Indrumator Integral Materiale de Constructii - Laborator - CCIA an I

8/15/2019 Indrumator Integral Materiale de Constructii - Laborator - CCIA an I

1/133

Departamentul de Drumuri, C ă i Ferate şi Materiale de Construc ţieCOLECTIV CHIMIE ŞI MATERIALE DE CONSTRUC Ţ IE

Coordonator: Profesor dr.ing. ION ROBU

EDITURA CONSPRESS2013


2/133

Copyright © 2013, Editura Conspress ş i autorii

EDITURA CONSPRESSeste recunoscut ă de

Consiliul Na ţional al Cercet ării Ştiinţifice din Învăţă mântul Superior

Descrierea CIP a Bibliotecii Na ţionale a României

Lucr ări practice de materiale de construc ţie / Departamentul deDrumuri, C ă i Ferate ş i Materiale de Construc ţie, Colectiv Chimie ş i Materialede Construc ţie ; coord. Prof. univ.dr.ing. Ion Robu – Bucure ş ti : Conspress,2013

Bibliogr.ISBN 978-973-100-252-1

69

Colec ţia Carte universitar ă

CONSPRESSB-dul Lacul Tei nr.124, sector 2,

cod 020396, Bucure ş tiTel.: (021) 242 2719 / 300; Fax: (021) 242 0781


3/133

i

PREFA ŢĂ

O nou ă edi ţie a îndrumarului de “Lucr ări practice de Materiale de Construc ţie”a fost impus ă de schimbarea standardelor na ţionale privind încercarea materialelor,

prin adoptarea normelor europene şi interna ţionale.

Lucrarea este structurat ă pe nou ă capitole, fiec ărui capitol revenindu-i 1…4lucr ări. Fiecare lucrare cuprinde o parte teoretic ă, o parte experimental ă cu proceduriactualizate şi o parte de prelucrare a datelor experimentale.

Prima lucrare cuprinde proceduri de determinare a unor caracteristici fizice alematerialelor (densit ăţi, compactitate, porozitate, indice de goluri, volum intergranularde goluri).

Capitolul II se refer ă la principalele determin ări asupra agregatelor mineralegrele (forma granulelor şi con ţinutul de impurit ăţi, înfoierea nisipului şigranulozitate).

Lucr ările din capitolul III vizeaz ă procedurile specifice lian ţilor minerali (var pentru construc ţii, ipsos de construc ţii, ciment Portland).

Capitolul IV se refer ă la mortarele cu lian ţi minerali.

Capitolul V prezint ă lucr ări privitoare la betonul de ciment: stabilireacompozi ţiei betoanelor de ciment, determin ări asupra betonului proasp ăt, determin ăriasupra betonului înt ărit, încerc ări nedistructive şi semidistructive pe beton înt ărit.

Capitolul VI cuprinde principalele încerc ări pe materiale metalice, în specialoţeluri de construc ţii.

Lucr ările din capitolele VII, VIII şi IX se refer ă la materialele de natur ă organic ă (lian ţi bitumino şi, lemn şi materiale pe baz ă de polimeri).

Prelucrarea datelor experimentale implic ă rezolvarea unor probleme dindomeniul studiat, calculul unor caracteristici urm ărite, tabele de sintez ă şi grafice.

Lucr ările de laborator redactate în scop didactic nu înlocuiesc standardele învigoare ci constituie un ghid de ini ţiere şi efectuare a determin ărilor şi încerc ărilorasupra principalelor materiale de construc ţie .

Coordonator


4/133


5/133

3

CUPRINS

Prefaţă

Capitolul I.Proprietăţi generale ale materialelor deconstrucţie- Determinarea unor caracteristici fiziceale materialelor

Prof.Dr.Ing. Robu Ion 5

Capitolul II. Agregate minerale grele 11II.1 Determinarea formei granulelor şi a

conţinutului de impurităţi Ș.l.Dr.Ing. Mazilu Claudiu 11

II.2 Înfoierea nisipului Prof.Dr.Ing. Robu Ion 18II.3 Determinarea granulozităţii agregatelor Conf.Dr.Ing. Voiniţchi Dorinel

Ş.l. Dr.Chim. Leoveanu Adina 20

Capitolul III.Lianţi minerali- Determinări asupralianţilor minerali

Ş.l. Dr.Ing. Saca NastasiaŞ.l. Dr.Chim. Radu Lidia

25

Capitolul IV.Mortare cu lianţi minerali - Determinări pe mortare proaspete şi întărite

Conf.Dr.Ing. Dinu MonicaŞ.l. Dr.Chim. Radu Lidia

39

Capitolul V. Betoane de ciment 44V.1 Aspecte privind stabilirea compoziţiei

betoanelor de cimentProf.Dr.Ing. Robu Ion 44

V.2 Determinări asupra betonului proaspăt Prof.Dr.Ing. Robu IonȘ.l.Dr.Ing. Mazilu Claudiu

50

V.3 Determinări asupra betonului întărit Conf.Dr.Ing. Voiniţchi Dorinel Ş.l. Dr. Ing. Saca Nastasia

59

V.4 Încercări nedistructive şi semidistructiveasupra betonului întărit

Prof.Dr.Ing. Robu IonConf.Dr.Ing. Voiniţchi Dorinel

66

Capitolul VI.Materiale metalice pentru construcţii-Determinări asupra metalelor şi produselor metalice

Conf.Dr.Ing. Voiniţchi Dorinel 74

Capitolul VII.Lianţi bituminoşi şi materiale pe bazăde bitum -Determinări asupra bitumului şi mixturilorasfaltice

Ş.l. Dr.Ing. Amăreanu Marin 81

Capitolul VIII.Materiale de construcţie din lemn-Determinări asupra lemnului pentru construcţii

Ş.l. Dr.Ing. Saca Nastasia 97

Capitolul IX. Polimeri şi mase plastice -Determinăriasupra materialelor din polimeri

Ş.l. Dr.Chim. Radu Lidia 106

Anexa I 115

Anexa II 117Anexa III 118Anexa IV 121Anexa V 122Anexa VI 129Anexa VII 130


6/133


7/133

5

CAPITOLUL I. PROPRIETĂŢI GENERALE ALEMATERIALELOR DE CONSTRUCŢIE –

DETERMINAREA UNOR CARACTERISTICI FIZICE ALEMATERIALELOR

1. SCOPUL LUCR ĂRII

Lucrarea urmăreşte determinarea unor caracteristici fizice ale materialelorlegate de structura lorşi anume: densităti, compactitate, porozitate, indice degoluri, volum de goluri intergranular.

2. DETERMINAREA DENSIT ĂŢII MATERIALELOR 2.1 Aspecte teoretice

Densitatea sau masa volumică reprezintă masa unităţii de volum a acestora:

V m= ρ

33333 ,,,,

m

Mg

m

t

m

kg

dm

kg

cm

g

unde mşi V reprezintă masa, respectiv volumul materialului.Densitatea este o proprietate importantă a materialelor ce caracterizează

indirect alte proprietăţi ale acestora. Ea este utilă pentru calculul greutăţiiconstrucţiilor, în transportulşi depozitarea materialelor, în dozarea materialelor, etc.

În funcţie de semnificaţia lui V se pot defini următoarele noţiuni :• Densitatea absolută, ρ , când V reprezintă volumul absolut al materialului (f ăr ă pori şi goluri) ;• Densitatea aparentă, a ρ , când V reprezintă volumul total al materialului, incluzând porişi goluri ;• Densitatea aparentă în grămadă, vrac sau stivă, svag ,, ρ , pentru materiale granulare,

pulberi, paste, lemn, căr ămizi şi blocuri ceramice, etc.când V reprezintă volumulmaterialului în gr ămadă, vrac sau stivă.De asemenea, se defineşte noţiunea de densitate relativă (adimensională)reprezentând raportul între masa unui materialşi masa unui egal volum de apă luat la40C.

Determinarea densităţii constă practic în măsurarea volumului probei dematerial, masa obţinându-se uşor prin cântărire. Volumul probei de material se poatedetermina în două moduri :• Prin calcul în funcţie de dimensiuni, pe epruvete cu forme geometrice regulate

(cuburi, cilindri, prisme) ;• Prin dezlocuire utilizând un lichid inert în raport cu materialul, în cazul probelorcu formă oarecare inclusiv sub formă de pulbere.


8/133

Determinarea unor caracteristici fizice ale materialelor

6

2.2 Metode de determinare a densit ăţ ii materialelorÎn tabelul 1 se prezintă situaţiile ce pot apare la determinarea densităţii

materialelorşi metode utilizabile (1) :

Tabel 1. Metode de determinare a densităţii materialelor

Tipdensitate Caracteristici material

Metoda de determinare

Densitateabsolută,

ρ

Materialecompacte formă geometrică definită cântărire şi măsurări dimensiuni

forma oarecare cântărire hidrostatică cilindru gradat

Materiale poroase

transformare în pulbere

biuretă şi balon cotat de aceeaşicapacitate picnometru

Densitateaparentă,ρ a

Materiale poroase

porozitateînchisă

formă geometricădefinită cântărire şi măsurări dimensionale

formă oarecare cântărire hidrostatică cilindru gradat

porozitatedeschisă

formă geometricădefinită

cântărire şi măsurări dimensiuni

formă oarecare

stabile la apă - saturate –cântărirehidrostatică sau cilindru gradat instabile la apă - parafinare -cântărire hidrostatică sau cilindrugradat

Densitateaparentăîngrămadăsau în vrac

În stare afânată cântărire în vase de capacitatestandardizată

În stare îndesată

a) Densităţile absolută şi aparentă pe epruvete cu formă geometrică regulate(cuburi, prisme, cilindri) se determină prin cântărire şi măsur ări dimensionale.

( )( )a

a V V m= ρ ρ

unde m este masa epruveteişi V (Va) volumul. Volumul este calculat pe bazadimensiunilor geometrice ale epruvetei ; pentru cuburişi prisme (figura 1a) :

cbaV = unde :

( )43214

1aaaaa +++= ; ( )4321

4

1bbbbb +++= ; ( )4321

4

1ccccc +++=

iar pentru cilindri (figura 1 b), hd V = 24π

unde : ( )65432161

d d d d d d d +++++= şi ( )432141

hhhhh +++=


9/133


7

Figura 1.

b) Determinarea densităţii pe corpuricu formă oarecare constă în cântărire, pentru obţinerea masei, iar pentru determinarea volumului se utilizează principiuldezlocuirii cu un cilindru gradat (metoda aproximativă, orientativă) sau cântărireahidrostatică (metoda mult mai exactă).

În cazul cilindrului gradat (figura 2), volumul corpului va fi V2-V1, iardensitatea se va calcula cu relaţia :

12 V V m−

= ρ

Figura 2. Metoda cilindrului

În cadrul cântăririi hidrostatice (figura 3) se cântăreşte proba în aer (m1) şi în

apă (m2). Volumul probei este practic diferenţa dintre masa probei în aer şi masa probei în apă, fiindcă:

apaapa A

mmV gV gmgmF GG

ρ ρ

212121

−==−=−

Făcând raportul dintre masa de aerşi volumul obţinut prin cântărirehidrostatică, se obţine relaţia de calcul pentru densitate :

apamm

m ρ ρ

−=

21

1


10/133


8

Figura 3. Metoda cântăririi hidrostatice

Figura 4. Schemă metoda cu biuretă şi balon cotat deaceeaşi capacitate

c) Determinarea densităţii absolute pentru materiale poroase se face pemateriale aduse în stare de pulbere (d < 0,2mm) prin două metode : metoda cu biuretă şi balon cotat de aceeaşi capacitateşi metoda picnometrică.

În cadrul primei metode se utilizează o biuretă plină cu lichid inert, în raport cumaterialul,şi un balon cotat (vas cu reper) de aceeaşi capacitate (figura 4). Pestematerialul pulverulent introdus în balonul cotat (5 – 10 g) se lasă să cadă lichid din biuretă (agitând uşor pentru îndepartarea aerului) până la reper. Volumul de lichidr ămas în biuretă este volumul materialului pulverulent. Masa probei de material sedetermină prin cântărire ca diferentă între masa picnometrului cu material (m1) şimasa picnometrului gol (m0) . Pentru ciment există o variantă a acestei metode careutilizează ca lichid inert benzină, toluen sau petrol lampant, iar ca vas cu repervolumetrul de tip Chatelier – Candlot.

Metoda picnometrică este mult mai precisă, fiind rezultatul a patru cântăriri :masa picnometrului gol (A), masa picnometrului plin cu lichid inert (B), masa picnometrului cu material pulverulent (C)şi masa picnometrului cu pulbere şi lichidinert (D). Densitatea absolută se calculează cu relaţia :

( ) ( ) lichid pulbere pulbere

C D A B AC

V

m ρ ρ −−−

−==

d) Densitatea aparentă în gr ămadă sau în vrac se determină şi în stare afânată şi în stare îndesată, utilizând vase a căror capacitate este funcţie de densitatea maximă a granulelor.

V

mmag

01 −

= ρ

unde : m0 este masa vasului gol ; m2 masa vasului plin cu material în stare afânată sau îndesată ; V volumul vasului.

Pentru determinarea în stare afânată, materialul se lasă să cadă liber în vas de lao înălţime de 10 cm, iar pentru stare îndesată, materialul se compactează în treistraturi prin batere sau vibrare, respectând indicaţiile standardului de produs.

Pentru materiale pulverulente (var, ipsos, ciment) procedura de determinare adensităţii aparente în vrac este prezentată la capitolul ‘Lianţi minerali’. Prelevarea materialelor granulareşi pulverulente se face prin metoda sferturilorconform standardului de produs.


11/133


9

3. DETERMINAREA COMPACTIT ĂŢII, POROZIT ĂŢII, INDICELUIDE GOLURI ŞI VOLUMULUI INTERGRANULAR DE GOLURI

3.1 Aspecte teoretice

Dacă pentru un material poros oarecare, notăm cu ν volumul porilorşigolurilor şi cu V volumul total, formulele de definiţie pentru compactitate (C), porozitate (P), densitate absolută ( ρ ), densitate aparentă ( a ρ ) şi indice de goluri ( g I )sunt (2) :

V vV

C −= ;

V v

P = ;vV

m−

= ρ ;V m

a = ρ ;

vV v

I g −=

Porozitatea şi compactitatea sunt mărimi complementare :111 =+−=−=

−= PC PV v

V vV

C sau 100%% =+ PC

Indicele de goluri se poate calcula ca raport între porozitate şi compactitate :

C P

C P

vV V

V v

vV v

I g ==−=

−= 1

3.2 Determinare experimental ă Compactitatea şi porozitatea totală şi implicit indicele de goluri se pot

determina practic prin intermediul densităţilor pe baza relaţiilor :

vV m−

= ρ şi ( ) V vV V m

aa =−= ρ ρ ρ deci

ρ

ρ aC =

ρ

ρ ρ

ρ

ρ aat C P

−

=−=−= 11 si aa

g C P

I ρ

ρ ρ −==

Porozitatea totală = porozitate deschisă (determinată prin absorbţie de apă) + porozitate închisă (care nu comunică cu exteriorul). Rezultă că :Porozitatea închisă = porozitatea totală – porozitatea deschisă.Volumul intergranular de goluri, caracteristic materialelor granulare, are semnificaţia porozităţii de la materialele unitareşi reprezintă volumul de goluri dintre granuleraportat la volumul total al materialului în gr ămadă. Se exprimă în procente conformrelaţiei :

100= V v

V ig

ig [%]şi se determină experimental utilizând relaţia :

10001−

=

lichid ig V

mmV

ρ

unde : vig este volumul intergranular corespunzător volumului în gramadă ; V, m0 masa vasului de volum V plin cu material glanularşi m1 masa aceluiaşi vas plin cumaterial glanularşi lichid inert.

Volumul interglanular de goluri dependent de formaşi modul de aranjare agranulelor este important în special la agregate unde trebuie să fie minim pentru aasigura rezistenţele mecanice impuse, cu costuri minime de liant.


12/133


10

4. APLICAŢII

În cadrul lucr ării practice se vor efectua următoarele determinări :1. Determinarea densităţii absolute a unei căr ămizi din argilă arsă prin metoda biureteişi vasului cu reper de aceeaşi capacitate ;

2.

Determinarea densităţii absolute a unei roci silicioase compacte (formă oarecare) prin metoda cântăririi hidrostatice ;3. Determinarea densităţii aparente pe epruvete cu formă geometrică regulată pentrudiverse materiale : polistirenexpandat, beton uşor (b.c.a.), lemn, ipsos întărit,căr ămidă din argilă arsă, mortar de ciment, beton greu, granit, oţel, etc. Rezultateledeterminării vor fi prezentate într-un tabel de forma:

Tabel 2. Centralizare date aplicatia nr. 3

Nr.crt. Material m(g)a

(cm) b

(cm)c

(cm)V

(cm3)ρa

(g/cm3)ρa

(kg/m3)

1. Polistiren2.3.

4. Determinarea densităţii aparente în grămadă a nisipului, în stare afânată şiîndesată, şi a volumului intergranular de goluri corespunzător ;5. Calculul compactităţii, porozităţii totaleşi indicelui de goluri pentru car ămidă dinargilă arsă.

Notă: În anexa I se prezintă tabele utile cu unităţi de măsură pentru diversecaracteristici fizico-mecanice.

Bibliografie1. xxx - Lucr ări practice de Chimieşi Materiale de Construcţii (partea a II-aMateriale de Construcţii), Ed.UTCB, 19962. Duriez M.,M. - Nouveau traité de matériaux de construction, Ed. Dunod, Paris,1961


13/133

11

CAPITOLUL II. AGREGATE MINERALE GRELE

II.1 DETERMINAREA FORMEI GRANULELOR ŞI ACONŢINUTULUI DE IMPURITĂŢI

1. ASPECTE TEORETICE

Forma şi natura suprafeţei, compoziţia granulometrică, conţinutul deimpurităţi, sunt factori caredetermină calitatea agregatului utilizat la preparareamortarelorşi betoanelor. Acestea influenţează proprietăţi importante ale mortarelorşi betoanelorîn stare proaspătă şi întărită.

Din punct de vedere al formei, granulele de agregat pot fi: izometrice, plate,aciculare (tabel 1).

Tabel 1. Tipuri de granule de agregat în funcţie de forma acestora- izometrice sau scurt prismatice, cu dimensiuniaproximativ egale

- plate, cu două dimensiuniapropiate şi una foarte mică

- aciculare, cu douădimensiuni foarte mici şi unafoarte mare

Un agregat este cu atât mai bun cu cât granulele sale au o formă mai plinăadică mai aproape de sferă sau cub (izometrice), deoarece se obţin betoane care secompacteazămai bine. Granulele plate se aşază la compactare perpendicular pedirecţia deturnare şi dau o structură stratificată având rezistenţa la compresiune multmai mică în direcţia perpendiculară pe direcţia de turnare. Dacă granulele suntaciculare, betonul proaspăt se compactează greu şi rezultă un beton cu structură poroasă şi rezistenţe mecanice mici [1].

În afară de caracteristicile geometrice, agregatele trebuie să îndeplineascăanumite condiţii de puritate şi anume să nu conţină (sau să conţină în cantităţi

limitate) impurităţi care ar influenţa negativ proprietăţi esenţiale ale mortarelor şi betoanelor, ale armăturii din betoane.Astfel de impurităţi sunt argila, mica,cărbunele, humusul, sulfaţii, sărurile solubile şi partea levigabilă (partea foarte finădin agregat care se poate îndepărta prin spălare).

2. SCOPUL LUCRĂRII

Lucrarea de laborator prezintă metodele de determinare aformei granulelor(caracteristicilor geometrice)şi criteriile de încadrare a agregatelor minerale în

diferite categorii conform standardelor în vigoare.Evaluareaconţinutului de parte fină argiloasă din agregate se face prin metodadeterminării echivalentului de nisip.


14/133

Determinarea formei granulelor şi a conţinutului de impurităţi

12

3. PARTEA EXPERIMENTALĂ

3.1. Determinarea caracteristicilor geometrice Conform vechilor standardelor româneşti forma granulelor se aprecia după

valoarea rapoartelor b/a şi c/a, unde a este lungimea, b lăţimea şi c grosimeagranulelor (figura 1). De asemenea, un criteriu de apreciere îl reprezentaşi valoareacoeficientului volumic mediu, Cv, definit ca raportul dintre suma volumelor reale alegranulelor, Vreal, şi suma volumelor sferelor circumscrise lor V’.

∑∑ ==

===

1

3

1

3,

91,1

6 ii

real

ii

realrealV

a

V

a

V

V

V mediuC

π

(Determinarea volumului real al granulelor se face prin dezlocuire cuapă, metoda cilindrului, iar avolumului sferelor circumscrise prin calcul.)

Figura 1. Dimensiunilea, b şi c pentru granulele de agregat

Din punct de vedere al formeigeometrice, granulele de pietriş sau piatră spartă trebuie să îndeplinească condiţiile din tabelul 2.

Tabel 2. Condiţiile de admisibilitate din punct de vedere al formei granulelor.Caracteristici Condiţii de admisibilitate Observaţii b/a ≥ 0,66 Agregatele care nu vor îndeplini aceste

condiţii vor putea fi folosite numaidupă încercare prealabilă pe betoane.

c/a ≥ 0,33Cvmediu ≥ 0,20

Odată cu adoptarea standardelor europene (SR EN 933-4:2002 [2],SR EN 933-3:2002 [3]) caracteristicile geometrice ale agregatelor sunt determinatede coeficientul de formă, SI (eng. shape index)şi coeficientul de aplatizare, A(eng. flakiness index, FI).

Coeficientul de formă reprezintă masa particulelor de agregat care au raportula /c (dintre lungimea particulelor a şi grosimea particulelor c) mai mare de 3,exprimat în procente faţă de masa totalăa particulelor încercate aflate în stareuscată.Particulele de agregat care au raportul a/c >3 sunt considerate particule noncubice.

Prin coeficient de aplatizare se înţelege masa agregatului ce trece printr-ungrătar cu fante paralele cu mărimea deschiderii Di /2, exprimată în procente faţă demasa unui sort granulometric sau f aţă de masa agregatului total.

3.1.1 Principiul metodei Încercările se execută prin separarea agregatului în sorturi granulometrice di/Di

(cernere) [4], determinarea prin cântărire a masei acestor sorturi, măsurarea

dimensiunilor a, bşi c ale particulelorşi a volumului real al acestora precum şi prinsepararea şi cântărirea particulelor al căror raport a/c este mai mare decât 3.

a

b

c


15/133


16/133


14

3.1.5 Calcul şi exprimare rezultate Rapoartele b/a, c/a şi coeficientul volumic mediu, C vmediu Valorile rapoartelor b/a, c/a şia coeficientului volumic mediu (calculat cu

relaţia prezentată la pct.3.1), pentru proba de încercare analizată, se vor comparacucondiţiile de admisibilitate din punct de vedere al formei granulelor prezentate întabelul 2.Toate datele experimentale precum şi valorile calculate vor fi sintetizate întabelul 3 în care numerotarea de la 1 la 30 din prima coloană este corespunzătoarenumerelor trecute pe fiecare granulă de agregat.

Tabel 3.Date experimentale şi prelucrarea lor Nr.crt. a(mm) b(mm) c(mm) b/a c/a a3(mm3) a/c

1....30Suma X X X XMedia X X X X XM1 (masa totală)= ..…...….g ; M2 (a/c>3) = …....…g ; T20g = …..…...g

SI = (M2/M1)·100 = ……....% A32/40 = (T20g/M1) ·100 = …......…%

Vreal granule=…....….cm3; Cvmediu = (Vreal/Σa3)·1,91=.......... ; =ab ......... ; =

a

c .......... Notă : Fiecare student îşi completează propriul tabel în referatul lucrarii

Coeficientul de formă Pentru probe de încercat unde D≤ 2d, se calculează coeficientul de formă, SI,

cu următoarea relaţie :

1001

2= M

M SI

în care: M1 este masa probei de încercat, în grame;M2 - masa particulelor noncubice (a/c>3), în grame.

Coeficientul de aplatizare Se calculează suma maselor sorturilor elementaredi/Di (unde Di = 1,25di),

notată cu M 1i. De asemenea, se calculează suma maselor granulelor fiecărui sortelementar di/Di, trecute prin grătarul cu fante corespunzătoare (cu deschiderea Di /2),şi se notează cu M 2i.

Coeficientul de aplatizare global A este calculat cu următoarea relaţie:

1001

2=i

i

M M

A

în care: M1 reprezintă suma maselor sorturilor elementare di/Di, în grame;M2 - suma maselor granulelortrecute prin grătarele cu fantecorespunzătoare, în grame.

În cadrul lucrării de laborator se determină coeficientul de aplatizare A32/40, pentru agregat din sortul granulometric elementar 32/40.


17/133


15

Se foloseşte relaţia de calcul:

1001

2040/32 = M

T A g

în care: T g 20 este masa granulelor din sortul 32/40 ce au trecut prin gratarul cu fante

de 20 mm, în grame;M1 = masatotală a granulelor agregatului din sortul elementar 32/40,în grame.

3.2 Determinarea echivalentului de nisip Metoda de determinare a echivalentului de nisip (cf. SR EN 933-8:2001 [7]) se

aplică agregatelor naturale şi reprezintă o metodă de evidenţiere a părţii foarte fine aagregatului determinate, în special, de prezenţa argilei.

3.2.1 Principiul metodei Proba de nisip (sortul granulometric0/2) şi o mică cantitate din soluţia defloculare sunt introduse într-un cilindru gradat şi agitate pentru a desprinde stratul deargilă de la suprafaţa granulelor de nisip. Nisipul este apoi spălat cu o soluţiesuplimentară de agent de floculare forţând particulele fine să stea în suspensiedeasupra nisipului. După 20 minute, valoarea echivalentului de nisip (SE-sandequivalent) este calculată ca raport între înălţimea nisipului depus în cilindru şiînălţimea materialului floculant (nisipul cu particulele fine aflate în suspensie),exprimat în procente.

3.2.2 Corpuri de încercare Eşantionul de nisip sau pietriş trebuie redus conform cerinţelor din

SR EN 932-2:2003 [5] pentru a obţine materialul de încercat. Încercarea seefectuează pe sortul granulometric 0/2, cu un conţinut în umiditate mai mic de 2% şila temperatura de (23±3)°C.Masa fiecărei probe de încercat(se utilizează două

probe) este egala cu gw100

)100(120 + unde w este umiditatea nisipului, în %.

3.2.3 Dispozitive de măsură- doi cilindri gradaţi din sticlă sau plastic transparent,cu dop de cauciuc şi cu

următoarele dimensiuni: diametru interior, (32±0,5) mm;înălţime, (430±0,25) mm.Fiecare cilindruare două repere, primul la (100±0,25) mm faţă de bază iar al doilea la(380±0,25) mm faţă de bază.

- ansamblu cu piston de încercare ce cuprinde:tijă cu lungimea de (440±0,25)mm; piesă de capăt cu diametru de (25±0,1) mm, un inel cu grosimea de (10±0,1)mm ce acţionează ca un ghidaj pentru tijă şi în acelaşi timp indică distanţa de pătrundere a tijei încilindru;

- tubul de spălare, cuprinde un tub rigid confecţionat dintr-un material

necorodabilcu următoarele dimensiuni: diametrul exterior, (6±0,5) mm; diametrulinterior, (4±0,2) mm; lungimea, 500 mm.


18/133


16

- vas de sticlă sau de plastic cu capacitatea de 5 litri,riglă gradată;termometru; cronometru, balanţă; hârtie de filtru.

3.2.4 Modul de lucruSoluţia de spălare este introdusă prin sifonare în fiecare cilindru gradat, până la

primul reper. Se introduceşi proba de încercatţinând cilindrii în poziţie verticală, seagităcâteva momentedupă care se lasă în repaus 10 minute pentru saturarea probei.La sfârşitul celor 10 min. se astupă fiecare cilindru cu un dop de cauciuc şi se

agită timp de 30 secunde, corespunzător a 90 de cicluri, cu maşina de agitat. Încontinuare,se introduce soluţia de spălare astfel încâtsă agite conţinutul şi sămenţină partea fină argiloasă în zona de sus a cilindrului gradat.

Când nivelul lichidului de spălareajunge la cel de al doilea reper al cilindrului,tubul de spălare se îndepărtează şi începe perioada de decantare, timp de 20 minute,fără ca cilindrul să fie deranjat. La sfârşitul acestei perioade se măsoară înălţimea h1

care reprezintăcel mai ridicat nivel la care se află agentul floculantcu parteaargiloasă în suspensie, faţă de baza cilindrului gradat (figura 2).

Figura 2. Măsurarea dimensiunilor h1 şi h2

3.2.5 Calcul şi exprimare rezultate Calcularea echivalentului de nisip, EN,se face ca medie aritmetică a valorilor

rapoartelor:EN = (h2/h1)·100

obţinute pentrucei doi cilindri, valoarea finală a echivalentului de nisip fiindrotunjită la unitate. Dacă cele două valori obţinute diferă cu mai mult de 4 unităţi, procedura de

testare trebuie repetată.

4. SINTEZA REZULTATELOR OBŢINUTE

Standardele în vigoare, armonizate după cele europene, nu dau în acestmomentindicaţii privind condiţiile de utilizare a agregatelor în fabricarea mortarelor

şi betoanelor, din punct de vedere al caracteristicilor geometrice ale agregatelor. Înschimb, în funcţie de valorile obţinute pentru coeficientul de formă, respectiv

Se determină înălţimea sedimentelordin cilindru, h2, prin măsurarea distanţeidintre faţa inferioară a piesei din capătulsuperior al tijei şi faţa superioară ainelului, utilizând rigla gradată.

Măsurarea şi înregistrarea

dimensiunilor h1 şi h2 se face în aceeaşimanieră şi pentru cel de al doileacilindrul gradat. Dimensiunile h1 şi h2 senotează în milimetri.


19/133


17

coeficientul de a platizare, agregatul este împărţit pe categorii ale valorilor maxime[8].

Astfel, valoareacoeficientului de formă obţinut se compară cu valorile indicateîn tabelul 4 (Anexa II.1)şi se stabileşte categoria în care se încadrează agregatul din punct de vedere al coeficientului de formă.

Ţinând cont de modul de calcul al coeficientului de formă şi prin analogie cuvechile prevederi, se poate afirma că un agregateste mai indicat pentru obţinerea betoanelor cu câtvaloarea coeficientului de formă este mai mică, respectiv agregatuleste încadrat într-o categorie SI mai mică.

Valoarea obţinută acoeficientului de aplatizare se compară cu valorile indicateîn tabelul 5 (Anexa II.1)şi se stabileşte categoria în care se încadrează agregatul din punct de vedere al coeficientului de aplatizare.

O valoare mai mare a coeficientului de aplatizare indică un conţinut mai marede granule plate, granule nedorite în compoziţia betonului. Astfel, pentru un beton

obişnuit valoarea coeficientului de aplatizare trebuie să fie A


20/133

18

II.2 ÎNFOIEREA NISIPULUI


Înfoierea nisipului reprezintă creşterea volumului nisipului în stare afânată în prezenţa umidităţii. Ea este datorată unor for ţe de coeziune de tip capilar careacţionează , la propor ţii reduse de apă (2 – 6)%, ca for ţe de frecare î mpiedicândapropierea granulelor de nisip.La proporţ ii mai mari de apă apar planuri de alunecare permiţând reducerea volumului nisipului înfoiat f ăr ă a atinge valoareacorespunzătoare stării uscate. Valoarea maximă a înfoierii este de 30-50% depinzândde granulaţie şi modulul de fineţe.

Înfoierea prezintă importanţă teoretică (evidenţierea forţ elor de coeziune de tipcapilar)şi practică (la dozarea volumetrică a nisipului apar erori mari faţă de dozareaîn stare uscată de care trebuieţinut cont la prepararea mortarelor/ betoanelor).

2. SCOPUL LUCRĂRII

Determinarea experimentală a valorilor înfoierii în funcţie de umiditateaabsolută a nisipului. Calculul înfoierii se face pe baza densităţilor aparente îngrămadă în stare afânată pentru nisipul uscatşi umed.

3. DATE EXPERIMENTALE 3.1 Materiale necesare

- 2 kg nisip uscat 0-2 mm;- Vas de 1 dm3;- Cilindru gradat de 50-100 ml;- Balanţă electronică de 6-15 kg cu precizie (0,1- 1) g.

3.2 Modul de lucruCu ajutorul vasului de 1 dm3 se determină densitatea aparentă a nisipului prin

cântărirea acestuia golşi cu nisip uscat sau umed în stare afânată.Proporţ ia de apă utilizată va fi de 1%, 2%, 4%, 6%, 8%, 10%şi 12% (ca

umiditate absolută raportată la cele 2 kg nisip uscat).

4. SINTEZA REZULTATELOROBŢINUTE

Datele experimentale vor fi trecute într-un tabelcare va cuprinde ş i valorilecalculate ale înfoierii. Pe baza acestor date se va reprezenta pe acelaşi grafic variaţiadensităţii aparenteîn gramadă a nisipului în funcţie de umiditatea absolută şi variaţiaînfoierii în funcţie de umiditatea absolută.


21/133


22/133


23/133

Determinarea granulozităţii agregatelor

21

3.2.Corpuri de încercareMaterialul granular uscat, având dimensiunea maximă declarată a granu

D, necesar pentru încercare trebuie să aibă o masă minimă prezentată în tabelul 1.

Tabelul 1. Masa minimă a probei funcţie de dimensiunea superioară declarată a agregatul

D al clasei granulare(mm) Masa probei(kg), min63 4032 1016 2,68 0,6≤4 0,2

3.3. Dispozitive de măsură/Aparatură - Site standardizate [3] ;

- Balanţa cu exactitate de min ± 0,1% din masa probei de încercat,- Vase, pensule şi perii ;- Instalaţie de cernere (opţional).

3.4. Mod de lucru- Se cântăreşte o masă de agregat conform tabelului 1 şi se notează în rubrica Mi;- Se calculează restul admisibil pe sită pentru o cernere corectă cu formula:

A (d)1/2/200 (g)

unde A este aria sitei în mm2, iar d este latura ochiurilor sitei (mm);- Se trece restul admisibil în coloana 2 a tabelului 2;- Se cântăresc sitele goale şi fundul, iar rezultatele se notează în coloana 3 din t - Se aşază sitele în ordine descrescătoare a dimensiunii ochiurilor; la partea infse aşază fundul de tablă; - Se toarnă agregatul pe sita superioară; - Se cerne materialul pe ansamblul de site aproximativ un minut;- Se iau apoi sitele una câte una şi se continuă cernerea, deasupra unui alt funvas, până când cantitatea de material care trece prin sită într -un minut devine maimică de 1% din masa de pe sită; materialul trecut se adaugă pe sita imurmătoare;- Se cântăreşte restul împreună cu sita; - Se determină restul pe sita prin scăderea masei sitei; - Se compară restul pe sită cu valoarea corespunzătoare a restului admisibcoloana 2;- Dacă restul este mai mic decât cel admisibil, se trece masa sitei şi a restucoloana 4;- Dacă restul este mai mare, se divide masa rămasă pe sită în două sau mai porţiuni şi se reia cernerea pentru fiecare porţiune; după terminarea fiecărei crestul de pe sită se varsă într -un vas, în care se păstrează până la terminarea cerner


24/133


22

tuturor porţiunilor, după care se adaugă peste restul corespunzător ultimei pocernute, în sită; - Valoarea obţinută a masei sitei şi restului se trece, de asemenea, în coloana 4 dintabel;- Se notează şi masa fundului cu restul corespunzător; - Se calculează resturile pe sită (coloana 5) şi resturile cumulate pe site (coloan - Se face verificarea din subsolul tabelului: dacă│100- R 0(%) │>1determinarea serepetă.

Atenţie! După terminarea lucrării goliţi sitele de agregat în vasul din care le-aţi luat la început,FĂRĂ SĂ ÎNCERCAŢI SĂ SCOATEŢI ŞI GRANULELE ÎNŢEPENITE ÎN S

3.5. Calcul şi interpretare rezultate

Rezultatele se notează în tabelul 2, iar trecerile Ti se rotunjesc la procent.Tabelul 2. Date experimentale

Mi= .………gDimensiuneaochiului sitei

(mm)

Restadmisibil pe sită

(g)

Masasitei(g)

Masasită+

rest (g)

Rest pesită (g)

(4)-(3)

Rest cumulatR i (g)

RestcumulatR i (%)=

100x R i/ Mi

TreceriTi (%)=(100-R i)

1 2 3 4 5 6 7 831,5 r 32= R 32= r 32 16 r 16= R 16= r 16+

R 32 8 r 8= R 8= r 8+ R 16 4 r 4= R 4= r 4+ R 8 2 r 2= R 2= r 2+ R 4 1 r 1= R 1= r 1+ R 2

0 (fund) r 0= R 0= r 0+ R 1 x│100-R 0(%)│ Verificare: dacă │100- R 0(%)│>1 determinarea se repetă.

4. INTERPRETAREA REZULTATELOR

Se va stabili compoziţia granulometrică a balastului – amestec de agregate(amestec natural de sorturi) cernut (în procente masice) în sorturile prezentate întabelul 3, utilizând formulele din coloana 2 şi datele din coloana 8, tabelul 2.Dacă suma procentelor masice ale sorturilor nu este 100, reverificaţi calculul. Utilizând densităţile din tabelul 3 (coloana 3) se va calcula volumul ocupat de fiecaresort considerat pentru 100g amestec de agregate (volum/100g) ca fiind raportul dintre%masice şi densitatea aparentă, după care se va face suma (coloana 4, jos). Procentul de volum ocupat de fiecare sort (coloana 5) se determină prin rapovolumului ocupat de fiecare sort considerat pentru 100g amestec de agregatecorespunzător din coloana 4 la suma volumelor şi multiplicarea cu 100; la finase rotunjeşte la procent.


25/133


23

Trecerile volumice se calculează pornind de la T1= % volumice de sort 0/1; T2 =T1 +% volumice de sort 1/2, ş.a.m.d.

Tabelul3. Interpretarea datelor experimentale/datelor din aplicaţie Sort % masice ρap

(g/cm3)Volum/100g(cm3)

Volum(%)

T(%vol)

ρap (g/cm3)

Volum/100g(cm3)

Volum(%)

T(%vol)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 100/1 =T1 2,63 T1= 2,61/2 =T2-T1 2,63 T2= 2,62/4 = T4-T2 2,63 T4= 2,64/8 = T8-T4 2,67 T8= 2,68/16 = T16-T8 2,67 T16= 1,516/32 = T32-T16 2,67 T32= 1,5>32 =100- T32 2,67 x 1,5 xSuma x x x x

Se vor trasa curbele granulometriceavând în ordonată trecerile în procentevolumice (cu linie plină) şi masice (cu linie punct)şi în abscisă dimensiunileochiurilor sitei, în mm. Se va verifica încadrarea curbei granulometrice în domeniulfavorabil utilizării în betoane a agregatelor 0/32, prezentat în figura următoare(numai pentru treceri volumice) [4].

Figura 1. Curbe granulometrice ce definesc zona utilizabilă şi favorabilă pentru agregatul 02:1 –zonă utilizabilă; 2 -zonă favorabilă

2

1


26/133


27/133

25

CAPITOLUL III. LIANŢI MINERALI DETERMINĂRI ASUPRA LIANŢILOR MINERALI


Lianţii minerali sunt materiale pulverulente care în amestec cu apa sau cusoluţii apoase formează paste vâscos- plastice care se întăresc în aer sau în apă prin procese fizico-chimice specifice fiecărui liant. În funcţie de comportarea faţă de apă,lianţii minerali sunt:- nehidraulici (se întăresc numai în aer): argila, varul aerian, ipsosul, lianţiimagnezieni;- hidraulici (se întăresc atât în aer, cât şi în apă):var hidraulic, ciment Portland,ciment aluminos etc.

În cadrul acestei lucrări vor fi prezentate principalele determinări pe cei mai

utilizaţi lianţi minerali – varul gras, ipsosul pentru construcţii şi cimentulPortland.Ipsosul pentru construcţii este un liant nehidraulic al cărui component principaleste β-semihidratul, alături de cantităţi variabile de anhidrit şi/sau dihidrat( O H CaSO 24 2 ). Formareaβ-semihidratului începe la 160°C [1, 2]şi decurge conformreacţiei:

CaSO4·2H2O 160-1700C CaSO4·0,5H2O 170-2300C CaSO4 (III) dihidrat semihidrat anhidrit solubilÎn prezent, există o mare varietate de tipuri de lianţi pe bază de ghips

(ipsosuri).

Varul aerian este un liant nehidraulic care se obţine sub formă de var nestins(Q) şi var stins sau hidratat (praf- P, pastă- S PL sau lapte de var – S ML).În funcţiede compoziţia materiilor prime folosite, varul aerian poate să fie calcic sau dolomitic(anexa III.tabel 1), iar varul hidraulic se clasifică după de modul de obţinere şi dupărezistenţa la compresiune(anexa III. tabel 2) [3].

Varul calcic nestins se obţine prin arderea calcarului cu un conţinut min. de95% CaCO3, la temperatura de 1000–12000C, conform reacţiei de decarbonatare(efect endoterm):

CaCO3 CaO + CO2 ΔH = +178 kJ/molPrin stingerea controlată a varului calcic nestins se obţine varul calcic stins

(efect exoterm):CaO + H2O Ca(OH)2 ΔH = -65 kJ/molCimentul Portland esteun liant hidraulic silicios obţinut prin măcinarea fină a

clincherului de ciment Portland cu un adaos obligatoriu de ghips (5-6% - procent pentru asigurarea, în ciment, a unui conţinut de sulfaţi, sub formă de SO3


28/133

Determinări asupra lianţilor minerali

26

Normele europene [4]utilizează, pentru clasificarea cimenturilor, mai multecriterii:

a) după compoziţie (natura şi proporţia constituenţilor) :a.1. Cimenturi uzuale (anexa III. tabel 3)a.2. Cimenturi speciale, de exemplu, cimenturicu rezistenţă la agresivitatea apelor cu

conţinut de sulfaţi (anexa III. tabel 4); b) după clasa de rezistenţă (anexa III. tabel 5).

Principalele determinări pe lianţi minerali se referă la: densitate, fineţe demăcinare, apa pentru pastă de consistenţă standard, timp de priză şi rezistenţemecanice.

2. SCOPUL LUCRĂRII

Determinarea unor caracteristici fizico-mecanice ale lianţilor mineralicomparativ, în două şedinţe:a) în stare pulverulentă; b) pe paste şi mortare proaspete sau întărite.


3.1 Determinări pe lianţi în stare pulverulentă

3.1.1 Determinarea fineţei de măcinare prin cernere 3.1.1.1 Principiul metodeiMetoda constă în cernerea manuală a unei probe de liant pentru determinarea

restului la cernere pe site standardizate.

3.1.1.2 Materiale necesare-Var, ipsos şi ciment.

3.1.1.3 Dispozitive de măsură - Site de control: 200µm şi 100 µm (pentru ipsos); 200µm şi 90µm (pentru var) şi90 µm (pentru ciment)- Pensulă; - Balanţă cu exactitate±0,1g;

3.1.1.4 Modul de lucruPractic se va utiliza o singură sită 90 µm (0,09 mm) pentru a compara fineţea

de măcinare ale celor trei lianţi minerali. - Din proba uscată anterior şi răcită, se cântăresc 50 g±5% şi se trec prin sita 0,09mm. Se ţine sita puţin înclinată într -o mână, bătând uşor cu palma celeilalte mâini,mişcând şi scuturând sita cu o frecvenţă de circa 125 oscilaţii/minut, astfel încâtliantulsă fie mereu dispersat uniform. La fiecare 25 de oscilaţii sita se roteşte cu 90°.


29/133


27

- După un minut, se cântăreşte restul şi se pune din nou pe sită. Se continuă cernerea până când cantitatea de liant trecută prin sită într -un minut nu depăşeşte 0,4 g. - După 3 minute de sitare, se desprinde praful de pe peretele interior al ramei sitei cuajutorul unei pensule. Se continuă cernerea până când cantitatea trecută prin sită într -un minut nu depăşeşte 0,2 g. Înainte de cântărirea restului de pe sită se perie suprafaţa

inferioară a acesteia. 3.1.1.5 Calcul şi exprimare rezultate

1001m

Rm

= (%)

unde: m1 este masa restului pe sită; m –masa iniţială a probei (50 g).

3.1.2 Determinarea suprafeţei specifice Blaine pentru ciment ul Portland

3.1.2.1 Principiul metodeiFineţea la măcinare se poate aprecia prin suprafaţa specifică Blaine sau BET(în cm2/g sau m2/kg). Prin suprafaţa specifică se întelege suprafaţa, exprimată în cm2,a tuturor granulelor aflate într-un gram de ciment. MetodaBlaine constă în măsurareatimpului, în secunde, necesarunui volum de aer, la presiune şi temperaturăcunoscute, pentru a str ă bate un strat de material pulverulent, de o anumită grosime,tasat în condiţii definite.

3.1.2.2 Materiale necesare- Ciment

3.1.2.3 Dispozitive de măsură - Permeabilimetrul Blaine alcătuit din: 1-manometru în formă de U; 2-celula de permeabilitate; 3-tub cu robinet; 4- pară de cauciuc;a,b,c,d –repere pe braţulmanometrului (figura1).

Figura 1. Permeabilimetrul Blaine

- Balanță cu precizie 0,0001g. 3.1.2.4 Modul de lucru

- Se aşază discul metalic perforat la baza celulei şi deasupra luiun disc, din hârtie de

filtru (cu porozitate similară cu cea pentru care s-a f ăcut etalonarea aparatului), deaceeaşi mărime cu discul metalic;


30/133


28

- Se cântăreşte o cantitate de ciment (cu o precizie de 4 zecimale) calculată cu relaţia:m = ρV(1-ε) (m = cantitatea de pulbere, în g; ρ = densitatea cimentului, în g/cm3; V =volumul celulei de permeabilitate, în cm3; ε = porozitatea stratului de material tasat(0.5),şi se introduce în celula aparatului;- Se aşază, deasupra, un alt disc de hârtie de filtru;- Se presează, cu grijă, cu ajutorul pistonului, până când manşonul pistonului sesprijină pe partea superioară a celulei; - Se scoate pistonul şi se aşază celula în racordul manometrului; - Se deschide robinetul (3) şi se aspiră ușor, cu ajutorul parei de cauciuc, până cândnivelul uleiului ajunge la diviziunea – a –de pe braţul manometrului;- Se închide robinetul;- Se cronometrează timpul scurs la parcurgerea, de către lichid, a distanţei dintrediviziunile –b –şi – c –de pe braţul manometrului.

3.1.2.5 Calcul şi exprimare rezultate Suprafaţa specifică se determină cu ajutorul relaţiei:S = K t

η ε ρ

ε

1.0)1(

3

−

(cm2/g),

în care: -K = constanta aparatului; t = timpul cronometrat;-η = vâscozitatea aerului la temperatura de lucru, în Ns/m2.

În tabelul 1 se dau valori η 1.0 pentru diferite temperaturi.

Tabel 1. Vâscozitatea aerului la diferite temperaturi

Temperatura (°C) 18 19 20 21 22η 1.0 0.001345 0.001347 0.001349 0.001351 0.001353

Cu ajutorul permeabilimetrului se măsoară suprafeţe specifice de max. 8000 cm2/g.

Not ă : Suprafaţa specifică a cimentului poate fi determinată şi prin metoda BET bazată pe adsorbţia azotului la temperaturiscăzute. În acest caz, suprafaţa specificăeste de ordinul 8000 – 10000 cm2/g.

3.1.3 Determinarea densităţii î

n vrac a lianţilor minerali 3.1.3.1 Principiul metodeiÎncercarea constă în determinarea densităţii în grămadă (vrac), în stare afânată

a lianţilor minerali folosind un vas de capacitate cunoscută.

3.1.3.2 Materiale necesare-Var, ipsos şi ciment.

3.1.3.3 Dispozitive de măsură - Dispozitiv prevăzut cu sită cu ochiuri pătrate de 2 mm (figura 2);- Vas cilindric cu capacitatea de 1 dm3;- Paletă;


31/133


29

- Riglă; - Balanţă cu precizie 1 g.

Figura 2. Dipozitiv pentrudeterminarea densităţii aparente aipsosului

3.1.3.4 Modul de lucru- Se cântăreşte vasul cilindric gol (m0);- Vasul cilindric împreună cu suportul se aşază sub vasul conic; - Se toarnă liantul în vasul cilindric. Când vasul cilindric este plin, se îndepărteazăsurplusul cu o riglă;- Se cântăreşte vasul cilindric cu liant (m1).

3.1.3.5 Calcul şi exprimare rezultate Densitatea aparentă (în grămadă, în stare afânată) se calculează cu relaţia de mai jos:

)3(g/cmV

0m1m

af.g,aρ

−

=

3.1.4 Determinarea densităţii absolute 3.1.4.1. Principiul metodei Determinarea densităţii absolute a lianţilor se face prin dezlocuire cu un lichid

inert faţă de material folosindvolumetrul Le Chatelier Chandlot.

3.1.4.2 Materiale necesare- Var, ipsos şi ciment.

3.1.4.3 Dispozitive de măsură - Volumetru Le Chatelier-Chandlot (figura 3);- Balanţă cu precizie 0,1 g.


32/133


30

Figura 3. Volumetrul Le Chatelier-Chandlot.

3.1.4.4 Modul de lucru- Se umple balonul de sticlă, cu un lichid inert, până la linia zero; - Se introduce într-un vas cu apă având temperatura18-20°C, astfel încât toată parteagradată să fie acoperită cu apă; - Se şterge partea interioară a balonului (deasupra liniei zero) cu hârtie de filtru;- Se cântăresc 50 g liant şi se introduc în balon, în porţiuni mici, fără a depăşidiviziunea superioară a zonei gradate. - Se înlătură aerul inclus scoţând balonul din apă şi răsucindu-l în poziţie înclinată,timp de 10 minute, pe o bucată de cauciuc; - Se reintroduce balonul în apă, se lasă 10 minute şi se citeşte nivelul lichidului.

3.1.4.5 Calcul şi exprimare rezultateDensitatea cimentului se calculează cu relaţia:

ρ = m / V (g/cm3),în care: V = volumul lichidului dezlocuit de pulbere, în cm3;

m = masa de pul bere introdusă în balon, în g.

Alte determinări în stare pulverulentă: gradul de alb la ipsos [5]şi gradul de alb lacimentul alb [6].

3.2 Determinări pe paste/mortare în stare proaspătă

3.2.1 Determinarea cantităţii de apă pentru pasta de consistenţă standard 3.2.1.1 Principiul metodeiPasta de consistenţă standard este pasta care prezintă o rezistenţă specifică la

penetrarea unei sonde standardizate. Apa necesară pentru o astfel de pastă sedetermină printr -o serie de încercări cu aparatul Vicat, pe paste de var şi cimentobţinute cu diferite cantităţi de apă [7, 8].

La ipsos, determinarea raportului apă/ipsos (apa necesară obţinerii unei pastede consistenţă standard) se poate face prin metoda presărării, metoda prin dispersie,metoda cu masa derăspândire [9]. In cadrul lucr ării se va utiliza o metodă mai

practică, şi anume metoda presăr ării, recomandată pentru tencuieli pe bază de ipsos.


33/133


34/133


32

- Se notează citirea de pe scară care indică distanţa între placa de bază şi parteainferioară a sondei; - Încercarea se repetă cu alte paste obţinute cu cantităţi de apă diferite, până cânddistanţa între placa de bază şi sondă este (6±2) mm; această distanţă corespunde uneiconsistenţe standard a pastei.

3.2.1.5 Calcul şi exprimare rezultate Cantitatea de apă (A) necesară pentru pasta de consistenţă standard exprimată

în g apă/100 g liant (%) se calculează cu formula: A =

500

100 a

unde, a este cantitatea de apă (în g) pentru pasta de consistenţă standard.

3.2.2 Determinarea timpului de priză 3.2.2.1 Principiul metodeiDeterminarea constă în măsurarea timpului de la prepararea pastei de

consistenţă standard până când aceasta opune o anumită rezistenţă la pătrundereaacului Vicat, perioadă de timp denumitătimp de priză . Acesta se exprimă prinînceput de priză, sfârşit de priză şi interval de priză.

Determinarea timpului de priză a cimentului se face similar cu cea de la ipsoscu anumite diferenţe (de exemplu, pentru începutul de priză citirile se fac din 10 în10 minute, iar pentru sfârşitul prizei din 15 în 15 minute).

Întrucât timpul de priză a cimentului depăşeşte durata unei şedinţe delaborator, în cadrul lucrării se va determina practic numai timpul de priză al ipsosului [10].

Pasta de ipsos de consistenţă standard se obţine prin metoda presărării prezentată în3.2.2.4 [5].

3.2.2.2 Materiale necesare- Ipsos;- Apă.

3.2.2.3 Dispozitive de măsură

- Balanţă electronică cu precizie 0,1 g; - Aparat Vicat cu ac Vicat (sau aparat Vicat automat) (figura 4);- Inele metalice sau din ebonită, de formă tronconică, înălţime de 40 mm, diametruinterior superior 65 mm, diametrul interior inferior 75 mm;- Capsulă de porţelan cu diametrul 200 mm; - Malaxor;- Cuţit cu lamă flexibilă; - Ulei mineral şi pensulă (necesare pentru ungerea tiparului tronconic); - Cronometru;

-Vas cilindric din sticlă cu diamentrul interior de 66 mm, înălţimea de 66 mm şi curepere de nivel la 16 mm şi 32 mm deasupra suprafeţei interioare a bazei.


35/133


33

3.2.2.4 Modul de lucru- Se toarnă 100 g apă într -un vas de sticlă, având grijă să nu se umezească parteasuperioară a peretelui cilindric; se determină masa, m0 cu exactitate de ±0,5 g;- Se presară ipsosul uniform pe suprafaţa apei, astfel încât, după 30 secunde, pasta deipsos să ajungă la primul reper de nivel iar după 60 secunde să ajungă la aldoilea

nivel de reper. Se continuă presărarea până când pasta de ipsos ajunge la aproximativ2 mm sub suprafaţa apei după 90±10 secunde. În următoarele 20-40 secunde se presară, pe suprafaţa apei şi pe marginea vasului de sticlă, o cantitate suficientă deipsos astfel încât suprafaţa apei să dispară. Aglomerările se umectează în 3-5 secunde.-Se îndepărtează excesul de ipsos de pe marginea vasului de sticlă şi se determinămasa m1 (cu exactitate de ±0,5 g).Raportul apă/ipsos se calculează cu relaţia:

01

100/

mmipsos Apa

−

=

în care: m0 este masa vasului de sticlă cu apă, în g; m1 - masa vasului de sticlă cu apă şi ipsos, în g. - Se cântăresc 200 g ipsos şi se presară timp de 30 secunde într -o capsulă de porţelan, în care se află cantitatea de apă necesară preparării pastei de consistenţăstandard, determinatăanterior;- Pasta astfel obţinută se lasă în repaus 30 secunde, se amestecă 1 minut după care seintroduce în inelul uns aşezat pe o placă de sticlă şi se nivelează suprafaţa pastei cuun cuţit;- Inelul cu pasta de consistenta standard de ipsosse aşază pe postamentul aparatuluiVicat prevăzut cu acul Vicat;- Se coboară acul până atinge suprafaţa pastei şi se lasă liber să pătrundă în pastă; -Încercarea se repetă laintervale de timp standardizate (din minut î n minut),schimbând locul de încercare. Acul aparatului Vicat se şterge după fiecare pătrundereîn pastă; -Se notează la fiecare minut, distanța dintre vârful acului şi placa de bază - ∆ (mm).

3.2.2.5 Calcul şi exprimare rezultate Cu datele ex perimentale obţinute şi prezentate în tabelul2, se trasează curba de

priză a ipsosului studiat∆ =f(τ ), pornind din punctul 0.

Tabel 2. Date experimentale pentru priza ipsosuluiτ (minute) ∆ (mm)45..

Începutul prizei se considerăintervalul de timp, exprimat în minute, de laintroducerea ipsosuluiîn apă, până când acul pătrunde în pastă numai 30 mm(∆ = 10mm) [10].


36/133


34

Sfârşitul prizei reprezintă intervalul de timp (în minute), de la amestecarealiantului cu apa, până când acul lasă pe pastă o urmă uşor perceptibilă (fără a seînregistra pe scală vreo înaintare).

3.2.3 Determinarea necesarului de apă pentru obţinerea mortarului standard

de var 3.2.3.1 Principiul metodei Determinarea cantităţii de apă (numită necesar de apă) pentru obţinerea unui

mortar standard (cu raport volumic var:nisip=1:3)care are un diametru de împrăştieresau de răspândire de (185 ± 3) mm măsurat cu masa de împrăştiere [7].

3.2.3.2 Materiale necesare- Mortar de var carese prepară astfel: - Nisip poligranular: 0,93 dm3 (o pungă de nisip poligranular), ρa nisip = 1,45 kg/dm3;

- Var: (0,31 dm3

x ρa varx 1000) g var; Dacă ρa var = 0,58 kg/dm3

rezultă 180 g var; - Apă: corespunzător unei răspândiri de (185 ± 3) mm.

3.2.3.3 Dispozitive de m ă sur ă - Malaxor;- Masăde îm prăştiere prezentată în figura 5 şi formată din: soclu (1), ax orizontal (2),tijă de ridicare (3), matriţă tronconică (4), disc (5), platan rigid (6), camă de ridicare(7).

Figura 5. Masă de împrăştiere

3.2.3.4 Modul de lucru- Se aşază tiparul în centrul suprafeţei curate şi uscate a mesei de împrăştiere şi seumple în două straturi cu mortarul preparat, fiecare strat de mortar trebuie compactatuşor de 10 ori cu tija de compactare, astfel încât tiparul să fie umplut uniform; - Dispozitivul de încărcare se scoate repede şi se înlătură surplusul de mortar, iardupă 10 – 15 s, tiparul se ridică încet şi vertical (în prealabil, masa de împrăştiere securăţă şi se elimină toată apa din apropierea tiparului); - Se efectuează 15 bătăi ale mesei (1 şoc/secundă) şi mortarul se întinde şi formează oturtă; - Diametrul turtei rezultate se măsoară cu şublerul pe două direcţii perpendiculare; - Media acestor măsurători este dată cu o precizie de 1 mm şi reprezintă răspândirea.


37/133


35

3.2.3.5 Calcul şi exprimare rezult ate Necesarul de apă reprezintă cantitatea de apă (g) utilizată pentru a obţine o

răspândire a mortarului de (185 ± 3) mm.

3.2.4 Determinarea cantităţii de apă reţinută în paste de ciment

3.2.4.1 Principiul metodei Cantitatea de apă reţinutărelativ la ciment (AR C) în paste de consistenţă

standard în timpul întăririi se va evalua prin măsurarea variaţiei de masă datoratăevaporării apei nereţinute, la păstrarea în etuva încălzită.

3.2.4.2 Materiale necesare -Pastă de ciment de consistenţă standard

3.2.4.3 Dispozitive de măsură

- Balanţă cu precizie de 0,01 g;- Etuvă.

3.2.4.4 Modul de lucru -Se prepară o pastă de ciment de consistenţă standard din care se prelevează ocantitate (15-20 g) şi se păstrează într -o capsulă etanşă timp de 7 zile; - Du pă acest timp, din recipientul etanş se scoate proba şi se cântăreşte pe balanţă oanumită cantitate a cărei masă se notează cu m1;- Proba astfel obţinută, se usucă în etuvă (110±5˚C) până la masă constantă, secântăreşte şi masa se notează cum

2.

3.2.3.5 Calcul şi exprimare rezultate

1001)/1(

1001

2 −+==m

C Am

C

A AR R

C

unde: AR – apa retinută în probă; C –cimentul din probă; A/C – raportul apă/ ciment determinat pe baza apei necesare pentru pasta de

consistenţă standard (3.2.1.5).

Alte determinări: constanţa de volum (obligatorie pentru producător) [8],determinăr i pe paste/mortare var [7], deformaţii etc.

3.3 Determinări pe paste/mortare întărite 3.3.1 Determinarea rezistenţelor mecanice Rezistenţele mecanice ale ipsosului şi cimentuluiPortland (la încovoiereşi la

compresiune) se determină pe epruvete primatice de 40 x 40 x 160 mm confecţionatedin pastă de consistenţă standard (la ipsos) şi mortarstandard (la ciment). Încercărilede rezistenţă se fac la diferite termene (2 ore şi 7 zile pentru ipsos [11] şi 2 şi 28 dezile pentru ciment [12]).


38/133


36

3.3.1.1 Rezistenţa la încovoiere 3.3.1.1.1 Principiul metodeiMetoda constă în determinarea forţei la care se produce ruperea unei

epruvete prismatice din pastă de ipsos întărită /mortar standard de ciment sprijinită dedouă role suport distanţate la 100 mm.

3.3.1.1.2 Materiale necesare - Epruvete prismatice40 mm x 40 mm x 160 mm realizate din pastă de consistenţăstandard întărită, respectiv mortar standard de ciment.

3.3.1.1.3 Dispozitive de măsură - Maşină de încercare acţionată electric, hidraulic sau mecanic, cu precizia de citire aforţei de 1%, care să asigure o creştere a forţei în mod uniform şi constant cu50±5N/s.

3.3.1.1.4 Modul de lucru- Epruvetele se aşază în dispozitivul de fixare – figura 6; încărcarea se aplică perpendicular pe direcţia de turnare, la mijlocul epruvetei, până la rupere; - Se înregistrează forţa maximă suportată de epruvetă.

Figura 6. Schema de încercare a epruvetelor la încovoiere

3.3.1.1.5 Calcul şi exprimare rezultate Rezistenţa la încovoiere se calculează cu formula [9]:

F f i = 00234,0 (N/mm2)în care: F este valoarea medie a for ţei de rupere, în N.

3.3.1.2 Determinarea rezistenţei la compresiune 3.3.1.2.1 Principiul metodeiMetoda constă în măsurarea forţei maxime de compresiune suportate de

resturile de prismă rezultate prin solicitare de încovoiere[9, 11, 12].

3.3.1.2.2 Materiale necesare - Resturi de prismă rezultate în urma încercării la încovoiere.

3.3.1.2.3 Dispozitive de măsură - Maşină de încercare acţionate electric, hidraulic sau mecanic, cu precizia decitire a forţei de 1%, care să asigure o creştere a forţei în mod uniform şi constant cu2400±200 N/s.


39/133


37

3.3.1.2.4 Modul de lucru- Resturile de prismă se aşază între plăci de oţel inoxidabil cu o suprafaţă planăşlefuită de 40mm x 40mm şi grosimea minimă de 10 mm (figura 7), astfel încâtcentrul suprafeţei de încercare să coincidă cu centrul suprafeţei platanelor presei(figura 8).

- Forţa acţionează perpendicular pe direcţia de turnare a epruvetelor prismatice; - Se înregistrează forţa maximă atinsă.

Figura 7. Plăci de oţel inoxidabil Figura 8. Schema de încercare la compresiunea resturilor de prismă

3.3.1.2.5 Calcul şi exprimare rezultate Rezistenţa la compresiune se calculează cu formula:

1600

Ff

c = (N/mm2)

F - forţa maximă de rupere, în N; 1600 - aria solicitată a jumătăţii de prismă, înmm2.

3. SINTEZA REZULTATELOR OBŢINUTE Rezultatele obţinute se vor centraliza în tabelul 3.

Tabel 3. Sinteză date experimentale Nr.crt. Determinare Var Ipsos Ciment

I Liant în stare pulverulentă 1 Fineţea de măcinare prin cernere pe sita de 0,09 mm (%)

2 Suprafaţa specifică Blaine (cm2

/g) - - 2500÷65003 Densitate aparentă, în gramadă în stare afânată (kg/m3)4 Densitatea absolută (k g/dm3) 2,3÷2,4 ~2,3 3÷3,1II Paste/mortare în stare proaspătă 1 Apa pentru pasta de consistenţă standard (%) 2 Timp de priză (minute) -3 Necesar de apă pentru obținerea mortaruluistandard de var (g) - -

4 Cantitatea de apă reţinută relativ la ciment în paste deconsistanţă standard - -III Paste/mortare întărite 1 Rezistenţa la încovoiere (N/mm2)2 Rezistenţa la compresiune (N/mm2)


40/133


38

5. APLICAŢII 1. Ce cantităţi de apă şi ipsos sunt necesare pentru a prepara un volum de pastănecesar turnării a 3 epruvete prismatice cu dimensiunile 4 cm x4 cm x16 cm (ρ a pastă=1,7 kg/dm3)?2. Să se demonstreze formula de calcul pentru cantitatea de apă reţinută în paste de

ciment (3.2.3.5).BIBLIOGRAFIE

[1] I. Robu, M. Popescu -Materiaux de Construction 2- Conspress, Bucuresti, 2005[2] SR EN 13279-1:2009 -Ipsos şi tencuieli de ipsos. Partea I. Definiţii şi condiţii [3] SR EN 459-1:2011– Var pentru construcţii. Partea 1: Definiţii, caracteristici şi criterii de conformitate [4] SR EN 197-1:2011 – Ciment. Partea 1:Compoziţie, specificaţii şi criterii de conformitate ale cimenturileuzuale[5] SR 10275-1:1997 – Ipsos.Indicaţii generale pentru pregătirea probelor, prepararea pastei de consistenţănormală şi determinarea gradului de alb [6] SR 7055 :1996 - Ciment Portland alb[7] SR EN 459-2:2011– Var pentru construcţii. Partea 2: Metode de încercare [8] SR EN 196-3+A1:2009 –Metode de încercări ale cimenturilor. Partea 3:Determinarea timpului de prizăşi a stabilităţii[9] SR EN 13279-2:2005 -Ipsos şi tencuieli pe bază de ipsos.Partea 2. Metode de încercare[10] STAS 10275-3:1982 -Ipsos. Determinarea timpului de priză [11] STAS 10275-4:1991-Ipsos. Determinarea rezistenţei la încovoiere şi a rezistenţei la compresiune [12] SR EN 196-1:2006 –Metode de încercări ale cimenturilor. Partea 1. Determinarea rezistenţelormecanice


41/133

39

CAPITOLUL IV. MORTARE CU LIANŢI MINERALI DETERMIN ǍRI PE MORTARE PROASPETE ŞI INT ǍRITE


Mortarele sunt amestecuri bine omogenizate de agregate, liant/lianţi, apă, aditivi şi/sau adaosuri. Varietatea domeniului de utilizare şi a cond iţiilor de expunerenecesită folosirea de mortare cu proprietăţi şi niveluri de performanţă adaptate.

Clasificarea mortarelor poate fi făcută în funcţie de următoarele criterii: a) După destinaţie: mortare de zidărie; de tencuire/gletuire; mortare speciale. b) După rezistenţa la compresiune, mortarele de tencuire şi de zidărie sunt împărţite

în clase (anexa IV. tabele 1 şi 2) [1, 2]; c) După consistenţă (anexa IV. tabel 3): mortare vârtoase sau rigide; plastice; fluide.d) După criterii specificate de normele în vigoare (anexa IV. tabel 4) [1,2].

Calitatea mortarelor se apreciază pe baza determinărilor efectuate asupraacestora în stare proaspătă şi întărită, conform normelor în vigoare.

Mortarul proaspăt este starea mortarului din momentul preparării până laînceputul prizei liantului.

Mortarul se consi deră întărit după timpul convenţional de întărire.

2. SCOPUL LUCRǍRII

Scopul lucrării este alegerea şi calcularea compoziţiei unui mortar de zidărie, precum şi determinarea unor caracteristici ale mortarului proaspăt de zidărie(consistenţa [3, 4], densitatea aparentă [5] şi tendinţa de segregare [6]).

În cadrul lucrării se va prepara un mortar plastic de zidărie ciment-var(valoarea împrăştierii 140÷200 mm), estimat a fi de clasă M5 (rezistenţa lacompresiune 5 N/mm 2) cu raportul volumetric al componenţilor (ciment: pastăvar:nisip) = 1:0,4:5 (anexa IV. tabel 5) . Pasta de var de consistenţă standard conţinecca. 50% apă.


3.1 Determinarea consistenţei mortarului proaspăt 3.1.1 Principiul metodei Consistenţa este o măsură a fluidităţii mortarului proaspăt şi măsoară

deformabilitatea acestuia atunci când este supus la un anumit tip de tensiune.Metoda de determinare a consistenţei în cadrul acestei lucrări constă în măsurarea cumasa de împrăştiere a diametrului unei probe de mortar proaspăt.

De asemenea, consistenţa mortarului proaspăt se determină şi prin măsurareaadâncimii de penetrare a unei sonde.


42/133

Mortare cu lianţi minerali

40

3.1.2 Materiale- Mortar (3.1.4)

3.1.3 Dispozitive de măsură - Masă de împrăştiere prezentată în figura 5 din cadrul cap. III – Determinări asupra

lianţilor minerali; mai; şubler; mistrie; paletă de nivelat. 3.1.4 Modul de lucru

- Se prepară mortarul astfel: într -un vas se pun materialele (ciment, var hidratat,nisip) în rapo rtul volumetric specificat, cu ajutorul unui vas de o anumită capacitate;se amestecă materialele în stare uscată şi apoi, se adaugă apă până la consistenţacerută (valoarea împrăştierii 140÷200 mm). Cantităţile de materiale utilizate şicantitatea de mortar rezultat se trec în tabelul 1.- Se şterg discul, suprafaţa interioară şi marginile matriţei cu o cârpă umedă, se lasă

să se usuce şi se ung suprafeţele cu ulei mineral; - Se aşază matriţa în centrul discului mesei de împrăştiere şi se introduce mortar ul îndouă straturi (fiecare strat se compactează cu cel puţin 10 lovituri scurte ale maiului);- Se îndepărtează surplusul de mortar cu o paletă de nivelare, se şterge suprafaţaliberă a discului şi după 15 s se ridică matriţa lent şi vertical; - Se efect uează 15 bătăi ale mesei (1 şoc/secundă) şi mortarul se întinde şi formează oturtă; - Diametrul turtei rezultate se măsoară cu şublerul pe două direcţii perpendiculare; - Se notează valoarea diametrului mediu obţinut în mm.

3.1.5 Calcul şi exprimare rez ultateConsistenţa mortarului proaspăt determinată cu masa de împrăştiere se

exprimă prin valoarea diametrului turtei de mortar (numită valoare de împrăştiere), înmm şi se trece în tabelul 2.

3.2 Determinarea densităţii aparente a mortarului proaspăt 3.2.1 Principiul metodei Densitatea aparentă a unui mortar proaspăt se determină prin raportul între

masa materialului şi volumul ocupat de acesta, atunci când proba este introdusăîntr- un recipient cu capacitate indicată, conform unui mod de lucru care variază înfunc ţie de consistenţa mortarului.

3.2.2 Materiale- Mortar proaspăt (probă de cel puţin 3 litri);

3.2.3 Dispozitive de măsură - Recipient de măsurare cu capacitate de 1litru; paletă de nivelare; mistrie; s cafă; masă vibratoare; balanţă (care poate să cântărească cel puţin 5 kg şi precizie de 1g).

3.2.4 Modul de lucru- Se cântăreşte recipientul de măsurare gol (Vv=1 L) şi se notează masa (m1 în g);


43/133


44/133


42

- Se determină, în mod similar, consistenţa mortarului din inelul inferior, în cm (Ci),după îndepărtarea mortarului din inelul mijlociu.

3.3.5 Calcul şi exprimare rezultate Coeficientul de segregare (S) se determină cu formula din tabelul 2.

3.4 Calculul tasării la amestecare Tasarea la amestecare (T) se exprimă în procente şi reprezintă reducereavolumului mortarului în raport cu suma volumelor componenţilor şi se calculează cuformula din tabelul 2 pe baza datelor din tabelul 1.

3.5 Calculul compoziţiei reale a mortarului preparat Calculul compoziţiei reale reprezintă determinarea dozajelor de materiale (Di)

necesare preparării unui metru cub de mortar proaspăt (kg/m3) şi se calculează cuformulele din tabelul 2 pe baza datelor din tabelul 1.

4. SINTEZA REZULTATELOR OBŢINUTE Valorile experimentale obţinute, precum şi caracteristicile calculate se vor trece în tabelele 1 şi 2.

Tabel 1. Materiale componenteMaterial ρa (kg/dm 3) V (dm 3) m (kg)

NisipCimentVar hidratatApă

Mortarvas

amV

mm 12 −= ρ Vm = m m/ρam

=Σi

V

Tabel 2. Date experimentaleDeterminare Formulă de calcul UM Valorile

obţinute Consistenţa (cu masa de împrăştiere şi cuconul etalon)

- mm

Densitatea aparentă a mortarului proaspăt v

amV

mm12

−= ρ kg/m 3

Coeficientul de segregare )(48

33is

C C S −= π cm 3

Tasarea la amestecare 100Σ

−Σ=

i

mi

V

V V T %

Dozajul real amm

i

im

m D ρ = kg/m 3 mortar

Determinările care se efectuează pe mortarul întărit sunt: densitatea aparentă;rezistenţele la încovoiere şi compresiune [7]; compatibilitatea mortarelor de exterior


45/133


43

pentru tencuială monostrat cu suporturi [8]; aderenţa mortarelor pentru tencuire şigletui re întărite pe suporturi [9]; permeabilitatea la vaporii de apă a mortarelor pentrutencuire şi gletuire [10]; rezistenţa iniţialăla forfecare [11].

Modul de încercare, respectiv de calcul pentru rezistenţele la încovoiere şi compresiune sunt prezentate în cadrul cap. III – Determinări asupra lianţilor minerali.

5. APLICAŢII

Să se demonstreze formula de calcul a coeficientului de segregare.

BIBLIOGRAFIE

[1] SR EN 998-1:2011– Specificaţie a mortarelor pentru zidărie. Partea 1: Mortare pentru tencuire şigletuire[2] SR EN 998-2:2011– Specificaţie a mortarelor pentru zidărie. Partea 2: Mortare pentru zidărie [3] SR EN 1015-3:2005– Metode de încercare a mortarelor pentru zidărie. Partea 3: Determinareaconsistenţei mortarului proaspăt (cu masa de împrăştiere) [4] SR EN 1015-4:2005– Metode de încercare a mortarelor pentru zidărie. Partea 4: Determinareaconsistenţei mortarului proaspăt (cu penetrare plunger) [5] SR EN 1015-6:2005– Metode de încercare a mortarelor pentru zidărie. Partea 6: Determinareadensităţii aparente a mortarului proaspăt [6] Lucrări practice de chimie şi materiale de construcţie, partea a II-a, Colectiv : Materiale deConstrucţie, Un iversitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti, 1996 [7] EN 1015-11:2000 – Metode de încercare a mortarelor pentr u zidărie. Partea 11: Determinarearezistenţelor la încovoiere şi compresiune ale mortarului întărit [8] SR EN 1015-21:2004– Metode de încercare a mortarelor pentru zidărie. Partea 21: Determinareacompatibilităţii mortarelor de exterior pentru tencuială monostrat cu suporturi[9] SR EN 1015-12:2001– Metode de încercare a mortarelor pentru zidărie. Partea 12: Determinareaaderenţei mortarelor pentru tencuire şi gletuire întărite pe suporturi [10] SR EN 1015-19:2005– Metode de încercare a mortarelor pentru zidărie. Partea 19:Determinarea permeabilităţii la vaporii de apă a mortarelor pentru tencuire şi gletuire [11] SR EN 1052-5:2003– Metode de încercare a zidăriei. Partea 3: Determinarea rezistenţei iniţialela forfecare


46/133

44

CAPITOLUL V. BETOANE DE CIMENTV.1 ASPECTE PRIVIND STABILIREA COMPOZIŢIEI

BETOANELOR DE CIMENT

1. SCOPUL LUCRĂRII

Scopul lucrării constă în însuşirea principiilor de stabilire a compoziţiei betoanelor de ciment, luând în considerare toţi factorii implicaţi şi conformnormativelor în vigoare.

2. NOŢIUNI GENERALE

Betonul este un material compozit tip conglomerat obţinut prin întărirea unuiamestec bine omogenizat de ciment , agregat, apă şi eventual aditivi.

La stabilirea compoziţiei betonului se urmăreşte determinarea cantităţilor demateriale necesare pentru prepararea unui m 3 de beton proaspăt. Compoziţia betonului trebuie astfel stabilită încât să asigure obţinerea lucrabilităţii, durabilităţii şirezistenţelor necesare, în condiţiile utilizării unui doza j minim de ciment.

Stabilirea compoziţiei betonului de ciment, cu importanţă tehnică şieconomică, trebuie să efectueze conform normativelor în vigoare. Noile reglementăriîn domeniul betonului (NE012 şi CP012) nu mai conţin integral şi coerent principiilede calcul al compoziţiei betonului.

Principii şi metode de stabilire a compoziţiei betonului Pentru stabilirea compoziţiei betonului trebuie cunoscute:

- caracteristicile fizico- mecanice şi chimice ale betonului de preparat şi în specialrezistenţa caracteristică;- caracteristicile materialelor utilizate la preparare (ciment, agregat, apă, aditivi); - condiţiile de punere în operă, de întărire şi de exploatare ulterioară;- dimensiunea minimă a secţiunii elementului de construcţie şi gradul de armare înfuncţie de care se alege D max agregat.

Metodele de calcul a compoziţiei betonului se pot grupa în două categorii: 1. metode cu dozaj de ciment impus (din ce în ce mai puţin utilizate);2. metode bazate pe rezistenţa la compresiune a betonului.

Etape de calculCalculu l compoziţiei betonului parcurge, în general, următoarele etape:

- alegerea raportului A/C care asig ură rezistenţa impusă betonului şi durabilitatea; - determinarea cantităţii de apă de amestecare, în l/m3;- calculul dozajului de ciment, în kg/m 3;- calculul cant ităţii de agregat, în kg/m 3 sau dm 3/m 3;


47/133

Aspecte privind stabilirea compoziţiei betoanelor de ciment

45

- verificarea lucrabilităţii impuse betonului proaspăt şi corectarea compoziţiei dacăeste cazul, lucrabilitatea fiind proprietate de bază a betonului proaspăt pentru punereaîn operă a acestuia (în tabelul 1 sunt date categoriile de lucrabilitate prin tasare şivalorile corespunzătoare);- turnarea de epruvete pentru verificarea rezistenţelor mecanice inclusiv a rezistenţei

caracteristice,variind raportul A/C şi dozajul de ciment şi fixarea compoziţieidefinitive.

Tabel 1. Clase de tasareClasa de tasare Tasarea, în mm

S 1S 2 S 3 S 4

S 51)

de la 10 pana la 40de la 50 pana la 90

de la 100 pana la 150de la 160 pana la 210

≥ 220

3. STABILIREA COMPOZIŢIEI

3.1 Stabilirea compoziţiei betoanelor de clas ă > C8/10Cantităţile de apă de amestecare, ciment, agregate şi aditivi se stabilesc

conform NE012/2007[1] şi CP012/2007[2]. Aspecte legate de corelarea celor 2normative au fost prezentate in lucrare [3].

Raportul A/C se adoptă în funcţie declasa betonului şiclasa cimentuluiconform tab .2 şi tab.2’(anexa 5.1); pentru betoane cu condiţii de impermeabilitate nuse admite depăşirea raportului A/C de 0,6 pentru gradul de impermeabilitate P410;0,5

pentru P 810 şi 0,45 pentru P12 10. Valoarea rapăortului A/C trebuie corelată cu cea

r ecomandată pentru clasa de expunere.

Tabel 2. Valori maxime pentru raport apă/ciment Clasa betonului Clasa cimentului

32,5 42,5 52,5C 8/10 0,75C 12/15 0,65C 16/20 0,55 0,65C 18/22,5 0,53 0,62C 20/25 0,50 0,60C 25/30 0,45 0,55 0,60C 28/35 0,40 0,50 0,55C 30/37 0,47 0,53C 32/40 0,45 0,50C 35/45 0,40 0,47C 40/50 0,45C 45/55 0,42C 50/60 0,40

Cantitatea de apă A' se alege în funcţie declasa şi lucrabilitatea betonului, tipul


48/133


49/133


47

agregatului dintr-un m 3 beton proaspăt şi împărtirea pe sorturi se faceînconformitate cu zonele de granulozitate recomandate de SR13510/2006 (figura 1 şifigura 2) [5].

Figura 1. Curbe granulometrice pentru agregate cu D max = 16 mm1 - zonădefavorabilă; 2 - zonă utilizabilă; 3 - zonă favorabilă; 4 - zonă favorabilă pentru

granulozitate discontinuă; 5 - zonă defavorabilă

Figura 2. Curbe granulometrice pentru agregate cu D max = 31,5 mm - 1 – defavorabil ă;2 – utilizabil ă; 3 – favorabil ă; 4 – favorabil ă pentru compozi ţie granulometric ă discontinu ă;

5 – defavorabil ă


50/133


48

V ag= 1000 – (C’ / ρc + A’ + P’)în care: ρc – de nsitatea absolută a cimentului egală cu 3 kg/ dm3;

P’ – volumul de aer oclus egal cu 2% respectiv 20 dm 3/ m 3 în cazulneutilizării de aditivi antrenori de aer. Dozajul sorturilor se calculeaz ă în funcţie de volumul şi densitatea aparentă pe

granule a fiec ărui sort:D i = V i. ρagi

unde ρag – densitatea aparentă a granulelor de agregat în kg/ dm3, egală cu 2,7 kg/dm 3 pentru roci silicioase ( agregate de balastieră); 2,3-2,7 kg/ dm 3 pentru agregate

provenind din roci calcaroase; 2,7 kg/ dm 3 pentru cele din r oci granitice şi 3 kg/ dm3 pentru cele din roci bazaltice.

Densitatea aparentă a betonului proaspăt este dată de relaţia: ρ b ’= A’ + C’ + Ag’Pentru stabilirea compoziţiei de bază necesară verificării realizării clasei de

rezistenţă se procedează astfel :- se prepară un amestec informativ de beton de minim 30 litri luând în considerarecantităţile de ciment şi agregate evaluate anterior, la care se introduce apa deamestecare „a” treptat pâ nă la obţinerea lucrabilităţii dorite, determinându-secantitatea ne cesară de apă A = a/0,03 (l/m3);- se determină densitatea aparentă ρ b;- se recalculează cantitatea de ciment C= A/(A/C) ( A/C având valoarea adoptatăiniţial din tabelul3);- se recalculează cantitatea de agregate conform relaţiei:Ag= [(ρ b ’+ ρ b)/2] – C – A

Pentru verificarea rezistenţelor mecanice se prepară câte 3 amestecuri de betonde minim 30 l fiecare, cu următoarele compoziţii:

1. compoziţia de bază stabilită mai sus;2. compoziţie suplimentară având dozajul de ciment sporit cu7 % (dar nu mai

puţin de20 kg/m 3) faţă de cel al compoziţiei de bază, menţinând cantitatea deapă şi agregate constantă;

3. compoziţie suplimentară având dozajul redus cu 7 % (dar nu mai puţin de20kg/m

3

) numai dacă dozajul rezultat nu este inferior celui prevăzut în proiect. Din fiecar e amestec de beton se confecţionează minim 4 epruvete cubicerezultând câte 12 epruvete pentru fiecare compoziţie. Confecţionarea, păstrarea şiîncercarea epruvetelor se vor efectua conform SREN 12390-3/2009.

Câte 6 din epruvetele confecţionate pentru fiecare compoziţie se încearcă lavârsta de 7 zile. Se adoptă compoziţia preliminară pentru care, cu dozajul minim deciment, rezistenţa betonului la vârsta de 7 zileatinge cel pu ţin urm ătoarele procentedin rezultatele la 28 zile prev ăzute în tabelul 5:- 55 % pentru cimenturile tip H, II B, SR;

-

65 % pentru cimenturi tip II A, I;- 75 % pentru cimenturile tip R.


51/133


49

Rezultatele încercărilor la vârsta de 28 de zile pe restul de 6 epruvete dinfiecare compoziţie servesc la definitivarea compoziţiei. Interpretarea compoziţiei seface astfel:- rezistenţa medie obţinută pentru fiecare compoziţie se multiplică cu raportul dintrerezistenţa normată a cimentului utilizat şi cea reală determinată în laborator; - valoarea astfel obţinută trebuie să fie mai mare sau cel puţin egală cu rezistenţa la28 zile indicată tot în tabelul5.

Tabel 5. Clase de rezistenţă

Clasa betonului f c preliminar ă (N/mm 2)

cilindru cubC8/10 14.5 18

C12/15 19 23.5C16/20 23 29

C18/22.5 26 32C20/25 29 36C25/30 33.5 42C28/35 37.5 47C30/37 38.5 48C32/40 41 51.5C35/45 45 56.5C40/50 50 62.5C45/55 54 67.5C50/60 58 73

4. APLICAŢIE

1.Să se calculeze cantit ăţile de materiale necesare prepar ării a 25 dm 3 beton proaspăt corespunz ător clasei C20/25, utilizând ciment II B – M 42,5 şi agregat derâu 0 - 32 mm.Se dau: tasare impus ă S 3 (100-150 mm) , ρa ciment = 3 kg/dm 3, ρag= 2,7 kg/dm 3, P '-volumul de aer oclus = 20 dm 3/m3.

2.idem pentru utilizare de aditiv superplastifiant ( 1% din masa cimentului) cureducere a apei de amestecare cu 20%.

BIBLIOGRAFIE[1] NE012-99 - Normativ pentru executarea lucrarilor din beton, beton armat şi beton precomprimat [2] CP 012/2007 – Cod de practică pentru executarea lucrărilor din beton, beton armat şi beton

precomprimat. Partea 1: Producerea betonului[3] Robu I. - Consideraţii privind stabilirea compoziţiei betonului de ciment, Simpozionul naţional Noi reglementări pentru beton (producere, proiectare, execuţie), Bucureşti, octombrie 2009, pag.195 – 201.[4] Komar A. – Matériaux et elements de construction, Editions MIR, Moscou, 1973[5] SR 13510/2006 - Beton. Partea 1: Specificaţie, performanţă, producţie şi conformitate.Document naţional de aplicare a SR EN 206-1

[6] SREN 12390-3 - Încercări pe betoane. Încercări pe betonul întărit.Dete rminarea rezistenţelormecanice


52/133


53/133

Determinări asupra betonului proaspăt

50

caracteristici. Aerul antrenat la amestecarea componenț ilor poartă numele de aeroclusș i este de obicei sub 2% iar aerul introdus pentru îmbunătăț irea unor proprietăț ica lucrabilitatea betonului proaspăt,rezistența la îngheț - dezgheț, se numeș te aerantrenatș i este în propor ț ie de maxim 5-6% din volumul betonului (anexa V.2).

Determinarea volumului de aerdin betonul proaspăt se poate face pe cale

gravimetrică, pe cale volumetrică fără presiune sau volumetric cu presiune. Standardele în vigoare stabilesc pentru determinarea conț inutului de aer două metodevolumetrice cu presiune denumite metoda coloanei de apăș i metoda cu manometru.

3.1 Determinarea consistenţei / lucrabilităţii betonului 3.1.1 Metoda tasării Metoda tasării se utilizează pentru determinarea consistenț ei betonului proaspăt

ș i este aplicabilă betoanelor la c

Documents

Indrumator Integral Materiale de Constructii - Laborator - CCIA an I