lemnos se compune din scoar, cambiul ce asigur creterea i lemnul propriu-zis format din inele anuale de cretere.

  • 6

    Proprietile fizico mecanice ale lemnului sunt: Umiditatea format din apa liber ce circul prin esuturi, apa

    adsorbit pe pereii esutului vegetal i apa legat chimic n nsui substana lemnoas (1%); umiditatea relativ a lemnului uscat, dup pierderea apei libere, variaz n jur de 1215% (Tabelul III 2).

    Tabelul III 2 Umiditatea relativ i absolut a unor esene de lemn Felul arborelui Umiditate absolut

    % Umiditate relativ

    % Pin

    Molid Mesteacn

    8090 80100 6080

    44...47 44...50 37...44

    Densitatea lemnului variaz n funcie de esena lemnului i starea sa de umiditate ntre 760 kg/m3 cu 15% umiditate, respectiv 680 kg/m3 uscat la frasin i 450 kg/m3 , respectiv 410 kg/m3 la brad (Tabelul III 3).

    Tabelul III 3 Densitile unor esene de lemn

    Felul arborelui Densitatea aparent, kg/m3, pentru lemnul

    verde cu 15% ap uscat Brad Molid

    Pin Stejar Fag

    Frasin Salcm

    Tei

    1000 740 700

    1110 1010 920 880 740

    450 480 520 740 750 760 750 460

    410 430 490 650 690 680 730 490

    Rezistenele mecanice ale lemnului (compresiune, ntindere, forfecare, ncovoiere, oc) depind foarte mult de gradul de umiditate, de direcia de aplicare a solicitrii n raport cu direcia fibrelor, de defectele sale.

    Contracia i umflarea lemnului la umezeal datorit caracterului su hidrofil, depinde de asemenea de esena lemnului, fiind mare la stejar i frasin, medie la rinoase i mic la nuc i plop.

    Comportarea la temperaturi mari este stabil pn la temperaturi de 110 oC, devine combustibil la 200oC i inflamabil la 300oC.

    Defectele lemnului sunt numeroase (Tab. III 4): defecte de form (curbur pronunat, conicitate anormal, canelur, ovalitate, nfurcirea i scobitura), defecte de structur (excentricitatea, excrescene, fibr crea,

  • 7

    fibr rsucit, fibr nclcit, inele anuale neuniforme, pri moi), nodurile, crpturile, gurile i galeriile, coloraii i alteraii (coloraie anormal albstruie, alb sau roiatic, rscoacere, putregai).

    Tabelul III 4 Defectele lemnului

    Denumirea defectului Forma i culoarea lemnului defect

    1. Defecte de form ale lemnului

    - Curbura (cretere ncovoiat)

    - Conicitatea anormal

    - Canelur

    - Ovalitate

    - nfurcirea

    - Scobitur

    2. Defecte de structur ale lemnului

    - Excentricitate

    - Excrescene (glmele)

    - Fibr crea

    - Fibr nclinat Devierea ntr-un singur plan a fibrelor i inelelor anuale

    - Fibr rsucit

    - Fibr nclcit Devierelocal neregulat a fibrelor

    - Inele anuale neuniforme

    - Pri moi Prile moi sunt cambiul, mduva sau inima

    3. Nodurile

  • 8

    4. Defecte datorit crpturilor

    - Gelivuri

    - Contracia (a) - Rulura (desprirea

    inelelor) (d) - Cadranura (b) - Inim stelat (c) - Loviri de trsnet - Diverse

    5. Guriri i galerii Diferite forme Sunt provocate de insecte i alii vtmtori animalici

    6. Coloraii i alteraii

    - Albstreala Lemnul apare colorat - Coloraie anormal

    Culoare diferit de cea normal

    - Duramen fals

    Coloraie anormal a zonei centrale a trunchiului la specii lemnoase care normal nu au duramen

    - Lanura Culoare aproape alb sau foarte deschis

    - ncingere Coloraie roiatic sau cenuie la capete

    - Rscoacere Apar zone albicioase - Putregai Schimbarea profund a

    culorii i structurii

    Lemnul folosit n construcii face parte dintre speciile de foioase (stejar, frasin, salcm, plop, tei .a.) i rinoase (brad, molid, pin .a.) comune n ara noastr, dar i din alte specii mai rare (nuc, cire, trandafir, etc.) sau exotice (cedru, teak, abanos .a.).

    Materialele de construcii curente din lemn sunt fie brute, fie semifabricate, fie finite, fie compozite.

    Materiale lemnoase brute sunt rezultatul doar al operaiilor de retezare i curare de scoar a trunchiurilor de arbori. Din aceast categorie fac parte:

    Bilele, manelele i prjinile din rinoase cu lungimi/diametre medii de 69 m / 1216 cm / 36 m / 811 cm i respectiv 24 m / 47 cm i se folosesc la alctuirea schelelor.

    Lemnul rotund pentru piloi din rinoase i foioase ce se poate folosi i la poduri i batardouri, se livreaz la lungimi de 612 m i grosimi 1436 cm.

  • 9

    Stlpii pentru linii aeriene de energie electric cu lungimi de 514 m din trunchiuri de rinoase sau foioase.

    Lemn rotund de min cu lungimi de 1,26 m. Produsele semifabricate din lemn se obin din lemnul rotund, prin

    cioplire sau tiere. Din aceast categorie fac parte: Cioplitura se obine din cioplirea cu toporul a lemnului rotund

    obinnd seciuni dreptunghiulare, cu sau fr canturi, folosite la executarea arpantelor (grinzi, pane, cpriori); de asemenea i traversele de cale ferat se obin n acest mod, precum i bulumacii folosii la mprejmuiri.

    Cheresteaua se obine din tierea lemnului n lungul fibrei, n gatere, rezultnd scnduri, dulapi, ipci, grinzi i rigle; dimensiunile acestor produse de cherestea de la noi sunt (Tabelul III. 5):

    Tabelul III 5. Dimensiuni ale produselor de cherestea Produs Grosime

    mm

    Lime cm

    Lungime m

    Observaii

    Scnduri 12...24 615 1030 16 Lime > 2 x Grosime

    Dulapi 28...106 715 1630 16

    ipci 14...40 1,89,6 16 Lime 2 x Grosime

    Rigle 40...96 1,815 16 Grinzi 100300 1215 36 Lime 2 x Grosime

    ipcile se folosesc la garduri din lemn; scndurile se utilizeaz ca astereal la arpante, tipare/cofraje pentru beton, pereii construciilor provizorii, tmplria uilor i ferestrelor .a.; riglele se folosesc n alctuirea arpantelor precum i ca tmplrie n ui i ferestre; dulapii folosesc ca material de podire la poduri, schele, drumuri ca i la sprijiniri i cptueli la spturi n teren instabil i la elemente de tmplrie; grinzile se folosesc ca elemente de rezisten n diferite construcii sub form de stlpi, grinzi, planee.

    Furnirul se obine din trunchiuri de foioase prin tierea lemnului n foi subiri de 0,4 6 mm care se folosesc apoi ca fa, ca baz sau intermediar la placaje sau panouri din lemn.

    Placajele se realizeaz cu strate de furnir lipite astfel ca fibrele a dou foi consecutive s fie perpendiculare sau sub un anumit unghi.

  • 10

    Placajele obinuite, avnd un numr impar de foi de furnir au grosime de 312 mm. Se mai produc i placaje speciale precum: placajul blindat cu foi subiri de 0,2 0,4 mm din oel, aluminiu sau zinc pe ambele fee; placajul armat cu esturi metalice sau textile ntre foile de furnir; placajul bachelitizat impregnat cu rini fenolformaldehidice, placajul melaminat acoperit cu 13 straturi de hrtie impregnat cu rin de melamin formaldehidic; placajul emailat prin turnarea sau pulverizarea mai multor straturi de email sau lac pe baz de rini sintetice.

    Placajele se folosesc la confecionarea uilor, ferestrelor, pereilor, plafoanelor, cofrajelor etc.

    Panelele sunt formate dintr-un miez din ipci de lemn moale, lipite i acoperite pe ambele fee cu foi de furnir avnd direcia fibrelor perpendicular pe cea a ipcilor; se folosesc la confecionarea uilor, a pereilor despritori .a.

    Produse finite din lemn Panourile celulare sunt alctuite dintr-un cadru de lemn rigid cu

    un miez din celule de fii sau spirale de furnir i cu ambele fee acoperite cu furnir sau placaj; se folosesc la confecionarea uilor, a pereilor despritori etc.

    Scndurile fluite din rinoase au faa vzut rindeluit i falurile de cant bine potrivite.

    Duumelele cu lamb i uluc au faa rindeluit i servesc la realizarea pardoselilor.

    Parchetele au grosimi de 1622 mm, limi de 3090 mm i lungimi de 200500 mm i se realizeaz din lemn de stejar sau fag folosind la alctuirea pardoselilor.

    Frizurile de perete i pervazele sunt piese fasonate cu destinaia de acoperire a rosturilor dintre perete i pardoseal.

    Materiale compozite din lemn Plcile din achii de lemn (PAL) se obin prin aglomerarea, sub

    presiune i temperatur ridicat, a achiilor cu o rin formaldehidic sau ureoformaldehidic n proporie de 512%.

    n funcie de densitate, plcile PAL sunt uoare (< 400 kg/m3), semigrele (400800 kg/m3) sau grele (> 800 kg/m3). Prin diferite tratamente plcile pot fi hidrofugate, ignifugate sau antiseptizate. Plcile

  • 11

    PAL se folosesc, ca i placajul, la perei despritori, pardoseli, lambriuri, straturi izolatoare.

    Plcile fibrolemnoase (PFL) se obin din fibre de lemn, tala, mpslite i eventual amestecate cu adeziv (albumin, rini fenolice, colofoniu, bitum), ignifugani, antiseptizani, etc. n procedeul standard, fabricarea plcilor PFL const n presarea la cald a covorului din past de fibre i funcie de densitatea lor, plcile rezult moi, poroase (< 350 kg/m3), semidure (350 800 kg/m3) i dure (> 800 kg/m3). Plcile PFL se folosesc ca nlocuitoare de placaje i pavele, sau ca plci izolante, termoabsorbante, etc.

    Plcile PAL i PFL se pot emaila i melamina. Lemnul stratificat densificat (lignofolul) se obine din foi de

    furnir montate n placaj, impregnat cu rini fenolformaldehidice i presate la 100...150 at i temperaturi de 150oC.

    Lemnul impregant i presat (lignostanul) rezult din impregnarea blocurilor din lemn moale cu rini sintetice, la presiuni mari i nclziri succesive, reducndu-i volumul cu 20...25%.

    Lemnul fiind sensibil la aciunea agenilor de mediu natural i tehnologic, se folosesc diverse metode de protecie precum carbonizarea superficial (ardere) mpotriva microorganisemlor, aplicarea de vopsea sau lac mpotriva intemperiilor, impregarea cu substane antiseptice sau hidrofuge (rini naturale sau artificiale, sulfat de cupru, clorur de zinc, fluorur de sodiu i potasiu .a.), vopsele de acoperire ignifugante (silicat de sodiu, tencuial de var, ipsos, etc.)

    1.3 Argile

    Argilele reprezint un alt material natural folosit n construcii nc din cele mai vechi timpuri, fiind la fel de la ndemn ca i piatra i lemnul.

    Argilele sunt definite ca nite hidrosilicai de aluminiu cu formula general mAl2O3 nSiO2pH2O rezultai din dezagregarea feldspailor sub aciunea apelor carbonatate sau prin precipitarea soluiilor coloidale de silice i alumin din apele termale. n funcie de raportul SiO2 /Al2O3 argilele se consider caolinitice, cnd predomin caolinul (Al2O32SiO22H2O) i montmorillonitice cnd predomin montmorillonitul (Al2O34SiO2nH2O).

    Argilele sunt formate din particule lamelare de maximum 5 m i puternic hidrofile, fapt ce explic modul de comportare la variaiile de

  • 12

    umiditate, respectiv contracia i umflarea. Pentru a reduce aceast sensibilitate se fac unele tratamente de stabilizare i anume:

    stabilizare cu degresani (nisip, amot, paie, rumegu, cenu, coji de orez) ce se amestec cu argila i o fac astfel apt de utilizare n confecionarea blocurilor de zidrie precum i a zidurilor monolite.

    stabilizare prin hidrofobizare cu substane tensioactive (anumite rini, gudroane, bitumuri), amestecul rezultat fiind folosit la executarea straturilor rutiere, n miezuri impermeabile la barajele hidrotehnice din pmnt i anrocamente, la impermeabilizarea canalelor de irigaie, .a.

    stabilizare prin schimb ionic folosind substane care n contact cu apa elibereaz ioni de Ca2+ (clorura de calciu, var gras, cenu, zgur, ciment Portland) ce dau natere unor compui insolubili n ap, care cimenteaz granulele de argil. Argilele stabilizate cu var se folosesc n execuia drumurilor cu trafic redus i a terasamentelor, iar cele stabilizate cu ciment la executarea oselelor secundare i a fundaiilor oselelor de mare trafic cu mbrcminte din beton de ciment sau beton asfaltic, la cptuirea canalelor de irigaie, la execuia digurilor i barajelor ca ecrane impermeabile, la protecia taluzelor, la execuia blocurilor de zidrie.

    stabilizarea cu silicat de sodiu (sticl solubil) fie prin amestecarea cu argil, fie prin injectarea terenului argilos, fie prin electrosilicatare.

    Stabilizare cu compui macromoleculari (compui epoxidici, latex de cauciuc, compui ureoformaldehidici, melamino-formaldehidici, fenol-formaldehidici, furfurol anilinici i furil anilinici) pe principiul policondensrii sau polimerizrii monomerilor folosii. Metoda se folosete la diguri, baraje de pmnt, canale de irigaie, impermeabilizarea i consolidarea terenurilor de fundare, la straturi rutiere.

    1.4 Varul gras

    Varul gras este de asemenea un material de construcie cu un trecut ndelungat ce se obine din calcar (piatr de var) cu un coninut de minim 95% CaCO3 prin ardere n cuptoare de var; dup care bulgrii de var fie se sting cu ap, fie se macin n vederea depozitrii.

    Varul past este un gel format din particule alungite de hidroxid de calciu nconjurat de o pelicul de ap i grupate ntr-o reea tridimensional. n construcii se folosete la zugrvit (vruit), prepararea mortarelor de var pentru zidrii i tencuial, ca adaos plastifiant la

  • 13

    prepararea mortarelor i a betoanelor de ciment, ca stabilizator al argilelor la obinerea lianilor hidraulici amestecai (tras-var, zgur-var), precum i la fabricarea betonului celular i a produselor silico-calcare.

    Varul hidratat n pulbere, n amestec cu cimentul i cu diferii pigmeni colorani minerali se folosete la confecionarea tencuielilor decorative.

    Varul gras cu < 5% argil este un material cu ntrire n aer, deci nehidraulic; dac argila reprezint 612% n calcarul de origine, varul este slab hidraulic, iar la 1224% devine hidraulic cu ntrire n prezena apei. Varul roman provine din calcar cu 2440% coninut de argil.

    1.5 Ipsosul

    Ipsosul este de asemenea cunoscut i folosit din antichitate fiind obinut prin arderea n cuptor a ghipsului, un sulfat de calciu bihidratat (CaSO42H2O). n procesul de ardere, ghipsul trece prin mai multe forme: la 90...105 oC se obine un hemihidrat ce este substana de baz a ipsosului de construcii, la 150200oC se obine un anhidrit solubil, la 200700oC se obine un anhidrit insolubil, component de baz al cimentului de anhidrit, iar la 8001200oC se formeaz ipsosul de pardoseal.

    Ipsosuri de construcie se utilizeaz la prepararea mortarelor pentru tencuieli i zidrie (protecia lemnului contra focului, finisarea tencuielilor interioare, tencuirea pnzei de rabi, monolitizarea prefabricatelor n perei interiori, fixarea elementelor electrice, astuparea gurilor, netezirea superficial), la confecionarea de prefabricate (plci pline i cu goluri de 795 x 305 x 75 mm, fii pline i cu goluri de 2620 x 505 x 100 mm, panouri fagure, la execuia tiparelor pentru elemente decorative interioare. Ipsosul folosit la confecionarea prefabricatelor este fie curat, fie amestecat cu diferite agregate uoare (zgur metalurgic expandat, zgur de cazan, coji de orez, puzderie de in i cnep, tala i rumegu de lemn).

    Alte produse pe baz de ghips cu rol de liant sunt (Tabelul III 6):

    Tabelul III 6. Caracteristici i utilizri ale diferitelor tipuri de liani pe baz de ghips

    Tipul ipsosului

    a produsului

    ntrit, kg/m3

    Rc, daN/cm2 Domenii de folosire

    Cimentul de anhidrid 1500...2000 50...200

    Pardoseli interioare Mortare de zidrie Blocuri de zidrie

  • 14

    Ipsosul de pardoseal 1300...1700 200...300

    Pardoseli interioare Mortare pentru tencuieli Elemente prefabricate

    Ipsosul de mare rezisten - 250...350

    Elemente prefabricate ca: blocuri, plci, panouri, etc.

    Ipsosul alaunat - 300 Lucrri de finisaj

    Elemente de sculptur i arhitectonice

    Ipsosul macroporos 500...600 10...20

    Material termoizolator la elemente cu structur mixt

    (miezul acestor structuri) Ipsosul celular cimentul de anhidrit se obine din anhidrit natural sau artificial

    mcinat cu un activator (sulfat de sodiu, var sau dolomit calcinat, cenu de termocentral) i este ca un ipsos cu priz ntrziat de 47 ore.

    ipsosul de mare rezisten se obine prin deshidratarea parial a ghipsului n autoclav.

    ipsosul alaunat rezult din amestecul de anhidrit solubil cu o soluie de alaun (KAl(SO4)2) care se arde la 600 oC i se macin, fiind folosit la imitaii de marmur.

    ipsosul macroporos este obinut prin evaporarea apei dintr-o past de ipsos cu 150200 % ap i se folosete la termo i fonoizolare.

    ipsosul celular se face introducnd n pasta de ipsos substane generatoare de gaze sau spum.

    n general, toate formele de ipsos ntlnite n construciile existente se prezint ca produse tari, cu volum constant, cu o porozitate destul de mare (poate atinge 50 % din volum) fiind un bun izolator termic i fonic; ipsosurile tratate pot avea o porozitate redus iar impermeabilizarea superficial se realizeaz prin pulverizare cu bitum, parafin, vopsele sau rini sintetice.

    Ipsosurile speciale se folosesc astfel: cimentul de anhidrit la pardoseli interioare, mortare de zidrie, blocuri de zidrie; ipsosul de pardoseal la pardoseli interioare, mortare pentru tencuieli, elemente prefabricate; ipsosul de mare rezisten la elemente prefabricate ca blocuri, plci, panouri; ipsosul alaunat la lucrri de finisaje, elemente sculpturale i arhitectonice; ipsosul macroporos sau ipsosul celular ca material termoizolator n miezul elementelor cu structur mixt.

    1.6 Materiale ceramice

    Materialele ceramice se obin prin modelarea, uscarea i arderea argilei la temperaturi de 9001500 C.

    Materialele ceramice folosite n executarea construciilor sunt:

  • 15

    Crmizile, produse prin arderea formelor fasonate din argil obinuit la temperaturi de 900.1000 C, se prezint ca produse colorate, poroase, de diferite tipuri i forme (Tabelul III.7 i Fig. III.1)

    Tabelul III 7. Tipuri de crmizi fabricate n Romnia

    Nr. Crt.

    Denumirea produsului

    Dimensiuni (mm)

    Rezistena medie la

    compresiune, N/mm2

    Observaii

    0 1 2 3 4

    1

    Crmid plin presat pe cale umed (STAS

    457-71)

    24011563 24011588

    5,0; 7,5; 10,0; 12,5; 15,0; 20,0

    Pot avea guri de uscare cu suprafaa 15% din suprafaa crmizii

    2

    Crmizi i blocuri cu

    goluri verticale (GV)

    (STAS 5185-75)

    24011588 (188) 29014088 (188) 29024088 (188) 365180138

    5,0; 7,5; 10,0; 12,5; 15,0; 20,0; 25,0

    Seciunea golurilor 6 cm2 (la

    cele cu goluri

    circulare cu

    diametrul 18 mm)

    3

    Crmizi i blocuri cu

    goluri orizontale(GO) (STAS 8560-

    74)

    290240138(188) 145240138(188) 290290138(188) 145290138(188) 290 (145)138290 290 (145)115188

    2,5; 5,0; 7,5 Grosimea pereilor exteriroi

    minimum 15 mm

    - grosimea pereilor interiori

    minimum 8 mm

    4

    Crmizi cu lamb i uluc

    (LU) (STAS 3945-

    73)

    190 (290)90190 190 (290)60190 190 (290)45190

    -

    Dup limea

    crmizii sunt de trei tipuri: LU 90, LU 60,

    LU 45

    5

    Crmizi de placaj

    (plci din argil ars)

    (STAS 7830-

    Dreptunghiulare 11550(60,88)22,5...30 19050(60,88)22,5...30 24050(60,88)22,5...30 Colare

    -

    Suprafaa util poate fi sau nu glazurat

  • 16

    75) 115(115)50(60,88)15...50 120(115)50(60,88)15...50 230(115)50(60,88)15...50 240(115)50(60,88)15...50

    6

    Crmizi radiale

    din argil ars pt. couri (CR) (STAS 1428-

    71)

    b=190 l=150; 200; 250; 300 h=90

    15,0 12,5

    Dup valorile lui

    l aceste crmizi

    sunt: CRA; CRB; CRC; CRD.

    A B C

    A B C Fig.III 1 Tipuri de crmizi fabricate n Romnia

    A cu goluri verticale; B cu goluri orizontale, C- fii cu goluri

    Carmizile sunt folosite n general la realizarea zidurilor n pereii exteriori i interiori ai cldirilor, crmizile cu goluri fiind mai uoare i cu capacitate mai mare termoizolatoare.

    iglele pentru nvelitorile acoperiurilor au diferite forme, de la cele clasice cu jgheaburi, faluri i cioc de prindere pe ipcile arpantei, la iglele solzi i piesele coam.

    Olanele au curbur concav care se aeaz n dou straturi fixate cu mortar de ciment var.

    Tuburile ceramice de drenaj, se folosesc la selectarea i evacuarea apelor la lucrrile hidrotehnice.

    Corpurile ceramice cu goluri pentru planee i acoperiuri sunt destinate a fi folosite la realizarea fiilor prefabricate.

    Corpurile ceramice pentru pardoseli la grajduri i padocuri se confecioneaz cu lamb i uluc, cu striuri i nervuri.

    Plcile din gresie ceramic rezult din arderea la 12001300 C a unui amestec de argil vitrifiabil, fasonat sub form ptrat,

  • 17

    dreptunghiular, de picot, cu faa neted sau reliefat, glazurat sau neglazurat, sau ca scafe, socluri i coluri; aceste plci se folosesc la execuia de pardoseli n laboratoare, buctrii, bi, coridoare, magazii, n general ncperi locuite temporar, precum i la placarea pereilor n ncperile unor uniti industriale cu medii agresive.

    Crmizile de clincher se fabric din gresie ceramic fiind utilizate la zidrii aparente, drumuri intens circulate, pardoseli industriale, la cptuirea canalelor colectoare, a pilelor i culeelor de poduri.

    Crmizile din gresie antiacid folosesc la realizarea proteciilor antiacide prin cptuirea suprafeelor supuse agresiunii acide, cu excepia acidului fluorhidric.

    Tuburi i piese de legtur din gresie ceramic, folosite n canalizri i conducte industriale prin care circul lichide agresive; se confecioneaz i glazurate pe ambele fee, interior i exterior.

    Plcile de faian i cele de majolic sunt produse ceramice fine obinute din caoline i argile curate 50% nisip (degresant) 40% i feldspat (fondant) 10% prin presare i ardere; pe faa aparent sunt acoperite cu glazur i folosesc la placarea pereilor supui agresiunii umiditii n camere de baie, buctrii, grupuri sanitare, sli de operaiune etc., ca i a meselor de laborator. n tabelul III 8 se prezint o clasificare a produselor ceramice dup culoare i structur.

    Tabelul III 8 Clasificarea produselor ceramice dup culoare i structur

    Produse ceramice

    Colorate Poroase (crmizi, igle, tuburi de drenaj, etc.)

    Clincherizate (plci de gresie, crmid de clincher, tuburi de bazalt)

    Albe Poroase (faiana) Vitrificate (porelanul)

    Produsele ceramice refractare sunt de natur silicioas, silico-aluminoas sau magneziene. Primele se obin din cuarite i gresii curate, urmtoarele din argile refractare, iar ultimele din magnezit sau dolomit. Produsele refractare silica sunt acide i se folosesc la agregate termice cu funcionare continu precum cuptoarele de sticl, cuptoarele Siemens-Martin i cuptoarele electrice pentru obinerea oetului, pe cnd cele magneziene care au caracter bazic se folosesc la cuptoarele ce ard produse tot bazice precum cuptoarele pentru cimenturi. Produsele ceramice refractare se produc sub form de crmizi normale i crmizi pan, lungi i scurte, dar pot fi livrate i sub form granulat pentru mortare i betoane refractare.

  • 18

    1.7 Sticla

    Sticla este de asemenea cunoscut din vechime i este rezultatul solidificrii unei topituri format circa 70% din bioxid de siliciu (nisip silicios curat) i silicai de sodiu, potasiu, calciu, plumb, etc., adugai ca fondani precum i alte adaosuri pentru colorarea, opalizarea sau decolorarea sticlei.

    Principalele tipuri de sticl sunt sticla calco-sodic, (sticla obinuit), sticla calco-potasic (vase de laborator) i sticla plumbo-potasic (cristalul).

    Produsele din sticl se obin prin diferite procedee: suflare, presare, laminare, tragere sau procedee combinate.

    Produse din sticl pentru construcii fabricate n Romnia: geamurile se prezint sub mai multe forme, simple sau prelucrate

    i anume: - geam tras obinuit transparent cu fee plane; este folosit la

    ferestre i ui din cldiri civile, industriale i agrozootehnice, la nchideri de vitrine, la obinerea geamurilor speciale .a.

    - geam riglat cu striuri pe una din fee; este folosit la luminatoare, ferestre pentru magazine i depozite, etc.

    - geam armat cu o reea de srm din oel nglobat. - geam ornament cu modele n relief pe una din fee; este folosit

    la ui, ferestre, perei despritori. - geam termoabsorbant albastru verzui, absoarbe razele calorice

    i este folosit la ferestre i luminatoare. - geam lefuit folosit la fabricarea oglinzilor, la vitrine, ferestre. - geam securit rezultat din clirea geamului obinuit n aer; este

    folosit la ferestre, ui, perei despritori. - geam securit emailat folosit la placarea pereilor. - geam triplex rezultat din lipirea a dou foi subiri de geam

    folosit n locuri cu solicitri puternice. - geam mat realizat cu o fa rugoas, netransparent; se

    folosete la ui, ferestre, perei despritori. - geam muslin i geam givrat cu modele se folosesc la fel.

    n tabelul III 9 se prezint unele caracteristici ale acestor geamuri fabricate n ara i care se gsesc n prezent la marea majoritate a cldirilor i construciilor inginereti din Romnia.

  • 19

    Tabelul III 9 Caracteristicile geamurilor fabricate n Romnia Nr. Crt.

    Tipul geamului Caracteristici

    Dimensiuni (mm)

    Domenii de utilizare

    1 Geam tras

    obinuit STAS 853-75

    - Transparent - Fee plane

    g = 2...12 l = 280...2300 L=1000...3000

    - Oglinzi i geam securit - Vitrine i la cldiri principale - Cldiri de locuit - Construcii industriale

    2 Geam riglat STAS1506-67

    - Pe una din fee are striuri

    g = 5 l 1700 L=1500...3000

    - Luminatoare - Ferestre pentru magazine i depozite mrfuri

    3 Geam armat STAS 949-67

    - Fee plane - Are inclus o reea de srm din oel - Incolore sau colorate

    g = 5...10 l = 700...1700 L 3000

    - Luminatoare, balcoane, parapete scri, perrei despritori

    4 Geam

    ornament STAS 3515-75

    - Pe una din fee are modele n relief - Incolore sau colorate

    g = 4...10 l = 500...700 L=1500...3000

    - Ferestre, ui - Perei despritori, luminatoare

    5 Geam termoabsorbant

    - Albastru verzui - Fee plane - Absoarbe radiaii calorice

    g = 3...6 l =1100...1600 L=1200...2000

    - Ferestre - Luminatoare

    6 Geam lefuit STAS 9041-76 - Transparent - Fee plane

    g = 3,5...7 l = 400...2100 L=500...4500

    - Oglinzi, vitrine, ferestre, geam securit

    7 Geam securit STAS 1853-62

    - Transparent - Fee plane sau curbe

    g = 5...8 l = 100...1000 L=1000...1600

    - Ferestre, ui, perei despritori - Parbrize pentru autovehicule

    8 Geam securit emailat STAS

    8572-70

    - Colorate - Netransparente - Are pe o fa un strat de email

    g = 3,8...10 l = 100...1800 L=100...3000

    - Placarea pereilor - Ui

    9 Geam triplex - Fee plane - Rezistene mari

    - - Elemente de construcie puternic

  • 20

    solicitate

    10 Geam mat

    - Una din fee este mat (rugoas i netransparent)

    g = 4...8 l = 400...1000 L=1000...1900

    - Ui, ferestre, perei despritori

    11 Geam muslin - Are modele mate

    Idem Idem 12 Geam givrat

    - Are una din fee cu aspect de flori de ghea

    plcile din sticl opaxit, o sticl groas opalizat, alb sau colorat, cu o fa neted i una striat pentru aderena la mortar, se folosesc la placarea pereilor, ca i faiana.

    plcile din sticl cristalizat se folosesc tot la placarea pereilor interiori dar i la pardoseli, fiind rezistente la oc.

    plcile de sticl mozaic, opalizat i colorat, se folosesc la placarea pereilor interiori i exteriori, a coloanelor i zidurilor de exterior.

    pavelele tip rotalit servesc la realizarea planeelor luminoase necirculabile prin montarea n ochiuri a unei reele din bare de oel de care se solidarizeaz prin turnarea unui beton fin n rosturi.

    dalele pentru perei, cu feele monoconcave, ca i plcile de rotalit sau biconcave, sunt montate cu ajutorul unor bare de oel verticale de care se solidarizeaz cu past de ciment.

    profile V din sticl sunt produse prin laminare, armate sau nearmate, incolore sau colorate, cu dou fee netede sau cu una ornamental, se monteaz prin aezare una peste alta la un singur rnd, un rnd i jumtate sau la dou rnduri, solidariznd-se cu chituri sau profile din cauciuc ori PVC.

    geamul dublu termoizolant (termopan) este format din dou foi de geam, securizat sau obinuit, distanate ntre ele cu distanatori de sticl ce nchid ermetic pe contur geamul, pstrnd ntre foi un strat de aer uscat; este un geam termoizolator cu o bun transparen.

    crmizile de sticl se folosesc la realizarea de perei despritori interiori i la casa scrii.

    iglele din sticl sunt produse de tip cu jgheab sau solzi i servesc la executarea acoperiurilor (luminatoare).

    tuburile de sticl de diverse dimensiuni folosesc la scurgerea gazelor agresive, la pozarea cablurilor telefonice.

    sticla spongioas se obine din deeuri de sticl topit, cu un adaos de calcar sau amestec de sulfat de sodiu i crbune ce produc gaze

  • 21

    captate n topitur; uoar i poroas, folosete ca termoizolaie a pereilor pe care i cptuete.

    vata de sticl este un material fibros, obinut prin centrifugarea sau suflarea unei topituri vscoase de sticl; se folosete presat n form de saltele cu fee din plas de srm, carton ondulat, pnz de azbest sau altele, la izolarea termic a planeelor, conductelor tehnologice, instalaiilor din cldiri .a.

    1.8 Materiale bituminoase

    Bitumurile sunt amestecuri de hidrocarburi lichide, solide i derivai ai acestora, cu oxigenul, sulful i azotul i se prezint ca o materie brun spre negru, rigid-casant, plastic sau fluid vscoas, funcie de temperatura mediului.

    Bitumurile sunt naturale, produse prin oxidarea natural a ieiului, sau artificiale rezultate prin prelucrarea ieiului (bitum de petrol) sau prin distilarea uscat a lemnului sau crbunilor (gudroane i smoal).

    Bitumul natural cu coninut de pulberi de calcar, argil, nisip, etc. este denumit asfalt, iar dac este impregnat n roc se numete bitum de roc.

    Principalele proprieti ale bitumurilor sunt tixotropia (sufer transformri reversibile de structur la solicitri mecanice cu temperatur constant), mbtrnirea ireversibil (devin friabile) i adeziunea la diverse materiale.

    Aceast ultim proprietate le recomand ca liani n alctuirea mortarelor i betoanelor.

    Liani bituminoi utilizai mai ales la cald: Bitumul de lac se obine prin epurarea asfaltului nclzit la

    180200 C din care se separ mineralele coninute. Bitumul de extracie, sau natural, se extrage din rocile

    bituminoase prin dizolvare sau emulsionare cu benzin, respectiv hidroxid de sodiu sau acid sulfuric i se folosete la drumuri i hidroizolaii. La noi se produc apte tipuri de asemenea bitumuri notate cu DT A DT G.

    Bitumul de petrol rezult la distilarea fracionat a ieiului, respectiv din pcura rmas dup eliminarea fraciunilor uoare; acestea se trateaz (distilare, oxidare, cracare, etc.) obinnd bitumul de petrol. La noi se fabric bitumul neparafinos pentru drumuri, n ase varieti notate cu litera D, bitumul pentru lacuri i amestecuri electroizolante (E), bitumul industrial neparafinos (I) folosit la confecionarea materialelor termoizolatoare, bitumul pentru materiale i lucrri de hidroizolaie (H) i bitumul parafinos industrial (Ip).

  • 22

    Gudroanele i smoala sunt folosite mai rar n construcii deoarece mbtrnesc mai repede i conin substane toxice i cancerigene.

    Liani bituminoi utilizai la rece: Soluiile bituminoase, sau bitumurile tiate, se obin din

    dizolvarea bitumului topit n solveni organici (benzen, benzin grea, etc.) care, dup aplicare, se evapor lsnd bitumul ntrit. Se folosesc la impermeabilizarea unor elemente de construcie din metal, beton, zidrie etc. sub form de pelicule subiri aplicate pe suprafaa acestora, la prepararea mixturilor asfaltice, la realizarea stratului de amorsaj .a.

    Emulsiile bituminoase directe se obin prin dispersarea treptat n soluia apoas de emulgatori (spunuri de sodiu, potasiu sau colofoniu) a bitumului topit i agitarea puternic a amestecului. Dup aplicare, emulgatorul este absorbit de materialul suport i rmne pelicula de bitum aderent. Emulsiile bituminoase se folosesc n lucrri de betonare rutiere, ca amors pe agregatele destinate confecionrii betoanelor asfaltice sau pe suprafeele ce se acoper cu un strat de bitum.

    Emulsiile bituminoase inverse se obin prin dispersarea unor emulgatori insolubili n ap (ex. spunul de calciu) n bitumul topit.

    Suspensiile bituminoase denumite i suspensii de bitum filerizat (Subif) se obin prin malaxarea pastei de var cu bitum moale cald, rezultnd o past ce se poate dilua n ap rece. Suspensiile bituminoase se folosesc la realizarea mortarelor i betoanelor asfaltice, la amorsarea suprafeelor pentru aplicarea de hidroizolaii, la acoperirea metalelor ca pelicul de protecie anticoroziv .a.

    Subiful se fabric la noi n dou tipuri, respectiv pentru lucrri de drumuri i pentru hidroizolaii i alte lucrri. Prin amestecul subifului cu fibre celulozice se obine chit de bitum filerizat (celochit) folosit la hidroizolaii, chituirea geamurilor, etanarea rosturilor, etanarea bazinelor de ap, .a.

    1.9 Cimentul

    Cimentul este un material de construcie ce face parte din categoria lianilor anorganici, minerali, caracterizai prin faptul c, n prezena apei, pulberea de ciment face priz i se transform ntr-un corp solid dar i omogen cu aspect de piatr. i alte materiale precum argila, varul i ipsosul pot juca i rol de liant anorganic cnd sunt folosite la confecionarea mortarelor i betoanelor.

    Cimentul Portland cel mai important liant hidraulic folosit n construcii i avnd cea mai larg rspndire, este un ciment silicios obinut prin mcinarea clincherului de ciment cu un adaos de 35 %

  • 23

    ghips. La rndul su, clincherul se formeaz prin arderea la 1450 C n cuptoare rotative a unui amestec din 75..77 % calcar, 2325 % argil i alte adaosuri silicioase (diatomit), aluminoase (bauxit) i feruginoase (pirit, minerale de fier).

    Componenii mineralogici ai cimentului rezult astfel: alit (C3S), belit (C2S), celit I (C4AF) i celit II (C3A).

    n funcie de raportul dintre aceti componeni, cimentul rezultat are proprieti diferite n ceea ce privete priza sa, sub aspectul vitezei de hidratare, a cldurii degajate, a rezistenei sale mecanice i la aciuni fizico-chimice (gelivitate, contracie, coroziune, tratament termic). Dintre acestea se remarc modul de comportare la agresiuni chimice, coroziune ce condiioneaz durabilitatea construciilor executate cu ciment Portland-i anume:

    coroziunea de tip I se manifest prin decalcifierea componenilor pietrei de ciment i transformarea lor n geluri sub aciunea apelor dulci, a celor cu coninut de bioxid de carbon agresiv, a soluiilor srurilor de amoniu, ai acizilor organici sau anorganici.

    coroziunea de tip II se manifest tot prin decalcifiere cu formare de geluri ca urmare a contactului cu soluiile de zahr, de sruri de magneziu (excepie sulfatul) sau cu grsimi.

    coroziunea de tip III se manifest prin fenomene de expansiune datorate mririi n volum a srurilor ce se formeaz din interaciunea componenilor pietrei de ciment cu soluii de sulfai, de clorur de calciu i unii esteri plastifiani.

    n Romnia, cimentul Portland se fabric n dou mrci: P 400 cu rezistena la compresiune, la 28 de zile de la priz, de 400 daN/cm2 i P 500 cu rezistena de 500 daN/cm2. Se mai producea ciment Portland cu 5% adaos de tras, zgur granulat de furnal sau cenu de termocentral sub o singur marc Pa 400. Tipurile speciale de ciment Portland erau:

    cimentul cu rezistene iniiale mari (RIM) i ntrire rapid, fabricat n dou caliti RIM 200 i RIM 300 i folosit la confecionarea prefabricatelor din beton armat i beton precomprimat.

    cimentul hidrofob folosit la confecionarea mortarelor i betoanelor destinate unor construcii impermeabile.

    cimentul expansiv n cursul prizei i ntririi este folosit la etanarea rosturilor n construciile de tuneluri, metrou, diguri, etc.

    cimentul alb i cimenturile colorate se folosesc la prepararea betoanelor decorative.

    cimentul pentru sonde se folosete la cimentarea sondelor de petrol i gaze.

  • 24

    Cimentul aluminos Cimentul aluminos este un liant hidraulic cu priz normal i

    ntrire rapid, obinut din calcar i bauxit. Componentul principal al cimentului aluminos este aluminatul monocalcic 5575 %, secondat de trialuminatul pentacalcic, dialuminatul monocalcic, gehlenitul i silicatul bicalcic. Cimentul aluminos rezist la aciunea apelor cu sulfai, a apelor moi, a celor mineralizate, a soluiilor diluate de acizi, a substanelor organice (fenoli, cresoli, zahr, esteri) i ca atare este folosit la betoane cu rezistene mari i ntrire rapid, betonri pe timp de iarn, la betoane n mediu agresiv din industria alimentar, textil, chimic, precum i la confecionarea betoanelor refractare. Se fabric n Romnia cu trei mrci A 400, A 500, A 600.

    Cimenturi Portland cu adaosuri active Adaosurile active folosite n Romnia sunt zgura granulat de furnal, cenua de termocentral i trasul (tuf vulcanic mcinat). Aceste cimenturi i notaiile lor sunt:

    ciment Portland cu (615 %) adaos de zgur notate marca PZ 400 i PZ 500, zgur i cenu Pzc 400 i Pzc 500, cenu PC 400 i PC 500, tras PT 400 i PT 500, zgur sau tras, rezistente la sulfai SMA 400 i SMA 500

    ciment cu 2030 % adaos de zgur (ciment metalurgic) M 400, zgur i cenu (metalurgic cu cenu) MC 400 i tras (ciment cu tras (T 400)

    ciment cu 3150 % adaos de zgur (ciment de furnal) F 350, zgur i cenu (de furnal cu cenu) FC 350

    ciment cu 5170 % adaos de zgur (ciment de furnal) F 300, zgur i cenu (de furnal cu cenu) FC 300

    cimenturi rezistente la ape sulfatate cu rezisten moderat SM 400 i SMA 400 i cu rezisten ridicat SR 400 i SRA 400

    cimenturi hidrotehnice cu proprieti diferite n funcie de locul unde se folosesc H 400 i HZ 400.

    Utilizarea diferitelor cimenturi se prezint n Tabelul III 10:

    Tabelul III 10. Utilizarea cimenturilor n funcie de condiiile exploatarii Condiii de exploatare Recomandate Admise Interzise

    Elemente de permeabilitate redus

    SR, SM, SRA, SMA, H, HZ, T

    PC, PZ, PZC, MC, P, Pa, PT

    F, FC

    Elemente expuse la intemperii moderate

    PC 400, PZ 400, PZC400, SR, SM, H

    PC500, PZ 500, PZC500, M, MC, P, Pa, RIM, SRA, SMA, HZ,

    PT

    T, F, FC

  • 25

    Elemente expuse la intemperii severe (zone de

    nivel variabil al apei)

    SR, SM, H PC, PZ, PZC, MC, P, Pa, RIM, SRA, SMA, HZ,

    PT

    T, F, FC

    Printre utilizrile cimenturilor se afl i fabricarea de produse precum azbocimentul, un amestec de ciment, ap i fibre de azbest, din care se confecioneaz plci de nvelitoare, plci de faad, plci pentru ncperi tehnice sanitare, se cptuesc perei, tuburi pentru canale de ventilaie i couri de fum, conducte de ape industriale, produse petroliere, canalizare i altele.

    Plcile plane din azbociment se folosesc pentru realizarea de panouri sandvi cu miez de polistiren destinate pereilor neportani din halele industriale, la construciile avicole, turistice, etc. Plcile ondulate din azbociment, izolate cu vat mineral sau neizolate se folosesc de asemenea la realizarea pereilor neportani a diferitelor tipuri de hale. Dei produsele din azbociment prezint o serie ntreag de avantaje, ele au fost interzise n Europa i Statele Unite ale Americii la sesizarea Organizaiei Mondiale a Sntii n urma constatrii efectului toxic cancerigen al inhalrii firelor microscopice de azbest desprinse de aciunea eroziv a vntului i altor factori.

    1.10 Mortare

    1.10.1 Mortare cu liani anorganici Dup cum s-a artat, mortarele sunt alctuite din nisip, ap i un liant, care pot fi argila, varul, ipsosul, cimentul.

    Mortare obinuite pot fi clasificate astfel: dup alctuire: mortare de argil, pe baz de var (var, var-ciment,

    var-ipsos), pe baz de ipsos (ipsos-var), pe baz de ciment (ciment, ciment-var, ciment argil.

    dup rezistena la compresiune: M 4, M 10, M 25, M 90, M 100 (daN /cm2) la 28 de zile, respectiv la 90 de zile pentru mortarul de var.

    dup densitatea aparent: mortare grele 1800 kg/m3, semigrele 1500.1800 m3, uoare 10001500 kg/m3 i foarte uoare

  • 26

    mortare de zidrie, n mod tradiional de var, ceea ce duce la necesitatea folosirii lor n mediu uscat; pentru fundaii i socluri n contact cu umiditatea se folosesc mortare din var ciment cu eventuale adaosuri hidraulice.

    mortare pentru tencuieli, se confecioneaz sub mai multe forme: - priul de 23 mm grosime este un mortar fluid de amors ce

    pregtete faa suportului (zidria) pentru straturile urmtoare de tencuial. - grundul de 815 mm grosime se execut ca un mortar vrtos

    plastic, suport al stratului vizibil. - tinciul este stratul vizibil de maximum 5 mm grosime din

    mortar vrtos cu nisip 0/1 mm ce asigur planeitatea i aspectul final al lucrrii.

    - mirul este primul strat de tencuial din mortar de finisaj ce se aplic pe plasa de rabi i de care se prinde datorit proprietii ipsosului de a-i mri volumul n decursul prizei.

    Tencuieli interioare folosesc mortare pe baz de var, var ciment i var ipsos cu o bun aderen la suport, iar pentru cele exterioare sunt utilizate mortarele pe baz de ciment var.

    Tencuielile se pot prezenta ca: - tencuieli brute pentru elemente exterioare precum calcanele

    caselor, podurile, construciile agrozootehnice; se aplic ntr-un singur strat de 2 cm grosime.

    - tencuiala pe rabi se aplic n trei straturi pe suprafee precum tavanele planeelor din beton armat sau stlpii din lemn i zidria de crmid.

    - tencuiala sclivisit i gletuit alctuiete primele dou straturi pe elementele de zidrie.

    - tencuiala pe beton se aplic n trei straturi, atunci cnd nu se las betonul aparent.

    - tencuielile impermeabile folosesc mortare cu ciment Portland, ciment cu adaos de zgur, cenu sau tras, sau mortare cu var gras cu dozaj mare de var ce se aplic pe pereii subsolurilor, socluri, pereii canalelor sau tuburilor de scurgere, interiorul rezervoarelor sau bazinelor cu ap; din aceast categorie fac parte i mortarele confecionate cu Apastop

    - tencuielile decorative se execut fie cu praf de piatr, fie cu terasit, fie cu alte produse.

    Defectele ce pot apare n tencuieli se datoreaz n general folosirii necorespunztoare a materialelor, cele mai des ntlnite fiind mpucturile i eflorescenele, petele i fisurile datorit contraciei cimentului.

  • 27

    1.10.2 Mortare cu liani bituminoi Mortarele asfaltice rezult din amestecarea lianilor bituminoi cu

    agregate fine (filer, nisip). n funcie de fineea agregatelor se deosebesc: Masticuri bituminoase conin pulberi minerale de calcar, diatomit,

    cenu de termocentral, talc, celuloz, azbest, crbune, var stins n praf, .a. Prin filerizare bitumul i mrete plasticitatea, vscozitatea, rezistenele mecanice i se ntrzie mbtrnirea.

    Masticurile bituminoase se folosesc la izolarea hidrofug, la chituirea rosturilor dintre elemente de construcii din medii umede, .a.

    Mortare asfaltice sunt mixturi asfaltice ce rezult din amestecul lianilor bituminoi cu nisip i pot avea o consisten fluid, plastic sau vrtoas funcie de lucrabilitatea necesar punerii lor n oper; liantul bituminos d mortarelor proprietatea de a se comporta elastic la solicitrile reduse de scurt durat i de a deveni plastice la solicitri mai mari.

    1.11 Betoane

    1.11.1 Betoane cu liani anorganici Betonul cu liani anorganici (minerali, hidraulici) este un amestec

    de agregate, ap i liant bine omogenizat i care dup ntrire are un aspect de conglomerat dur. n prepararea betonului se mai folosesc diverse adaosuri inerte sau active care-i mbuntesc proprietile (rezisten mecanic i chimic, densitate, gelivitate, impermeabilitate, .a.).

    Betoanele se prezint ca betoane grele (obinuite sau speciale) i betoane uoare.

    Betoane grele obinuite sunt betoane cu densitatea aparent de 22012500 kg/m3 i sunt cele mai utilizate betoane n executarea construciilor din beton simplu, beton armat i beton precomprimat.

    Betonul ntrit are o structur complex format din faza solid (agregate i piatra de ciment), faza lichid (ap de hidratare, ap absorbit de geluri i ap din pori) i faza gazoas (aerul din pori). La betonul greu, obinuit, porozitatea total este de 1525 % din volum i ea influeneaz sensibil toate caracteristicile sale - alturi de microfisurile i fisurile aprute n timpul hidratrii i ntririi betonului.

    Dintre caracteristicile betonului ntrit (densitate, compactitate, porozitate, permeabilitate, gelivitate, comportare la cldur) cea mai relevant este rezistena sa mecanic la diverse solicitri, printre care rezistena la compresiune, respectiv marca betonului. Mrcile folosite n ara noastr n trecut erau B 25, B 50, B75, B 100, B 150, B 200, B 250; B 300, B 400, B 500, i B 600.

  • 28

    Deformaiile betonului sunt cauzate de prezena apei (contracie, umflare), de variaiile de temperatur ale mediului dar i a cldurii degajate pe timpul hidratrii (dilatare i contracie), de natura i mrimea ncrcrilor de exploatare (deformaii elastice i plastice vscoase, curgere lent).

    n sfrit, o alt proprietate important rezult din comportarea lor la aciunile agresive ale mediului ambiant (coroziunea) sau din interaciunile interne ntre componenii betonului, mai ales ntre agregate i ciment (reacia alcalii agregate dintre cimenturile bogate n alcalii i agregatele cu bioxid de siliciu activ). Protecia mpotriva acestor fenomene se asigur prin compoziii adecvate ale betoanelor, prin msuri de alctuire constructiv sau prin tratarea suprafeelor (fluatare, ocratare, vopsire, peliculizare, .a.)

    Betoanele grele speciale sunt de mai multe feluri: Betoane rezistente la temperaturi nalte, care se clasific, n

    funcie de temperaturile la care rezist fr modificarea proprietilor, n betoane termorezistente (2001100 oC), betoane refractare (11001300 oC), betoane foarte refractare (>1300 oC). Aceste betoane se folosesc, nlocuind ceramica refractar, la cptuirea cuptoarelor din industria siderurgic, metalurgic feroas i neferoas, industria ceramic i a sticlei, industria cimentului, industria chimic, tehnic nuclear, .a.

    Betoane antiacide, ce conin nisip provenit din roci rezistente la agresivitatea chimic acid (cuar, granit, sienit, diorit, andezit, bazalt, tufuri vulcanice) i un liant bazat pe silicai solubili (ex. sticla solubil) sau de natur organic (rini pe baz de polimeri). Aceste betoane se folosesc ca straturi de protecie a betonului din fundaii, rezervoare i bazine, la rosturile pardoselilor din plci antiacide, .a.

    Betoane de protecie mpotriva radiaiilor nucleare, se confecioneaz cu agregate grele (barita, magnetit, limonit) i se folosesc n toate locaiile unde exist surse radioactive (laboratoare, fabrici, centrale nuclearo electrice).

    Betoane cu adaosuri de polimeri, sunt betoane grele, obinuite, la prepararea crora s-au adugat emulsii de polimeri, se folosesc la pardoseli, mbrcmini rutiere, lucrri de finisaj, etc.

    Betoane de ciment ntrite, impregnate cu un monomer, care ulterior polimerizeaz n masa betonului dnd acestuia caliti de comportament superioare betonului obinuit (rezistene mecanice, chimice).

    Betoanele de mare rezisten de marc superioar B 600,

  • 29

    realizate cu mrci de ciment superioare (P 500, P Z500, RIM 200, RIM 300) cu dozaj sporit i agregate concasate, se folosesc n elementele de construcie cu deschideri mari i puternic solicitate.

    Betoanele hidrotehnice sunt betoane rezistente la aciunea apei, impermeabile, rezistente la nghe-dezghe, cu degajare redus de cldur de hidratare.

    n funcie de poziia lor n construcia hidrotehnic betoanele pot fi n contact permanent cu apa, n zona de variaie a nivelului apei sau deasupra acestei zone, n aer; n feele exterioare sau n interior; n zone supuse presiunii apei sau n zone nesupuse presiunii apei.

    Betoanele pentru drumuri sunt folosite la fundaii, iar pentru drumurile de mare trafic (osele, autostrzi) la mbrcmini rutiere - (strat rezistent >10 cm B 300 i strat de uzur > 5 cm B 350).

    Betoanele uoare sunt betoane cu densitatea aparent < 2100 kg/m3 (CEB), care se clasific dup structur n betoane compacte, macroporoase i celulare i dup natura agregatelor n betoane uoare cu agregate minerale, vegetale sau din polimeri organici.

    - Betoanele uoare compacte se prepar cu agregate minerale uoare naturale (diatomit, tufuri vulcanice, scorii bazaltice, etc.) sau artificiale (granulit, respectiv argil expandat, zgur de furnal expandat, perlit expandat, agloporit, respectiv deeuri industriale expandate precum zgura i cenua de termocentral, sterilul, ceramica, .a.) i se folosesc la confecionarea de blocuri i panouri mari de perei, corpuri de umplutur, plci i fii pentru planee i acoperiuri, plci termoizolatoare, diafragme din beton armat i beton precomprimat la cldiri nalte.

    - Betoanele macroporoase au agregatele cu diametrul granulelor > 5 mm iar pasta de ciment le mbrac dar nu umple golurile dintre granule, lsnd goluri cu aer; se folosesc la executarea de perei monolii, blocuri de zidrie, plci termoizolatoare, etc.

    - Betoanele celulare se obin prin amestecarea pastei sau mortarului de ciment cu o substan ce degaj gaze (gazobeton-GB) sau o substan spumogen (spumobeton) sau prin evaporarea apei (beton microporos); de fapt acestea sunt mai degrab mortare dect betoane, agregatele folosite fiind de regul fine, ntrirea acestora putnd fi normal sau prin tratament termic n autoclave. Betoanele celulare se folosesc la executarea de blocuri pentru zidrii, fii, plci i panouri pentru perei, fii armate pentru acoperi, elemente termoizolatoare pentru placarea pereilor, a conductelor, a camerelor frigorifice, etc.

    Produse din beton de ciment Produsele din beton de ciment sunt larg utilizate n construcii sub

    diferite forme:

  • 30

    plci de pavaj avnd un strat de baz i un strat de uzur cu fa plan, striat, mozaicat.

    borduri din beton pentru ncadrarea trotuarelor i separarea de calea carosabil.

    tuburi de beton pentru canalizri cu seciune circular, cu i fr talp i seciune ovoidal.

    blocuri din beton pentru zidrii, pline sau cu goluri.

    1.11.2 Betoane cu liani organici bituminosi Betonul cu liani bituminoi este o mixtur asfaltic avnd

    agregate cu granulozitate continu i volum minim de goluri, format din filer, nisip i criblur; se folosete mai ales la executarea drumurilor municipale i a oselelor naionale cu un trafic auto intens i de mare tonaj. Dozajul optim de bitum n realizarea betonului asfaltic se determin n laborator pe fiecare lot de agregate spre a se evita att neumplerea golurilor dintre agregate, ct i excesul de bitum care ar putea produce nmuierea i vlurirea mbrcminii rutiere.

    1.12 Metale

    Metalele fac de asemenea parte dintre materialele folosite i n construcii nc din timpuri antice. Totui folosirea lor intensiv a nceput abia n timpurile moderne, odat cu descoperirea i inventarea diferitelor tehnologii de producere i prelucrare (v. Mediul tehnologic cap. Asigurarea adpostului).

    Oelul este principalul produs metalic folosit n construcii, mai bine spus, oelurile - aliaje de fier cu coninut mediu de carbon cuprins ntre 0,030,6 %.

    Oelurile carbon au n compoziie Fe, C i n cantiti reduse Si, Mn, Al, S, P .a. i se disting trei categorii: oel carbon obinuit, folosit n mod curent, fr tratament termic, n construciile metalice i ca oel-beton; oelul carbon de calitate, nealiat, supus la tratamente termice i termochimice; oel carbon superior cu coninut maxim de impuriti garantat de productor.

    Oelurile slab aliate i oelurile aliate cuprind aliajele cu siliciu (Si < 2,5 % rezistente la oboseal, Si = 3,64,4 % rezistivitate mare, Si >12% rezistente la acizi ca SO4H2, NO3H2), aliajele cu mangan (< 0,8 % pentru a nu deveni fragil), aliajele cu nichel (coeficient de dilatare redus, invar), aliajele cu crom (inoxidabile i rezistene superioare).

  • 31

    Oelurile de uz general pentru construcii, oelurile carbon i oelurile slab aliate, sunt notate prin simbolul OL urmat de un numr format din dou cifre ce indic rezistena minim la traciune n daN /mm2; astfel se fabric n Romnia OL 00, OL 32, OL 34, OL 37, OL 42, OL 44, OL 50, OL 52,OL 60, OL 70 (Tabelul III 11).

    Tabelul III 11 Caracteristici mecanice ale oelurilor romneti de uz general pentru construcii

    Marca oelului c min, N/mm2 r

    N/mm2

    Coninutul n carbon

    % Culoare de

    vopsire

    OL 00 OL 32 OL 34 OL 37 OL 42 OL 44 OL 52 OL 50

    (17M13) OL 60 OL 70

    157176 157176 176196 206235 225255 255284 343353 265284 294314 343353

    Minimum 314

    314...392 333...412 363...441 412...490 431...539 510...608 490...608 608...706 Min 686

    0,26 0,17 0,19 0,25 0,31 0,22 0,22 0,30 0,40 0,50

    -

    Alb Galben Rou Negru

    Cafeniu Violet Verde

    Albastru Viiniu

    Oelurile se clasific dup forma de prezentare i modul de utilizare, n laminate din oel pentru construcii metalice i structuri din beton armat cu armtur rigid, oeluri pentru beton armat i oeluri pentru beton precomprimat.

    Laminatele din oel obinute prin laminare la cald au diferite seciuni standard prezentate n tabelul III 12. Tabelul III 12 Tipuri de produse din oel pentru construcii i confecii metalice

    fabricate n Romnia

    Nr. Crt

    Denumire simbol

    Forma seciunii

    transversale

    Dimensiuni minime...maxime STAS a

    mm

    b mm

    g mm

    l mm

    1 Oel rotund

    1256 - - - 333-71

    2 Oel semirotund

    5....19 1038 - 3...6

    1722-68

    3 Oel ptrat

    8...140 - - 3...9

    334-74

    4 Oel lat LT

    12...150 5....50 - 3...7

    395-68

    5 Platbanda

    160...600

    6....40 - - 335-57

  • 32

    6 Band de oel

    20...500 1...5 - - 908-69

    7 Tabl striat

    1000...1560

    - 5...10 4...8

    3480-75

    8 Tabl ondulat

    150 5...10 - 3...8

    -

    9 Oel cornier cu aripi egale L

    20...160 - 3...18 3...12

    424-71

    10 Oel cornier cu aripi

    neegale LL

    30...150 20...100 3...14 4...12

    425-75

    11 Oel I

    80...400 42...155 3,9...14,4

    5...15

    565-71

    12 Oel I economic IE

    100...400

    55...155 3,9...14.4

    5...15

    7550-66

    13 Oel T

    20...50 20...50 - 4...8

    566-68

    14 Oel U

    65...300 42...100 55...10 5...15

    564-71

    15 Oel U economicUE

    50...300 32...100 - 5...15

    7551-66

    16 Profile pentru ferestre metalice

    25...30 11,12 18,20

    4 1723-50

    17 Profile pentru

    tmplrie metalic TM

    14...53 - 1,5...2,5 3...8

    9142-72

    Profilele din band de oel, formate la rece din OL 32, OL 34, OL 37 i livrate ca profile Z cu aripi egale i aripi neegale, L cornier cu aripi egale i aripi neegale, T cu aripi egale i TT cu aripi egale i profil rotund deschis.

    Oelurile pentru beton armat se prezint n sortimentele i cu caracteristicile din tabelul III 13

    Tabelul III 13 Sortimentele i caracteristicile mecanice ale oelurilor romneti pentru armturi la betonul armat

    Tipul de oel-beton

    Profil i mod de prelucrare

    Diametrul nominal,

    mm

    Rezistena N/mm2

    Alungirea minim la

    rupere, %

    c r 5 10

  • 33

    min OB 00 Neted laminat la

    cald 6; 7; 8; 10; 12 - - - -

    OB 37 Idem 6; 7; 8; 10; 12 255 370 26 14; 16; 18; 20;

    22; 25; 28; 32; 36; 40

    285 370 27

    STNB (STPB)

    Neted N i profilat P.

    Prin tragere (T)

    3; 3,55; 4 4,5; 5; 5,6; 6; 7,1

    8; 9; 10

    510 460 400

    610 560 510

    -

    -

    -

    6 7 8

    PC 52 Periodic laminat la cald

    6; 7; 8; 10; 12; 14 16, 18; 20; 22;

    25; 28 32; 36; 40

    360 340 350

    510 22 21 21

    -

    -

    PC 60 Idem 6; 7; 8; 10; 12; 14 16, 18; 20; 22;

    25; 28; 32; 36; 40

    430 390

    590 14 -

    PC 90 idem 10; 12; 14; 16; 18; 20; 22; 25; 28

    590 890 12 -

    Oelurile pentru beton precomprimat sunt oeluri de nalt rezisten avnd caracteristici deosebite.

    Metalele i aliajele neferoase: Aluminiul este ntrebuinat n construcii numai sub form de

    aliaje, cel mai ades cu Mg, Si, Cu, Mn, Zn, dintre care aliajul cu Zn este cel mai important, fiind cunoscut sub denumirea de duraluminiu (+1% Mg) avnd duritate i rezisten mare; datorit acestor proprieti ca i densitii sale relativ sczute este folosit n realizarea unor elemente structurale uoare i rezistente de acoperire a deschiderilor mari (table, plci i profile).

    Cuprul se folosete tot sub forma unui aliaj cu zinc, alama i cu staniu, bronzul, la realizarea de finisaje, clane, aplice .a.

    Zincul se folosete n construcii ca acoperire de protecie a elementelor de oel contra coroziunii, iar compuii si, clorura de zinc (ZnCl2) i oxidul de zinc (ZnO), i gsesc utilitatea: primul la impregnarea lemnului contra putrezirii i al doilea ca pigment alb n industria lacurilor i vopselelor.

    Plumbul are ca principale ntrebuinri n construcii: protecia contra igrasiei i a radiaiilor X i , prin aplicarea de foi de plumb pe suprafeele vizate, realizarea conductelor de ap potabil unde srurile din ap se combin cu plumbul crend un strat de protecie contra toxicitii metalului, iar sub forma miniului de plumb, Pb3 O4 ca pigment rou n fabricarea vopselelor i a unor chituri rezistente la ap i uleiuri.

  • 34

    1.13 Materiale din polimeri

    Materialele din polimeri sunt cele mai noi materiale ce i-au gsit aplicarea n construcii.

    Polimerii sunt substane macromoleculare de natur anorganic, organic sau mixt, n construcii folosindu-se doar ultimele dou tipuri, care, n procesul de fabricaie trec printr-o faz plastic, de unde i denumirea de mase plastice, dei aceast denumire este improprie, unele produse din polimeri putnd fi dure i rigide.

    1.13.1 Clasificarea polimerilor dup modul de obinere se face n: polimeri derivai din produse naturale i polimeri de sintez.

    Polimerii derivai din produse naturale: Galalitul rezultat din tratarea cazeinei cu aldehid formic este

    un material dur folosit la fabricarea de produse electrotehnice i mai deloc n construcii.

    Nitroceluloza i acetil celuloza, esteri ai celulozei rezultai din tratarea acesteia cu un amestec de acid sulfuric cu acid azotic (esteri acetici); esterii celulozei se folosesc dizolvai, n prepararea lacurilor i emulsiilor; amestecai cu solveni mai puini rezult colodiul ce se folosete la finisare.

    Celuloidul o combinaie de nitrai de celuloz cu azot, se folosete la confecionarea de plci, de mnere, . a.

    Cauciucul vulcanizat cu sulf, sub forma sa elastic, sau ca ebonit dur cnd coninutul de sulf crete la 30% se folosete la fabricarea de tuburi, benzi transportoare, covoare, amortizoare, izolaii hidrofuge i electrice sau la obinerea de solveni volatili utilizai ca lacuri.

    Polimerii sintetici au cptat o dezvoltare impresionant nc din secolul trecut, putnd fi clasificai dup modul de obinere n polimeri de polimerizare i polimeri de policondensare.

    Printre materialele din polimeri obinui prin polimerizare sunt: - Polietilena sub form de foi subiri transparente (0,2 1,5

    mm) se folosete la acoperiri de protecie contra agenilor de mediu, la cptuirea cofrajelor, ca hidroizolator i altele, iar sub form de evi la instalaii de alimentare cu ap, canalizri, irigaii, etc.

    - Polipropilena se folosete mai ales pentru conducte de transport a fluidelor calde fiind mai stabil la temperaturi ridicate.

    - Poliizobutilena se folosete n amestec cu negru de fum i bitum la hidroizolaii i protecie anticoroziv n form de foi.

  • 35

    - Polistirenul se folosete sub form de plci albe i colorate la placarea pereilor iar n varietatea transparent - la ferestre i n amestec cu pulberi minerale - la confecionarea elementelor de tmplrie; polistirenul expandat (stiropor) se folosete ca termoizolaie sub form de plci simple (PEX) sau ignifugat (PEXA).

    - Policlorura de vinil (PCV) se prezint ca material plastifiat, neplastifiat sau expandat. PCV plastifiat se folosete ca garnituri de etanare, plci i covoare pentru pardoseli de uzur, plci ondulate pentru ui glisante, tapete lavabile, etc.; PCV neplastifiat se folosete sub form de tuburi, conducte, jgheaburi, burlane, mn curent, rame pentru ferestre, canaturi pentru ui; PCV expandat se folosete ca material termo i fonoizolant.

    - Politetrafluoretena se folosete ce material de protecie anticoroziv i ca izolant electric.

    - Poliacetatul de vinil (PCV) se folosete n emulsie n ap, neplastifiat (Aracet E) sau plastifiat (ARACET EP), la zugrveli, tapete semilavabile, adeziv n industria lemnului, fixarea parchetului pe suport, prepararea vopselelor, adaos n mortare i betoane de ciment.

    - Polimetacrilatul de metil (plexiglas) se folosete sub form de foi, benzi, produse fasonate, ecrane acustice, nvelitori de acoperiuri (panouri ondulate armate).

    - Cauciucuri sintetice (cauciuc Buna sau SKB, clor cauciuc sau neopren, Buna S i SKS) se folosesc sub form de foi la izolaii hidrofuge, electrice, covoare i plci de pardoseal; sub form de emulsie (latex) se folosete la prepararea vopselelor, ca adaos n mortare i betoane pentru impermeabilizare.

    Polimerii reprezentativi pentru cei obinui prin policondensare sunt:

    - Fenoplastele sub forma rinilor formaldehidice (novolacuri) - se folosesc la obinerea lacurilor pentru electrotehnic, la protecia anticoroziv a metalelor, ca adezivi la fabricarea plcilor cu aglomerat de lemn i cu fibre din lemn, a placajelor bachelitizate i nspumate, la realizarea termo i fono-izolaiilor.

    - Aminoplastele sub forma rinilor melaminice se folosesc ca adezivi n industria lemnului i la prepararea lacurilor; sub forma rinilor ureoformaldehidice au aceeai ntrebuinare, iar n forma nspumat se preteaz ca materiale termo i fono-izolante.

    - Poliamidele se folosesc la fabricarea evilor, benzilor transportoare, garniturilor sau foilor de izolaii, dar i a esturilor de relon (nailon, capron).

  • 36

    - Poliesterii se folosesc n construcii la producerea lacurilor emailurilor, vopselelor, ca liant n mortare i betoane sau armai cu fibre de sticl, pot nlocui oelul la fabricarea de tuburi, panouri pentru nvelitori ori acoperi, ziduri, ui, cofraje, case mobile prefabricate .a.

    - Rinile epoxidice se folosesc ca adezivi pentru beton, metal, sticl, lemn, etc., ca adaos n mortare i betoane cu rezistene mari, la realizarea de pardoseli, repararea elementelor de beton, etc.

    - Poliuretanii sub form de elastomeri se folosesc la fabricarea lacurilor i emailurilor cu aderen ridicat, iar ca spum au aplicaii n esturi (elastice) i n izolaii termice i fonice (dure) cu pori nchii (moltopren).

    - Siliconii lichizi se folosesc ca lubrefiani i n fabricarea lacurilor foarte rezistente, cei elastici (cauciuc de siliconi) pentru garnituri de etanare a rosturilor dintre panourile de perete, iar cei rigizi ca materiale dielectrice i anticorozive.

    1.14 Materiale de izolaie

    Problema izolrii construciilor n raport cu aciunea agenilor de mediu se pune sub patru aspecte principale: izolarea termic, izolarea fonic, izolarea hidrofug i izolarea contra trepidaiilor. 1.14.1 Izolarea termic poate fi asigurat de materialele care au o conductivitate termic < 0,3 kcal/moCh, condiie ndeplinit n general de materialele poroase.

    Materialele poroase care nu au fost prezentate n textele anterioare cuprind printre altele:

    Materiale pe baz de diatomit din pulbere de diatomit, ap, liant i eventual umplutur (rumegu, azbest), confecionate sub form de plci sau crmizi;

    Vata de sticl folosit sub form de saltele cu feele din carton ondulat SCO, carton celulozic SCc, mpslitur din sticl SI i plas de rabi SPS;

    Vata mineral din topituri de zgur folosit sub form de saltele, cochilii i plci rigide;

    Stufitul sub form de plci din tulpini de stuf presat i legate cu srm;

    Bumlitizul realizat din deeuri mrunite de materiale organice aglomerate cu spun de colofoniu sau emulsii de bitum, pcur, parafin n form de plci;

  • 37

    Pluta se folosete sub form de buci, fii i granule naturale sau n plci granulate, plci din plut expandat, plci aglomerate cu bitum;

    Stabilitul tala aglomerat cu lapte de ciment sau cu ipsos sub form de plci;

    Psla mineral obinut din vat mineral aglomerat cu bitum i presat;

    Betoane cu agregate vegetale legate cu ciment. Utilizarea acestor materiale termoizolatoare depinde de poziia

    lor n elementele constructive i de condiiile de mediu n care urmeaz a fi exploatate.

    Astfel n cldiri, elementele constructive supuse termoizolrii i materialele folosite sunt:

    perei exteriori monostrat portani (betoane uoare, produse ceramice poroase i cu goluri, foi metalice reflectorizante).

    perei exteriori monostrat neportani (BCA, plci de betoane vegetale, plci de stufit sau stabilit).

    perei exteriori multistrat (BCA, PFL i PAL, polistiren, polistiren expandat, spume poliuretanice etc.).

    perei interiori (plci i panouri de ipsos, BCA, crmizi ceramice poroase, plci din vat mineral, plut, PFL i PAL, stufit, bumlitiz, stabilit, vat mineral etc.).

    planee teras i planee n construcii industriale (betoane uoare, produse ceramice poroase, vat de sticl, sticl spongioas, vat mineral, plci din betoane cu agregate vegetale, plci din stabilit, din psl mineral, din vat mineral).

    planee intermediare la cldiri (vat de sticl, sticl spongioas, vat mineral, agregate uoare, plci din PAL, PFL, vat de sticl, vat mineral etc).

    1.14.2 Izolarea hidrofug se realizeaz cu materiale impermeabile, rezistente la ap i stabile la temperatur. Izolarea hidrofug are mai multe variante: hidrofobizarea porilor deschii i a canalelor capilare prin impregnare cu materiale hidrofobe; acoperirea cu pelicule de vopsele hidrofobe; acoperirea cu foi flexibile hidrofobe; crearea unui strat superficial din granule hidrofobe.

    Materialele hidroizolatoare sub form de foi sunt pe baz de bitum sau pe baz de polimeri:

    Cartonul bitumat este un carton celulozic impregnat cu bitum, cu sau fr fibre textile; ntr-o variant de fabricaie apare drept carton

  • 38

    bitumat perforat i blindat, presrat pe o fa cu cenu de termocentral i pe cealalt cu nisip cuaros.

    Pnza bitumat este o estur din fibre vegetale sau sintetice, impregnat cu bitum sau bitum filerizat, acoperite cu bitum i presrate cu material mineral sau neacoperite.

    mpsliturile din fibre de sticl bitumate pot fi i ele presrate cu material granular i gurite ca i pnza.

    Materialele citate pot fi folosite la hidroizolaiile din construcii i n straturi de materiale hidrofobe legate cu bitum, masticuri bituminoase, subif sau siliconi.

    1.14.3 Izolarea fonic se realizeaz cu materiale fonoreflectante sau fonoabsorbante, primele sunt compacte, celelalte folosite n Romnia sunt plci fonoabsorbante din vat mineral, din pulberi monogranulare ca nisipul legat cu rini epoxidice, iar ca materiale fonoreflectante se folosesc plci din materiale dense ca placajul, PVC dur, sticla, PAL .a.

    1.14.4 Izolarea contra trepidaiilor i impactului produs de maini i motoare n mers, de cderi i mers, de ciocane hidraulice, etc. se realizeaz individual cu tlpi din materiale absorbante (plut, cauciuc, psl, arcuri, .a.) sub fiecare main, motor, aparat, utilaj sau cu realizarea unui strat absorbant de trepidaii (PFL, PAL, vat sau psl mineral, plut, etc.) sub pardoseala ncperilor.

    1.15 Materiale de protecie i finisaj

    Adezivii se folosesc la lipirea ntre ele a diferitelor materiale n procesul de fabricaie (placaj, panel, PAL, PFL, .a.), la fixarea pe suport a unor produse (plci ceramice, de sticl, tapete, parchet, izolaii, etc.), precum i la mbinri de piese din lemn, metal, polimeri, sticl, ceramic, .a.

    Principalii adezivi folosii n construcii sunt pe baz de gelatin, casein, polimeri i bitum.

    Adezivii pe baz de gelatin (substan proteic extras din piei i oase) se folosete sub form de gel, realizat prin dizolvarea n ap a gelatinei livrat ca pulbere, granule sau plci i se folosesc n industria lemnului.

    Adezivii pe baz de casein (substan proteic extras din lapte) se folosesc tot n industria lemnului avnd lipituri mai rezistente la aciuni mecanice i umiditate.

  • 39

    Adezivii pe baz de polimeri sunt cei mai rezisteni i cei mai utilizai n construcii, printre acetia numrndu-se aracetul (poliacetat de vinil), prenadezul (cauciuc, cauciuc sintetic), urelitul (rini ureoformalde- hidice) rinile fenol formaldehidice, melaminice, epoxidice, trinitratul i triacetatul de celuloz, . a.)

    Adezivii pe baz de bitum topit folosesc la lipirea produselor izolatoare pe suport.

    Chiturile rezult din amestecarea unui adeziv cu un filer (material de umplutur) precum praful de cret, de ghips, de nisip, fin de lemn, etc i folosesc la finisarea suprafeelor nainte de vopsire, la etanarea rosturilor, ca protecii, etc.

    Chiturile mai des utilizate n construcii sunt: Chituri pentru finisarea tmplriei - preparate din ulei de in i

    filer din fin de lemn, cret sau ghips. Chitul pentru geamuri - preparat din ulei vegetal sicativ i praf

    de cret pentru rame din lemn i cu adaos de miniu de plumb sau fier pentru ramele din metal.

    Chituri pe baz de silicai alcalini precum cele rezistente la ulei (silicat de sodiu i miniu de plumb), rezistente la alcool (silicat de sodiu i casein), rezistente la acizi (silicat de sodiu sau potasiu cu fin de nisip sau granit ca accelerator de ntrire), ultimul folosit la fixarea plcilor i crmizilor din gresie ceramic i chituirea rosturilor dintre ele.

    Chituri pe baz de bitum, cu sau fr fibre nglobate, se folosete la chituirea rosturilor i la hidroizolare.

    Chiturile pe baz de polimeri fabricate n Romnia sunt chiturile pe baz de rini fenolice (Siladez, Carbadez folosite la fixarea i rostuirea plcilor ceramice din pardoseli i protecii anticorozive), pe baz de rini furanice (Oramin M i R) folosite la pozarea i rostuirea plcilor din gresie antiacid, sticl, porelan, etc. pe suport de beton, metal; chituri pe baz de rini epoxidice (Epodur, Rexidur) ce se folosesc la protecia suprafeelor de metal, beton, zidrie i la placri anticorozive).

    Grundurile sunt dispersii de pigmeni i filere n firnisuri (soluii de sicativ n uleiuri vegetale) sau lacuri, care dup uscare dau pelicule dure i mate; se folosesc ca strat de baz pentru aplicarea vopsitoriilor. Grundurile utilizate n construcii sunt pe baz de ulei sicativ cu miniu de Pb, Fe, negru de fum, oxid de zinc folosite pe metal i lemn, pe baz de nitrat de celuloz folosit pe metal i lemn n interior; sau pe baz de alchidali.

    Lacurile sunt soluii de substane peliculogene n solveni volatili, cu sau fr adaos de ulei, care dup ntrire dau pelicule transparente (excepie cele bituminoase) i lucioase.

  • 40

    Principalele tipuri de lacuri sunt: Lacurile pe baz de rini (soluii de colofoniu n alcool, rini

    formaldehidice n alcool, rini epoxidice n diveri solveni) ce se aplic pe metal, lemn, beton, dnd pelicule rezistente chimic.

    Lacurile pe baz de bitum (soluii n benzen sau white-spirt), cu sau fr adaosuri de colofoniu, bioxid de mangan i var; se folosesc mai ales ca strat protector pentru oeluri.

    Emailurile sunt suspensii de pigmeni n diferite lacuri, cu sau fr alt filer, care dup ntrire dau pelicule colorate opace.

    Vopselele sunt suspensii de pigmeni colorai n substane peliculogene, cu sau fr filer, care dup uscare dau pelicule colorate, opace, cu aspect mat sau lucios.

    Principalele tipuri de pigmeni pentru colorare sunt: - culoare alb: var, ghips, caolin, cret, alb de zinc (ZnO),

    alb de titan (TiO2 ), alb de plumb (2Pb CO3Pb(OH2) ceruza, etc. - culoare galben:

    ocru galben (argila feruginoas), galben de crom (PbCrO4), galben de zinc (ZnCrO4), litarg (PbO), etc.

    - culoare roie: ocru rou (argila feruginoas cu Fe2O3), miniu plumb (Pb3O4), miniu de fier (Fe2O3), etc.

    - culoarea albastr: ultramarin (aluminosilicat cu S), albastru de fier (ferocianur feric), etc.

    - culoare neagr: negru de fum sau negru de metan Vopselele se clasific dup natura peliculei i modul de ntrire

    n: - Vopsele de ap -formate din suspensii de var, hum, ciment

    sau soluii coloidale de ap cele care se ntresc prin evaporare; - Vopsele pe baz de ulei - sunt suspensii de pigmeni n

    uleiuri sicative vegetale care se ntresc prin oxidarea i polimerizarea uleiului sub influena oxigenului din aer i a razelor solare; ele se aplic pe tencuiala chituit i pcluit cu ipsos, pe lemn pcluit cu chit de ulei sau pe metal acoperit cu miniu de plumb i pcluit.

    - Vopsele pe baz de polimeri - sunt suspensii sau emulsii apoase de polimeri cu pigmeni i filer; la noi se fabric vopsele pe baz de poliacetat de vinil (Vinarom), pe baz de alchidal (Romalchid), pe baz de perclorur de vinil.

    1.16 Materiale de construcii ale viitorului

    Materialele de construcii analizate n textul precedent prezint un tablou, o imagine, a strii evolutive n acest domeniu caracteristic sfritului de secol XX cu particularizri evidente la situaia din ara

  • 41

    noastr, Romnia. Am folosit drept ghid o lucrare aprut n anul 1978 [ ] care mi s-a prut foarte bine sistematizat i bogat n informaii utile pentru clarificarea interaciunii construciilor existente n acea perioad i mediul ambiant, interaciune ce reprezint de fapt prin manifestrile sale, ceea ce numim comportarea in situ a construciilor. Imensa mulime a materialelor de construcii generat mai ales n decursul secolului trecut, reprezint ns de abia nceputul unei noi abordri a acestui domeniu ale crui semne se vd deja destul de clar. Progresele uluitoare ale tiinei i tehnicii n general, ale tehnologiilor de construire n particular, deschid perspectiva renunrii la simpla recunoatere a existenei acestei multitudini de materiale de construcii i adaptarea cerinelor la posibilitatea folosirii lor potrivit cu proprietile ce le au i a trecerii la crearea programat a unor materiale avnd proprieti corespunztoare necesitilor fundamentale ale viitoarelor construcii. Cu alte cuvinte, materialele de construcii ale viitorului nu vor mai exista naintea conceperii i realizrii construciilor n care urmeaz a fi ncadrate, ci dup ce vor fi precizate proprietile necesare ca s satisfac condiiile viitoarei lor integrri funcionale. Germenii acestor materiale pe msura cerinelor au aprut deja n forma betoanelor de nalt performan pentru structuri mai ndrznee arhitectural, tencuielilor impermeabile pentru ap dar permeabile pentru aer, a mortarelor cu fibre ce devin adevrate materiale compozite ca i profilele din lemn-metal i lemn-polimer, panourile sandvi, vitrajele multistrat, vitrajele electrocromatice, .a. Printre cutrile de noi materiale de construcie funcionale ce bat la ua viitorului se menioneaz:

    Materiale inteligente, care s se autorepare (fibre de armtur care s elibereze material n dreptul apariiei unei fisuri spre a le anihila); materiale programabile pentru a se autodistruge la terminarea duratei de serviciu, materiale care s-i schimbe forma adaptndu-se poziiei corpului; materiale de faad cu proprieti variabile n funcie de condiiile meteorologice, materiale termotropice fa de lumin, etc.

    Materiale ecologice, ct mai puin poluante i favorizante vieii sntoase, biodegradabile i reciclabile; folosirea resurselor naturale, enzime, bacterii, pentru nglobarea n materiale n vederea adaptrii proprietilor acestora (rezisten, densitate, impermeabilitate, conductivitate) nevoilor funcionale.

    Materiale compozite multifuncionale, similare celor folosite la pereii radiani de cldur s