BETOANE CU PROPRIETI I DESTINAII SPECIALE

BETOANE UOARE Definire betoane cu densitate aparent = 800-2000 kg/m3 realizabil prin nlocuirea unei pri din materialul solid cu goluri de aerTipuri betoane uoare propriu zise aerul este localizat n granulele de agregat (agregat uor) betoane celulare aerul/ gazul este localizat n matricea liant betoane macroporoase lipsite de agregat finPractic, densitatea aparent variaz ntre 400-1800 kg/m3. n funcie de aceasta i de rezistena mecanic (fig.1): betoane uoare de rezisten betoane uoare de izolaie betoane uoare de izolaie i rezisten Fig. 1 Tipuri de betoane uoare, n corelare cu densitatea aparent

BETOANE MACROPOROASE Componeni: ciment, ap, agregat grosierDozaj: c , a/c comparativ cu betonul obinuit Structur: pori mari, deschii pasta de ciment formeaz o pelicul de aprox. 1-1,5 mm la suprafaa granulelor de agregat, realiznd lierea n punctele de contact. Granulaia agregatului: d = 10-20 mm Caracteristici tabelul 1 Tab. 1 Caracteristici ale unor betoane macroporoase Proprieti:rezistene mecanice dect pentru betoanele obinuitecontracie dect pentru betoanele obinuite (dozaj de ciment) conductivitate termic mic

BETOANE UOARE PROPRIU ZISE Componeni: ciment, agregat uor (argil expandat, zgur expandat, piatr ponce, scorie bazaltic), ap agregatul uor de regul, fraciunile grosiere agregat normal fraciunile fineDozaj: a/c , c comparativ cu betonul obinuit (agregatul poros absoarbe ap, pasta de ciment colmateaz porii de suprafa)Caracteristici: rezistene mecanice relativ bune (30-40 MPa)contracie la ntrire coeziune bun agregat matrice liant deformare sub sarcin, preponderent elasticpermeabilitate durabilitate

BETOANE CELULAREConin pori n piatra de ciment spumobetoane gazobetoaneGAZOBETOANE Definire: betoane celulare cu coninut de pori sferici, nchii, mici (0,1-1 mm), uniform distribuii n masa de beton agregatul nisip fin (finee comparabil cu a cimentului) impus de degajarea uniform a gazului i de o eventual reacie Constitueni: liantul (ciment, var, amestec)SiO2 + Ca(OH)2 n condiii de autoclavizare aditiv generator de gaz ap adaosuri- ghips, ipsos, hidroxizi alcaliniSubstana degajatoare de gaz pulberea fin de AlMecanism de degajare a gazului: 2Al + 3Ca(OH)2 + 6H2O 3CaOAl2O36H2O + 3H2

Formarea structurii de ntrire poroase determinat de: hidratarea liantului, cu formarea de hidrocompui (inclusiv Ca(OH)2) reacia Al cu Ca(OH)2, cu degajarea de gaz Important corelarea vitezei de ntrire cu viteza de degajare a gazului fig. 2 (viteza maxim de degajare s corespund aprox. cu nceputul rigidizrii betonului) Fig. 2. Corelarea vitezei de degajare a H2 cu viteza de rigidizare a betonului Viteza de degajare a H2 = Vi / Vmax V H2 degajat la timpul i / VH2 maxim (teoretic) depinde de: coninutul de Al activ din pulberea metalicfineea de mcinare a pulberii.Al 95% Ssp. = 7.000-10.000 cm2/gAl 70% Ssp. = 15.000 cm2/g V degajare a gazului mic, reglabil cu aditivi (spun de colofoniu) fig. 3 Fig. 3. Influena unui adaos de spun de colofoniu i a temperaturii asupra degajrii H2: 1 gazobeton cu pulbere de Al degresat, preparat la 45C;2 gazobeton preparat cu pulbere de Al degresat i 5% spun de colofoniu, preparat la 25C

Particularitate: se preteaz bine la ntrirea prin autoclavizare se accelereaz hidratarea cimentului i reacia Ca(OH)2 cu SiO2 din nisipul fin Proprieti:lucrabilitate bun poate fi pompat, pus n oper fr compactarerezistene mecanice relativ bune, ndeosebi pentru BCA tabel 2permeabilitate micrezisten la nghe-dezghe bunTab. 2. Caracteristici ale unor betoane celulare (gazobetoane) autoclavizate

2. BETOANE DE MARE PERFORMAN Definire: betonul de mare performan este un beton cu:rezistene mecanice bune Rc, 28 80 MPa i o durabilitate bun rezisten bun n timp, n condiiile de mediu n care este expus variaii de temperatur i umiditate, prezena unor ageni corosivi. Durabilitate bun permeabilitate mic (un volum mic de pori capilari) Asigurarea acestor caracteristici o compactitate crescut, realizabil prin 2 ci: reducerea / eliminarea floculrii granulelor de ciment prin folosirea de aditivi superplastifiani; extinderea spectrului granulometric al amestecului solid realizabil prin utilizarea de silice ultrafin sau alte materiale de tip filler (cu finee avansat) SUF dublu rol:filler contribuie la o mai bun densificare a materialuluimaterial puzzolanic formeaz CSH creterea raportului gel/spaiu densificarea zonei de interfa matrice liant-agregat consecine favorabile asupra rezistenei ei. Ca urmare, ruperea sub aciunea unor solicitri mecanice se va produce intragranular i nu intergranular.

Constituenii betonului de mare performan sunt: ciment portland obinuit, de tip I; poate fi utilizat i ciment de tip II sau III, cu ntrire rapid, dar n dozaje mai mari; silice ultrafin n proporii de 10-15% din masa liantului; superplastifiant dozaj mare 5-15 l/m3; agregat comun, dar de bun calitate, sub aspectul granulometriei, formei granulelor, naturii suprafeei, rezistenelor mecanice. Prezena superplastifiantului permite reducerea raportului ap/liant la valori sub 0,35 adeseori, chiar sub 0,3 caracter foarte dens al betonului, cu un volum mic de pori capilari, care ncep s devin segmentai, paralel cu evoluia procesului de ntrire, prin obturarea cu produi de hidratare.

consecine favorabile importante asupra rezistenelor mecanice, i asupra durabilitii betonului.

Principale proprieti ale betonului de mare performan Rezistenele mecanice ale betoanelor de mare performan sunt dependente direct, de raportul ap/ciment, ca i pentru betoanele obinuite (fig. 4). Aceste betoane pot dezvolta rezistene mecanice foarte bune chiar la perioade scurte de ntrire, n corelare cu compoziia lor, aa cum se poate constata din datele tabelului 3. Tab. 3. Proporii ale componenilor unor betoane de mare performanFig. 4 Rezistena la compresiune funcie de raportul ap/ciment.

Betonele de mare performan se caracterizeaz printr-o comportare elastic mai bun dect betoanele obinuite. Dat fiind microfisurarea mai redus a zonei de interfa, poriunea linear a curbei deformare-efort (care semnific componenta elastic a deformrii sub sarcin) se extinde pn la aprox. 85% din solicitarea de rupere (fig. 5). Durabilitatea bun a betoanelor de mare performan este concretizat prin rezisten la nghe-dezghe mai bun, explicabil prin prezena unei cantiti mici de ap liber, capabil s nghee (raportul ap/ciment fiind foarte mic). Rezistena la coroziune a betonului de mare performan - mai bun, ca urmare a porozitii capilare mai mici i deci, a permeabilitii mai mici fa de ageni corosivi. Prezint o permeabilitate neglijabil fa de ionii Cl-, cu posibil efect corosiv asupra armturii din beton. Fig. 5 Curbe tipice solicitare-deformaie, pentru betoane cu diferite rezistene. Rezistena la abraziune - foarte bun, datorit: rezistenei n general, mari a lui, unei adeziuni puternice ntre matricea liant i agregatul grosier.

Domenii de utilizare a betoanelor de mare performan construcii de poduri sunt valorificate proprietile: rezistene mecanice bune la termene scurte, lucrabilitate bun, deformare sub sarcin convenabil; construcii de nlimi mari sunt valorificate proprietile: rezisten la compresiune inclusiv la termene scurte, lucrabilitate; tuneluri sunt valorificate proprietile: rezisten la compresiune inclusiv la termene scurte, durabilitate;osele sunt valorificate: rezistena la abraziune, la nghe-dezghe, rezistena la oc mecanic, lucrabilitatea, durabilitatea;fundaii speciale valorific proprietile: lucrabilitate, rezisten la compresiune inclusiv la termene scurte, deformaii sub sarcin, preponderent elastice;elemente de protecie nuclear se valorific proprietile: impermeabilitate, rezisten mecanic, durabilitate.

BETOANE CU AUTOCOMPACTARE Betoanele cu autocompactare reprezint o categorie de betoane speciale, caracterizate prin: rezisten bun la segregare bune proprieti de curgere capacitate de punere n oper, fr compactare.

Mai sunt denumite i betoane reoplastice.

Compoziia betoanelor cu autocompactare Principala caracteristic compoziional a acestor betoane este raportul mare liant/agregat, fa de un beton obinuit. Volumul matricii liante, rspunztoare pentru mobilitatea crescut a amestecului de beton mrit, pentru a antrena agregatul, sub aciunea forei gravitaionale sau a unui sistem de pompare. Volumul de agregat, n particular, grosier, trebuie redus att ca atare, ct i ca dimensiune maxim a granulelor, pentru a asigura: o bun mobilitate, o bun rezisten la segregare.

n prepararea betoanelor cu autocompactare, se recomand respectarea urmtoarelor reguli:volumul de ciment (Vc) volumul de pulbere fin (Vf), cum ar fi cenua de termocentral, silicea ultrafin, filerul calcaros volumul de nisip 125m s reprezinte 170 - 200 l/m3 1Vc Vf Vn,125 = 170-200 l/m3raportul volumetric ap / (ciment pulbere fin) s fie 0,85 - 1,20 2Vap / V(ciment material pulverulent) = 0,85 1,20 volumul de agregat grosier s fie mai mic de 340 l/m3 3dimensiunea maxim a granulelor de agregat grosier s fie mai mic de 25 mm, preferabil egal cu 20. 4 Excesul de materiale fine (Vc Vf) face amestecul prea vscos i i reduce mobilitatea; pe de alt parte, valori prea mici ale volumului de materiale fine cresc tendina de segregare. Concret, o valoare Vap / V(ciment material pulverulent) 1,20 crete riscul de segregare, n timp ce o valoare Vap / V(ciment material pulverulent) 0,85 face amestecul prea vscos. Volumul de agregat grosier trebuie s fie mai mic de 340 l/m3 i dimensiunea maxim a granulelor mai mic de 25 mm, pentru a evita segregarea i coliziunea ntre particule, care pot afecta/bloca curgerea amestecului.Pentru mbuntirea mobilitii amestecului de beton, fr mrirea volumului de ap, i pentru evitarea fenomenului de segregare, fr creterea volumului de materiale fine, se recomand utilizarea de aditivi, de tipul: superplastifiani i modificatori de vscozitate.

Proprieti ale betoanelor cu autocompactare Rezistenele mecanice ale betoanelor cu autocompactare - mai bune dect cele ale unor betoane obinuite, preparate cu acelai raport ap/ciment figura 6 i tabelul 4. Tab. 4 Compoziii i lucrabilitatea unor betoane obinuite i respectiv, cu autocompactare Fig. 6 Rezistena la compresiune pentru: beton obinuit (OFC) i betoane cu autocompactare (SCC) cu calcar (L) i cu cenu (F). Betonul obinuit (OFC tab. 4) a fost turnat n forme cubice i compactat prin vibrare. Betoanele cu autocompactare (SCC) au fost turnate n forme, fr a fi vibrate. Toate probele au fost pstrate n mediu umed, la 20C i solicitate la compresiune, dup 1-28 zile.

Din fig. 6 se constat c betoanele cu autocompactare au dezvoltat rezistene mecanice mai mari dect ale betonului obinuit (cu aprox. 20%, n stadii iniiale). Creterile de rezisten n cazul F/SCC, comparativ cu OFC sunt explicabile prin activitatea hidraulic a cenuii. n cazul betonului coninnd filer calcaros, la creterile de rezisten (foarte importante) contribuie, n principal, efectul de filer al particulelor sale fine. Utilizri ale betoanelor cu autocompactare Printre principalele utilizri ale betoanelor cu autocompactare, se pot meniona: ca betoane de arhitectur (construcia de biserici) datorit lucrabilitii bune, capacitii de autocompactare, rezistenelor mecanice, aspectului plcut dup ntrire (asemntor marmurei); ca betoane de mare rezisten (construcii de mare rezisten, tuneluri, parcri subterane) rezistene de pn la 80 MPa, lucrabilitate bun, nu necesit compactare, modul de elasticitate bun, durabilitate (fig. 7 i 8); ca betoane cu contracie compensat (lucrri n care nu se admit contraci, se impun etanri foarte bune). Fig. 7Fig. 8