UNIVERSITATEA TEHNICA A MOLDOVEIFacultatea Urbanism si ArhitecturaTehnologia si Materialelor si Articolelor de Constructie

Lucrare de AnLa diciplina: Metode moderne de ncercri ale materialelor de construcieTema: Metode de determinare a propritilor betoaneler grele

A elaborat:St. gr. DMMC-141Rusu Ion

A verificat:Dr. Hab., prof. univ.Rusu Ion

Chiinu 2015Cuprins Introducere1. Incercari mecanice distructive 61.1 Rezistenta la compresiune static 6 1.2 Rezistena la ncovoiere static 71.3 Rezistena la ntindere static 91.4 Duritatea 101.5 Rezistenta la compresiune i ncovoiere dinamica 111.6 Determinarea gradului de impermeabilitate la soluii apoase 13 1.7 Metoda rezistenei la penetrare 161.8 Extragerea de carote 172. ncercri nedistructive ale materialelor 18 Clasificarea ncercrilor pentru controlul nedistructiv al calitii materialelor 192.1 Determinarea permitivitii la aer a suprafeei de beton 212.2 Metode magnetice 292.3 Degradarea prin nghe-dezghe repetat 31 Bibliografie

Introduceren situaia n care cantiti mari de beton sunt puse n lucrare, n timp relativ scurt, trebuie avute n vedere responsabilitile i riscurile care converg din aceasta: responsabilitatea productorului referitoare la calitatea betonului (a produsului semifabricat) i aceea a antreprenorului (constructorului) privitoare la calitatea execuiei (a produsului finit).n afara responsabilitilor celor doi factori menionai mai sus, conceptual clasic de evaluare a calitii materialelor de construcii i betonului este bazat pe rezultatele metodelor de control distructive pe epruvete de materiale produse, turnate, ntrite i ncercate conform specificaiilor standardizate. De exemplu, n trecut, se accepta rezistena epruvetei ca rezisten a structurii. inndu-se cont de faptul c betonul este un material eterogen, calitatea sa depinde nu numai de constituenii acestuia i de omogenitatea lor, dar i de ali parametri cum sunt turnarea, compactarea i ntrirea, care pot varia pe ansamblul unei structuri, ceea ce arat, din nou, diferena dintre structur i epruvetele standardizate.Utilizarea materialelor se face pe baza unor proprieti fizice si mecanice care le fac apte pentru a fi puse n oper. Aceste proprieti se determin n laboratoare specializate, prin analize si ncercri, pe probe recoltate conform normativelor i standardelor n vigoare.Prin analize se determin compoziia chimic i mineralogic a materialului.Diagnosticarea n vederea stabilirii strii construciilor implic efectuarea unor determinri experimentale la trei niveluri:1. Materialul de construcie;2. Elementul structural;3. Ansamblul construit.ncercrile permit determinarea proprietilor fizice i mecanice ale materialului luat ca un ntreg.Exista doua categorii principale de ncercri:1. ncercri distructive, prin solicitri mecanice care distrug proba (epruveta);2. ncercri nedistructive (care, deoarece nu distrug materialul, se pot face i pe materiale puse deja n lucrare, permind urmrirea i observarea construciilor n timp).Mai exist i metode semidistructive cu distrugere parial a epruvetei sau a structurii, dar care nu afecteaz portana acesteia.ncercrile se fac pe probe obinute n condiiile din standard. Unele probe sunt sub form de corpuri de prob (epruvete) de form i dimensiuni standardizate. Epruvetele necesare efecturii ncercrilor (conform standardelor europene) sunt de form cubic, cilindric i prismatic (funcie de tipul de ncercri), care se confecioneaz din beton proaspt sau din materialul testat. De exemplu, pentru beton dimensiunile epruvetelor cubice sunt de 150 150 150 mm, cilindrice - 150 300 mm i prismatice 150 150 550 mm; 200 200 700 mm cu o abatere de maximum 0,5% (fig. 1).Confecionarea epruvetelor se face n tipare metalice (fig. 2) demontabile, prevzute cu rame prelungitoare.Epruvetele se confecioneaz prin vibrare, pe o mas vibrant de laborator (fig. 3).

a) Cub 150 150 150 mmb) Cilindru 150 300 mmc) Prisme 150 150 550 mm

Fig. 1 Epruvete necesare efecturii ncercrilor (conform standardelor europene) de form cubic, cilindric i prismatic

Fig. 2 Tipare din otel pentru cuburi, cilindri si prismeFig. 3 Mas vibrant pentru probe din beton

Epruvetele se pstreaz n camere speciale (fig. 4) i n cuve (fig. 5) n urmtoarele condiii tabelul 1.

Fig. 4 Camer de pstrare a probelor n aer (mediu controlat)Fig. 5 Cuv de pstrare a probelor n ap

Tabelul 1 Caracteristicile de pstrare a epruvetelorCaracteristica regimului de pstrareModul de pstrare a epruvetelorTemperatura mediului,CUmiditatea relativ a mediului, %

Umiditate ridicatap20 2-

aer20 490 ... 100

Umiditate normalaer20 465 5

1. ncercri mecanice distructivencercrile mecanice distructive sunt cele care se ncheie cu distrugerea epruvetei. n funcie de viteza de ncrcare ele pot fi statice sau dinamice (vitezele sunt trecute n normativele pentru fiecare material). n probele unice, ncrcarea se aplic de la valoarea zero la cea de rupere, iar n alte cazuri ea se aplic sub forma unor cicluri de ncrcare-descrcare, care merg pn la valori inferioare ncrcrii, care ar putea rupe n mod direct proba (se numesc ncrcri ciclice i au rolul de a permite constatarea comportrii materialului la oboseal mecanic).

1.1 Rezistenta la compresiune static

Determinarea rezistenei la compresiune se efectueaz pe epruvete cubice i cilindrice cu ajutorul unor prese hidraulice (fig. 6).

Fig. 6 Tipuri de prese hidraulice pentru ncercri

Epruveta se aeaz ntre platane n aa fel nct direcia de aplicare a forei s fie perpendicular pe direcia de turnare. Aplicarea ei se face continuu i uniform pn la distrugerea epruvetei, asigurndu-se o vitez constant de cretere a sarcinii (fig. 7).

Fig. 7 ncercarea epruvetei cubice din beton pn la distrugere

1.2 Rezistena la ncovoiere staticElementele ncovoiate (cel mai frecvent ncercate) pot fi ncrcate cu sarcini concentrate, distribuite sau combinate ntre ele. Sarcinile pot fi realizate cu ajutorul unei prese hidraulice (fig. 8). Aciunea sarcinilor concentrate asupra grinzilor transmite prin intermediul unor plcue metalice care repartizeaz local efortul, astfel nct s nu se striveasc betonul.

Fig. 8 ncercarea epruvetelor la ntindere prin ncovoiere

n cazul, cnd trebuie s ncrcm grinda cu mai multe fore concentrate de la o singur pres hidraulic, se folosesc grinzi metalice (traverse) intermediare.Presa hidraulic aplic sarcini epruvetelor prismatice prin dou flci semicirculare cu o cretere constant a sarcinilor (fig. 8).De asemenea se utilizeaz instalaii speciale pentru ncercarea materialelor i elementelor din beton armat la dimensiuni naturale (fig. 9), n vederea stabilirii rezistenei la ncovoiere (fig. 10), care se ncearc prin fisurare pn la distrugere (fig. 11).

Fig. 9 ncercarea grinzilor din beton armat la fisurare

a)b)

Fig. 10 Grinzi din beton ncercate la fisurare

Fig. 11 Modul de fisurare i cedare al grinzilor n stadiul limit ultim (SLU)

1.3 Rezistena la ntindere staticRezistena la ntindere se determin prin dou metode: metoda direct, pentru solicitri de ntindere centric (ntindere axial) i metoda indirect, pentru ntindere din ncovoiere i ntindere din despicare.Pentru a realiza fixarea epruvetelor astfel nct s poat fi ncrcate axial, se folosesc de exemplu probe prismatice, avnd lipite la capete plci de oel legate la un dispozitiv cu articulaie, care permite ntinderea centric (fig. 12).

Fig. 12 ncercarea la ntindere a probelor de materiale de construcii

1.4 Duritatea se determin prin aplicarea unei fore constante F asupra unei bile (BRINELL), piramide (VICKERS) sau asupra unui con (ROCKWELL) din material foarte dur (oel, diamant) n contact cu faa materialului de studiat (pregtit prin polizare).Duritatea este o proprietate a materialelor care exprim capacitatea acestora de a se opune aciunii de ptrundere mecanic a unui corp mai dur n masa sa. La determinarea duritii materialelor se iau n considerare mrimea urmelor produse de un corp de penetrare numit penetrator, caracterizat printr-o anumit form i dimensiune, i fora ce acioneaz asupra acestuia.Metoda Brinell, const n imprimarea ntr-un timp dat, cu o for F a unei bile de oel clit sau din carbur de wolfram, cu diametrul prescris D, perpendicular pe suprafaa piesei de ncercat i msurarea diametrului d, al amprentei (vezi figura 13, a). Metoda Vickers, const n imprimarea ntr-un timp dat cu o for F, a unui penetrator de forma unei piramide ptratice drepte, din diamant, perpendicular

a) metoda Brinell

b) metoda Vickers

c) metoda Rockwell

Fig. 13 Metode de determinare a duritii materialelor

1.5 Rezistenta la compresiune i ncovoiere dinamicaCea mai reprezentativ ncercare din aceast categorie este rezistena la oboseal. Proba (epruveta ) supus la aceast ncercare este ncrcata i descrcata ciclic, dup o lege bine definit (de obicei sinusoidal; pot fi i cicluri oscilante, pulsatorii sau alternante). Un exemplu practic de solicitare la oboseal este modul n care sunt solicitate grinzile unui pod etc. (fig. 14).

Fig. 14 Solicitarea la oboseal a grinzilor de pod sub aciunea sarcinilor dinamice

Sub aciunea solicitrilor ciclice n structura materialului apar transformri lente i continui. La anumite materiale (de exemplu betonul) se dezvolt i se extinde treptat un sistem de microfisuri. n timp rezistena materialului scade, ajungndu-se n anumite limite ale solicitrilor, chiar la ruperea epruvetei sau a elementului de construcie studiat (se pot studia prefabricate sub forma de grinzi, placi, etc.).Ruperea prin oboseal se produce la eforturi mai mari dect cele corespunztoare ncercrilor distructive statice, uneori chiar sub limita de elasticitate i fr deformaii plastice. Numrul de cicluri pe care l poate suporta materialul pn la cedare se definete ca anduran.Rep. Moldova este o ar cu un risc seismic ridicat. n prezent exist un numr mare de cldiri care au nevoie de reabilitare/consolidare seismic. Facilitile experimentale dezvoltate n laboratoare vor permite validarea experimental a unor sisteme inovative de reabilitare seismic, prin ncercri pseudo-dinamice pe modele de structuri la scar natural (1:1). Pe lng reabilitarea construciilor existente, ncercrile experimentale pseudo-dinamice vor impulsiona dezvoltarea unor noi sisteme structurale i dispozitive de disipare a energiei seismice pentru construciile noi. Implementarea unor soluii structurale noi i reabilitarea seismic a construciilor existente vor conduce la diminuarea riscului seismic, oferind o siguran n dezvoltarea mediului economic i social.n comparaie cu alte tipuri de aciuni (ncrcri permanente, utile, vnt, zpad), aciunea seismic intervine relativ rar n viaa unei construcii, dar are consecine de multe ori dezastruoase asupra mediului construit.n acest sens se utilizeaz instalaii de ncercri n regim simulat i accelerat la seism (fig. 15), care constituie un complex de echipamente, aparate, subsisteme de acionare electric i hidraulic, instalaii i construcii auxiliare, destinate asigurrii condiiilor tehnice pentru ncercri statice (rezisten la solicitri statice, deformri) i dinamice (solicitri alternative sau pulsatorii pentru probe de anduran, vibraii).

Fig. 15. Instalaii de ncercri la aciuni seismice

1.6 Determinarea gradului de impermeabilitate la soluii apoaseContinuitatea structurii capilar-poroase a betonului este dovedit prin permeabilitatea lui, ntruct la presiuni ridicate fluidele pot ptrunde n betonul de ciment de cea mai bun calitate. Datorit structurii eterogene i caracterului evolutiv al structurii, determinarea permeabilitii betonului este una din cele mai complexe ncercri. Caracterul hidrofil i determin o comportare diferit la difuzia soluiilor apoase sau a gazelor, iar pentru acelai fluid, capilare cu diametre diferite se comport diferit (fig. 16).Se ridic presiunea apei pn la prima treapt de presiune de 0,2 N/mm2 (2 bari) care se menine constant timp de 48 h dup care, presiunea se ridic din 24 n 24 h conform regimului de presiuni. Regimul de presiune i timpul de meninere constant a fiecreia este:- 0,2 N/mm2 (2 bari) timp de 48 h;- 0,4 N/mm2 (4 bari) timp de 24 h;- 0,8 N/mm2 (8 bari) timp de 24 h;- 1,6 N/mm2 (16 bari) timp de 24 h.Acest aparat are toate componentele ce intr n contact cu apa confecionate din oel. Are capacitatea de a lucra cu 6 probe simultan.

Fig. 16 Mas pentru determinarea impermeabilitii betonului cu 6 posturi pentru probe cubice sau cilindrice.

Determinarea gradului de impermeabilitate a betonului studiat se face pe epruvete - cuburi sau cilindri (Fig. 17). la masa de impermeabilitate beton n bazinul creia se toarn soluii apoase

n capilare fine, potenialul capilar al soluiei este mai mare dect potenialul gravitaional (corp capilar), iar n capilare mai largi i n pori, potenialul capilar al soluiei este mai mic dect cel gravitaional (corp poros). Permeabilitatea la lichide este condiionat de compactitatea betonului respectiv de porozitatea sa. Permeabilitatea betonului nu este o funcie simpl a porozitii sale; n afara volumului porilor, permeabilitatea betonului mai este influenat i de dimensiunea, distribuia i continuitatea porilor.

Fig. 17 Alctuirea postului de ncercare a betonului la permeabilitate:1 epruvet; 2 tije de fixare; 3 bazin de oel, alimentat cu ap i soluie corosiv sub presiune; 4 aib de fixare cu orificiu de control a epruvetei; 5 inel de etanare din cauciuc; 6 garnitur de cauciuc.Cile de penetrare a lichidului n beton sunt:- presiune hidraulic;- sorbie capilar;- difuziune a vaporilor.Epruveta se fixeaz n postul de ncercare (fig. 19) fr a rmne aer ntre faa epruvetei i nivelul lichidului din bazin.ncercarea se ncepe la presiunea de 0,2 N/mm2 (2 bari), care se menine constant timp de 48 h, dup care s-a ridicat la intervale de 24 h n trepte, reprezentnd dublul valorii treptei anterioare. ncercarea se consider ncheiat dup scurgerea duratei de 24 h corespunztoare presiunii finale, fr a depi momentul n care pe faa superioar a epruvetei apar primele semne de exfiltraie a apei. Dup valoarea acestei presiuni, betoanele se clasific n grade de permeabilitate: p2, p4, p6, p8, p10 i pentru lucrri speciale p12.

Fig. 18 Main acionat electric cu posibilitatea de tiere a probelor de form regulat sau neregulata din beton, BCA etc.Fig. 19 Probe de beton debitate

Pentru verificarea nlimii de ptrundere a soluiei n masa betonului, epruvetele se scot din dispozitivul de ncercare din care se debiteaz fii subiri (fig. 19), cu ajutorul mainii de tiat (fig. 18), pentru a msura adncimea de ptrundere a soluiei (fig. 20).

Fig. 20 Adncimea de ptrundere a soluiei n betonul simplu (a) i cel cu aditiv i fibre (b).

Ca rezultat se consider media msurtorilor efectuate n seciunile debitate ale epruvetelor unei serii. 1.7 Metoda rezistenei la penetrare (denumit i metoda Windsor), dezvoltat n SUA (1966) i Anglia (Long i Murray 1984) a adus un aport substanial la testarea betonului in situ. Aceast metod se bazeaz pe msurarea adncimii de penetrare, prin explozia ncrcturii unui cartu standard, a unui cui de oel, n suprafaa de beton de ncercat.Interpretarea rezultatelor ncercrii realizndu-se prin corelarea adncimii de penetrare cu rezistena la compresiune a betonului (fig. 21).ncercrile efectuate sunt influenate de mrimea agregatelor care conduc la variaii ale rezultatelor testrii. Avantajul acestei metode este acela c suprafaa elementului ncercat nu trebuie s fie neaprat plan deoarece dimensiunea cuielor este redus (diametru 6,5mm i lungime 8,0 cm).

Fig. 21 Metoda rezistenei la penetrare

Metoda Hellenic const n mpucarea unor tije standard (l = 34 mm, t = 4 mm) n beton cu ajutorul unui dispozitiv special (Hilti DX 100L). Cuiele sunt trase afar dup 10 min., iar fora de smulgere este msurat cu ajutorul unui manometru (fig. 22).

Fig. 22 Fora de smulgere msurat cu ajutorul unui manometru

1.8 Extragerea de carote se realizeaz cu ajutorul unui echipament prevzut cu tuburi de oel prevzut cu coroane de diamant industrial; tuburile se rotesc cu cca. 300 rot/min.Extragerea carotelor se face prin avansarea ansamblului tub carotier - motor de-a lungul glisierei mainii. Tubul se poate gsi n poziii nclinate din 15o n15o, astfel nct se poate gsi oricnd perpendicular pe suprafaa betonului de unde se extrage proba (fig. 23, fig. 24).

Fig. 23. Extragerea de carote din beton

Acest echipament taie epruvete cilindrice denumite "carote", care dup o netezire a suprafeelor de capt se ncearc prin rupere la pres, pentru determinarea rezistenei la compresiune.

Fig. 24. Extragerea de carote din beton

2 ncercri nedistructive ale materialelorncercrile experimentale pentru determinarea comportrii elementelor structurale i a ansamblului construit se realizeaz in situ. n mod curent, pentru stabilirea strii unei construcii sunt utilizate msurtorile dinamice, care dau posibilitatea identificrii modelului de calcul i o diagnosticare pre i post reabilitare.

Clasificarea ncercrilor pentru controlul nedistructiv al calitii materialelorEficiena controlului de calitate, n scopul evalurii corecte a caracteristicilor dorite, depinde n mare msur de alegerea judicioas a metodei de control. Aceste metode se pot clasifica n:- metode semidistructive sau metode parial distructive, care cauzeaz mici degradri locale de suprafa, putndu-se realiza cu mijloace mecanice, termice sau chimice;- metode nedistructive care permit obinerea de informaii cifrice sau de alt natur supra defectelor, anomaliilor, deformaiilor geometrice sau asupra strilor fizice ale obiectului de controlat (materiale componente, ansambluri etc.), prin mijloace care nu cauzeaz nici o degradare elementului studiat.Metoda de control adoptat se stabilete n funcie de o serie de factori, precum: specificul lucrrii, volumul lucrrilor de control, accesibilitate, performanele aparatului, precizia de examinare, caracteristicile materialului i dimensiunile elementului examinat, precum i gradul de calificare a personalului.Metodele de control nedistructiv al calitii permit obinerea de informaii cifrice sau de alt natur asupra defectelor, anomaliilor, deformaiilor geometrice sau strilor fizice ale elementului studiat, prin mijloace care nu altereaz capacitatea de ntrebuinare a acestuia. Principalele metode de control nedistructiv sunt: acustice, mecanice sau de duritate superficial, atomice/radiaii penetrante (electromagnetice sau optice), electrice sau electromagnetice, magnetice, termice, substane penetrante (lichide sau gaze), optice, unde radio i metode combinate (tabelul 2).Tabel 2: Clasificarea metodelor nedistructive de ncercare a betonului n funcie de obiectul de studiatMetode nedistructive de ncercare a betonului n funcie de obiectul de studiat

AprecierearezisteneimecaniceMetodede precizieridicatMetodacombinatvitez depropagare indicedereculMetodacombinatvitez depropagare fordesmulgereMetodacombinatvitez depropagare diametrulamprenteiMetoda cuimpulsultrasonic

Metodecu caracterinformativMetodelede reculMetodaundelor desuprafaMetodelede amprentMetoda depenetrareMetodaprinsmulgereMetodacuexplozielocal

Apreciereaproprietilorelastodina-miceMetodade rezonanMetodaprin ocMetodaultrasoniccu impulsMetodaundelor desuprafa

Determinareapoziiei,acopeririii diametruluiarmturilordinbetonMetodaradiometriccuradiaiigamasau betaMetodaradiograficcuradiaii Xsau gamaMetodaPachomet-rului

Determinareaumiditiibetonuluiproasptsau ntritMetodaabsorbieimicroun-delorMetodacapacitivMetodancetiniriineutronilorrapiziMetoda derezonanmagneticMetoderezistive

Determinareadensitiiaparente abetonuluiMetodaradiometriccuradiaiigamasau betabazatepe atenuareasauretrompr-tierea radiaiilorgamasau beta

Determinareagrosimiistraturilorde betondegradatsub aciuneaagenilorfizici sauchimiciMetodaultrasoniccuimpulsMetodaradiograficcuradiaii Xsau gamaMetodaradiometriccuradiaiigama saubeta

Determinareacomportriibetoanelorsaumortarelorla aciunichimiceagresiveMetodade rezonanMetodaprin ocMetodaultrasoniccu impulsMetodaradiograficbazat peatenuarearadiaiilorgamaMetodaradiometricbazatpe rempr-tierearadiaiilorbeta

Determinareacomportriila aciunifizicochimiceMetodaultrasoniccuimpulsMetoda derezonan

DefectoscopiabetonuluiMetodaradiograficcu radiaiigamasau betaMetodaradiograficcuradiaii Xsau gamaMetodaultrasoniccu impulsMetodacarotajuluisonicMetodaradioscopicMetodaholograficMetodaundelordesuprafa

Aceste ncercri permit aprecierea proprietilor fizico-mecanice ale materialelor fr distrugerea epruvetelor sau a elementelor de construcie studiate. Din acest motiv se pot utiliza si pe construcii aflate n exploatare.Totui ele sunt considerate metode orientative, de control preliminar sau pentru urmrirea n timp a construciilor.Se aplic mai multe categorii de ncercri nedistructive, iat cteva din acestea:a) ncercri mecanice;b) ncercri acustice;c) ncercri atomice;d) ncercri electrice si electronice;e) ncercri defectoscopice;f) metoda vizual, la faa locului;g) metoda microscopiei optice i electronice.

2.1 Determinarea permitivitii la aer a suprafeei de betonStudiul prezint o metod i aparatura necesar pentru determinarea in situ a permitivitii la aer sub presiune a suprafeelor elementelor de construcii din beton. Aparatul de msurare a permitivitii tip Torrent permite o msurare rapid i nedistructiv a calitii stratului de protecie din beton n vederea determinrii durabilitii lui (fig. 27). Particularitatea specific a acestui aparat este celula cu vid cu dou camere i un regulator de presiune (fig. 25), care asigur afluxul de aer sub un unghi drept spre camera interioar. Acest lucru permite calcularea coeficientului de permitivitate kT pe baza unui model teoretic simplu.

Fig. 25 Prezentarea schematic a fluxului de aer sprecele dou camere de la unitatea de vid:1 camera interioar, presiunea Pi; 2 camera exterioar, presiunea P0. P0 = Pi; 3 jet de aer spre camera exterioar; 4 jet de aer spre camera interioar; L adncimea de ptrundere a vidului.Fig. 26 Celul cu dou camere pentru crearea vidului

Aparatul este simplu n utilizare i msoar creterea de presiune ca o funcie de timp conform unei consecutiviti. Datele msurtorilor se colecteaz automat (fig. 29) calculndu-se coeficientul de permitivitate kT i adncimea de ptrundere a vidului L. Msurarea dureaz 2-12 min. funcie de permitivitatea la aer a betonului.

Fig. 27 Ecranul aparatului nainte de nceperea msurtorilor

Aparatul de msurare a permitivitii tip Torrent (fig. 38) permite o msurare rapid i nedistructiv a calitii stratului de protecie din beton (porozitii) n vederea determinrii durabilitii lui.

Fig. 28 Aparat de msur a permitivitii tip TORRENT

Permitivitatea la aer i umezeal este un indicator excelent pentru durabilitatea potenial a betonului i rezistenei lui la permeabilitatea substanelor agresive.a) Metodele mecanice de ncercare se bazeaz pe interdependena ntre rezistena mecanic i duritate. Se folosesc dou metode mecanice: metoda amprentei (asemntoare metodei de la determinarea duritii) i metoda reculului (un berbec metalic proiectat cu o for dat pe suprafaa materialului ce sufer un recul, n funcie de duritatea i rezistena mecanic a materialului). n ambele cazuri aparatele folosite se numesc sclerometre. n funcie de amprenta lsata pe faa materialului sau de reculul msurat se citete rezistena mecanic din nite diagrame de etalonare (sau se poate calcula).Metoda nedistructiv de recul (de exemplu, sclerometru tip Digi-Schmidt fig. 29) este bazat pe principiul msurrii reculului, pe care o mas mobil a aparatului l sufer n urma impactului normal pe suprafaa betonului. Aparatul nregistreaz automat indicele de recul liniar sau unghiular. Reculul este folosit ca un indicator al duritii superficiale a betonului, utilizat pentru evaluarea rezistenei betonului in situ. Determinarea rezistenei la compresiune se realizeaz n baza datelor afiate pe ecran (fig. 29).

Fig.29 Sclerometru tip Digi-Schmidt

Principiul de funcionare a aparatului (fig. 30) const n acionarea unui sistem de resorturi n momentul n care un ciocan lovete, prin intermediul unei tije de percuie (fig. 31), suprafaa de beton a elementului de ncercat.

Fig. 30 Sclerometru tip Digi-SchmidtFig. 31 Fazele principale de funcionare a aparatului

Metoda de recul se recomand a fi aplicat numai n cazurile n care calitatea betonului de la suprafaa elementelor de construcie este asemntoare cu cea a betonului din profunzime (fig. 32). Aceast metod se recomand a fi aplicat cnd elementele de ncercat se afl n: construcii amplasate n medii agresive la care atacul chimic se produce de la suprafa, construcii sau elemente de construcie avariate care prezint defecte interne sau de suprafa.

ncercarea probelorDatele testrii de pe ecran

b) Metoda acustic const n strbaterea epruvetei de ctre un impuls ultrasonor i msurarea vitezei acestuia n material. n funcie de aceast vitez se poate aprecia rezistena mecanic (material compact - vitez mare - rezisten mecanic ridicat).Aparat de msur cu ultrasunete Pundit Lab are posibiliti de acumulare a datelor n regim on-line, analiza formei semnalului i dirijarea la distan cu toi parametrii de emisie. Aparatul msoar durata de trecere i viteza de propagare a impulsului, asigurnd msurarea distanei, adncimea fisurii superficiale i propagarea undei ultrasonore la msurrile de suprafa.

Fig. 32 Aparat de msur cu ultrasunete Pundit Lab

Viteza sunetului n aer este de 340 m/s iar n diverse materiale solide ea este cu att mai mare cu ct rezistenta este mai mare, putnd ajunge la 5000 m/s.Programul electronic permite vizualizarea i analiza formei undei (fig. 32). c) Metoda atomic const n utilizarea unui fascicul de radiaii , x sau neutroni rapizi. Aceste radiaii interacioneaz cu atomii materialului (asemntor cu radiografiile medicale). Se pot determina urmtoarele caracteristici: densitatea, umiditatea, mrimea defectelor de material, poziia armaturilor n beton, dozajul de bitum n betonul asfaltic, etc.Principiul de funcionare: sursa radioactiv este poziionat de o parte a elementului studiat, iar de cealalt parte se poziioneaz filmul (placa) fotografic(). Strbtnd elementul, radiaiile sunt atenuate inegal n diferite puncte ale acestuia (corespunztor distribuiei de grosimi i densiti), astfel nct valorile intensitii transmise vor fi diferite n funcie de absorbia difereniat a materialului studiat.Caracteristica distinctiv a acestei metode de control este faptul c ofer o precizie fotografic a detaliilor interiorului, de obicei ascuns, al elementelor de construcie (1 mm pentru diametrul barelor de armtur i 1 cm privind poziia lor).Cu ajutorul acestor aparate, se pot identifica: poziia, diametrul i nivelul de coroziune al armturilor, segregri i zone poroase n beton, fisuri, rosturi de turnare, straturi de beton degradat (fig. 33 i 34).Dezavantajele acestei metode sunt: necesitatea unei anumite durate de timp pentru utilizare i aplicarea numai pe o zon restrns de control, ceea ce n cazul unor lucrri de anvergur necesit realizarea unui numr mare de filme.n fig. 33 (a) se pot observa efectele coroziunii armturii prin faptul c oxizii rezultai au ptruns n beton, deoarece imaginea barei de armtur este difuz. Pata neagr din zona dreapt a imaginii reprezint un tub electric (avnd densitate redus, o cantitate mai mare de raze este absorbit nnegrind filmul).Punctele de culoare alb din fig. 33 (b) reprezint plcue de plumb, numerotate cu vopsea, care au rolul de identificare a zonei elementului radiografiat, n vederea localizrii cu uurin a defectelor.n unele situaii, precum verificarea zonelor segregate de beton, imaginile plane (fotografice) ale elementului studiat sunt ndeajuns. Dar exist situaii cnd prelucrarea ulterioar a imaginii prin extrapolare, punct cu punct, cu ajutorul calculatorului, este strict necesar pentru a se realiza reprezentri tridimensionale precise ale elementului de beton armat studiat (fig. 33).

Fig. 33: Gamagrafia unui stlp din beton armat i reconstituirea sa tridimensional:a. Imagine general a zonei gamagrafiate; b. Detaliu mrit.

amagrafia ciocurilor unor bare dearmtur

Gamagrafia unui stlp din beton armat care prezint zone de segregare

2.2 Metode magneticePentru diagnosticarea construciilor, se utilizeaz metoda de detectare a corpurilor metalice incluse, folosind un aparat denumit pahometru.Metoda se bazeaz pe perturbarea cmpului magnetic, generat de o bobin, n prezena unui element metalic. Perturbaia este proporional cu mrimea obiectului i apropierea de traductor. Traductorul este direcional, deci deviaia este important cnd axa longitudinal a lui i axa longitudinal a obiectului metalic sunt colineare.Aparatul a dat rezultate bune la detectarea grinzilor metalice care suport arcurile de crmid, cu cca 9 inch acoperire, dei nu aprea niciun element metalic la suprafa. De asemenea, se pot detecta coloane de otel n interiorul unei acoperiri cu granit de 8 inch. Se pot detecta uor i ancoraje de fier n pereii de piatr. Aparatul, dotat cu calculator, vizualizeaz poziia i diametrul i prelucreaz datele.Detecia electromagnetic este recomandat i n cazurile n care este necesar certitudinea c nu exist obiecte metalice ascunse, care pot perturba aplicarea altor metode.

2.3 Degradarea prin nghe-dezghe repetatProbele de beton (cu vrsta de 28 de zile), se supun la 56 de cicluri nghe-dezghe. Probele se verific n stare umed, saturate cu ap ceea ce provoc o distrugere rapid a betonului prin dezagregare (exfoliere i dislocri) n straturile superficiale (fig. 54 a, b).

a)b)

Fig. 34 Distrugerea straturilor superficiale de beton dup 56 de cicluri la nghe-dezghe:a) beton de referin; b) beton cu fibre i aditiv acrilic.

n fig. 34 se observ, c temperatura i apa sunt factorii principali prin care mediul agresiv acioneaz distructiv asupra betonului. Probele din beton ncercate sunt degradate considerabil n comparaie cu probele nencercate.Fenomenul de exfoliere i dislocare apare datorit tensiunilor interne, care iau natere ca urmare a mririi volumului apei ngheate (cu cca 9 %) n pori i fisuri, conducnd la mrirea permeabilitii la ap, micorarea masei, a rezistenelor mecanice i modulului de elasticitate .

a)b)

Fig. 35 Fisuri superficiale paralele (a) aprute ca urmare a fenomenului de nghe-dezghe i o bucat spart de beton (b) cu acumulri de ghea n jurul agregatelor.

n urma procesului de nghe-dezghe repetat, starea de microfisurare a structurii se accentueaz, scade coeziunea dintre componentele betonului i conlucrarea matrice-agregat. n micrografia SEM se observ, c zonele de tranziie separaie sunt caracterizate prin structuri relativ deschise cu silicai relativi mici neidentificai. n fig. se observ urme de cristale Portladit.

BibliografieSM SR EN 12390-1:2013 ncercare pe beton ntrit. Partea 1: Forma, dimensiuni i alte condiii pentru epruvete i tipareSM SR EN 12390-3:2009 ncercare pe beton ntrit. Partea 3: Rezistena la compresiune a epruvetelorSM SR EN 12390-3:2009/AC:2011 ncercare pe beton ntrit. Partea 3: Rezistena la compresiune a epruvetelorSM SR EN 12390-4:2002 ncercare pe beton ntrit. Partea 4: Rezistena la compresiune. Caracteristicile mainilor de ncercareSM SR EN 12390-5:2009 ncercare pe beton ntrit. Partea 5: Rezistena la ncovoiere a epruvetelorSM SR EN 12390-6:2010 ncercare pe beton ntrit. Partea 6: Rezistena la ntindere prin despicare a epruvetelorSM SR EN 12390-7:2009 ncercare pe beton ntrit. Partea 7: Densitatea betonului ntritSM SR EN 12390-8:2009 ncercare pe beton ntrit. Partea 8: Adncimea de ptrundere a apei sub presiuneSM SR EN 12504-1:2009 ncercri pe beton n structuri. Partea 1: Carote. Prelevare, examinare i ncercri la compresiuneSM SR EN 12504-2:2013 ncercri pe beton n structuri. Partea 2: ncercri nedistructive. Determinarea indicelui de reculSM SR EN 12504-3:2006 ncercri pe beton n structuri. Partea 3: Determinarea forei de smulgereSM SR EN 12504-4:2004 ncercare pe beton. Partea 4: Determinarea vitezei de propagare a ultrasunetelor 10180-90 (2003) . . 12730.0-78 (2002). , , , 2