STABILIREA COMPOZIŢIEI BETONULUI Am menţionat anterior că rezistenţa la compresiune ne dă clasa betonului. În acest sens trebuie explicitate definiţiile prezente atât în standardele româneşti cât şi în cele europene. Astfel „marca” reprezintă rezistenţa medie la compresiune la 28 de zile pe cuburi cu latura de 200 mm, se măsoară în daN/cm2 si se notează cu „B”. „Clasa” (după standardele româneşti) reprezintă rezistenţa minimă la compresiune la 28 zile pe cuburi cu latura de 141 mm cu risc de 5 %. Se exprimă în N/mm2 şi se notează cu „Bc”. „Clasa” (după SR – standarde europene) reprezintă rezistenţa minimă la compresiune a betonului, exprimată în N/mm2, determinată pe cilindrii cu diametrul de 150 mm şi înălţimea de 300 mm şi pe cuburi cu latura de 150 mm, la vârsta de 28 zile (epruvetele fiind păstrate conform STAS 1275/88), sub a cărei valoare se pot situa cel mult 5 % din rezultate. Se notează cu „C”, urmată de 2 rezistenţe la compresiune, sub formă de fracţie (cea pe cilindru supra cea pe cub). Echivalenţa între aceste norme este sugerată în tabelul 3.15. Clasa (SR) Rezistenţa Notaţie fck cil/cub 2,8 C 2,8/3,5 3,5 4,0 C 4/5 5,0 6,0 C 6/7,5 7,5 8,0 C 8/10 10,0 12,0 C 12/15 15,0 16 C 16/20 20 18 C 18/22,5 22,5 20 C 20/25 25 25 C 25/30 30 28 C 28/35 35 30 C 30/37 37 32 C 32/40 40 35 C 35/45 45 40 C 40/50 50 45 C 45/55 55 50 C 50/60 60
MARCA B 50*
Tabelul 3.15 CLASA (STAS) Rezistenţa Notaţie Rc [N/mm2] Bc 3,5 3,5
B 75
Bc 5
5,0
B 100
Bc 7,5
7,5
B 150
Bc 10
10,0
B 200
Bc 15
15,0
B 250
Bc 20
20.0
B 300*
Bc 22,5
22,5
B 330
Bc 25
25,0
B 400
Bc 30
30,0
B 450*
Bc 35
35,0
____
_____
_____
B 500*
Bc 40
40,0
_____
_____
_____
B 600
Bc 50
50,0
_____
_____
____
B 700
Bc 60
60,0
În Comunitatea Europeană se utilizează în prezent numai noţiunea de clasă (SR). În România sunt domenii (expertize) în care se utilizează toate cele trei noţiuni. Mărcile notate cu asterix nu se utilizează în Comunitatea Europeană.
Compoziţia betonului trebuie să fie astfel alcătuită astfel încât, în condiţiile unui dozaj minim de ciment şi ale unor caracteristici în stare proaspătă ale betonului, impuse de tehnologia de execuţie, să se asigure îndeplinirea cerinţelor de rezistenţă, durabilitate şi după caz, a altor cerinţe specificate prin proiect. Prin tema de proiectare se dau: - clasa betonului; - clasa de expunere ; - caracteristicile elementului obţinut; - gradul de omogenitate dorit; - gradul de impermeabilitate dorit a elementelor; - forma şi dimensiunea minimă în care va fi turnat betonul; - agregatul utilizat: - tip; - granulă maximă; - consistenţa dorită; - modul de transport; - modul de punere în operă; - tipul de aditiv utilizat; - orice altă indicaţie de care se dispune. 1. STABILIREA COMPOZIŢIEI PENTRU BETOANE DE CLASĂ < C 8/10 Compoziţia betoanelor de clasă mai mică decât C 8/10 se stabileşte conform datelor din tabelul 3.18 Clasa betonului
Domeniul de utilizare
Φmax agregat
C 2,8/3,5
umplutură sau egalizare
C 4/5
fundaţii
C 6/7,5*
fundaţii sau elevaţii
31 71 31 71 31 71
Dozaj ciment** minim [Kg/m3] 115 105 150 135 180 160
Tabelul 3.18 Total Apa agregat (în (orientativ) stare uscată) [l/m3] [Kg/m3] 2055 160 2115 140 2020 160 2085 140 1990 160 2060 140
* Aceste clase de beton nu se găsesc în normele europene ** Independent de tipul de ciment Proporţia dintre diferitele sorturi de agregat se adoptă astfel încât agregatele să se încadreze în limitele prevăzute (tabelele 3.30, 3.31, 3.32, 3.33, 3.34). Cu compoziţia astfel stabilită se prepară un amestec pentru definitivarea cantităţii de apă de amestecare „A” corespunzătoare lucrabilităţii cerute. Totodată se determină densitatea aparentă a betonului proaspăt „ρb” şi se corectează cantitatea de agregate „Ag” aplicând relaţia: Ag = ρb – C – A (3.17) Alegerea compoziţiei se va face prin încercări preliminare, urmărindu-se obţinerea rezistenţelor cerute. În acest scop se prepară două amestecuri de beton de minimum 30 litri. - primul amestec având compoziţia de bază stabilită conform paragrafului anterior; - al doilea amestec având dozajul de ciment sporit cu 20 kg/m3 faţă de cel al compoziţiei de bază, menţinând constante cantităţile de apă şi de agregate. Din fiecare amestec se confecţionează minimum 6 epruvete. Confecţionarea şi păstrarea epruvetelor se face conform STAS 1275-88. Epruvetele se încearcă la 7 zile, iar pe baza rezultatelor obţinute se adoptă dozajul de ciment care la această vârstă asigură o rezistenţă cel puţin egală cu clasa betonului. 2. STABILIREA COMPOZIŢIEI PENTRU BETOANE CU CLASA ≥ C 8/10 2.1. În funcţie de: - clasa de expunere; - clasa betonului; - tipul betonului; - masivitatea betonului, se va alege tipul de ciment necesar din tabelele 3.19, 3.20 şi 3.21. Stabilirea tipului de ciment pentru beton simplu, beton armat şi beton precomprimat, turnat monolit, aflat în clasa de expunere 1 şi 2a este prezentată în tabelul 3.19.
Tabelul 3.19 Nr. crt. 0
1
Condiţiile de executare şi/sau caracteristicile elementelor 1
Elemente sau construcţii cu grosimi mai mici de 1,5 m executate în afara perioadei de timp friguros
Clasa de beton
Tipul de beton
2 C 4/5 C 8/10 C 12/15 C 16/20 C 18/22,5 C 20/25 C 25/30 C 28/35 C 30/37 C 32/40 C 35/45 C 40/50 C 45/55 C 50/60
3
≥ C 12/15
2
Elemente de construcţii masive având grosimea egală sau mai mare de 1,5 m
C 16/20 C 18/22,5 C 20/25 C 25/30 C 28/35 C 30/37 C 32/40 C 35/45 C 40/50 C 45/50 C 50/60
simplu
Tipul de ciment 4 II/B, II/A, IV/A,V/A, 32,5
armat
I/A, II/A 32,5
armat
I 32,5 II/A-S, II/A-L, II/A-V, 32,5 R/42,5
armat / precomprimat simplu armat armat armat / precomprimat
I 42,5 (R) I 52,5 H II/A-S, H II/B-S, III/A 32,5 H I, H II/A-S, 32,5 H I 32,5/42,5 H I 42.5 H I 52,5
Observaţie : Pentru executarea elementelor cu grosimi mai mici de 1,5 m, pe timp friguros, se recomandă utilizarea cimenturilor cu întărire rapidă (R). Stabilirea tipului de ciment pentru beton simplu, beton armat şi beton precomprimat, turnat monolit, aflat în clasele de expunere 2b şi 3 este prezentată în tabelul 3.20. Tabelul 3.20 Nr. Crt.
1
2
Condiţiile de executare şi/sau caracteristicile elementelor
Elemente sau construcţii cu grosimi mai mici de 1,5 m
Elemente de construcţii masive având grosimea egală sau mai mare de 1,5 m
Clasa de beton
Tipul de beton
< C 16/20 C 16/20 C 28/35 C 30/37 C 32/40 C 35/45 C 40/50 C 45/55 C 50/60 < C 16/20 C 16/20 C 28/35 C 30/37 C 32/40 C 35/45 C 40/50 C 45/50 C 50/60
simplu armat armat / precomprimat
Tipul de ciment II/A-S, 32,5 (R) I 32,5 (R) II/A-S 32,5 (R) I 42,5 (R) I 52,5 (R)
simplu
H II/A-S 32,5
armat
H I 32,5
armat / precomprimat
H I 42.5 H I 52,5
Nr. crt. 1
2
3
4
5 6
Natura agresivităţii Agresivitate de dezalcalizare Agresivitate carbonică Agresivitate sulfatică Agresivitate magneziană Agresivitate a sărurilor de amoniu Agresivitate bazică
Tabelul 3.21 Tipul de ciment pentru: simplu armat
Gradul de agresivitate slabă
II/A-S 32, (R)/42,5
II/A-S 32,5 (R)/ 42,4
slabă
II/A-S 32,5/42,5
II/A-S 32,5(R)/42,5 (R)
I 42,5
I 42,5(R)
II/A-S, II/A-V, II/B-S 32,5/42,5 SR II/B-S, SR II/A-S 32,5/42,5
H I, H II/A-S 32,5/42,5
intensă sau foarte intensă foarte slabă intensă sau foarte intensă slabă
H II/A-S 32,5/42,5
intensă sau foarte intensă slabă intensă sau foarte intense slabă intensă
SR II/A-S 32,5/42,5 H II/B-S 32,5/42,5 SR II/B-S 32,5/42,5 H II/A-S 32,5/42,5 SR II/A-S 32,5/42,5
SR I 32,5/42,5 H II/A-S, SR II/A-P 32,5/42,5 SR I 32,5/42,5 H II/A-S 32,5/42,5 SR II/A-S 32,5/42,5 H I 32,5/42,5 SR I 32,5/42,5
Stabilirea tipului de ciment pentru beton simplu, beton armat şi beton precomprimat, turnat monolit, aflat în clasele de expunere 4 şi 5 s-a prezentat în tabelul 3.21 (anterior). Observaţie : Cimentul de clasă 42,5 se utilizează la beton de clasă egală sau mai mare de C 30/37. 2.2. În funcţie de: - clasa betonului; - clasa cimentului, se alege din tabelul 3.22 valoarea maximă a raportului A/C utilizat, care nu va fi mai mare decât cea prevăzută în tabelul 3.23. Tabelul 3.22 Clasa betonului C 8/10 C 12/15 C 16/20 C 18/22,5* C 20/25 C 25/30 C 28/35* C 30/37 C 32/40* C 35/45 C 40/50 C 45/55 C 50/60
32,5 0,75 0,65 0,55 0,53 0,50 0,45 0,40
Clasa cimentului 42,5
0,65 0,62 0,60 0,55 0,50 0,47 0,45 0,40
52,5
0,60 0,55 0,53 0,590 0,47 0,45 0,42 0,40
* Clase de beton care nu se găsesc în normele europene Raportul A/C maxim Valoarea maximă a raportului A/C pentru realizarea clasei betonului se stabileşte în funcţie de clasa cimentului şi gradul de omogenitate al betonului, conform tabelului 3.22, cu următoarele precizări: - valorile din tabel sunt valabile pentru gradul II de omogenitate al betonului; pentru gradul I cresc cu 0,05, iar pentru gradul III scad cu 0,05; - în cazul utilizării agregatelor de concasaj, valorile din tabel se măresc cu 10%; - în cazul accelerării întăririi betonului prin tratare termică, ţinând seama de reducerea rezistenţei finale, valorile raportului A/C prevăzute în tabel, vor fi considerate valabile pentru gradul I, urmând ca pentru gradul II să fie diminuate cu 0,05.
Valoarea maximă a raportului A/C pentru asigurarea cerinţelor de durabilitate, în funcţie de clasa de expunere, nu va depăşi valorile din tabelul 3.23. Gradul de omogenitate Gradul de omogenitate se apreciază astfel: - pentru staţiile de betoane în funcţiune, se consideră gradul de omogenitate din luna precedentă pentru tipuri sau clase de beton similare, determinat din tabele; - pentru staţiile noi, se apreciază în funcţie de nivelul de dotare şi calitatea sorturilor de agregate, urmând a fi realizat în funcţie de rezultatele obţinute în prima perioadă a betonului; În cazul în care betoanele trebuie să îndeplinească condiţii speciale, în ceea ce priveşte gradul de impermeabilitate, nu se admite ca raportul A/C să depăşească valorile: - 0,6 pentru gradul de impermeabilitate P 10 4 ; - 0,55 pentru gradul de impermeabilitate P 10 4 , în cazul betoanelor simple expuse la agresivitate; 10 - 0,50 pentru gradul de impermeabilitate P 8 ; - 0,45 pentru gradul de impermeabilitate P 10 12 . Cerinţele minime de asigurare a durabilităţii pentru beton, în funcţie de clasele de expunere sunt prezentate în tabelul 3.23. Clasa de beton, min.
Grad de impermeabilitate, min.
Grad de gelivitate, min.
a
C 12/15 C 16/20 **
P4 P4
b
C 18/22,5
P8
a b1 b2 a b c d
C 25/30 C 20/25 C 25/30 C 25/30 C 18/22,5 C 18/22,5 C 18/22,5 C 25/30
P12 P8 P12 P12 P8 P8 P12 P12
G 100 (150) G 150 G 100 G 150 -
Clasa de expunere 1 2 3 4
5
Tabelul 3.23 Agregate Aer Raport rezistente antrenat A/C la îngheţ- tabelul max. dezgheţ 3.28 0,65* 0,50 DA
DA
0,45
DA DA DA -
DA DA DA -
0,40 0,45 0,40 0,40 0,50 0,50 0,45 0,45
Notă: * pentru betonul simplu nu există condiţie; ** se poate adopta clasa de beton minim C 12/15, cu condiţia îndeplinirii simultane a celorlalte cerinţe minime pentru asigurarea durabilităţii. Observaţie: În clasele de expunere 1-5 dacă se îndeplineşte condiţia de impermeabilitate minimă P12, precum şi celelalte condiţii minime de asigurare a durabilităţii, se poate alege pentru betonul precomprimat, clasa minimă de beton C 20/25 sau C 25/30, funcţie de tipul de armături utilizate. Raportul apă/ciment este de primă importanţă pentru rezistenţa betonului: în diagrama din fig. 3.15 se arată variaţia rezistenţei betonului în funcţie de raportul A/C, pentru un beton cu ciment de clasă I 32,5 R. Se vede că dacă acest raport creşte peste valorile maxime indicate în tabelul 3.23 (care se presupune că asigură realizarea clasei), rezistenţa obţinută scade sensibil; dacă raportul A/C scade, rezistenţa creşte repede. Micşorarea raportului A/C este însă limitată de asigurarea lucrabilităţii betonului.
Fig. 3.15 – Variaţia rezistenţei betonului în funcţie de raportul A/C
Astfel, de exemplu, pentru un beton C 12/15 (Bc 15) cu agregate de râu şi ciment clasa I 32,5 R şi un raport prescris A/C = 0,65 (din tabelul 3.23) pentru realizarea clasei, o mărire a raportului A/C la valoarea 0,7 duce la o scădere a rezistenţei la 84 % din clasă (fig. 3.15) – adică rezistenţa de numai 126 daN/cm2. În sens opus, o scădere a raportului A/C până la valoarea 0,58 duce la o mărire a rezistenţei la 116 % din clasă, adică la valoarea 174 daN/cm2. Rezultă, deci, atenţia deosebită, în execuţie, la respectarea raportului A/C stabilit prin calcul. 2.3. În funcţie de: - elementul în care se toarnă betonul; - tasarea dorită, se alege din tabelul 3.24 clasa de consistenţă. Nr. Crt. 1 2 3 4 5
Tipul de elemente Fundaţii din beton simplu sau slab armat, elemente masive Fundaţii din beton armat, stâlpi, grinzi, pereţi structurali Idem, realizate cu beton pompat, monolitizări Elemente de monolitizări cu armături dese sau cu dificultăţi de compactare, elemente cu secţiuni reduse Elemente pentru a căror realizare tehnologia de execuţie impune betoane foarte fluide
* Este obligatorie utilizarea de aditivi superplastifianţi.
Tabelul 3.24 Clasa de Tasare consistenţă [mm] 30±10 T2 sau T3 70±20 T3 sau 70±20 T3/T4 100±20 T4
120±20
T4/T5
150±30
T5 *
180±30
Observaţie: Betoanele având clasa de consistenţă mai mare de T3, se transportă cu autoagitatoare.
tabel:
2.4. În funcţie de: - clasa betonului; - clasa de consistenţă, se alege din tabelul 3.25 apa de amestecare A0, care se va corecta cu cantitatea ac, conform notelor de sub A = A0 + ac
Clasa betonului < C 8/10 C 8/10 ... C 20/25 ≥ C 25/30
T2 160 170 185
Tabelul 3.25 Cantitatea de apă (AI) – [l/m3], pentru clasa de consistenţă: T3 T3/T4 170 185 200 200 215
(3.18)
T4 220 230
Valorile privind cantitatea de apă de amestecare prevăzute în tabelul 3.25 sunt valabile în cazul agregatelor de balastieră (0-31) mm. Cantităţile de apă se vor corecta prin reducere sau sporire, după cum urmează: - reducere 10% în cazul agregatelor (0-71)mm; - reducere 5% în cazul agregatelor (0-40)mm; - reducere (10-20)% în cazul folosirii de aditivi; - spor 10% în cazul folosirii pietrei sparte; - spor 20% în cazul agregatelor (0-7)mm; - spor 10% în cazul agregatelor (0-16)mm; - spor 5% în cazul agregatelor (0-2)mm. 2.5. Dozajul de ciment Dozajul minim de ciment pentru asigurarea cerinţelor de durabilitate Clasa de expunere a 1 b a 2 b 3 a 4 b
5
Regim de agresivitate S I S I
a
FS
b
S
c
I FI-1
d
FI-2 FI-3
Tabelul 3.26 Dozajul minim de ciment [kg/m3] pentru: Beton simplu Beton armat 150 250 180 275 200 290 300 325 325 365 300 325 350 390 300 325 325 365 ANA AS ANA AS 225 1) 240 260 2701) (180) 300 3301) 3601) 325 2) (280) 300 3402) 2) 350 330 3652) 390 3) 3503) (280) 310 2) 4502) 410 3) 370 4103) 350 (+) 2) 390 (+) 4502) (+) 410 (+) (280) 3) 410 4503) 3) 410 (+) 4503) (+)
A , (3.19) A/C se calculează dozajul de ciment, care nu trebuie să fie mai mic decât dozajul minim dat în tabelul 3.26.
Cu formula
C=
NOTAŢII: A.N.A. – ape naturale agresive, cu excepţia celor cu agresivitate sulfurică şi apa Mării Negre. A.S. – agresivitate sulfurică. 1) ciment II A-S, 2) ciment H I; HII A-S, 3) ciment SR I; SR II A-S, (+) măsuri suplimentare de protecţie, ( ) valorile din paranteze se vor adopta pentru betoane suport sau de egalizare. Dozajele de ciment sunt valabile în cazul folosirii agregatelor de râu (0-31)mm. Pentru agregatele de carieră (piatră spartă) dozajul se măreşte cu 5%. Pentru agregate (0-16)mm, dozajele se sporesc cu 10%, iar pentru agregatele (0-71)mm se reduc cu 10%. În cazul folosirii de adaosuri la prepararea betoanelor, se admite adoptarea unor dozaje de ciment inferior celor din tabel, pe bază de reglementări tehnice speciale sau cu avizul unui institut de specialitate. În cazul folosirii de aditivi reducători de apă, cu avizul unui institut de specialitate şi acordul proiectantului, se admite adoptarea unor dozaje de ciment inferioare celor rezultate din tabel, respectându-se următoarele condiţii: a) agresivitatea sulfurică – intensă şi foarte intensă (1, 2, 3) - reducerea dozajului de ciment va fi de (5÷15)%, funcţie de aditivul utilizat; - dozajul de ciment nu va fi mai mic de 350 kg/m3 pentru betoanele armate, respectiv 310 kg/m3 pentru betoanele simple. b) alte agresivităţi – reducerea dozajului va fi de până la 5% în cazul agresivităţii slabe, respectiv până la 10% în cazul agresivităţilor intense şi foarte intense. c) nu se va depăşi limita prevăzută pentru raportul A/C din tabelul 3.23. d) consistenţa betonului, la locul punerii în operă, va corespunde unei tasări de cel puţin 7 cm. 2.6. Cantitatea de agregat Cantitatea de agregat se calculează cu relaţia:
C A − − P) ρc ρa Densitatea aparentă a agregatelor este dată în tabelul 3.27. A 1g = ρ ag ⋅ (1000 −
Tipul de roci Silicioasă (agregate de balastieră) Calcaroase Granitică Bazaltică
(3.20)
Tabelul 3.27 Densitatea aparentă „ρag”, [kg/dm3] 2,7 2,3 – 2,7 2,7 2,9
- ρag se ia din tabelul 3.27; - ρc se ia egală cu 3 kg/l; - ρa se ia egală cu 1 kg/l; - P = volumul de aer oclus egal cu 2%, respectiv 20 l/m3; în cazul utilizării de aditivi antrenori de aer (tabelul 3.12). 2.7. În funcţie de: - dozajul de ciment „C”; - clasa de consistenţă / tasare, se alege din tabelul 3.28 zona de granulozitate a agregatului. Granula maximă a agregatelor Dimensiunea maximă a granulei agregatelor se stabileşte în funcţie de dimensiunea cea mai mică a elementelor, distanţa dinte barele de armătură şi stratul de acoperire cu beton a armăturilor, aplicând relaţiile: - Φmax ≤ 1/4 D *; - Φmax ≤ (d – 5)mm **; - Φmax ≤ 1,3 c, unde D – dimensiunea cea mai mică a elementului structural; d – distanţa dintre barele de armătură ; c – mărimea stratului de acoperire cu beton.
* În cazul plăcilor se poate adopta relaţia Φmax ≤ 1,3 D, iar în cazul recipientelor şi/sau monolitizărilor Φmax ≤ 1,3 D; ** Se aplică cu excepţia cazurilor în care se iau măsuri speciale, de exemplu gruparea barelor de armătură. Granulozitatea agregatului total Curba de granulozitate a agregatului total se stabileşte astfel încât să se încadreze, funcţie de dozajul de ciment şi consistenţa betonului, în zona recomandată conform tabelului 3.28 Clasa de tasare
<200 I I -
T2 T3, T3/T4 T4, T4/T5, T5
Tabelul 3.28 Dozajul de ciment [kg/m3] 200-300 300-400 >400 I (II) I (III) III I (II) II (III) III I I (II) II (III)
Observaţie: Zonele indicate în paranteze se adoptă cu precădere, dacă la încercările preliminare se constată că amestecul de beton nu prezintă tendinţă de segregare. Printr-o metodă cunoscută de la calculul A.O.A. se stabilesc pe sorturi cantităţile utilizând tabelele 3.29, 3.30, 3.31, 3.32, 3.33. Limitele zonelor de granulozitate pentru agregate (0-16) mm Zona I II III
Limita Max. Max. Max. Max. Max. Min.
0,2 11 3 8 2 6 1
Tabelul 3.29 % trecerii în masă prin sită sau ciur 1 3 7 16 45 60 80 100 35 51 71 95 35 50 70 100 25 41 61 95 25 40 60 100 15 30 50 95
Limitele zonelor de granulozitate pentru agregate (0-20) mm Zona I II III
Limita Max. Max. Max. Max. Max. Min.
0,2 10 3 7 2 5 1
Tabelul 3.30 % trecerii în masă prin sită sau ciur 1 3 (5) 7 20 40 55 75 100 30 46 66 95 30 45 65 100 20 36 56 95 20 35 55 100 10 25 45 95
Limitele zonelor de granulozitate pentru agregate (0-31) mm Zona I II III
Limita Max. Max. Max. Max. Max. Min.
0,2 10 3 7 2 5 1
Tabelul 3.31 % trecerii în masă prin sită sau ciur 1 3 7 16 31 40 50 70 90 100 31 41 61 81 95 30 40 60 80 100 21 31 51 71 95 20 30 50 70 100 10 20 40 60 95
Limitele zonelor de granulozitate pentru agregate (0-40) mm Zona I II III
Limita Max. Max. Max. Max. Max. Min.
0,2 10 3 7 2 5 1
Tabelul 3.32 % trecerii în masă prin sită sau ciur 1 3(5) 7 (5) 20 40 30 45 60 80 100 21 36 51 71 95 25 35 50 70 100 16 26 41 61 95 15 25 40 60 100 5 15 30 50 95
Limitele zonelor de granulozitate pentru agregate (0-7) mm Limita Max. Min.
0,2 12 3
Tabelul 3.33 % trecerii în masă prin sită sau ciur 1 3 7 40 70 100 25 54 95
La prepararea betoanelor se poate adopta o curbă de granulozitate discontinuă în domeniul (3-7) mm sau (316) mm. În aceste cazuri se va asigura încadrarea agregatului total pentru treceri până la 3 mm inclusiv, în zona I de granulozitate. 2.8. Dacă agregatul conţine apă (este umed) Se va corecta cantitatea de apă de amestecare, cu apa conţinută în agregat „Aag”: Ac = A – Aag, (3.21) la fel corectându-se şi cantitatea de agregat; (3.22) Α cg = Α 1g + Α ag , 2.9. Pentru verificarea rezistenţelor mecanice Se prepară câte 3 amestecuri de beton de minimum 30 litri fiecare, pentru fiecare din următoarele compoziţii: - compoziţia de bază rezultată conform paragrafului 3.3.2. (stabilirea compoziţiei pentru betoane cu clasa ≥ C 8/10); - o compoziţie suplimentară, având dozajul de ciment sporit cu 7% dar minim 20 kg/m3, menţionându-se cantităţile de apă şi agregat ale compoziţiei de bază; - a doua compoziţie suplimentară având dozajul de ciment redus cu 7% dar minim 20 kg/m3 (numai dacă dozajul nu este sub cel minim admis), menţinându-se cantităţile de apă şi agregat ale compoziţie de bază. Din fiecare amestec se confecţionează minim 4 epruvete, rezultând în total câte 12 epruvete pentru fiecare compoziţie. Confecţionarea, păstrarea şi încercarea epruvetelor se vor efectua conform STAS 1275-88. Câte 6 din epruvetele confecţionate pentru fiecare compoziţie se încearcă la vârsta de 7 zile. Se adoptă compoziţia preliminară pentru care, cu dozajul minim de ciment, rezistenţa betonului la vârsta de 7 zile e cel puţin egală cu valoarea indicată în tabelul 3.34. Rezistenţa la compresiune la 28 de zile pentru încercări preliminare Clasa betonului C 8/10 C 12/15 C 16/20 C 18/22,5 C 20/25 C 20/30 C 28/35 C 30/37 C 32/40 C 35/45 C 40/50 C 45/55 C 50/60
Rc preliminară [N/mm2] Cilindru 14,5 19 23 26 29 33,5 37,5 38,5 41 45 50 54 58
Tabelul 3.34 Cub 18 23,5 29 32 36 42 47 48 51,5 56,5 62,5 67,5 73
Observaţie: Valorile sunt valabile pentru gradul II de omogenitate. Pentru gradul I, respectiv III de omogenitate, la valorile prevăzute în tabelul 3.34 se scade, respectiv se adaugă valoarea Δ, conform tabelului 3.35. Clasa betonului C 8/10 ÷ C 20/25 C 28/35 ÷ C 35/45 C 40/50 ÷ c 50/60
Δ [N/mm2] - cilindru 2,5 3 4
Tabelul 3.35 Δ [N/mm2] - cub 3 4 5
În cazurile urgente, se poate adopta preliminar compoziţia betonului pe baza rezistenţei la vârsta de 7 zile, dacă aceasta atinge cel puţin următoarele procente din rezistenţa la 28 de zile prevăzută în tabelul 3.34, sau corectată după caz conform tabelului 3.35: - 55% pentru cimenturile tip H, II B, SR; - 65% pentru cimenturile tip II A, I; - 75% pentru cimenturile tip R. Compoziţia astfel stabilită se va corecta pe baza rezultatelor încercărilor la vârsta de 28 de zile. 3. EXEMPLU DE CALCUL Să se stabilească compoziţia pentru 20 litri de beton de clasă C 25/30, preparat fără aditivi, având gradul I de omogenitate; s-au utilizat agregate de concasaj, de natură bazaltică, pe următoarele sorturi: (0-3); (37); (7-16) mm, betonul fiind utilizat la turnări de stâlpi (elemente din beton armat, cu grosimi mai mici de 1,5 m). Betonul se află în clasa de expunere (1). Agregatul are o umiditate de 2%. 1. Alegerea tipului de ciment – în funcţie de: clasa de expunere (1), clasa betonului (C 25/30) şi masivitatea elementului, din tabelul 3.19 ⇒ ciment 42,5 2. Valoarea maximă a raportului A/C – în funcţie de clasa betonului (C 25/30), clasa cimentului (42,5), din tabelul 3.22 ⇒ A/C = 0,55 - gradul I de omogenitate ⇒ majorare cu 0,05 - agregat de concasaj ⇒ spor 10% A/C = 0,55 + 0,05 + 0,055 = 0,655 Valoarea maximă a raportului A/C se compară cu cea din tabelul 3.23 – cerinţe minime de asigurare a durabilităţii pentru beton, în funcţie de clasa de expunere. 0,655 > 0,65 deci se alege 0,65 3. Clasa de consistenţă – în funcţie de elementul în care se toarnă betonul (stâlpi) – din tabelul 3.24 ⇒ T3 4. Apa de amestecare – în funcţie de clasa betonului (C 25/30) şi clasa de consistenţă T3, din tabelul 3.25 ⇒ Ao = 200 l/m3 - agregat (0-16) mm ⇒ spor 10% - agregat de concasaj (piatră spartă) ⇒ spor 10% ⇒ Af = 200 + 20 + 20 = 240 l/m3 5. Dozajul de ciment – calculat cu relaţia (3.19): C 240 C= = = 369 kg/m3 A / C 0,65 Valoarea obţinută se compară cu dozajul minim din tabelul 3.26, în funcţie de clasa de expunere (1), regimul de agresivitate şi tipul elementului (stâlpi – element de beton armat) ⇒ Cmin = 250 kg/m3 C = 369 > 290 = Cmin 6. Cantitatea de agregat Ag, se calculează cu relaţia (3.20): C A A g = ρ ag ⋅ (1000 − − − P) unde: ρc ρa ρag = 2,9 kg/dm3 – tabelul 3.27, densitatea agregatului, în funcţie de tipul acestuia (concasaj – natură bazaltică); C = 369 kg/m3 dozajul de ciment calculat la punctul 5; ρc = 3 kg/l densitatea cimentului; ρa = 1 kg/l densitatea apei; P = 20 l/m3 369 240 A g = 2,9 ⋅ (1000 − − − 20) = 1789,3 kg/m3 3 1 7. Alegerea zonei de granulozitate – în funcţie de dozajul de ciment (369 kg/m3) şi clasa de consistenţă (T3), din tabelul 3.28 ⇒ zona III 8. Corecţia cantităţii de apă de amestecare, dacă agregatul conţine umiditate: 2 Ca = ⋅ A g = 35,78 l/m3 100 Afcorectată = Af – Ca = 240-35,78= 204,22 l/m3 Agcorectat = Ag + Ca = 1789,30 + 35,78 = 1825,08 kg/m3 9. Calcularea agregatului pe sorturi – metoda sorturilor
9a) Se alege curba granulometrica din zona II de granulozitate – tabelul 3.29 1 20
3 35
7 55
16 100
9b) Se calculează sorturile, în procente: sort (0-1) mm = 20 % sort (1-3) mm = 15 % sort (3-7) mm = 20 % sort (7-16) mm = 45 % --------------Σ = 100 % 9c) Se calculează agregatele pe sorturi: sort (0-1) mm = 20 % ⋅1825,08 = 365,02 kg/m3 sort (1-3) mm = 15 % ⋅1825,08 = 273,76 kg/m3 sort (3-7) mm = 20 % ⋅1825,08 = 365,02 kg/m3 sort (7-16) mm = 45 % ⋅1825,08= 821,28 kg/m3 ----------------VERIFICARE Σ = 1825,08 kg/m3 REŢETA 1 m3 C = 336,356 kg/m3 A = 185 l/m3 Ag = 1843,77 kg/m3 sort (0-1) mm = 365,02 kg/m3 sort (1-3) mm = 273,76 kg/m3 sort (3-7) mm = 365,02 kg/m3 sort (7-16) mm = 821,28 kg/m3 Aplicând regula de trei simplă, se calculează reţeta pentru 20 litri, obţinând: C = 369 · 20/1000 = 7,38 kg/m3 A = 4,08 l/m3 Ag = 36,50 kg/m3 sort (0-1) mm = 7,30 kg/m3 sort (1-3) mm = 5,48 kg/m3 sort (3-7) mm = 7,30 kg/m3 sort (7-16) mm = 16,42 kg/m3. Reţeta de beton poate fi calculată, de asemenea, urmărind schema logică din fig. 3.16.
Fig. 3.16 – Schemă logică la calculul reţetei betonului