INSTITUTUL DE CERCETARI PENTRU ECHIPAMENTE SI TEHNOLOGII IN CONSTRUCTII

RESEARCH INSTITUTE FOR CONSTRUCTION EQUIPMENT AND TECHNOLOGY ICECON S.A.

Sos. Pantelimon 266 sector 2 cod 021652 CP 3 - 33 Bucuresti ROMANIA

Tel. 421 255 37 47 421 255 04 72 Fax 0374 201 272 E-mail: ghinea@icecon.ro

Registrul Comertului J 40/7351/1995 CUI R 7702002 Cod IBAN Lei: RO54BPOS71003031241ROL01 EURO: RO21BPOS71003031241EUR01 Trezorerie: RO50TREZ7025069XXX003894

BETON AUTOCOMPACTANT – CERCETARE (PRENORMATIVĂ)

Faza a VI-a: Sinteza rezultatelor obţinute Contract nr. 435/2009 Beneficar: MINISTERUL DEZVOLTĂRII REGIONALE ŞI TURISMULUI

Presedinte Director General ICECON S.A.,

Prof. univ. dr. ing. dr. hc Polidor BRATU Membru al Academiei de Stiinte Tehnice

Şef proiect , Prof. univ. dr. ing. Maria GHEORGHE

Februarie, 2012

2

CUPRINS

1 INTRODUCERE

2 SCOPUL șI OBIECTIVELE LUCRĂRII DE CERCETARE PRENORMATIVA

3 TERMENI ȘI DEFINIȚII

4 REGLEMENTAREA PRODUCERII BETONULUI AUTOCOMPACTANT.

STANDARDE DE REFERINțĂ șI GHIDURI DE APLICARE

5 DESCRIEREA PROPRIETĂțILOR INGINEREșTI ALE BETONULUI

AUTOCOMPACTANT COMPARATIV CU CELE ALE BETONULUI VIBRAT

6 CERINȚE PENTRU BETONUL AUTOCOMAPCTANT

6.1. Cerinţele betonului autocomapctant în stare proaspătă

6.2. Cerinţele betonului autocomapctant întărit

7 MATERIALELE CONSTITUENTE ALE BETONULUI AUTOCOMAPCTANT.

CARACTERIZARE ȘI CERINȚE GENERALE

8 METODE DE STABILIRE A COMPOZIȚIEI BETONULUI AUTOCOMPACTANT

9 PARTEA EXEPERIMENTALA

9.1 Materiale utilizate în cadrul lucrarii pentru obtinerea BAC. Investigarea caracterisiticilor

fizico-chimice

9.1.1. Cimenturile . Evaluarea compatibilitatii cimentului Portland cu aditivii SP, in functie de

caracteristicile reologice ale pastelor si viteza de intarire. Stabilirea dozajului optim de

aditiv SP

9. 1.2 Aditivi superplastifianţi, puternic reducatori de apă

9.1.3 Adaosurile (filerele) utilizate în cercetarea prenormativă privind betonul

autocompactant Investigarea caracteristicilor pentru stabilirea compatibilităţii cu BAC

9.1.4 Agregatul. Tipuri de agregat utilizate. Caracteristici granulometrice

10 FACTORI DE INFLUENŢĂ AI CARACTERISTICILOR REOLOGICE ALE PASTELOR

DIN COMPOZITIA BAC

10.1 Influenta adaosurilor a raportului Apa/Pulberi, a tipului de aditiv SP, asupra

caracteristicilor reologice ale pastei conţinute de BAC

10.2 Compatibilitatea pulberilor cu aditivii-optimizarea cantitaţii de aditiv superplastifiant

11. STABILIREA COMPOZIŢIEI BETONULUI AUTOCOMPACTANT

12 BETON AUTOCOMPACTANT CU FILER DE CALCAR

12.1 Compoziţii de bază

12.2 Factori de influenţă asupra caracteristicilor reologice şi de evoluţie a rezistenţei

mecanice

12.3 Compoziții definitive de BAC cu filer de calcar

13 BETON AUTOCOMPACTANT CU TUF VULCANIC MACINAT

3

13.1 Compoziţii de bază

13.2 Influenţa parametrilor compoziţionali asupra proprietăţilor – lucrabilitatea și evoluţia

rezistenţelor mecanice

13.3 Compziții definitive de beton autocompactant cu ados de filer de tuf vulcanic macinat

14 BETON AUTOCOMPACTANT CU CENUȘĂ ZBURĂTOARE

14.1 Compoziţii de bază

14.2 Modelarea raportului cenuşă/pulberi pe baza factorului de eficienţă, k

14.3 Lucrabilitatea BAC cu cenușa zburătoare. Influența cenuși și a aditivilor SP

14.4 Evoluţia rezistenţei la compresiune. Factori de influenţă

14.5 Variația dimensională a BAC cu cenușă zburătoare. Contracţia la uscare şi umflarea

în apă

14.6 14.6 Durabilitatea BAC cu cenuşă zburătoare

14.6.1 Rezistenţa la îngheţ-dezgheţ

14.6.2 Rezistenţa la atac chimic

14.6.3 Influenţa mediului coroziv clasa XA2 asupra rezistenţelor mecanice ale BAC cu

cenuşă şi filer de calcar

14.7 Compoziţiile definitive de beton autocompactant cu cenușă zburătoare

15 BETON AUTOCOMPACTANT CU CENUȘA VOLANTĂ ȘI ZGURA BAZICĂ

15.1 Compoziții de bază

15.2 Lucrabilitatea. Factorii de influenţă principali

15.3 Caracteristicile BAC întărit

15.3.1 Pemeabilitatea faţă de apă

15.3.2 Evoluţia rezistenţei la compresiune. Factorii principali de influenţă

15.3.3 Influenţa componenţilor şi a mediilor de păstrare a epruvetelor de BAC asupra

rezistenţei mecanice

15.3.4 Rezistenţa la atac chimic. Evolutia proprietatilor fizico-mecanice in conditiile expunerii

in mediu agresiv clasa XA3

15.4 Compoziţii definitive de beton autocompactant cu zgura granulată de furnal

CONCLUZII

BIBLIOGRAFIE

ANEXA1. FiȘe de măsurare a rezistențelor mecanice ale betonului autocompactant

expus in mediu agresiv și in aer

4

1. INTRODUCERE

Lucrarea BETON AUTOCOMPACTANT – CERCETARE (PRENORMATIVA), finanțată

de MDRT prin contractul 435/2009 cu ICECON, este un document tehnic, bazat pe rezultate

experimentale, referitor la realizarea betonului autocompactant (BAC), cu diferite tipuri de

pulberi și aditivi chimici, măsurarea proprietăților materialelor componente și ale BAC proaspăt

și întărit, descrieirea influenței factorilor compoziționali asupra caracteristicilor reologice și de

dezvoltare a structurii de rezistență a BAC, stabilirea compozițiilor definitive de beton

autocomapctant pe baza îndeplinirii cerințelor de lucrabilitate, conform cu SR EN 206-9 și de

rezistență mecanică și durabilitate conform SR EN 206-1.

Acest document, sub forma de rapoarte tehnice aferente fazelor: 1 (de prezentare

generală; fazele 2, 3, 4 și -5 (experimentale) și prezentei -faza 6 - ca fază finală, de sinteză,

se adresează specialiștilor, proiectanților, producătorilor și beneficiarilor și, astfel, poate

contribui la îmbunătățirea cunoașterii și experienței lor în domeniul betonului autompactant, cu

precădere.

Lucrarea conține datele minime necesare pentru stabilirea compoziției BAC și metodele de

obținere a BAC cu adaosuri –filere de tip I și tip II.

Sunt prezentate metode pentru stabilirea compoziției BAC pentru prefabricate și pentu beton

gata preparat, în format pre – normativ, ca model de abordare pentru aplicarea standardelor de

verificare a proprietăților de lucrabilitate ale BAC proaspăt.

Această abordare aferentă lucrării de cercetare prenormativă pentru BAC, ar trebui să

încurajeze cererea și utilizarea betonului autocompactant.

*

Dezvoltarea industrială a producției de beton autocompactant (BAC) debutează în Japonia

după 1980[ 1,3], deși betonul care necesită vibrare /compactare redusă a fost folosit în Europa

încă din 1970.

Dezvoltarea producției de BAC în Europa a fost reglementată de un set de ghiduri EFNARC.

Astfel, în cadrul CE a fost finanțat un proiect multinațional SCC 1997-2000, pentru dezvoltarea

producției de beton autocompactant în Europa care să revizuiască cele mai bune practici

curente pentru producerea BAC şi pentru a produce un nou document care să acopere toate

aspectele legate de BAC. Capacitatea de reinventare a betonului cu cinci componenți de bază -

este concretizată de acest produs „beton autocompactant” (descriptiv pentru proprietatile

betonului în stare proaspata).

Betonul autocompactant (BAC) are abilitatea de a curge şi umple complet, uniform şi în timp

scurt cofrajul si spatiile cele mai înguste (dintre armaturi, colţuri, etc), sub actiunea propriei

greutăţii, timp în care-şi păstrează omogenitatea [ 4-6 ] .

5

În raport cu betonul convenţional, vibrat, BAC se caracterizează prin:

� conţinut mai redus de agregat grosier;

� conţinut de părţi fine (pulberi) mai mare;

� rapoarte apă/pulbere destul de scăzute;

� dozaje mai mari de aditivi superplastifianți, reducători puternici de apă (HRWR);

� folosirea ,în unele cazuri şi a aditivilor pentru modificarea vâscozităţii (VMA).

Datorită autocompactării se poate aprecia că BAC are un grad de omogenitate mai bun, pentru

că se reduce riscul potenţial al erorilor urmane ce apar în cazul unei vibrări incorecte şi

neuniforme şi, în consecinţă, pot fi favorizate rezistenţa mecanică şi durabilitatea, în raport cu

un beton echivalent (ciment, tip, raport A/C) [7,8 ]. Eliminarea echipamentelor de vibrare a

betonului este benefică pentru mediul de lucru, pentru protejarea lucrătorilor și a vecinătăților

zonei de producție a BAC.

Caracteristica proeminentă a betonului autocompactant o constitue lucrabilitatea -proprietate

complexă, definită de parametrii reologici: fluiditate/mobilitate, stabilitate, omogenitate

microstructurală şi compactibilitate prin autodesaerare, sub efectul propriei greutăţi (în absenţa

vibrării). Caracteristicile reologice ale betonului compactant sunt influenţate specific de cele 5

tipuri de componenţi – ciment, agregate, adaosuri minerale pulverulente şi aditivi

superplastifianţi (şi cu alte funcţiuni).

Natura materialelor pulverulente, conţinutul optim de apă, precum şi sensibilitatea betonului

proaspăt la fluctuaţiile conţinutului de apă, joacă un rol important în cazul utilizării betonului

autocompactant ca beton gata preparat pentru livrare [ 9,10 ].

Diversitatea compoziţională a BAC ilustrează gama largă a variabilelor -factori de influenţă –

asupra caracteristicilor reologice . Acestea sunt proprietăţi măsurabile care asigură umplerea

completă a spaţiilor, autodesaerarea şi microstructura omogenă (stabilitatea). De asemenea,

capacitatea de umplere şi autonivelare a BAC depinde de particularităţile geometrice ale

armăturii, de raportul suprafaţă/volum, aspecte care diferenţiază presiunea hidrostatică în

structura armăturii. În acest context este necesar să se evalueze tensiunea limită de curgere şi

viscozitatea BAC, ca parametrii de corelaţie cu presiunea hidrostatică la turnarea betonului în

cofraje dens armate şi cu rapoarte diferite suprafaţă/volum armătură [11-13].

Exemple de caracteristici ae componenților BAC, ca factori de influență asupra performanțelor:

Ciment • Tipul compoziţional de ciment

• Clasa de rezistenţa a cimentului

• Proprietăţi speciale

Agregate • Tipuri în funcţie de densitatea aparentă

• Surse de agregat –natural /artificial;

• Caracterisicile suprafeţei, textura, diametrul maxim, granulozitatea

6

Apa • Limitată la nivelul optim al raportului A/C, pentru hidratarea cimentului şi

asigurarea lucrabilităţii impuse

Adaosuri • Cenuşa volantă, trass, silicea ultrafină, metacaolinit, sticla pulverulentă

• Praf de piatră de la concasare

• Pigmenţi, dispersii sintetice polimerice

• Fibre (oţel, sticlă, polimerice)

Aditivi • Plastifianţi, superplatifianţi

• Gelifianţi, reglare viscozitate

• Aceleratori, întârzietori, etc.

Perioada de menţinere a fluidităţii şi stabilităţii microstructurale depinde de interacţiunea dintre

pulberile minerale, de reactivitatea cimentului, de compoziţia soluţiei apoase după adăugarea

apei şi de temperatură. Durata maximă de menţinere a lucrabilităţii iniţiale are un rol

proeminent atât în cazul utilizării pentru elemente prefabricate, dar, mai ales, pentru transport,

ca beton gata preparat .

Prin urmare, îmbunătățirea tehnologiei a performanțelor în construcții, împreună cu beneficiile

pentru sănătatea lucrătorilor și protecția mediului sunt argumente pentru considerarea BAC o

soluție adecvată tehnic, economic și ecologic atât pentru betonul prefabricat cât și pentru lucrări

de construcții în ingineria civilă.

2. SCOPUL șI OBIECTIVELE LUCRĂRII DE CERCETARE PRENORMATIVA

Un obiectiv esențial al acestei lucrări îl constituie evaluarea corelaţiilor între factorii

tehnologici(volum și caracteristici pulberi, volum pastă) și lucrabilitate pentru realizarea BAC

pentru prefabricate și a BAC gata preparat pentru livrare. Aceste două produse prezintă cerințe

diferite -de exemplu BAC pentru prefabricate trebuie să aibă o viteză mare de întărire și

rezistențe timpurii (la 16, 24 ore) foarte mari iar betonul gata preparat de livrare are propietatea

esențială - menținerea lucrabilității la parametrii inițiali un termen cat mai lung.. În cadrul acestui

obiectiv, una dintre problemele cheie de rezolvat ale cercetării actuale, în cadrul proiectului,

(existentă şi la nivel mondial) o constitue stabilirea unor metode de evaluare, orientative, a

predicţiei modificării stabilităţii/omogenităţii betonului fluid, autocompactant pe durata

transportului şi, mai ales, imediat după punerea în operă (referitor la prefabricatele de beton,

ca stadiu propus în proiect). Apare evident faptul că intervine o constituentă suplimentară a

betonului proaspăt autocompactant şi anume perioada minimă de menţinere a omogenităţii

microstructurale ca o componentă a lucrabilităţii.

Alte obiective avute în vedere au fost:

7

a) stabilirea compatibilităţii dintre componenţii betonului autocompactant, ca de

exemplu, compatibilitatea ciment –aditivi superplastifianţi (şi cu alte funcţiuni), ciment - pulberi

reactive;

b) cercetarea influenţei agregatului şi adaosurilor minerale (caracteristici superficiale, textura,

diametru maxim, granulozitate, rapoarte de volum) asupra proprietăţilor reologice cu stabilirea

valorilor optime pentru stabilitatea microstructurală maximă a betonului autocomactant

c) evaluarea calităţii betonului autocompactant în stare proaspătă, prin măsurarea

caracteristicilor reologice fundamentale - limita de curgere şi viscozitatea, în corelaţie cu

parametrii compoziţionali;

d) evaluarea proprietăţilor betonului întărit, respectiv, a evoluţiei rezistenţei mecanice, a

variației dimensionale şi a durabilităţii (în context specific de aplicare potenţială) ;

e) iniţierea şi aplicarea unui program experimental de urmarire in timp a caracteristicilor betonului

întărit – (contracție-expansiune, rezistenţe mecanice și proprietăți specifice durabilității.

Referitor la valorificarea documentului prenormativ în cercetarea și producția de beton

autocompactant se preconizează ca obiective importante:

- aplicarea metodelor de identificare și determinare a proprietăților cheie ale BAC

proaspăt- capacitatea de umplere, viteza de curgere, capcitatea de trecere și rezistența la

segregare pentru încercarile inițiale și pentru conformitatea rezultatelor obținute la incercari in

situ;

- recomandarea unui domeniu de valori a rezultatelor pentru metodele de încercare

alese/efectuate, pentru identificarea BAC adecvat;

- confirmarea încercarilor de măsurare a lucrabilității pe baze științifice, prin teste

reologice fundamentale ;

- încurajarea utilizării betonului autocompactant în construcții de tip general și

conștientizarea avantajelor privind potențialul economic și mediul înconjurător ale tehnologiei

de producere a BAC.

Conform „European Guidelines for Self compacting Concrete, Specification. Production

and Use”, Final Report, mai, 2005 [ 5] specificația de beton prefabricat este bazată pe calitatea

produsului final de beton întărit în conformitate cu cerințele relevante din standardele de produs

și cu EN 13369: Common rules for precast concrete products. Acesta include numai parțile din

EN 206-1 referitoare la cerințele pentru betonul întărit. Cerințele pentru betonul proaspăt vor fi

definite de producător în propriile documente interne de specificații.

3. TERMENI SI DEFINIțII

În cadrul acestei lucrări s-au definit și folosit termenii tehnici:

8

Abilitatea de trecere

Abilitatea betonului de a curge prin deschideri înguste, cum ar fi cele dintre barele armăturii de

oțel, fără segregare sau blocare.

Adaos

Material anorganic fin dispersat utilizat în beton cu scopul îmbunătățirii unor propietăți sau a

dobândirii unor propietăți special. În cadrul lucrării sunt descrise două tipuri de adaosuri

anorganice, definite, conform SR EN 206-1, ca adaosuri aproape inerte- tip I și adaosuri

puzzolanice sau cu activitate hidraulică latentă – tip II .

Aditiv

Material adăugat în canitate mică, raportată la dozajul de ciment sau liant, în timpul procesului

de amestecare al betonului, cu scopul modificării prpietăților betonului proaspăt sau betonului

întărit.

Aditiv pentru modificartea vâscozității

Aditiv introdus în betonul proaspăt pentru creșterea coeziunii și a rezistenței la segregare.

Fluiditatea

Curgerea cu ușurință a betonului proaspăt.

Liant

Amestec de ciment și adaos Tip II.

Capacitatea de umplere

Abilitatea betonului proaspăt de a curge și de a umple toate spațiile din cofraj, sub propria sa

greutate.

Beton de producător

Betonul pentru care producătorul asigură indicii de performanță, pentru bunele practici privind

punerea în lucrare, compactarea și condițiile de întărire, și pentru care producătorul nu este

obligat să declare compoziția.

Beton proaspăt

Beton complet preparat, înainte de punerea în lucrare care trebuie realizată până la începerea

prizei

Beton autocompactant

Beton capabil să curgă sub propria greutate, să umple complet cofrajul, chiar în condițiile unei

armături dense, fără să fie necesară o compactare suplimentară, menținându-și, în același

timp, omogenitatea.

Mortar

Partea din beton care include pasta și agregatele cu dimensiunea sub 4 mm.

Pasta

Partea din beton care include pulberea, apa, și aerul, plus aditivii.

9

Pulberi (părți fine)

Material cu dimnsiunea particulei sub 0,125mm.

NOTA: Acesta include cimentul și fracția granulară sub 0,125 mm de adaos (filer) și de nisip.

Rezistența la segregare

Capacitatea betonului de a rămâne omogen compozițional (nu separă pasta și nu separă apa)

pe durata stării de beton proaspăt.

Răspândirea din tasare

Diametrul mediu al răspândirii betonului proaspăt la utilizarea unui con pentru încercarea de

tasare convențională.

Robustețea

Capacitatea betonului de a menține proprietățile sale în stare proaspătă atunci când au loc

variații mici ale proprietăților sau ale cantităților materialelor componente.

Tixotropia

Proprietatea unui material fluid cum este betonul autocompactant de a -și modifica reversibil

fluditatea în raport cu aplicarea unui lucru mecanic de malaxare; fluiditatea se diminuează

progresiv în repaos, iar la malaxare betonul autocompactant redevine fluid.

Vâscozitatea

Rezistența la curgere a materialului, cum este betonul autocompactant, din momentul începerii

curgerii prin spațiile de turnare.

NOTA: Vâscozitatea convențională a BAC este dată de viteza de curgere, ca timp T500,

aferentă testului de raspândire din tasare și de timpul de curgere prin pâlnia V.

4. REGLEMENTAREA PRODUCERII BETONULUI AUTOCOMPACTAN T.

STANDARDE DE REFERIN țĂ șI GHIDURI DE APLICARE

În 1994 un consorțiu format din cinci organizații europene BIBM, CEMBUREAU, ERMCO,

EFCA și EFNARC având ca obiectiv principal promovarea materialelor avansate în cadrul

sistemelor de preparare/furnizare și utilizare a betonului, a creat “European Project Group” care

să revizuiască cele mai bune practici curente şi pentru a produce un nou document care să

acopere toate aspectele legate de BAC.

În 2002 EFNARC a publicat “Specification & Guidelines for Self-Compacting concrete” care,

prezenta la acel moment, situația producătorilor și utilizatorilor de BAC. De atunci au fost

publicate informații tehnice suplimentatre referitoare la BAC, dar standardele europene în

materie (proiectare, producție și punere în lucrare) încă nu conțin specificații referitoare la BAC.

În 2004 a fost creat Self-Compacting Concrete European Project Group membrii fondatori

BIBM, CEMBUREAU, ERMCO, EFCA și EFNARC care a publicat în 2005 The European

Guidelines for Self Compacting Concrete”

10

Comitetul European de Standardizare prin Com Tehnic 104 (CEN/TC 104/SC 1 N 593) a

redactat în 2009 standardul EN 206-9 Concrete — Part 9: Additional Rules for Self-compacting

Concrete, aprobat de CE în aprilie, 2010. Acest standard a fost publicat de ASRO - SR EN

206-9:2010 Beton: Partea 9-Reguli adiționale pentru betonul autocompactant (SCC).

Ghidurile EFNARC, conţin recomandari generale si universal valabile privind proiectarea

amestecului, testarea, producerea, punerea in opera a betonului autocompactant.

Ghidul european elaborat de EFNARC „European Guidelines for Self compacting Concrete,

Final Report, mai, 2005 Specification. Production and Use”, este actual, documentul de

referintă pentru SR EN 206-9:2010 „Reguli adiţionale pentru betonul autocompactant” pentru

cerinţele şi metodele de incercare a BAC in stare proaspata, clasele de lucrabilitate si criteriile

de conformitate a proprietatilor de lucrabilitate.

Acest standard european recomanda BAC pentru aplicaţii stucturale in situ şi elemente

stucturale prefabricate, pentru constucţii.

În concluzie conform SR EN 206-9, sunt descrise Regulile suplimentare în raport cu SR EN

206-1:2000, sunt referitoare la

- cerinţele de specificitate ale materialelor componente;

- proprietăţile BAC proaspăt şi întărit şi verificarea lor;

- domeniile limită ale cantităţilor volumice şi masice de pulberi, agregat grosier, nisip şi pastă;

- specificaţiile pentru BAC cu proprietţi prestabilite sau cu dozaje prestabilite;

- procedurile de control ale producţiei în fabrică;

- criteriile de conformitate.

Cerinţele pentru BAC referitoare la clasa de rezistenţă şi clasele de expunere se stabilesc

conform criteriilor din SR EN 206-1:2002, iar cerinţele de lucrabilitate conform claselor descrise

în SR EN 206-9:2010. Stabilirea compoziţiei betonului autocompactant (BAC) urmează

principiul descris în SR EN 206 1:2002, în ceea ce priveşte clasele de rezistenţă, clasele de

expunere, componenţii, proprietăţile, specificaţiile, criteriile de conformitate pentru betonul

întărit. Referitor la betonul proaspăt, caracteristica definitorie lucrabilitatea/consistenţa este

criteriul de clasificare şi face obiectul SR EN 206-9:2010 referitor la caracteristicile de

lucrabilitate

Standarde de referin ță

1. SR EN 197-1 Ciment – Compoziţie, specificaţii şi criterii de conformitate – Partea 1:

Cimenturi curente

2. SR EN 206-1 Beton. Partea 1: Specificaţie, performanţă, producţie şi conformitate.

3. SR EN 206-9 Reguli suplimentare pentru betonul autocompactant”

11

4. SR 13298 Materiale puzzolanice naturale şi artificiale. Determinarea indicelui de activitate

puzzolanică.

5. SR EN 450 -1 Cenuşă zburătoare pentru beton. Partea1:Definiţii, condiţii şi control de

calitate

6. SR EN 450 -2 Cenuşă zburătoare pentru beton. Controlul conformitații

7. SR EN 934 Aditivi pentru beton, mortar si pasta. Partea 2: Aditivi pentru beton. Definitii,

conditii, conformitate, marcare si etichetare.

8. SR EN 1008 Apa de amestec pentru beton – Specificaţii pentru prelevare, încercări de

evaluare a aptitudinii de utilizare, incluzând şi apele de spălare a instalaţiilor de reciclare din

industria betonului, ca apă de amestec pentru beton.

9. EN1992-1 Eurocode 2: Design of concrete structures Part 1-1 – General rules and rules for

buildings Part 1-2 – General rules – Structural file design

10. SR EN 12350-1 Încercari pe betonul proaspat : Partea 1: prelevarea probelor

11. SR EN 12350-2 Încercări pe betonul proaspăt: Partea 2: Testul de tasare

12. EN 12350-8, Încercări pe beton proaspăt – Partea 8: Încercarea de răspândire din

tasare pentru betonul autocompactant

13. EN 12350-9, Încercări pe beton proaspăt – Partea 9: Încercarea cu pâlnia V pentru

betonul autocompactant

14. EN 12350-10, Încercări pe beton proaspăt – Partea 10: Încercarea cu cutia L pentru betonul

autocompactant

15. EN 12350-11, Încercări pe beton proaspăt – Partea 11: Încercarea la segregare cu sita

pentru betonul autocompactant

16. EN 12350-12, Încercări pe beton proaspăt – Partea 8: Încercarea cu inelul J pentru betonul

autocompactant

17. SR EN ISO 12504/2 Incercări pe beton [n structuri.-Incerc`ri nedistructive –determinarea

indicelui de recul

18. SR EN ISO 12504/4/ Încercări pe beton [n structuri.-Incerc`ri nedistructive –determinarea

vitezei de propagare

19. SR EN 12620 - Agregate pentru beton.

20. EN 14889 Fibre pentru beton

21. EN 13055-1 Agregate ușoare. Partea 1: Agregate ușoare pentru beton, mortar și paste

(grouturi)

22. SR EN 13263-1:2005 Silice ultrafină pentru beton – Partea 1: Definiţii, condiţii şi criterii de

conformitate

23. SR EN 13263-2:2005 Silice ultrafină pentru beton – Partea 2: Evaluarea conformităţii

24. EN 15167-1 Ground granulated blastfurnace slag for use in concrete, mortar and grout –

Part 1: Definitions, specifications and conformity criterion

12

25. EN 15167 -2 Ground granulated blastfurnace slag for use in concrete, mortar and grout –

Part 2: Conformity evaluation

Reglementari naționale pentru beton:

1. Cod de practică pentru executarea lucrărilor din beton, beton armat şi beton

precomprimat. Partea 1: Producerea betonului” - indicativ NE 012-1:2007

Ghiduri EFNARC

1. EFNARC- European Guidelines for Self compacting Concrete. Measurement of properties of

fresh self-compacting concrete, Final report, sept., 2005, EFNARC (European Federation of

Producers and Applicators of Specialist Products for Structure ) www.efnarc.org.

2. EFNARC - The European Guidelines for Self-Compacting Concrete / Specification,

Production and Use, May, 2005.

3. EFNARC- European Guidelines for Self compacting Concrete, February, 2002.

5. DESCRIEREA PROPRIETĂțILOR INGINEREșTI ALE BETONULUI AUTOCOMPACTANT

COMPARATIV CU CELE ALE BETONULUI VIBRAT

Conform descrerii EFNARC European Guidelines for Self compacting Concrete betonul

autocompactant și betonul vibrat tradițional cu rezistența la compresiune similară, au

proprietăți comparabile și chiar dacă apar diferențe acestea nu pun probleme fiind acoperite de

condițiile de siguranță prestabilite pe care se bazează codurile de proiectare.

Cu toate acestea componenții de bază , cimentul, raportul apa/ciment(liant) nu diferă față de

betonul vibrat și cănd este necesar se face trimitere la Eurocode EN1992-1 and EN206-

1:2000.

Durabilitatea este capacitatea structurii de beton de a rezista în medii agresive fără să fie

afectată durata de serviciu proiectată și este concretizată de diferite clase specifice mediului

de expunere, conform SR EN 206-1.. Clasele de durabilitate sunt corelate cu limitarea

dozajelor minime ale liantului și cu cantitatea minimă de beton pentru acoperirea armăturii.

Pentru proiectarea structurilor de beton sunt relevante următoarele proprietăți ale betonului,

inclusiv autocompactant: rezistențele la compresiune și tracțiune, modulul de elasticitate,

fluajul, contracția, coeficientul de dilatatare termică, aderența la armătură, rezistența la foc.

Rezistența la compresiune

Rezistența la compresiune a betonului autocompactant cu același raport apă/ciment sau

apă/liant este ușor mai mare decât a betonului vibrat datorită faptului că lipsa vibrațiilor

conduce la o interfață mai bună între pasta întărită/agregat [14.15 ] . Acest aspect a fost

verificat experimental în cadrul unor lucrări de cercetare anterioare [16 ].

13

Rezistența la tracțiune

Rezistența la tracțiune a betonului autocompactant (de o anumită clasă de rezistență) poate

avea valoarea similară cu cu cea a betonului vibrat – de aceeași clasă de rezistență, iar

volumul de pastă nu are o influență semnificativă asupra rezistenței la tracțiune [15]. La

proiectarea secțiunilor de beton armat rezistența la tracțiune din încovoiere se folosește pentru

evaluarea momnetului de fisurare în elementele pretensionate pentru proiectarea armăturii,

controlul lățimii fisurilor, a spațiilor formate prin contracția timpurie , pentru proiectarea betonului

armat cu fibre, a betonului nearmat pentru pavimente.

Modulul stratic de elasticitate

Modulul static de elasticitate ca valoare E a raportului între effort și deformație, utilizat în

proiectarea și calculul parametrilor de control pentru grinzi, elemente pre și post tensionate.

Deoarece aproximativ 80% din volumul betonului este agregat, acesta are o influență

semnificativă asupra modulului de elasticitate. Astfel, selectarea de agregate cu valoare mare a

lui E constiuie o premiză a creșterii modulului de elasticitate al BAC [14-16]. Cu toate acestea

creșterea volumului de pastă conduce la micșorarea valorii lui E. Din acest motiv BAC cu un

volum de pastă mai mare decât al betonului vibrat, prezită uneori valori mai mici ale lui E, dar

acestea sunt în domeniul de siguranță al parametrilor de proiectare conform EN1992-1-1.

Totuși dacă E este ușor mairedus (mai cu seamă la clase mici de rezistență) trebuie efectuat

controlul atent al perioadei de eliberare a cablurilor sau sarmelor de pretensionare și

postensionare.

Fluajul

Fluajul este definit de creșterea treptată a deformației în timp, pentru o încărcare constantă,

ținând cont, de asemena, și de alte deformații dependente de timp, dar neasociate efortului

aplicat, ca de exemplu, contracția de uscare, umflarea și deformația termică.

Fluajul are loc în pasta întărită și este influențat de porozitate, care depinde direct de raportul

apă/ciment [16,17]. Pe durata hidratării cimentului porozitatea pastei scade astfel încât pentru

beton fluajul se reduce pe măsură ce rezistența crește. Tipul de ciment este important dacă

este stabilită vârsta betonului la care se aplică încărcarea. Cimenturile cu întărire mai rapidă

vor avea rezistența mai mare la varsta de încărcare și prin urmare, un raport efort/rezistență

mai mic și un fluaj mai redus. Deoarece agregatele împiedică și limitează fluajul pastei de

ciment, cu cât volumul agregatelor este mai mare, și valoarea E a agregatului mai mare, cu atât

mai mic va fi fluajul betonului. Datorită volumului mai mare de pastă este de așteptat ca fluajul

betonului autocompactant să fie mai mare decât al betonului vibrat cu aceași rezistență

14

mecanică dar astfel de diferențe sunt mici, mai cu seamă la betonul de joasă rezistență, și sunt

acoperite de marja ridicată de siguranță a algoritmilor de calul din Eurocode.

Contracția

Contracția totală a betonului este suma contracției autogene și a contracției de uscare.

Contracția autogenă se produce în timpul prizei și este efectul consumului intern de apă în

reacțiile de hidratare a cimentului. Volumul produșilor de hidratare este mai mic decăt volumul

inițial al cimentului nehidrata și al apei și aceasta micșorare de volum produce eforturi de

tracțiune și se produce contracția autogenă. Contracția de uscare este efectul evaporării apei

din beton; in general apa se pierde din pasta de ciment, dar și din aggregate. Contracția de

uscare este relativ lentă iar eforturile pe care le induce sunt parțial echilibrate de fluaj [18].

Agregatele limitează contracția pastei de ciment și astfel cu cât volumul de agregat este mai

mare și modulul său de elasticitate mai ridicat , cu atât este mai mică contracția. Micșorarea

dimensiunii maxime a agregatului produce o creștere a volumului de pastă și a contracției de

uscare.

Valorile și formulele date în Eurocode pentru betonul normal sunt valabile, încă, și pentru

betonul autocompactant.

Întrucât rezistența la compresiune a betonului este corelată cu raportul apă/ciment, în betonul

autocompactant cu raport apă/ciment scăzut se reduce contracția de uscare, iar contracția

autogenă o poate depăși.

Încercările asupra fluajului și contracției pe diferite tipuri de BAC și pe un beton de referință

arată că:

- deformația datorată contracției poate fi mai mare;

- deformația datorată fluajului poate fi mai mică;

- valoarea sumei valorilor de deformațiilor datorate contracției și fluajului este similar

pentru BAC și betonul de referință.

Datorită împiedicării contracției de către barele de armătură în secțiunea transversală, apare

effortul de întindere în beton și de compresiune în armătură.

Coeficientul de dilatare termică

Coeficientul de dilatare termică al betonului este deformația produsă în beton după modificarea

cu o unitate a temperaturii în codițiile în care deformația nu este împiedicată intern (de barele

de aramre) sau extern.

Coeficientul de dilatare termică a betonului variază cu compoziția, vârsta și conținutul de

umiditate. Agregatele cu coeficent redus de dilatare contribuie major la micșorarea dilatării

betonului Reducerea coeficientului de dilatare termică contribuie la o micșorare proporțională a

fisurării. În timp ce coeficientul de dilatare termică variază de la 8 la 13 x10-6/K, , iar Eurocode

15

EN 1992 1-1 domeniul poate fi restrains de la 10 la 13 x10-6/K. Aceleași domeniu poate fi

presupus și pentru BAC.

Aderența la armătură

Betonul armat se caracterizeaza prin aderența completă a pastei de ciment la armătură.

Aderența betonului trebuie sa fie sufficient de mare pentru prevenirea desprinderii de pe

armatură. Eficiența aderenței este influențată de suprafața și poziția barelor încorpoarate și de

calitatea betonului. Este necesar ca barele de oțel să fie acoperite cu un strat adecvat de beton

pentru un transferul în mod corespunzător al eforturilor între oțel și beton [18,19].

Legatura slabă dintre beton și bara de armătură rezultă adesea din incompleta înglobare în

beton în timpul punerii în lucrare sau ca urmare a segregarii și separării apei de către beton

înainte de întărire ceea ce reduce calitatea aderenței pe partea inferioară a barei ( de pe care

se scurge betonul) care compromite semnificativ rezistenta mecanica a elementulu i[20].

6. CERINȚE PENTRU BETONUL AUTOCOMAPCTANT

Betonul autocomapctant trebuie să îndeplinească cerințele SR EN 206-1 în ce privește

densitatea, evoluția rezistenței mecanice, rezistența finală și durabilitatea. Datorită conținutului

mai mare de pulberi betonul autocompactant poate prezenta o contracție plastică mai mare

sau fluaj decât betonul vibrat tradițional. Aceste aspect trebuie considerate la stabilirea

compoyiției și a specificațiilor pentru BAC.

Specificațiile pentru BAC cu proprietăți prestabilite trebuie să includă:

a) cerințe de bază

b) cerințe suplimentare.

Cerin țele de bază :

- conformitatea cu The European Guidelines for SCC, May 2005, Annex A’;

- clasa de rezistență la compresiune conform EN 206-1: 2000, 4.3.1

- clasa(ele) de expunere și/sau valorile limită ale comonenților, de exemplu raportul

apă/ciment maxim, dozajul minim de ciment; (a se vedea și dispoziția valabilă la locul de

utilizare);

- dimensiunea maximă a agregatului;

- clasa de cloruri (v. SR EN 206-1: 2000, 5.2.7);

- clasa de răspândire sau, în cazuri speciale o valoare țintă (v. SR EN 206-9 ).

6.1. Cerin ţele betonului autocomapctant în stare proasp ătă

Caracteristica proeminentă a betonului autocompactant o constitue lucrabilitatea -proprietate

complexă, definită de parametrii reologici: fluiditate/mobilitate, stabilitate, omogenitate

microstructurală şi compactibilitate prin autodesaerare, sub efectul propriei greutăţi (în absenţa

16

vibrării). Caracteristicile reologice ale betonului compactant sunt influenţate specific de cele 5

tipuri de componenţi – ciment, agregate, adaosuri minerale pulverulente şi aditivi

superplastifianţi (şi cu alte funcţiuni). Cerinţele BAC în stare prezentate sintwetic în tabelul 1

proaspătă sunt descrise de SR EN 206-9:2009 şi The European Guidelines for Self-

Compacting Concrete – Specification, Production and Use (May 2005). Cerinţa de bază pentru

BAC în stare proaspătă se referă la consistenţă. Consistenţa include caracteristicile de abilitate

de curgere, viscozitate , abilitatea de trecere şi rezistenţa la segregare.

Tabelul 1. Caracteristicile de bază cerute betonului autocomapactant în stare proaspătă,

conform clasificării prezentate în SR EN 206-9

Capacitatea de curgere Raspândire din tasare SF -3 clase SF1, SF2 SF3 Vâscozitatea / măsura vitezei de curgere

Vâscozitate VS sau VF 2 clase –VS1, VS2 sau VF1; VF2

Abilitatea de trecere / Curgerea printre bare de armătură fără blocaj

Abilitatea de trecere PA 2 clase PA1; PA2

Rezistența la segregare Rezistența la segregare, SR 2 clase SR1; SR2

Consistenţa poate fi specificată fie prin clasa de consistenţă, fie prin valoare ţintă , fie prin

valoare limită.

Consistenţa se determină la momentul utilizării – pentru BAC –prefabricate, sau la

livrare- pentru BAC marfă.

Pentru valorile ţintă de lucrabilitate a BAC, conform SR EN 206-9 sunt prevăzute toleranţele din

tabelul 2.

Tabelul 2. Toleranţe admise pentru valorile ţintă ale consistenţei BAC

Criteriul de performanţă Toleranţe pentru rezultatele unei încercări Răspândirea din tasare Toleranţa, în mm ± 50 t500 Toleranţa, în s ± 1 Pâlnia V Valoarea ţintă, în s < 9 ≥ 9 Toleranţa, în s ± 3 ± 5

- Alte cerinţe tehnice pot include timpul de menţinere a consistenţei – răspândirea din

tasare, în domeniul clasei de consistenţă prestabilite.

Clasele de consistenţă prestabilite au ca scop să simuleze comportarea, din punct de vedere

reologic, a BAC proaspăt.

- Răspândirea din tasare reprezintă simularea condiţiilor de curgere şi umplere în

condiţii de neconfinare şi trebuie specificată.

17

- Vâscozitatea mică este proprie unui BAC care curge repede printre armături, şi se

opreşte. BAC cu văscozitate mare continuă să curgă lent, timp mai îndelungat. Măsurarea

vâscozităţii ca t500 simultan cu măsurarea răspândirii din tasare, constituie calea adecvată de

apreciere a uniformităţii BAC de la o şarjă (turnare) la alta.

- Abilitatea de trecere este încercarea de simulare a curgerii continue a BAc printe

barele de armătură fără să-şi piardă din omogenitate sau să aibă blocaje printre spaţiile

confinate şi deschideri înguste în cazul armăturii dense şi complicate. La definirea abilităţii de

trecere a BAC este necesară precizarea geometriei armăturii- Dimensiunea definitoarie este

cea mai mică deschidere prin care BAC trebuie să curgă uniform şi să umple tiparul.

- Stabilitatea - ca valoare obţinută din încercarea rezistenţei la segregare, are

importanţă fndamentală pentru evaluarea omogenităţii şi calităţii BAC in situ. BAC poate să

prezinte segregare segreegare dinamică pe durata punerii în operă şi segregare statică după

turnare, dar înainte de priză. Segregarea statică este o vulnerabilitate a elementelor înalte,

chiar de secţiune redusă, şi poate fi cauza defectelor de suprafaţă ca fisuri, desprinderi ale

pastei. Stablitatea este un parametru foarte important pentru BAC fluid, având valoare mare a

diametrului răspândirii din tasare şi un timp foarte scurt de curgere.

Metodele de încercare a caracteristicilor de curgere ale betonului autocompactant sunt descrise

în The European Guidelines for Self-Compacting Concrete – Specification, Production and Use

(May 2005) și standardele de procedură seria EN 12350 - 8…-12.

- Determinarea abilităţii de curgere prin încercarea asupra răspândirii din tasare şi măsurarea

diametrului de răspândire, conform EN 12350-8;

- Determinarea vâscozităţii prin măsurarea timpului de curgere la răspândirea din tasare, ca

t500 conform EN 12350-8 şi a timpului de curgere prin pâlnia V, conform EN 12350-9 ;

- Determinarea abilităţii de trecere printre barele de armătură, prin încercarea cu cutia L,

conform EN 12350-10 sau cu inelul J, conform EN 12350-12;

- Determinarea rezistenţei la segregare prin măsurarea rezistenţei la segregare – încercarea

cu sita – conform EN 12350-11.

Cerinţele specifice ale BAC în stare proaspătă depind de tipul aplicaţiei, şi se referă în special

la:

- condiţiile de confinarre, referitoare la tipul şi geometria elementului de beton, locaţii şi număr

de inserţii (densitatea armăturii, spaţiere, acoperiri , degasjări etc)

- echipamentul de punere în operă-pompare, autobetonieră, etc,

- metode de turnare (numarul puncte turnare in situ ),

- metoda de finisare.

18

6.2 Cerin țele betonului autocompactant în stare înt ărit ă

Cerințele betonului autocompactant în stare întărită sunt în conformitate cu prevederile din SR

EN 206-1.

7. MATERIALELE CONSTITUENTE ALE BETONULUI AUTOCOMAP CTANT.

CARACTERIZARE ȘI CERINȚE GENERALE

Materialele constituente ale betonului autocompactant sunt aceleași cu cele

pentru betonul vibrat și sunt conforme cu cerințele specificate în SR EN 206-1. În

cele mai multe cazuri cerințele pentru constituienț ii BAC sunt specificate în

standardele de produs.

Toate materialele trebuie sa fie adecvate pentru utilizarea în beton să nu conțină componente

nocive în cantități care pot afecta negativ calitatea sau durabilitatea betonului sau pot să

producă coroziunea armăturii.

Cu toate acestea, pentru asigurarea performanţei uniforme şi coerente a producției de BAC ,

este necesară o selecţie iniţială foarte atentă a materialelor componente şi, de asemenea, în

monitorizarea continuă, și verificarea conformității a loturilor de materii prime. Pentru a realiza

aceste cerinţe de control ale materialelor componente trebuie limitate variațiile cartacteristicilor

astfel încât producţia zilnică de BAC să se încadreaze în criteriile de conformitate fără a fi

nevoie de a testa şi / sau de a ajusta fiecare lot.

Cimentul

Toate tipurile de ciment conforme cu standardul SR EN 197-1 sunt utilizate pentru producerea

BAC . Alegerea corectă a tipului de ciment este determinată de cerințele specifice fiecărei aplicații

sau de ceea ce aplică în mod curent fiecare producător, mai degrabă decât de cerințele specifice

ale BAC.

Adaosurile (filere minerale şi pigmen ţii)

Adaosurile minerale sunt materiale pulverulente care îmbunătățesc și mențin, pe durate variabile

, coeziunea și rezistența la segregare a BAC proaspăt [21-24]. De asemenea, prin reglementarea

dozajului de ciment contribuie la micșorarea exotermiei și a contracției aspect necesar pentru

lucrările de beton in situ [25,26].

Clasificarea adaosurilor în funcție de reactivitatea față de apă sau față de apă și hidroxid de calciu

inlcude

Adaosuri de tip I – inerte sau semiinerte

- fielre minerale – calcar, dolomită, piatra

- pigmenți

19

Adaosuri de tip II

- puzzolanice - cenușa zburătoare conformă cu SR EN 450, silicea ultrafină conformă cu SR EN

13263, cât și deșeurile de sticlă fin măcinată, și alte pulberi reziduale cu indice de puzzolanicitate

adecvat;

- hidraulice – zgura granulată de furnal măcinată (dacă nu este înglobată in compoziția unui

ciment SR EN 197-1, se aplică noul standard EN 15167).

Adaosurile, altele decât cele din compoziția cimentului nu pot fi tot atat de bine controlate în

ceeace ce privește distribuția granulometrică și compoziția, de aceea va fi necesar controlul

permanenet al lvrarilor de materialelor pulverulente ca ados in BAC.

Caracteristicile/cerințele principale ale filerelor minerale sunt distribuția granulometrică, forma

granulelor și absorbția apei, deoarece acestea afectează sensibilitatea și robustețea BAC și prin

urmarea procesul de producție. Filerul de carbonat de calciu, cel mai utilizat, contribuie la

îmbunătățirea caracteristicilor reologice și a autofinisării suprafețelor. Fracția granulară sub 0,125

mm , cu peste 70% particule sub 0,063 mm este recomandată pentru BAC

Filerele îmbunătățesc consistența , permit un control mai bun al cererii de apă în amestcul prospăt

aspecte care le justifică utilzarea la obținerea BAC.

a) Cenușa zburătoare. Este un material anorganic fin cu proprietăţi puzzolanice, care poate fi

adăugat la BAC pentru a-i îmbunătăţii coeziunea și robustețea prin micșorarea sensibilității la

variația conținutușlui de apă [27]. Adaosul de cenușă în cantitate mare produce o pastă atât de

coezivă încât aceasta opune o rezistență ridicată la curgere (creșterea vâscozității). De

asemenea, stabilitatea dimensională poate fi afectată şi ar trebui controlată atent.

b) Silicea ultrafină. Acest adaos cu particule sferice, netede, cu suprafață specifică foarte

mare, contribuie decisiv la creșterea coeziunii și rezistenței la segregare a BAC. Ca urmare, se

diminuează sau elimină separarea apei din beton, dar cu riscul crescut al formării rapide a crustei

pe suprafață, cu efect asupra formarii de defecte pe suprafața betonului .

c) Zgura de furnal. Zgura granulată de furnal măcinată (ggbs) este un liant hidraulic latent, care

deasemenea poate fi adăugat în compoziţia BAC pentru a-i îmbunătăţi proprietăţiile reologice.

GGBS este deja inglobată în cimenturi CEM II sau CEM III, dar, de asemenea este disponibilă

ca adaos în unele țări și poate fi adăugată la malaxarea betonului. Un conținut mare de ggbs

poate afecta negativ stabilitatea BAC, reduce robustețea, implică controlul consistenței în timp

ce întâryierea prizei poate, de asemenea, să crească riscul de segregare. Ygura de furnal

cristalizată și măcinată este, de asemenea disponibilă în unele țări ca adaos de tip I.

d) Alte adaosuri . Funcția de filer poate fi îndeplinită și de adaosuri fin măcinate cum sunt

metacaolinul, puzzolanele naturale, sticla măcinată, zgura răcită în aer și alte filere fine, dar

influența lor asupra caracteristicilor de rezistență și durabilitate ale BAC trebuie riguros urmărită,

pe termen scurt și pe termen lung. Astfel, în ce privește filerul de sticlă măcinată, dimensiunile

20

particulelor ar trebui să fie mai mici de 0. 1 mm şi suprafața specifică mai mare de 2500

cm2/g , deoarece particulele mai mari ar putea cauza reacţii alcalii-silice cu formarea de geluri de

hidrosilicați alcalini care provoacă expansiune și tensiuni interne în beton.

e) Pigmentii. Continutul de pigmenli utilizaţi la realizarea BAC este stabilit în standardul

EN 12878.

f) Fibrele Fibrele utilizate în BAC trebuie să fie conforme cu EN 14889 . În mod obişnuit se

utilizează tipuri de fibre din polimeri sau oţel. Fibrele pot fi utilizate pentru a îmbunătăţi proprietăţile

BAC în acelaşi mod ca şi pentru betoanele obişnuite. Fibrele din oţel sunt folosite pentru a

îmbunătăii caracteristicile mecanice ale betonului ca rezistenţa la încovoiere şi rezilientă. Fibrele

din polimeri pot fi utilizate pentru a reduce segregarea şi contracliile plastice sau pentru a creşte

rezistenţa la foc.

Agregatele

Agregatele cu densitate normală trebuie să fie în conforme cu standardul SR EN 12620,

agregatele ușoare să fie conforme cu EN13055-1 și să întrunească cerințele SR EN 206-1. Fracția

fină, sub 0,125 mm se adaugă la cantitatea de filer.

Dimensiunea maximă a agregatelor depinde de utilizarea betonului şi de obicei este limitată la

20 mm.

Umiditatea, absorbția apei, variația conținutului fracției fine trebuie stăns și continuu

monitorizată pentru a se putea produce un BAC de calitate constantă. Asigurarea calității BAC

este dată și de folosirea de agregate spălate.

Forma și distribuția granulometrică sunt caracteritici esențiale prin rolul asupra gradului de

împachetare și a conținutului de goluri [28-30]. Unele metode de stabilire a compoziției BAC se

bazeaza pe utilizarea volumului de goluri al agregatului pentru stabilirea volumelor de pastă și de

mortar necesare. De asemenea, unele metode folosesc agregate monogranulare și/sau

agregate cu lipsa unei fracții granulare între ce grosieră și cea fină.

- Agregatul grosier.Limitarea dimensiunii maxime la 16-20 mm este condiționată capacitatea de

trecere fără blocaje printre barele armăturii, de rezistența la segreegare, de distanța dintre barele de

armătură. Distribuția granulometrică și forma granulei agregatului grosier influențează direct

curgerea și abilitatea BAC de trecere printre barele de armătură. Cu cât granulele sunt mai sferice și

mai netede frecarea interna este mai redusă și se îmbunătățește mobilitatea betonului, inclusiv

abilitatea de trecere printre barele armăturii.

- Agregatul fini/Nisipul Agregatul fin influențează proprietățile betonului autocompactant în stare

proaspătă în măsură mai mare decât agregatul grosier. Cantitatea de particulele sub 0125 mm se

include în conținutul de pulberi și se ia în considerație la calculul raportulșui apă/pulberi. Volumul de

pastă mare din amestecul de BAC contribuie la reducerea frecării interne între pariculele de nisip.

21

Alegerea unei granulozități bune a nisipului este foarte importantă. Multe din metodele de stabilire a

compoziției BAC folosesc amestecuri de nisip pentru optimizarea curbei granulometrice astfel încât

să poată diminua cantitatea de pastă. Unii producători preferă nisipul cu granulozitatea discontinuă.

Aditivii

Superplastifianții sau aditivii puternic reducători de apă, conform EN 934-2:2000, sunt

componente esenţiale ale BAC. Aditivii modificatori ai vâscozității VMA, pot fi de asemenea,

utilizați pentru reducerea tendinței de segregare și a sensibilității amestecului proaspăt la variația

altor constituienți, mai ales conținutul de apă. Alți aditivi utilizați sunt antrenatorii de aer,

acceleratorii de întărire, întârzietorii de priză,

Alegerea aditivului este influențată de propietățile fizico-chimice ale liantului /inclusiv ale

adaosului mineral. Caracteristicile acestora cum sunt finețea, conținutul de carbon, de alcalii și

de C3A, influențează performanțele aditivilor. Prin urmare să se determine compatibilitatea

liant/adaos- aditiv la modificarea tipului de aitiv, a sursei, sau a liantului.

- Supeplastifianții/aditivii puternic reducători de apă

Alte tipuri de aditivi sunt "agenţii de modificare a vâscozităţii "(VMA), pentru stabilitate, de

asemenea mai pot fi folosiţi aditivi antrenori de aer (AEA), pentru a îmbunătăţii rezistenţa la

îngheţ -dezgheţ etc.

Aditivii (VMA) nu sunt precizaţi în mod specific în standardul EN 934, dar trebuie să fie în

concordanţă cu Tabelul I al standardului respectiv .

Performanţele trebuie asigurate de furnizori.

Apa de amestecare

Necesarul de apa de amestecare şi apa reciclata din productia betonului se stabilesc conformitate cu

standardul EN 1008.

8. METODE DE STABILIRE A COMPOZI ȚIEI BETONULUI AUTOCOMPACTANT

Stabilirea prin calcul a cantităților (valori masice și/sau volumice) ale componenților

amestecului de beton autocompactant este o etapa decisiva pentu producerea BAC. Metodele

actuale au la baza experienta japoneza [1-3.] si se bazeaza in mare parte pe agregate cu o

granulozitate cu un volum cat mai redus de goluri astfel incat sa fie nevoie de un volum mic

de pasta – componenta cea mai costisitoare a BAC [28-33].

� - volumul de pastă este cuprins între 30-42 % din volumul de beton;

� volumul de agregat grosier variază între 28-38 % din volumul de beton;

� conţinutul de pulbere se înscrie în domeniul 445-605 kg/m3;

� raportul apă/pulbere (A/P) este de 0,26-0,48;

� conţinutul de agregat fin (nisip) reprezintă 38-54 % din volumul mortarului;

� diametrul maxim al granulei de agregat folosit în amestecuri a fost cuprins între 16 şi 20 mm;

22

� aproape toate compoziţiile au utilizat material cementos de tipul cimentului Portland, iar cel

mai comun adaos mineral fin este filerul de calcar.

Proiectarea compozitiei/amestecului BAC include diferite secvente, optimizarea pastei, apoi a

mortarului si, in final a betonului. Proiectarea secventiala a compozitiei permite determinarea

cantitatilor necesare de apa si de aditiv superplastifiant. Cantitatea necesara de apa trebuie sa

asigure hidratarea cimentului (a adaosurilor hidraulice), umectarea particulelor inerte, umplerea

spatiilor intre particulele de filere sau pulberi cu formarea pastei . pasta este alcatuira din

ciment, adaosuri – de tip I sau de tip II- cu functie de filer şi apa.

Ultima variantă a Ghidul European pentru beton autocompactant (mai 2005) prezintă domeniile

de variaţie ale principalilor constituenţi ai BAC (Tabelul 3 )

Tabelul 3. Compozitia de pricipiu, a betonului autocompactant

Constituent Domeniul tipic în masă [kg/m3]

Domeniul tipic în volum [l/m3]

Parte fină (pulbere) 380-600 - Pastă - 300-380 Apă 150-210 150-210 Agregat grosier 750-1000 270-360

Agregat fin (nisip) 48-55 % din greutatea totală a agregatului

48-55 % din volumul total al agregatului

Raport apă/pulbere în vol. - 0,85-1,10

Principalele recomandari ale Ghidului:

� compoziţiile preliminarii să fie testate în laborator, iar rezultatele să fie comparate cu

caracteristicile şi clasele specificate;

� dacă este necesar, compoziţiile se vor corecta şi apoi testa într-un laborator;

� dacă cerinţele au fost îndeplinite, amestecul trebuie testat, la scară industrială, iar

proprietăţile betonului proaspăt şi întărit verificate prin încercări.

În stabilirea/proiectarea compoziţiei, în general se urmăresc reperele/direcţiile precizate în

continuare:

� evaluarea necesarului de apă şi optimizarea răspândirii şi stabilităţii pastei;

� determinarea proporţiei de nisip şi a celei de adaosuri şi aditivi pentru a asigura robusteţea

cerută;

� testarea sensibilităţii compoziţiei la variaţii mici ale cantităţilor constituenţilor;

� producerea în laborator de BAC în stare proaspătă şi verificarea prin încercări a

proprietăţilor;

� testarea BAC în stare întărită;

� producerea amestecurilor de probă în staţiile de betoane.

Dacă performanţele cerute nu sunt îndeplinite, este necesară reproiectarea compoziţiei. În

funcţie de problemele apărute, ghidul recomandă următoarele direcţii de intervenţie:

23

� modificarea raportului apă/pulbere (parte fină) sau apă/ciment şi testarea din nou a

proprietăţilor în stare proaspătă ale BAC;

� încercarea altor tipuri de aditivi (dacă sunt posibil de obţinut);

� corectarea proporţiei de nisip şi modificarea dozajului de superplastifiant;

� utilizarea unui agent de modificare a vâscozităţii (VMA) pentru a reduce sensitivitatea

amestecului;

� ajustarea proporţiilor de agregat grosier sau granulometria acestuia.

Pentru corectarea eventualelor defecte apărute la suprafaţa betonului după decofrare, sunt

indicate în Anexa C din ghid modalităţile de intervenţie pentru corectarea deficienţelor apărute.

Clasele de consistenţă prestabilite au ca scop să simuleze comportarea, din punct de vedere

reologic, a BAC proaspăt.

9. PARTEA EXEPERIMENTALA

9.1. Materiale utilizate în cadrul lucrarii pentru obtinerea BAC. Investigarea

caracterisiticilor fizico-chimice

Identificarea şi caracterizarea riguroasa a materialelor, stabilirea compatibilităţii

cimentului/adaosurilor active cu aditivii superplastifianţi, au fost activităţile prin care s-au creat

premizele realizarii betonului autocompactat în conformitate cu cerinţele impuse pentru

lucrabilitate şi rezistenţa mecanică.

Materialele componente, utilizate la realizarea BAC trebuie în general să satisfacă

cerinţele standardului SR EN 206-1:2002 si NE 012-1:2007.

9.1.1. Cimenturile

Probele de beton autocompactant şi paste din componenţa acestuia au fost realizate cu

cimenturi reglementate de SR EN 197-1. Alegerea tipului de ciment a fost dictata de cerintele

specifice fiecarei aplicatii in parte, respectiv beton cu intarire rapida pentru elemente

prefabricate cu clasa de rezistenta intr-un spectru larg de valori, inclusiv betoane de inalta

performanţa.

S-au realizat betoane pentru satisfacerea unui domeniu de clase de rezistenţă adecvate pentru

betonul gata preparat şi pentru betonul pentru prefabricate. Clasele de beton prestablite

conform programului de cercetare au fost C20/25, C25/30, C30/37, C35/45; C40/50, C50/60,

C60/75. S-au realizat in plus faţă de programul aferent contractului şi BAC de înaltă rezistenţă.

In acest scop s-au utilizat:

- cimenturi tip I - CEM I 42,5 R şi CEM I 52,5R, (Holcim )

- ciment tip II - CEM II/B-M 42,5N (S-LL) ( Holcim);

- ciment tip III - CEM III/A 42,5N (Lafarge)

24

. Cimentul CEM I a fost necesar pentru:

- controlul mai riguros al influentei tipului si cantitaţii de cenuşă/filer de calcar asupra

proprietatilor betonului autocompactant.

- compoziţii/reţete BAC adecvate pentru elemente prefabricate, clasa mai mare de

C30/37, (C35/45 până la C60/75) cu cerinţe riguroase referitoare la viteza mare de intarire la

16-24ore.

Utilizarea cimentului CEM III/A 42, 5N, , a fost determinată de:

- necesitatea realizării de BAC gata preparat, cu caracteristici de lucrabilitate adecvate

pentru lucrari monolit;

- beton autocompactant pentru lucrări monolit sau prefabricate uşoare cu limita de clasa

C30/37 şi C35/45 pentru construcţii cu expunere în medii cu risc de atac sulfatic;

- cercetarea influenţei adaosului de zgură sau cenuşă, ca filer, pentru reglarea stabilitatii

si vascozităţii BAC proaspăt.

Evaluarea compatibilitatii cimentului Portland cu a ditivii SP, in functie de caracteristicile

reologice ale pastelor si viteza de intarire. Stabi lirea dozajului optim de aditiv SP

Compatibilitatea ciment-superplastifiant, se referă la stabilirea corelaţiei dintre

micşorarea vâscozităţii reale sau convenţionale a pastei de consistenţă normală în funcţie de

cantitatea de aditiv. Vâscozitatea pastei este influenţată de compoziţia cimentului (conţinutul de

C3A, sulfaţi, alcalii) şi de suprafaţa specifică. Un aditiv SP este compatibil cu cimentul dacă are

o contribuţie semnificativă la prelungirea duratei de menţinere constantă a lucrabilităţii iniţiale a

betonului. Timpul de menţinere constantă a lucrabilităţii se determină experimental.

Procedeul de estimare a compatibilităţii ciment –aditiv SP constă în determinarea

cantităţii de apă pentru pasta de consistenţă normală, cu diferite proporţii de SP. O metodă

propusă de Aitcin şi colaboratorii [1] constă în măsurarea timpului de curgere a unui volum de

pastă cu diferite cantităţi de SP printr-un orificiu calibrat (testul cu conul Marsh).

Cantitatea de apă pentru consistenţa standard a atins un minim la o valoare a cantităţii

de aditiv puternic reducător de apă, aspect descris în fig 1 . (prin încercări experimentale cu

ciment CEM I 52,5R) . Timpul de curgere al pastei prin duza conului Marsh a scăzut

semnificativ cu proporţia de superplastifiant (SP) până la valoarea, de minim, după care

vâscozitatea pastei (cu apa de consistenţă standard) este mai puţin sensibilă sau chiar creşte

cu creşterea cantităţii de aditiv (fig 2 ). Valoarea minimă a concentraţiei superplastifiantului a

fost apoi folosită la obţinerea probelor de beton autocompactant. S-au selectat aditivii în raport

cu cimentul, iar rezultatele sunt descrise grafic în fig. 3. Se observă că aditivul

polietercarboxilat tip 1 este eficient în concentraţie mică, iar cel de tip 2 acţionează mai energic

la concentraţii mai mari de ciment (la concentraţii similare de substanţă activă) [2].

25

20

22

24

26

28

30

32

0 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.5

Aditiv superplastifiant -SP (%)Apa

de

cons

iste

nta

norm

ala

(%)

COMPATIBILITATE CIMENT-ADITIV

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2

Aditiv SP (%)

Tim

p cu

rger

e (s

ec)

Raspandirea din tasare

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 0.5 1 1.5

Aditiv SP, puternic reducator de apa, %

Rasp

andirea, m

m

eter policaboxilat 1

eter policarboxilat 2

Superplastifiantul a fost adaugat după dozarea pulberilor – ciment sau ciment +filer, şi o

cantitate de apă din cea prestabilită, conform raportului A/C. Aditivul s-a adaugat fie în amestec

cu apa fie separat, dar imediat după dozarea cimentului. S-au obţinut rezultate mai bune cu unii

aditivi prin adaugarea separata, fara solubilizare în apa, după ce s-a introdus în amestec

aproximativ 70...80% din cantitatea de apă prestabilită. Unii autori au arătat că adăugarea

superplastifiantului odată cu cimentul determină creşterea lucrabilităţii iniţiale şi o perioadă mai

îndelungată de menţinere a lucrabilităţii iniţiale.

Fig. 1 . Timpul de curgere prin pâlnia Marsh în funcţie de aditivul SP în pasta de ciment cu apa de consistenţă standard [2]

Fig. 2 . Influenţa aditivului SP asupra cantităţii de apă necesare pentru consistenţa standard [2]

Fig. 3 Influenţa aditivului

superplastifiant (SP), din

clasa eterilor

policarboxilaţi, asupra

consistenţei (răspândire

din tasare iniţiale ) a

betonului

26

9.1.2 Aditivi superplastifian ţi, puternic reducatori de ap ă

Aditivii superplastifianţi, SP şi puternic reducatori de apă –PRA (HRWR) utilizaţi au fost din

clasa polieterilor carboxilaţi modificaţi. Au fost cercetate diferite formule de aditivi

superplastifianţi-SP si puternic reducatori de apă -PRA, polieteri carboxilaţi, cu structuri

moleculare diferite, dar cu acţiune dispersantă puternică, şi funcţie semnificativă de accelerator

de întărire, conform denumirilor comerciale. În ultimii ani se folosesc preponderent diferite

structuri polimere solubile, de polieteri carboxilaţi (PCE) cu avantaje tehnologice şi de mediu

certe în raport cu derivatele fenolice [12,13]. Aditivii din polieteri carboxilaţi se adsorb pe

granulele nanometrice de ciment, şi, prin structura macromoleculei, conferă o stabilizare

sterică a dispersiei de ciment şi nu una bazată pe respingere electrostatică, mult mai instabilă.

Superplastifianţii pe bază de policarboxilaţi (PC), cu structura dată în fig.4 sunt recunoscuţi

ca deosebit de eficienţi în tehnologia modernă a betonului.

Aditivii SP pe bază de eteri policarboxilaţi determină micşorarea semnificativă a

raportului apă/ciment cu influenţa benefică asupra rezistenţei la compresiune. Utilizarea optimă

a acestor aditivi necesită cunoaşterea mecanismului de interacţiune cu produşii de hidratare ai

cimentului. Este în general cunoscută şi acceptată ideea că reducerea semnificativă a cantităţii

de apă şi creşterea fluidităţii betonului cu aditivi tip PC se atribuie adsorbţiei moleculelor PC pe

suprafaţa fazelor hidratate. Se formează un strat care exercită un efect steric care conduce la

dispersia particulelor de ciment şi împiedică reaglomerarea lor [5].

În general intercalarea eterilor policarboxilaţi în fazele hidratate ale C3A, este un

process nedorit deoarece se consumă superplastifiant. Aditivul PC este eficient numai dacă se

moleculele se adsorb pe suprafaţa cationică a fazelor monosulfat AFm şi trisulfat Aft.

Superplastifiantul (SP) introdus în dozaje mari (pentru betoane fluide,

autocompactante), a fost verificat asupra compatibilităţii cu cimentul. S-a determinat

experimental compatibilitatea aditivului superplastifiant amestecul de pulberi alcătuit din ciment

si adaosul avand funcţie de filer inert, semiinert, puzzolanic sau hidraulic.

Fig..4 Structura macromoleculei de policarboxilat –

methoxy poly(ethylene glycole) methacrylate

- (a:b:c = 6:1:0,2)

27

9.1.3 Adaosurile (filerele) utilizate în cercetarea prenormativ ă privind betonul

autocompactant Investigarea caracteristicilor pentr u stabilirea compatibilit ăţii cu BAC

Adaosurile pulverulente sau filerele se utilizeaza in scopul imbunatatirii si mentinerii coeziunii si

cresterii rezistentei la segregare şi a diminuării exotermiei cimentului a amestecurilor de beton

autocompactant. De asemenea, pulberile hidraulice si/sau puzzolanice substitue partial

cimentul cu beneficii privind durabilitatea si beneficii economice.

În plus, valorificarea ca filere cu functie de reglare a viscozitătii si stabilitătii BAC, a pulberilor

reziduale din recuperarea unor deseuri industriale, constitue un argument tehnic suplimentare

al încadrarii BAC în categoria de „beton verde”.În cadrul liucrării s-au identificat mai multe tipuri

de pulberi minerale naturale şi reziduuri indiâustriale (ca materii prime alternative) care pot

avea funcţie de adaos in betonul autocompactant. Pentru verificarea compatibilităţii cu cerinţele

impuse caracteristicilor de lucrabilitate a BAC proaspăt, de rezistenţă şi durabilitate, a

reactivităţii faţă de apă şi hidroxid de calciu, s-au determinat caracteristicile fizico-chimice

relevante.

S-au stabilit şi realizat compoziţii de paste (grouturi), considerate componente ale betonului

autocompactant, cu diferite tipuri de pulberi. S-au determinat caracteristicile de consistenţă aşle

pastelor şi rezistenţele la compresiune pe un interval de timp rezonabil (2-180zile).

Selectarea filerelor pentru cercetarile privind betonul autocompactant a fost condiţionată de

influenţa lor asupra consistenţei şi evoluţiei rezistenţelor mecanice. .

La justificarea cercetarii privind spectrul de adaosuri pulverulente pentru BAC contribuie

următoarele argumente generale :

- influenta favorabilă asupra lucrabilitătii si evolutiei rezistetei la compresiune pe termen lung, în

cazul pulberilor inerte, semiinerte puzzolanice si hidraulice (zgura granulată de furnal);

- influenta favorabilă asupra durabilitătii a filerelor puzzolanice si a zgurii granulate de furnal;

- valorificarea unor pulberi reziduale rezultate ca deseuri industriale, aspect care accentuează

încadrarea BAC în categoria betonului verde/ecologic „green concrete” , alaturi de

caracteristicile de economie de energie si limitare poluare sonoră.

Caracteristicile filerului de calcar

Caracteristicile fizice generale, cerute şi realizate de procedeul de calcul a compoziţiei şi

caracteristicile reologice ale BAC sunt : fineţea, R0,125 = 85%, densitatea absolută = 2700kg/m3 ,

volum de goluri în stare îndesată = 33,1% şi compoziţia minearalogică.

Caracterizarea fazală a pulberilor cu functie de filer in BAC s-a efectuat prin analiza termică

complexă cu un analizor Shimadzu DTG_TA_51H. Rezultatele analizei termice – curbele TG şi

DTG sunt prezentate în tabelul 4 .

28

Tabelul 4. Efectele termice şi pierderea de masă la încălzire a filerului de calcar

Efect endo la Tmax, oC

Intervalul de temperatură,oC /Pierderea de masă,%

P.C.- Pierderea totală de masă, %, in intervalul de temperatură 20…900oC

897 20-680 680-900 34,23

0,66 33,57

Filerul de calcar are o pierdere de masa de 33% (teoretic ar fi 44% la 100%

decarbonatare a CaCO3) in domeniul temperaturii de decarbonatare 680-900oC.

Caracteristicile fizico-chimice ale zgurii granulat e de furnal

Zgura granulata de furnal ZGF, este un component esential al amestecurilor de beton

autocompactant realizate in laborator. Zgura de furnal este un adaos hidraulic S-a utilizat zgura

de SIDEX Galati , care s-a macinat la finetea de 99% particule cu diametrul sub 0,125 mm.

Caracteristicile chimice ale ZGF utilizate ca adaos pulverulent in betonul autocompactant sunt

date in tabelul 5 .

Tabelul 5. Cprincipalele componente oxidice ale zgurii de furnal SIDEX utilizate ca adaos

pulverulent in amestecul BAC

Oxid, % SIDEX Galaţi Alte surse U.E. Clincher de ciment Portland

CaO 44,8 33,6-50,0 60-70 SiO2 37,6 33,7-42,0 19-25 Al2O3 9,1 6,0-15,0 2-9 MgO 4,2 4,0-13,0 0-3

Compozitia mineralogica determinata prin difracţie de raze X arata ca fazele principale cristaline

sunt soluţiile solide melilitice, iar faza vitroasa este predominanta in raport cu cea cristalina.

Compoziţia fazală este alcătuită, preponderent, din fază vitroasă, peste 90%, iar fazele

cristaline, în proporţie de 5-10%, includ melilite, 5-9% şi merwinit, sub 2%.

Substuirea cimentului cu zgura de furnal determină micşorarea conţinutului de hidroxid

de calciu, şi aluminaţi de calciu în pasta (matrice) betonului şi determină creşterea durabilităţii

betonului în medii cu agresivitate acidă.

Adaosul de zgura si puzzolane determină creşterea rezistenţei la coroziune sulfatică prin trei

tipuri de mecanisme:

- micşorarea permeabilităţii, care are ca efect diminuarea coeficientului efectiv de

difuziune al diferitelor specii chimice ;

- fixarea alcaliilor şi a hidroxidului de calciu prin reacţia puzzolanică;

- distribuţia omogenă a hidroxdului de calciu în pastă de ciment.

Toate cele trei mecanisme sunt legate şi acţionează împreună; fiecare având un rol mai mult

sau mai puţin important.

29

Modificarile privind compoziţia fazală şi porozitatea pastelor de ciment care conţine zgură de

furnal, se pare că sunt cele care determină creşterea rezistenţei betonului cu ciment metalurgic,

CEM III, aceste fiind mai rezistente la atacul sulfaţilor, clorurilor precum şi a altor soluţii de

săruri. Se consideră [ 34,35] că durabilitatea betonului cu CEM III cu peste 60% zgură în ciment

nu mai depinde de compozitia mineralogica a cimentului, in speţă este putin influentata de

continutul de C3A.

Caracteristicile filerului de tuf vulcanic m ăcinat

Tuful vulcanic de Persani-judetul Brasov, se prezinta sub forma unei mase compacte de

culoare verzui-cenusie, constituita din feldspati puternic alterati. Se exploateaza in doua cariere

avand rezerve evaluate la cca 400 000 mc. Este cunoscut caracterul de puzzolana naturala a

tufurilor vulcanice. In acest scop au fost realizate paste si amestecuri de beton autocompactant

cu tuf vulcanic substituent al filerului de calcar. In acest scop, tuful a fost macinat pana la

finetea de 88% particule cu de sub 0,125 mm. Tuful granulat , fracția 4-16 mm are densitatea in

vrac de 890Kg/m3.Activitatea hidraulica a tufului de Persani a fost investigata prin determinarea

indicelui de puzzolanicitate. Indicele de puzzolanicitate este de 45 %, sub valoarea limita de

85% ceruta pentru pulberile active.

Utilizarea tufului vulcanic ca filer, are avantajul influentei asupra durabilitatii betonului, descrisa

de rezistenta la atac sulfatic. Prin urmare, filerul de calcar este recomandabil pentru aplicaţii de

beton autocompactant exploatate in mediu cu agresivitate sulfatica.

Cenușa zbur ătoare

Caracteristicile fizico-chimice, şi de mediu (emisii de metale grele) ale cenuşii de termocentrală

Compoziţia oxidică şi fazală reprezintă un factor important pentru evaluarea proprietăţilor

hidraulice ale cenuşilor, care constituie criteriul esenţial de utilizare la fabricarea cimenturilor şi

lianţilor de cenuşă. Faza vitroasă este preponderentă (70-80%), iar compuşii fazali cristalini

sunt mulitul (10-16%), cuarţul (6-10%), hematitul (2-3%) şi magnetitul (2-4%). Cantitatea de

fază vitroasă, precum şi compoziţia chimică a acesteia, se corelează direct cu proprietăţile

hidraulice. Structura fazei vitroase este definită de tipul legăturilor de oxigen (puntat şi

nepuntat) în funcţie de conţinutul în alcalii. Se ştie că legăturile de oxigen nepuntat [≡Si-O-Na+],

labilizează reţeaua silicatică şi, prin aceasta, îi măresc reactivitatea.

Analiza termică a semnalat o pierdere de masă totală de 5% până la 1000oC (v. fig. 5 ) .

30

0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 09 4

9 6

9 8

1 0 0

T e m p ( °C )

TG

(%

) DT

G (m

g/sec)

∆ m3 0 °-3 5 0 °C

= 2 %

∆ m3 5 0 °-7 3 0 °C

= 2 %

∆ m7 3 0 °-1 0 0 0 °C

= 1 %

9 2 2 °C8 4 4 °C

8 0 9 °C7 5 3 °C

4 8 3 °C

2 9 °C

- 0 ,0 7

- 0 ,0 6

- 0 ,0 5

- 0 ,0 4

- 0 ,0 3

- 0 ,0 2

- 0 ,0 1

0 ,0 0

0 ,0 1

Fig.5 . Analiza termică a cenusii de termocentrala Govora

Pentru stabilirea compoziţiei BAC am folosit urmatoarle valori ale densitaţii: cenuşa de Işalniţa-

2254 kg/m3, cenuşa de Govora-, filerul de calcar – 2710 kg/m3. Cenuşa de Govora a avut

densitatea particulelor de 1790 kg/m3. In acest raport sunt necesare precizari referitoare la

compozitie oxidica şi indice de activitate. Compoziţia oxidică şi fazală reprezintă un factor

important pentru evaluarea proprietăţilor hidraulice ale cenuşilor. Cenuşa de Govora are

caracteristicile fizice date în tabelul 6. Compoziţiile chimice (valori medii) ale cenuşilor sunt

prezentate în tabelul 7

Tabelul 6. Caracteristicile fizice ale cenuşilor utilizate la obţinerea BAC

Timp de priza, min.

Stabilitate, mm Indice activitate puzzolanica, %

R45

µm, %

Densitate particule, kg/m3

initial sfârsit 28 zile 90 zile CT Govora

(date CEPROCIM)

59.00 1790 275 - 0.0 76.83 78.59

CT Işalniţa 68.00 1895 61,7

Tabelul 7. Compoziţia chimică a cenuşilor folosite la obţinerea BAC Cenuşa P.C. SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Na2O K2O Na2Oeq Cl- P2O5

solubil

0.9 Işalniţa 1.8 51.0 24.2 7.7 8.3 2.3

S sulfuri 0.13

0.7 1.9

51.42 22.41 9.92 7.24

SiO2

reactiva

38.98

(SiO2+Al2O3+Fe2O3)

Govora 2010 (date CEPROCIM)

1.41

83.75

CaO reactiv 7.24

2.6 1.45 0.3 2.45 1.97 0.012 0.11

31

Proprietăţi de mediu ale cenuşii de termocentrală

Cenuşa prezintă concentraţii de lixiviere ale metalor grele nesemnificative, aspect

descris de datele experimentale de levigare (lixiviere) a metalelor grele din tabelul 8.

Tabelul 8 . Concentraţiile de lixiviere ale cenușii de Govora

Concentratie (mg/l) Cod proba Cd Cr Cu Ni Pb Si Zn Al Mg Mn Fe Ca SO4

2- Cenusa pH4

<0.01 <0.01 0.12 0.48 <0.05 18.0 0.30 2.75 20.5 0.41 0.7 247.0 280

Cenusa pH7

<0.01 <0.01 0.02 <0.02 <0.05 2.8 0.08 0.70 4.1 <0.02 <0.1 203.0 269

Cenusa pH12

<0.01 0.06 0.6 <0.02 0.2 1.9 0.15 5.0 0.25 <0.02 0.5 63.0 190

Solubilizarea Cu şi Pb din cenuşa este favorizată de mediul apos bazic, iar mediul apos acid

contribuie la extracţia Zn, în mai mare măsură decât mediul bazic (de la 0.5mg/L la 0.3mg/L)

aspect redat grafic în fig. 6 .

Lixivierea metalelor grele din cenu şa de termocentrala G

00.10.20.30.40.50.60.7

Cu Pb Zn

mg

/litr

u

pH=4

pH=7

pH=12

Fig.6. Influenţa pH-ului asupra lixivierii Cu, Pb şi Zn din cenuşa de termocentrală Govora

S-au determinat caracteristicile de lixiviere în condiţii de pH acid, bazic şi neutru prin

adaugare de reactivi – acid azotic 1m sau hidroxid de sodium 1m (v. tabelul 9).

Mediul acid simulează un scenario potenţial de comportare a cenuşii de termocentrală

la acţiunea apelor acide de precipitaţii sau de suprafaţă prin extrapolare la parametri limită,

foarte greu de atins în condiţii reale, naturale.

32

Tabelul 9. Caracteristicile de pH şi conductivitate electrică ale soluţiilor de lixiviere a cenuşii Valoarea

prestabilită* de pH a lixiviantului

pH initial pH final

Volum VHNO3 (ml)

Volum VNaOH (ml) Cond.electrică

4 9.58 5.1 7.05 - 1310 µS/cm 7 10.64 7.96 4.26 - 927µS/cm

10-12 10.52 11.55 - 15.31 3.89 mS/cm * determinare cu biureta automată Titroline

Conductivitatea electrică a lixiviatelor are cea mai mică valoare la pH neutru şi creşte apoi, mai

ales, la pH bazic.

Solubilizarea aluminosilicaţilor vitroşi în mediu puternic acid, la pH =4, (descrisă grafic în

fig. 7 ) se reflectă în creşterea concentaţiei Si, Al şi Ca în extractele de lixiviere.

0

40

80

120

160

200

240

280

pH=4 pH=7 pH=12

pH

mg/

litru

Si

Al

Ca

Fig.7 . Influenta pH-ului asupra lixivierii Si, Al şi Zn din cenuşa de termocentrală Govora

Deseul de fibre de sticla E (provine de la fosta FIROS Bucuresti) si are o caracteristica

remarcabila : activitatea hidraulica asemanatoare cu cea a microsilicei. Aceasta inseamna

dezvoltarea unei cantitati suplimentare de formatiuni hidrosilicatice care in porii si microfisurile

matricei de ciment, avand ca rezultat cresterea accentuata in timp a rezistentelor mecanice. In

plus, morfologia fibroasa a adaosului are rol de armare dispersa a matricei cu efecte benefice

asupra tenacitatii -la care betonul de inalta rezistentă cu silice ultrafina, este deficitar.

Dezavantajele folosirii adaosului de desu de sticla E/fibere in compozitia betonului se refera la:

- efectul nefavorabil asupra lucrabilitatii BAC;

- potentialul de desfasurare a reactiei alcalii-silice insotit de crestere de volum si miicrofisurare

a matricei.

Utilizarea sticlei ca deseu granular, în beton, este problematică datorită potentialului ridicat al

reactiei alcalii-silica (RAS) între pasta de ciment si agregatul de sticlă. Silicea reactivă, a

agregatului în stare vitroasă reactionează, cu alcaliile din ciment cu formare de silicati alcalini

gelici care, prin absorbtia apei se umflă si produc tensiuni interne suficient de mari pentru

33

initierea si propagarea fisurilor în beton. Reactia alcalii-silica (sau alcalii–agregat) se

desfăsoară în timp îndelungat chiar si în betonul cu agregate naturale, dar care contin faze

reactive de silice [36].

Prin urmare, obiectivul major al cercetarii în domeniul valorificării deseurilor granulare de sticlă

în beton, îl constituie găsirea metodelor de reducere a pericolului de fisurare - pe termen lung a

betonului – ca urmare a expansiunii produse de RAS.

10.3 Tipuri de agregat utilizate. Caracteristici granulo metrice

Agregatele utilizate corespund cerintelor SR EN 12620:2008.

Pentru indeplinurea cu usurinta a cerintelor de lucrabilitate – si in mod concret, abilitatea de

trecere prin barele de armatura (cutia L). Dmax agregat a fost de 16 mm. S-au utilizat agregate

de râu, nisip 0/4 mm, pietris 4/8 mm si 8/16 mm, si criblura 4/8mm. La determinarea

granulozitătii s-a dat o atentie deosebită fractiei granulare de nisip, sub 0,125 mm, ca urmare a

rolului important al continutului in parte fina a amestecului de beton.

În tabelul 10 sunt date caracteristicile fizice ale agregatelor de balastieră şi de concasare.

Tabelul 10. Densitatea in vrac a agregatelor folosite pentru cercetari asupra BAC

Agregat balastiera B Agregat concasare C ρg

kg/m3

0-4mm 4-8 mm 8-16 mm 4-8 mm 8-16 mm

ρga 1630.4 1562.9 1554.1 1423 1466

ρgi 1858.5 1668.8 1743.5 1623 1647

Compoziţia granulometrica a agregatelor din amestecul de beton autocompactant are un rol

major asupra lucrabilitatii, a rezistenţei la segregare si a caracteristicilor de rezistentă si

durabilitate asupra betonului intarit prin influenta directa asuprta raportului Apa/Liant. In general

s-a adoptat o compozitie granulometrica in limitele recomandate de SR EN 206-1 pentru

agregat cu Dmax 8 mm şi Dmax 16mm.

Referitor la agregatul Dmax16 mm, s-a calculat si verificat experimental o curbă mai bogata in

parte fina. Aceasta a dat rezultate mai bune in ce priveste lucrabilitatea betonului

autocompactant in incercarile pe amestecuri preliminare. Pe de altă parte compozitia

granulometrica a agregatului a trebuit sa fie astfel aleasa, incat sa fie apropiată de conditiile

privind raportul volumic intre partea fina si agregatul grosier, recomandat de ghidurile

europene.

Datele experimentale de calcul a compoziţiei betonului autocompactant au fost comparabile cu

cele din literatura de referinta si sunt date in tabelul 11.

34

Tabelul 11. Caracteristicile canitative volumetrice ale agregatului fin si grosier utiizate la

obtinerea BAC

Compoziţiile orientative de beton autocompactant au fost realizate cu agregate avand

caracteristiile granulare date in tabelul 12 a) şi 12b) si fig 8a) şi 8b).

Caracteristicile agregatelor (o parte din cele utilizate) sunt prezentate în rapoartele de incercare

anexate rapoartelor de faza.

Agregatul grosier

Cercetarile iniţiale de obţinere a BAC au folosit agregat de balastiera şi piatra sparta cu

caracteristicile fizice:

Densitatea in gramada indesata a pietrisului 4-8 mm = 1682 kg/mc

Densitatea in gramada indesata a pietrisului 4-16 mm = 1665 kg

Densitatea in gramada indesata a nisipului 0-4 mm = 1702 kg/mc

Densitatea aparenta a agregatului N+P,valoare rotunjita = 2665 kg/mc

Densitatea aparenta a criblurii 4/8 mm = 2674 kg/mc.

Ulterior, s-au realizat probe de BAC, pentru verificarea claselor de lucrabilitate şi de rezistenţă ,

în diferite formule compoziţionale cu agregate avand caracterisricile expuse în buletinele de

încercare ICECON anexate.

Tabelul 12a) Granulozitatea agregatului grosier

Granulozitatea agregat grosier Treceri: %: sita nr 0.5 1 2 4 8 16 32

4-8 mm 0 1.2 2.1 10 97.8 100 100 8-16 mm 0 0 0 0.1 12.8 97.7 100

Autor V agg/Vag Vf/Vag Okamura [6,7]Yurugi, M Sakata, N., Iwai, M., and Sakay, G.,

[8]Ambrose, J., Rols, S, si Pera, J.[9] 0,44...0,64 0,3 ... 0,56

Conform cu datele experimentale din lucrare 0,35...0,60 0,40...0,65 Vagg volumul de agregat grosier, Vf volumul de filer si agregat fin, Vag volumul de agregat total,

35

granulozitatea agregatului grosier, clasele granulare 4-8mm si 8-16 mm

0

20

40

60

80

100

120

0.5 1 2 4 8 16

d sita, mm

trece

ri, % 4-8 mm

8-16 mm

Fig 8a) Curbe grabulometrice ale agregatului grosier

Nisipul

1. Densitatea aparenta a nisipului = 2665 kg/mc

2. Densitatea in gramada indesata a nisipului 0-4 mm = 1702 kg/mc

Tabelul 12 b) Granulozitatea nisipului utilizat la obtinerea BAC

Treceri, % Sita nr. 0.063 0.125 0.25 0.5 1 2 4 8 NisUT1 0.37 2 19 55 73.5 91.9 98.8 100 NisUT 2 0.55 3 11 45 64 87 99.3 100

NisCON I 0.61 3 5.3 36.9 65.8 85.2 96.5 100 nisCON II 0.84 2.5 2.7 29.5 58 89.6 99.5 100

Granulozitatea nisipului, 0-4 mm

0

20

40

60

80

100

120

0.06 0.13 0.25 0.5 1 2 4 8

d sita , mm

Tre

ceri,

%

NisUT1

NisUT 2

NisCON I

nisCON II

Fig. 8 b) Curbe grabulometrice ale nisipului

36

10. FACTORI DE INFLUENŢĂ AI CARACTERISTICILOR REOLOGICE ALE PASTELOR DIN

COMPOZITIA BAC

10.1 Influenta adaosurilor a raportului Apa/Pulber i, a tipului de aditiv SP, asupra

caracteristicilor reologice ale pastei con ţinute de BAC

S-a studiat influenţa tipului de filer asupra fluidităţii si stabilitaţii la segregare prin formularea de

compoziţii de paste cu diferite tipuri de filer.

Influenţa tipului de filer, ca pulbere cu particule in proportie majoritara sub 0,125 mm, asupra

lucrabilităţii şi stabilitaţii betonului autocompactant este certă şi necesită investigaţii. Filerul

influenţează fluiditatea şi stabilitatea la segregare a pastelor prin volum (pondere), morfologie

particule, textura suprafetei, porozitate

În acest context s-a studiat corelaţia intre fluiditate si rezistenţă la segregare a pastelor avand

compoziţii calculate la scara 1/1000 din cea a compozitiei BAC, cu diferit tipuri de filere,

mentionate în Raportul aferent etapei precedente.

Incercarile privind compatibilitatea aditivului SP cu tipul de filer s-au efectuat pe paste cu

pulberi minerale avand structura chimica si petrografica, textura si dimensiunea granulelor

diferita

Rezutatele obţinute privind influenţa tipului de filer asupra proprietăţilor de curgere ale pastelor

din alcatuirea amastecurilor de beton autocompactant sunt prezentate în tabelul 13 şi fig. 9 .

Tabelul 13. Influenta tipului de filer asupra consistentei pastei determinate prin raspandire (SP Glenium ACE 30, = 0,8% ).

Compoziţii paste Paste cu raport ciment :filer = 1:0,3 Componenţi, g R3 GE1 T2 A1 R CenA CEM I 42,5R 450 450 450 450 450 450 nisip 0125mm 35 filer calcar 130 filer sticla E reciclata 110 filer pulbere reziduala A 110 filer tuf vulcanic 130 filer pulbere reziduala REG 110 filer cenusa de ardere deseu lemnos, CenA 110 Glenium ACE 30, % 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 Apa, ml 181 185 189 195 183 174 Volum pulberi, ml 213 218 228 224 208 196 raport Apa/Pulberi 0,85 0,85 0,85 0,87 0,88 0,88 Raspandire, mm 320 330 290 105 110 185

37

0

50

100

150

200

250

300

350ra

span

dire

a, m

m

Calcar

Sticla reciclata E

Tuf vulcanic

Reziduu calcaros Aind hartieiReziduu mineral Rind Al Cenusa ind hartieiCenA

Datele experimentale privind compatibilitatea pastelor

cu aditivul superplastifiant, puternic reducator de apa, conduc la urmatoarele concluzii:

a) Pulberile cu rol de filer - calcar, sticla reciclata si tuf vulcanic cu 75...100% particule sub

0,2mm au raspandirea din tasare in domeniul 290...320 mm;

b) Pulberile minerale, reziduul calcaros A, precum si cenusa CenA, cu particule in proportie

de 86...96% sub 0,125 mm au rapandirea din tasare sub 200 mm;

c) Cenusa de ardere a deseurilor lemnoase din fabricile de hartie este un filer adecvat, care

necesita cresterea concentratiei de aditiv puternic reducator de apa. La o concentratie de 0,8%

Glenium ACE raspandirea din tasare este de numai 185 mm, dar pasta este coeziva si stabila,-

fara tendinta de segregare dupa 30 minute.

d) Reziduul anorganic, REG accelereaza priza datorita continutului de Al liber care

reactioneaza cu hidroxidul de calciu si formeaza hidroaluminat de calciu. Se exclude din

cercetarile ulterioare.

e) Pulberea minerala calcaroasa A, are potential de utilizare ca filer, dar cu investigarea

suplimentara a dozajelor optime de apa si de aditiv SP.

Rezultate semnificative, comparativ cu filerul de calcar standard, referitoare la

fluiditatea şi stabilitatea pastelor le are filerul de sticlă E, sub forma de microfibre macinate la

fineţea sub 0,2mm, in proporţie de peste 99%. Rezultatele obţinute experimental referitor la

caracteristicile de curgere a pastelor ca matrici ale BAC la scara 1/1000, sunt date in tabelul 14.

Tabelul 14 . Caracteristicile compozitionale si consistenţa pastelor cu filer de sticla-fibre E

cod pasta

CEM I 42,5R

Filer sticla reciclata)

Nisip 0,125

Apa ml

A/P gr. A/Pb vol

SP Visco Vol pasta, ml

raspandire din tasare, mm

Obs.

C23 383 161 25 160 0,28 0,79 1,2 363 470 Nu segrega tendinta de separare apa

C22 383 161 25 140 0,25 0,69 1,2 343 340 Stabila si coeziva

C21 383 161 25 130 0,21 0,64 1,2 330 280 Stabila si coeziva

Din examinarea rezultatelor obţinute rezultă :

- Aditiv Sika viscocrete20HE, necesar : minim 1,2%

Fig. 9. Raspandirea din

tasare corelata cu tipul de

filer pentru paste cu raport

ciment:filer = 1:0,3 şi cu

38

- Filerul de sticla –fibre E, GE, mareste sensibilitatea pastelor de separare a apei. Compoziţiile

de BAC cu filer GE ar putea folosi un aditiv stabilizator (de reglare a viscozităţii) compatibil cu

aditivul reducător de apă

10.2 Compatibilitatea pulberilor cu aditivii-optim izarea cantita ţii de aditiv

superplastifiant

S-a determinat experimental cantitatea optimă de aditiv pentru un volum dat de pulberi, în

funcţie de consistenţa/fluiditatea pastei. Consistenţa pastei s-a determinat prin metoda

raspăndirii pe masa de mortar.

S-au folosit aditivi pe bază de eteri policarboxilaţi, superplastifianţi şi puternic reducatori de apă,

cu denumirile comerciale Glenium ACE 30 şi Viscocrete 20HE.

Rezultatele obţinute referitor la influenţa aditivului glenium Ace 30 asupra consistenţei pastelor

sunt prezentate în tabelul 15 şi grafic în fig.10. La un raport Apa/Pulberi = 0,8, consistenţa

pastelor determinată prin răspăndire variază în domeniul 280-470mm, în funcţie de cantitatea

de aditiv SP.

În consecinţă, o cantitate de 0,8% Glenium ACE 30 determina un optim intre fluiditate si

stabilitatea la segregare a pastelor cu raport Apa/pulberi de 0,8. Se observa ca la acest raport

A/Pulberi de 0,8, adaugarea unei cantităţi mai mari de aditiv determină instabilitatea pastei,

adică tendinţa de segregare şi de separare a apei/mustire.

Este de aşteptat ca la rapoarte A/Pb mai mici de 0,8 sa fie adecvată o concentraţie de aditiv

peste 0,8% cea optimă la acest raport. Acest aspect va fi verificat direct pe amestecuri de

beton autocompactant.

Tabelul 15 . Caracteriticile compoziţionale şi de consistenţă –răspândire, ale pastelor având

conţinut diferit de superplastifiant Glenium ACE30

Cod pasta

CEM I 42,5R, g

Nisip <0125mm, g

Filer calcar, g

SP Glenium ACE 30, %

Apa -inclusiv SP, ml

Volum pulberi ml

Raport Apa /Pulberi

Volum pasta, ml

Raspandire, mm

Obs.

R11 480 35 130 0,7 184 217,8 0,84 402 420 coeziva si

stabila

R12 480 35 130 0,9 174,2 217,8 0,8 398 390 separa apa

R13 480 35 130 1,1 174,2 217,8 0,8 392 470 separa apa

R14 480 35 130 1,2 174,2 217,8 0,8 392 450 tendinta de

segregare

R15 480 35 110 0,8 174,2 217,8 0,8 392 280 coeziva si

stabila

R3 450 35 130 0,8 184,6 213 0,87 397,6 320 stabila

39

Paste cu raport Apa/Pulberi =0,8

0

100

200

300

400

500

0 0,8 0,9 1,1 1,2

Aditiv SP Glenium ACE 30, %

Ras

pand

irea

, m

m

Rezultatele obţinute referitor la influenţa aditivului Viscocrete 20HE asupra consistenţei pastelor

sunt prezentate în tabelul 16 şi grafic în fig. 11.

Tabelul 16. Caracteristici compoziţionale şi de consistenţă ale pastelor cu aditiv SP Viscocrete 20HE. Raport ciment:filer = 1:0,5, Raport Apa /Pulberi = 0,75

cod pasta

CEM I 42,5R, g

Nisip 0125mm, g

Calcar L3 g

Apa ml

raport A/Pb

SP, Visco crete 20HE %

Volum pasta, ml

Raspandire, mm

Obs.

C11 383 25 161 145 0,75 0,8 340 310 Stabilă si coezivă

C12 383 25 161 145 0,75 1 340 340 Fluidă şi stabilă

C13 383 25 161 145 0,75 1,2 341 375 Fluidă şi stabilă

Paste cu raport Apa/pulberi = 0,75

50

100

150

200

250

300

350

400

0 0,8 1 1,2

Aditiv SP Viscocrete 20HE, %

Ras

pand

irea,

mm

Fig. 11. Influenta aditivului SP asupra fluiditatii pastelor cu raport Apa/Pulbere = 0,75; filer calcar

L3 (mai grosier decat L1).

Fig . 10. Influenta aditivului

SP Glenium ACE 30, asupra

consistenţei pastelor cu

raport Apa/Pulberi = 0,80;

filer de calcar L1

40

S-au realizat paste cu ciment CEM I 42,5R, ca si in cazul studierii aditivului Glenium

ACE 30. Pastele conţin filer de calcar şi fracţia de nisip sub 0,125 mm determinată în agregat

(2%). Cantitatea de apă a fost menţinută constantă, la un raport Apa /Pulberi = 0,75. Se

constată că prin creşterea cantitătii de SP în limitele 0,8....1,25 fluiditatea, exprimată de

diametrul turtei de raspandire creste de la 310 la 375 mm. În acelaşi timp nu s-a observat

tendinţa de segregare sau de separare a apei.

Compoziţiile de BAC cu raport Apa /pulberi de 0,75, au fost realizate cu 1,2% aditiv

Viscocrete 20HE. În consecinţă, concentraţia SP viscocrete 20HE de 1,2% determina un optim

intre fluiditate si stabilitatea la segregare a pastelor cu raport Apa/pulberi de 0,75.

11. STABILIREA COMPOZI ŢIEI BETONULUI AUTOCOMPACTANT

- Metode de proiectare a amestecului de BAC

a) Metoda pe baza volumelor absolute –procedura impachetarii particulelor la un volum minim

de goluri intergranular și a excesului de pastă,

b) Metoda bazata pe caracterisirticile reologice ale pastei, si mortarului din compozitia

betonului autocompactant – si anume, efortul de forfecare limită de curgere si viscozitatea

- Proiectarea pastei sau matricei din compozitia BAC;

Stabilirea compoziţiei betoanelor se bazează pe îndeplinirea cerinţelor referitoare la :

- lucrabilitatea betonului proaspăt,

- clasa de rezistenţă,

- clasa de durabilitate

Obţinerea betoanelor cu caracteristicile de lucrabilitate, rezistenţă şi durabilitate impuse, este

influenţată de parametrii compoziţionali şi tehnologici.

Stabilirea compozitiei BAC are la bază caracteristicile compozitionale, reologice si de rezistenţă

la segregare ale pastelor ca matrici ale BAC, determinate experimental.

Clasele de lucrabilitate ale betonului autocompactant realizabile sunt concretizate de cerinţele

impuse privind caracteristicile:

- Fluiditate -determinată prin răspândire din tasare = 650-800mm

- T50 = 3-20 sec

- Abilitatea de trecere prin barele de armatura- cutie L = 85-95%

In acelasi timp, conform SREN 206-1, s-au stabilit clasele de rezistenţă pentru betonul

autocompactant care indeplineste un minim de conditii de lucrabilitate, cu atingerea valorii ţintă

prezentate mai sus.

S-au realizat compoziţii de BAC pornind de la premizele descrise in documente de

referinta NE 012-2007 Cod de practică pentru executarea lucrărilor de beton, beton armat şi

beton precomprimat, NE 013-2002 Cod de practică pentru executia elementelor de beton,

41

beton armat şi beton precomprimat, SR EN 206-1: BETON - Partea 1: Specificaţie,

performanţă, protecţie şi conformitate 2002 si SR 13510:2006 Anexa naţională de aplicare a

SR EN 206-1.

Prin urmare, compoziţia betonului autocompactant a fost proiectată astfel încăt să betonul

obţinut să aibă caracteristicile conform cerinţelor reglementate pentru clasele de lucrabilitate-

(conform ghidurilor EU), şi pentru clasele de rezistentă/durabilitate, conform SREN 206.

S-au proiectat compozitii BAC astfel incat sa indeplineasca criteriile pentru:

o Clasele de rezistenţă uzuale C30/37, C35/45, C40/50, C50/60, C55/67, C60/75.

o Lucrabilitatea

� Fluiditate -determinată prin răspândire din tasare= 650-800mm

� T50 = 3-6 sec

� Abilitatea de trecere prin barele de armatura- determinare cu metoda cutie L = 85-

90%

� Rezistenţa la segregare prin examimare vizuala.

Materiale componente:

- Ciment tip CEM I 42,5R şi CEM I 52,5R

- Filere/adaosuri : Filer de calcar, zgura granulata de furnal, tuf vulcanic macinat, praf de

piatră spartă, ca filere principale.

- Agregat: nisip de râu 0-4mm, pietris 4-8 mm, piatra sparta 4-8mm, criblura 4-8mm.

- Aditivi puternic reducatori de apa si superplastifiant pe baza de polieteri carboxilati.

S-au determinat de asemenea rapoartele volumice ale pulberilor, nisipului si agregatului

grosier, pentru un volum minim de goluri intergranular si aprecierea volumului de pasta

necesar pentru fluiditate si stabilitate la segregare.

In concluzie, calculul compozitiei BAC cu lucrabilitatea prestabilită s-a efectuat avand ca

premiză caracteristicile experimentale ale pastelor /matricei BAC de compoziţie (dozaj minim

ciment, raport A/C), cerute de clasele de rezistenta conform SR EN 206.

Exemplu de calcul a compozitiei betonui autocompact ant cu cenusa zburatoare

Metoda a)

Densitatea nisip in grămadă îndesată = 1.75, densitatea medie agregatului grosier agg. =2,7,

Densitatea cenușii(CT) este 1,79, iar densitatea CEM =3,08.

Calculul volumului de pasta in corelatie cu volumul de goluri intergranular, Vig agregat

Vig nisip este dat de relaţia.

100ρ

ρ1100

V

VVV

a

g

g

agig

−=

−=

Vig nisip = (1-1750/2700) = 0,351

42

Este necesar un un exces de 110 l la 100 l Vig

Vig ag total = 1- 1706/2700= 0,368

Vig ag total ≈ Vpasta = 368 litri

Exces 1,05 xVpasta = 368x1,05 = 386.4 litri

CEM +CT +Apa +Vn0125 = 386,4 litri

Se stabileste initial: - A/C conform clasei

CEM conform clasei

A orientativ

Se calculeaza CT prin diferenta :

Volumul de agregat = 1000 - Vpastă

Vag = 1000 – 386, = 614 litri

Ag = 614x2,7 = 1658 kg

Nisip 0/4 = 57/100x1658 = 945 kg/mc

Agg 4/8 = 0,12x1658 = 199 kg/mc

Agg 8/16 = 0,31x 1658 = 514 kg/mc

VCEM +VCT +A +Vn0125 = 386,4 litri

Vn0125 = 13 litri

A/C max 0,47ptrr C 30/37

Dacă, orientativ

Apa =180 litri

CEM 383 kg

V Cem = 383/3,1 = 123,5 litri

Rezultă CT:

VCT = Vpasta –V cem-Vn0125 386,4-13-180-123,5= 69,9 litri

CT Govora = 69,9 x 1,79 = 123,1 kg/mc

Rezulta VCT = 386 -13 - 180 -123,1 =

CT = 69,9 x 1,79 = 125 kg CT /mc

.

43

12. BETON AUTOCOMPACTANT CU FILER DE CALCAR

12.1 Compozi ţii de baz ă

S-au preparat diferite compoziţii de beton autocompactant, cu filer de calcar, cu specificaţiile

conform SR EN 206-1, SR EN 206-9, NE 012-1:2007 şi NE013-2002, menţionate în programul

activităţilor experimentale/fază.

Date de bază

a) Clasele de rezistenţă la compresiune : C30/37; C35/45; C40/50; C50/60, C55/67, C80/95- în

conformitate cu SR EN 206-1 .

b) Cerințe de conformitate cu SR EN 206-9: Clase de consistenţă:

1. Raspandirea din tasare clasa SF2 660….750 mm

2. Vascozitatea, VS2 > 2s; VF2 9 – 25 S

3. Abilitatea de trecere clasa PA2 ≥ 0,8 cu 3 bare

4. Stabilitatea la segregare Examinarea răspândirii din tasare Indicele de

stabilitate/observaţiile vizuale ale suprafeţei BAC/

c) Materialele componente:Ciment CEM I 42,5R, CEM I 52,5R și CEM II/B-M 42,5N , Filer de

calcar standard , Agregat de balastiera cu Dmax 8 mm şi Dmax 16mm și agregat grosier 4-16

mm de concasare, Aditivi superplastifianți SP, şi puternic reducător de apă, PRA, de tip

polietercarboxilat modificat.

Granulozitatea agregatului pentru BAC. Compoziţiile de beton autocompactant conţin agregat

cu granulozitatea în domeniul aferent zonelor de granulozitate pentru beton conf NE 012-2007,

prezentat în graficul din fig. 12.

Fig 12 . Curbe granulometrice ale agregatului din amestecul BAC

44

S-au realizat din fiecare compozitie 40 L de beton in malaxor de laborator.

Obtinerea betonului a urmat schema secventiala privine ordinea de introducere a

componentilor.

În tabelul 17 sunt date compozițiile de bază pentru BAC cu clasele C30/37 și C35/45.

Tabelul 17. Beton autocompactant Clasa realizată C30/37; C35/45

C30/37 C35/45 Componen ții BAC Turnare la temperatura = 19oC

C4 b

B29 B3 B4

Ciment CEM/II B-M (S-LL) 42.5N 360 CEM I 42,5R 330 420 390 Filer calcar 160 170 136 145 Nisip 0/4 941 936 993 993

Agregat grosier de balastieră P4/16 764 751 662 668 Aditiv SP Chryso Premia 1.4% 1,4% 1,4 1,4

Apa 175 175 194 186 Raport A/C 0.41 0,42 0,46 0,47

Proprietăţi beton proaspat masa volumica, kg/m3 2344 2355 2362 2310

SF mm initial 720 680 780 740

la 0.5h 700 650 T500, s 2 4 3 4 VF, s 7 11

cutie L % 80 82 0,92 0,89 Rezistenta la compresiune, MPa

fc1 28.9 29,5 35,2 31,5 fc7 39.5 37,6 fc28 44.9 43,9 52,5 50,1

Din examinarea tabelului se desprind concluziile:

- BAC clasa C30/37 s-a obținut cu un dozaj de 360 kg/m3 ciment CEM /II B-M 42,5N

sau 330 kg/m3 CEM I 42,5R.

- BAc C35/45 a avut un dozaj de CEM I42,5R de 390 si respectiv, 420kg/m3.

- . Caracteristicile de curgere obținute au valorile corespunzătpoare cerințelor pentru

BAC, specificate în SR EN 206-9.

- Se consideră avantajoasă economic compoziția cu CEM II/B-M 42,5N.

45

În tabelul 18 sunt prezentate compozițiile de bază pentru BAC clasa prestabilită C40/50.

Tabelul 18. Compoziții de bază pentru beton autocompactant . Clasa realizată C40/50

Componenții BAC Temperatura de turnare = 13oC

C22 C29 C25 C8 C9

CEM I 52.5R Holcim Alejd 370 370 370 370 370

filer calcar 130 130 120 130 130 Ag2 nisip 0-4 945 925 918 945 925

agg4-8 199 225 227 199 225 agg 8-16 514 525 525 514 525

Aditiv Chryso Premia 180 1.4% 1.4% 1,4%

1,6 tip 1 vechi

1,6 tip vechi

apa realizata litri 160 158 158 167.5 172.5 A/C 0.43 0,42 0,42 0.45 0.46

Proprietăţi beton proaspat

masa volumica, kg/m3 2440 2442 2360 2380 2360

SF mm initial 650 700 670 620 680

la 0.5h - - - T500, s 5,7 3,5 6.6 5 4 VF, s 10.6 9,6 10.9 9 7

cutie L % 87 90 85 80 88

Proprietăţi beton întărit

fc1 35,5 44,2 35 37,8 35,5 fc7 58,8 61,2 57,9 52 53

fc28 63,3 68,5 64,5 59,5 59,5 fc90 66,5 70,5 62 64,5

fc360 68,2 72,6 65,2 67,1 fc1z/fc28 0,56 0,55 0,64 0,6

46

Filerul de calcar prin caracteristcile dimensionale, de formă și suprafață a particulelor, a avut o

influență favorabilă asupra caracteristicilor de curgere ale BAC proaspăt și un rol de promotor

al reacțiilor de întărire timpurie si la 28 zile, cu precădere în cazul betonului cu dozaj mai ridicat

de ciment , tip CEM 52,5R . Acest aspect a fost observant in cadrul experimentelor de obținere

a betonului autocompactant C55/67, cu proprietățile date în tabelul 19.

Tabelul 19. Beton autocompactant C55/67

BAC C11 C16 C18 C20 C21 C26

Compoziţie Temperatura = 19oC

Temperatura = 13oC

Temperatura = 19oC

CEM I 52.5R Holcim

Alejd 430 450 450 430 400 400

filer calcar 110 90 110 110 130 130 Ag2 nisip 0-4 925 925 912 925 925 918

agg4-8 225 225 235 225 225 227 agg 8-16 525 525 525 525 525 525

Aditiv SIKA VISCOCRETE 2620

SIKA VI 2620 1,6

SIKA VI 2620 1,7

SIKA VI 2620 1,5

Chryso P180 1,4

Chryso P180 1,5

Sika visco 2620

apa realizata litri 155 162,5 162,5 160 155 155 A/C 0,36 0,36 0,36 0,37 0,387 0,38

Proprietăţi beton proaspat

masa volumica, kg/m3 2360 2420 2400 2420 2400 2420

SF mm initial 700 720 740 740 700 700

T500, s 3,5 2,5 3,2 1,7 6,8 2,5 VF, s 14 11 17 18,8 19,2 11,8

cutie L % 80 100 91 82,3 94 94

Proprietăţi beton întărit

fc1 50,3 55 47 50,5 43,2 52,5 fc7 64,5 62,8 62 66,8 71,5 65

fc28 70,3 70 70,5 69,5 72,3 74,8 fc90 70,5 80 76,8 79 78,8 80

fc1z/fc28 0,71 0,78 0,67 0,72 0,6

47

De asemenea s-a obținut un beton autocompactant de înaltă rezistență cu

caracteristicile prezentate în tabelul 20 și evoluția rezistenței la compresiune în fig. 13 .

Parametri de curgere ai BAC proaspăt sunt conform valorilor stabilite inițial; răspândirea din

tasare 705 mm și timpul de curgere T50 = 5,4s. Rezistența la compresiune finala, fc28 = 97,1

MPa, iar clasa de rezistență previzibilă, după încercările inițiale, este C80/95.

Tabelul 20. Caracteristicile compoziționale și fizico-mecanice ale betonului autocompactant de

înaltă rezistență

BAC C28 Temperatura de turnare =

16oC Proprietățile BAC proaspăt

Rezistența la compresiune,

MPa

Vârsta BAC, zile

CEM I 52.5R Holcim Alejd

510 Masa volumica

2440 kg/m3 68.8 1

Caracteristici de curgere

Obținute

Clase stabilite, conform SR 206-

9

filer calcar

90

SF 705 mm

SF2 660-750

78.5 7

nisip 0-4 918 T500 5.4 s VS2

>2s 97.1 28

Agg de concasare 4-16 752 FV 21.7s

VF2 9 – 25 s 110 90

Aditiv sika visco 2620 1.5% H2/H1 0.89 PA2 112.4 180 Apa 166 > 0,8 114.2 360 A/C 0.32

Fig 13 Evoluția rezistenței la

compresiune a BAC, clasa

C80/95

48

12.2 Factori de influenţă asupra caracteristicilor reologice şi de evoluţie a rezistenţei

Factorii compoziţionali determinanţi pentru consistenţa betonului proaspăt sunt volumul de

pastă , granulozitatea agregatului şi aditivul superplastifiant.

Evoluţia rezstenţei la compresiune este controlată de tipul şi dozajul de ciment, raportul

apă/ciment, aditivul superplastifiant cu funcţie de accelerator de întărire, volumul şi tipul de

agregat. În fig 14 și 15 - sunt prezentate aspecte privind evoluţia rezistenţei la compresiune a

unor amestecuri de BAC în condiţiile variaţiei granulozității, ca raport N/Agg, a aditivului Sp şi a

temperaturii.

Fig 14. Influenţa temperaturii din hala de turnare asupra evoluţiei fc Bac

49

Fig. 15 Influența aditivului SP asupra accelerării întăririi BAC (cu acelasi raport A/C)

Influenţa temperaturii mediului respectiv, din hala de turnare este destul de bine evaluată de

relația dintre raportul fc1z/fc28z și temperature de turnare , din fig 16, pentru betoane cu

parametriii compoziționali similari..

fc1z/fc28

0

0.2

0.4

0.6

0.8

Temperatura hal ă, oC

fc1z

/fc28

fc1z/fc28 0.56 0.6 0.64 0.7

13 19 21 24

Fig 16. Evoluţia rezistenţei la compresiune la 24 ore în funcţie de temperature din hala de

preparare și turnare a BAC

La temperatura halei de 21-24oC se depăşeşte valoarea de 60% a fc1 din fc28

50

12.3 Compozi ții definitive de BAC cu filer de calcar

Compozițiile definitive de BAC cu filer de calcar au fost selectate pe baza realizării

caracteristiclor prestabilite de rezistență la compresiune și proprietățile de curgere în stare

proaspătă, cu cel mai mic dozaj de ciment (de clasă adecvată clasei betonului).

Principalele compoziții definitive de BAC sunt date în tabelul 21 .

Tabelul 21 Compoziții definitive de BAC cu filer de calcar

C30/37 C35/45 C40/50 C55/67 Componenții BAC

C4b B29 B3 C29 C9 C21 C26 CEM I 52.5R Holcim

Alejd 370 370 400 400

Ciment CEM/II B-M (S-LL) 42.5N 360

CEM I 42,5R 330 420 filer calcar 160 170 136 130 130 130 130

Ag2 nisip 0-4 941 936 993 925 925 925 918 agg4-16 764 751 662 750 750 750 752

Aditiv Chryso Premia 180 1.4%

1,4% 1,4 1.4%

1,6 tip vechi

Chryso P180 1,5

Sika visco 2620

apa realizata litri 175 175 194 158 172.5 155 155 A/C 0.41 0,42 0,46 0,42 0.46 0,387 0,38

În concluzie:

- Compozițiile de bază ale BAC cu filer de calcar clasa stabilită C40/50, au avut

caracteristiile în stare proaspătă și rezistența finală la compresiune, fc28, conform valorilor

stabilite inițial.

- Rezistența finală, fc28 a variat în limitele 59,5…64,5 MPa , iar dozajul de CEM I 52,5 a fost

între de 370 kg/m3, iar cele de filer de 120 sau 130 kg/m3.

- Răspândirea din tasare a avut valorile între 620 și 700 mm corespunzătoare cu clasa SF1,

vâscozitatea, ca timp de curgere, T500 a variat între 3,5 și 5,7 s coresp claselor VS1 și VS2.

Betonul nu a prezentat blocaje de curgere prin cele 3 bare ale cutiei L, iar H2/H1 a variat 80 și

90% .

51

- Rețetele C9 și C29 satisfac atat cerințele de curgere ale BAC proaspăt, cu cele mai bune

valori ale parametrilor SF, SV și FV, cât și clasa stabilită, C40/50, și se consideră rețete

definitive.

Lucrabilitatea BAC a fost decisiv influenţată de aditivul SP, raportul apă/pulberi, de tipul

şi dozajul de filer. Conform datelor experimentale obţinute se poate aprecia că filerul L a

favorizat lucrabilitatea – prin creşterea mobilităţii betonului proaspăt.

Rezistenţa la compresiune Rezistenţele mecanice şi modul de evoluţie, până la 360 de

zile, au fost semnificativ controlate de parametri compoziţionali - raportul apă/pulberi, de tipul

şi dozajul de ciment şi de filer. Filerul de calcar a determinat o creştere a vitezei de întărire.

13. BETON AUTOCOMPACTANT CU ADAOS DE TUF VULCANIC M ĂCINAT

13.1 Compozi ţii de baz ă

S-au preparat diferite compoziţii de beton autocompactant, cu ados(filer) de tuf vulcanic

măcinat, cu specificaţiile conform SR EN 206-1, SR EN 206-9, NE 012-1:2007 şi NE013-2002,

menţionate în programul activităţilor experimentale/fază.

Date de bază

d) Cerinţe de conformitate cu SR EN 206-1 : clasa de rezistenţă la compresiune; s-au stabilit

clasele de rezistenţă: C30/37; C35/45; C40/50; C50/60.

e) Cerințe de conformitate cu SR EN 206-9: Clase de consistenţă:

1. Raspandirea din tasare clasa SF2 660….750 mm

2. Vascozitatea, VS2 > 2s; VF2 9 – 25 S

3. Abilitatea de trecere clasa PA2 ≥ 0,8 cu 3 bare

4. Stabilitatea la segregare Examinarea răspândirii din tasare Indicele de

stabilitate/observaţiile vizuale ale suprafeţei BAC/

f) Materialele componente: Ciment CEM I 42,5R, Tuf vulcanic măcinat; Filer de calcar

standard; Agregat de balastiera cu Dmax 8 mm şi Dmax 16mm; Aditivi superplastifianți SP.

S-au preparat betoane cu dozaje de ciment de 420…500 kg/m3 şi rapoarte A/C de la 0,36 la

0,43, în funcţie de clasa de rezistenţă proiectată. S-au realizat patru perechi de compoziţii cu

filer de calcar sau cu tuf vulcanic (B1, B2, B3 şi B4, respectiv, BT1, BT2, BT3 şi BT4), conform

datelor din tabelul 22.

52

Tabelul 22. Compoziţii de beton autocompactant cu adaos de tuf vulcanic

Parametru compoziţional B1 BT1 B2 BT2 B3 BT3 B4 BT4

Ciment kg/m3 CEM I 42.5 R 476 480 470 462 420 427 487 508

Calcar 110 128 136 90 Filers kg/m3

Tuf vulcanic 110 125 133 80

Nisip de râu kg/m3 933 992 965 926 993 941 1025 1081

Piatră spartă

Dmax 8 mm, kg/m3 621 534 0 0 0 0 684 533

Agregat grosier

Dmax 16 mm, kg/m3 0 0 643 617 662 627 0 0

Aditiv SP puternic reducător de apă 0.7 0.7 1 1 1 1.4 1.7 1.9

Apă , L/m3 200 200 192 200 194 194 185 185

Raportul A/C 0.42 0.42 0.41 0.43 0.46 0.45 0.38 0.37

Volum pulberi, VP, L/m3

VP= Vcem +Vfiller+Vsand<0125

216 216 202 206 190 208 203 214

Raport A/P, apa/pulberi, 0.33 0.32 0.31 0.32 0.33 0.33 0.31 0.30

Raport volumic A/P, apa/pulberi 0.93 0.93 0.95 0.97 1.02 0.93 0.91 0.86

Seriile de BAC de referinţă, (B) cu filer de calcar şi (BT) cu tuf vulcanic ca filer au

dozaje comparabile de ciment şi filer. Rapoarele A/C şi Apa/Pulberi a fost asemnătoare.

13.2 Influen ţa parametrilor compozi ţionali asupra propriet ăţilor – lucrabilitatea și

evolu ţia rezisten ţelor mecanice

Caracteristicile determinate pe betonul proaspăt au fost: aerul antrenat, masa volumică

şi lucrabilitatea. Rezultatele obţinute sunt prezentate în tabelul 23. .

Aerul antrenat atinge valoarea de 2,8%, datorită funcţiei suplimentare de antrenator de

aer a aditivului superplastifiant. Pe baza datelor de răspândire din tasare, de 640…820 mm, nu

toate betoanele se încadrează în clasa de consistenţă prestabilită, ca criteriu de acceptare a

calităţii BAC. Creşterea volumului de pulberi a micşorat viteza de curgere (proba B1), dar a

favorizat rezistenţa la segregare. Creşterea dozajului de aditiv SP a avut rol decisiv pentru

micşorarea vâscozităţii probelor cu volum mare de pulberi (B3 şi BT3). Mobilitatea betonului cu

filer de calcar a fost mai mare decât a betonului cu pulbere de tuf vulcanic.

În concluzie, conform datelor experimentale obţinute, se poate aprecia că filerul L de

referință, a favorizat lucrabilitatea – prin creşterea mobilităţii betonului proaspăt, iar filerul TV a

53

determinat creşterea cantităţii de apă necesară şi de aditiv superplastifiant cu 0,2…0,4%, pentru

atingerea criteriilor de lucrabilitate acceptate pentru betonul autocompactant.

Tabelul 23. Proprietăţile BAC proaspăt

Caracteristica B1 BT1 B6 BT6 B3 BT3 B4 BT4 Aer antrenat % 2.1 3 1.5 1.6 2.7 2.8 2.8 1.8

Masă volumică, kg/m3

2341 2312 2330 2326 2362 2334 2334 2356

640 700 680 780 780 670 660 820 Răspândirea din tasare, mm SF1 SF2 SF2 SF3 SF3 SF1 SF1 SF3

9/19 4/10 11/19 6/11 7/16 9/15 5/12 4/13 Vâscozitatea, SF/VF T500, s. VF, s

VS2/VF2 VS2/VF2 VS2/VF2 VS2/VF2 VS2/VF2 VS2/VF2 VS2/VF2 VS2/VF2

0.87 Nd Nd 0.90 0.92 0.92 0.92 0.9 L box, H2/H1, % PA2 PA2 PA2 PA2 PA2 PA2

Indicele de stabilitate

0 adecvat pentru BAC

0 adecvat pentru BAC

0 adecvat pentru BAC

0 adecvat pentru BAC

1 BAC

acceptabil

0 adecvat pentru BAC

0 adecvat pentru BAC

1 BAC

acceptabil

Criteriile de acceptare ca beton autocompactant au fost îndeplinite de majoritatea

compoziţiilor cu excepţia probei R1, cu o consistenţă la limită de 640 mm şi vâscozitate

mare, dată printr-un timp de curgere determinat prin testul T500, de 17 s şi a probei BT3, cu

fluiditate foarte mare şi cu indice de stabilitate la segregare acceptabil [21]. Aditivul SP şi

raportul apă/pulberi au avut rol decisiv asupra vâscozităţii, consistenţei şi stabilităţii la segregare

a BAC. Astfel, pentru obţinerea valorilor ţintă ale caracteristicilor reologice, dozajul de aditiv SP

– polietercarboxilat, a variat în domeniul 1...1,7%, în funcţie natura şi volumul de pulberi.

Rezistenţa la compresiune a BAC, pe o perioadă de 360 zile, a avut o evoluţie continuu

ascendentă (tabelul 24), iar viteza de întărire a fost influenţată de tipul de filer.

Rezistenţa la compresiune fc28,a variat în domeniul 52…67 MPa, în funcţie de raportul

A/Pulberi şi dozajul de ciment.

Rezistenţa la întindere din despicare a avut valori în domeniul 5,3...9,3 MPa. Rezistenţa

la întindere din despicare a BAC cu filer de calcar a fost, în mod constant, uşor mai mică decât

cea a betonului autocompactant cu tuf vulcanic.

Filerul de calcar a determinat o creştere a vitezei de întărire, în comparaţie cu filerul de tuf

vulcanic, aspect accentuat de cimentul CEM I 42,5R, comparativ cu CEM II 42,5N (figura 17).

54

Tabelul 24 Caracteristicile betonului autocompactant

Cod

BAC fc1 fc28, fc90, fc180 fc360 fc1/fc28

Clasa de

rezistenţă

realizată

Rezistenţa

la

despicare

ftd28,

B1 32,2 54 57 65.9 67.5 0,59 C40/50 5.9

BT1 25.6 52.5 54 63.4 70.5 0,48 C40/50 7.6

B2 38.5 56.5 62.5 67.9 70.1 0,68 C40/50 5.3

BT2 27.6 43.2 67 74.1 79.5 0.62 C30/37/ 5.4

B3 35.2 52.5 55.5 59.4 63.5 0.71 C35/45 4.8

BT3 25.2 49 61 68.2 73.6 0.48 C35/45 7.4

B4 48,9 65.1 72.6 75.2 77.5 0.75 C50/60 8.4

BT4 37.6 67.5 77 84.5 90.2 0.55 C50/60 9.3

Rezistenţa la compresiune a BAC cu filer de tuf vulcanic are valori mai ridicate după 90

de zile în raport cu rezistenţa la compresiune a BAC de referinţă, cu filer de calcar aspect

prezentat în fig 17.

Substituie filer calcar cu tuf vulcanic

20

30

40

50

60

70

80

90

1 28 90 180 360

Varsta beton, zile

Rez

iste

nţa

la c

ompr

esiu

ne ,

MP

a

B2 BT2

B3 BT3

Fig. 17 Influenta tipului de adaos/filer, asupra evolutiei rezistentei la compresiune a betonului

autocompactant (B-beton cu filer de calcar, BT -beton cu tuf)

Rezistenţa la compresiune la 24 de ore a variat între 55 şi 70 % din rezistenţa finală (v.

fig 18) . Tuful vulcanic a favorizat dezvoltarea structurii de întărire la termen mai mari de 360

zile, conform reprezentării grafice din figura 19.

55

BACB-filer calcar; BT -f iler tuf vulcanic

0

0.2

0.4

0.6

0.8

fc1/

fc28

fc1/fc28 0.59 0.48 0.67 0.62 0.71 0.48 0.75 0.55

B1 BT1 B2 BT2 B3 BT3 B4 BT4

fc360 BAC

B- filer calcar; BT filer tuf vulcanic

0

50

100

fccu

b 36

0 M

Pa

fc360 67.5 70.5 70.1 79.5 63.5 73.6 77.5 90.2

B1 BT1 B2 BT2 B3 BT3 B4 BT4

13.3. Compziții definitive de beton autocompactant cu ados de filer de tuf vulcanic macinat

Pe baza caracteristicilor de lucrabilitate și, ulterior, de rezistență la compresiune s-au selectat

rețetele definitive care corespund cerințelor SR EN 206-1 și SR EN 206-9, prezentate în tabelul

25.

Tabelul 25 Amestecuri de BAC cu adaos de tuf vulcanic – compoziții definitive

Parametru compoziţional BT1 BT2 BT3

Ciment CEM I 42.5 R kg/m3 480 462 427

Tuf vulcanic kg/m3 110 125 133

Nisip de râu kg/m3 992 926 941

Fig.18 Influența calcarului şi a tufului vulcanic asupra vitezei de întărire a

BAC, ca raport fc1 / fc28/

Fig 19. Influenta filerului de tuf vulcanic asupra rezistentei betonului la 360zile

56

Piatră spartă Dmax 8 mm, kg/m3 534 0 0

Agregat grosier Dmax 16 mm, kg/m3 0 617 627

Aditiv SP puternic reducător de apă 0.7 1 1.4

Apă , L/m3 200 200 194

Raportul A/C 0.42 0.43 0.45

Volum pulberi, VP, L/m3

VP= Vcem +Vfiller+Vsand<0125

216 206 208

Raport A/P, apa/pulberi, 0.32 0.32 0.33

Raport volumic A/P, apa/pulberi 0.93 0.97 0.93

Pulberea de tuf vulcanic conţine minerale zeolitice (aluminosilicaţi alcalini) cu structură

preponderent vitroasă, determinată de roca de origine.. Este cunoscut că structura alumino-

silicatică vitroasă conferă tufului vulcanic activitate hidraulică. În cadrul acestui studiu, indicele

de puzzolanicitate a fost de peste 40% valoare care sugerează o activitate hidraulică.

Activitatea hidraulică a filerului TV a fost vizibilă în comparaţie cu betonul autocompactant de

referinţă cu filer de calcar, aspect care poate explica evoluţia mai bună a rezistenţei la

compresiune la vârste mai mari a BAC.

În concluzie:

S-au realizat compozitii BAC cu 380 -430 kg ciment CEM I 42,5R cu adaos de filer de

calcar si tuf volcanic macinat.

- Adaosul de tuf vulcanic favorizeaza rezistenta la segregare şi coeziunea betonului dar

mareste usor necesarul de apa.

- Rezistenţa la compresiune la 24 de ore a variat între 55 şi 70 % din rezistenţa finală.

- Tuful vulcanic a favorizat dezvoltarea structurii de întărire la termen mai mari de 360 zile.

14. BETON AUTOCOMPACTANT CU CENU ȘĂ ZBURĂTOARE

14.1 Compozi ţii de baz ă

S-au preparat diferite compoziţii de beton autocompactant, cu filer de calcar, cu specificaţiile

conform SR EN 206-1, SR EN 206-9, NE 012-1:2007 şi NE013-2002, menţionate în programul

activităţilor experimentale/fază.

57

Date de bază

g) Cerinţe de conformitate cu SR EN 206-1 : clasa de rezistenţă la compresiune; s-au

stabilit clasele de rezistenţă: C25/30, C30/37; C35/45, C40/50.

h) Cerințe de conformitate cu SR EN 206-9: Clase de consistenţă:

1. Raspandirea din tasare clasa SF2 660….750 mm

2. Vascozitatea, VS2 > 2s; VF2 9 – 25 S

3. Abilitatea de trecere clasa PA2 ≥ 0,8 cu 3 bare

4. Stabilitatea la segregare Examinarea răspândirii din tasare Indicele de

stabilitate/observaţiile vizuale ale suprafeţei BAC/

i) Materialele componente

- CEM I 52,5R , cu densitatea 3120 kg/m3,

- CEM I 42,5N, cu densitatea 3080 kg/m3

- CEM/II B-M (S-LL) 42.5N .cu densitatea 3050 kg/m3.

- Funcţia de filere au indeplinit-o cenuşile de termocentrală –de Govora, de Isalniţa şi filerul

de calcar – de referință. Pentru stabilirea compoziţiei BAC am folosit urmatoarle valori ale

densitaţii: cenuşa de Işalniţa- 2254 kg/m3, cenuşa de Govora-, 1790 kg/m3, filerul de calcar –

2710 kg/m3.

- Agregatele pentru realizarea betonului autocompactant au fost selectate conform cu

cerinţele SR EN 12620:2000 şi cerinţele NE013/2002 pct.4.2. Cantitatea de particule mai mici

de 0,125 mm din nisip a fost calculată şi inclusa ca pulbere. Pentru prepararea amestecurilor

de beton autocompactant s-au utilizat următoarele sorturi de agregate de balastieră: nisip sort

0-4 mm agregat grosier sort 4-8 şi 8-16 mm. Caracteristicile agregatelor au fost prezentate în

fisele de masurare a proprietăţilor incluse în raportul tehnic al fazei 3

Aditivi superplastifianți SP, şi puternic reducător de apă, PRA, de tip polietercarboxilat

modificat.

14.2 Modelarea raportului cenu şă/pulberi pe baza factorului de eficien ţă, k

Liantul hidraulic total in cazul betonului autocompactant cu ciment si cenusa de termocentrală -

ca substituient total sau parţial al filerului de calcar -, a fost calculat pe baza echivalării unei

cantitati de cenuşă cu cimentul. Cantitatea maximă de cenuşă zburatoare conform EN 450

luata în consideraţie pentru conceptul coeficient k, respectă cerinţa stipulată în SR EN 206-1 si

NE 012, astfel încât:.

Cenuşa zburătoare /Ciment (în masă)=n; iar n≤ 0,33;

58

Cenuşa activă = n x Ciment

Aceasta cantitate de cenuşă, egală cu maxim 33% din dozaj ciment, a fost considerată pentru

calculul raportului Apă/(Ciment + k x cenuşă volantă), care defineşte raportul Apă/Liant.

Amestecurile de BAC realizate experimental au rapoarte Cenuşa/ciment în domeniul 0,15….0.5.

S-a considerat doar domeniul limitat de raportul n= 0,33 pentru calculul liantului total. Doar

cantitatea de cenuşă echivalata ca material cimentoid (liant hidraulic) de k x (max. 0,33 x

dozajul de ciment), este cea cu potrenţial semnificativ de participare la reacţia puzzolanică.

Hidroxidul de calciu eliberat la hidroliza cimentului (o cantitate limitată de dozajul acestuia),

participă la reacţia puzzolanică cu silicea/alumina reactive din cenuşă, cu formarea de

hidrocompuşi de întărire. Pe de altă parte, coeficientul k este cu atat mai mare, cu cât cimentul

are un potenţial mai mare de eliberare a hidroxidului de calciu prin hidroliza-hidratare. Pentru

cimentul CEM I 32,5 se consideră k = 0,2, iar pentru CEM I 42,5 şi clasele superioare, k = 0,4

(conform SREN 206 si NE012).

Prin urmare, liantul total (cu abilitatea de formare a hidrostructurilor de întărire), din amestecul

de pulberi, este dat de suma :

Liantul total = cimentul CEM I + k x n x ciment CEM I

In aceasta etapă am folosit ciment CEM I 52,5 R şi am calculat cantitatea totala de liant astfel:

Liant hidraulic total = ciment I + 0,4 x n x ciment I.

Dozajul de liant total, calculat conform acestei relaţii, la fost a fost precizat în tabelele cu

parametrii compoziţionali ai seriilor de probe de beton autocompactant BAC realizate.

Raportul ciment /cenu şă

Raportul ciment/cenuşă a fost un criteriu de delimitare a seriilor de BAC realizate.

Au fost turnate amestecuri de BAC cu diferite rapoarte ciment/cenuşă, in funcţie de tipul de

ciment si tipul de cenuşă.

- Seria I de amestecuri BAC cu CEM II/S-LL, 42,5N şi cenuşa de Govora a fost realizată cu

rapoarte ciment/cenuşă de la 2/1 la 5,7/1 (adaos cenuşă de la 16 la 33%), prezentată în tabelul

5 .

- Seria de amestecuri BAC cu ciment I 52,5R şi cenuşa de Govora a fost realizată cu

rapoarte ciment / cenuşă de la 2/1 la 3/1, (adaos cenusa in domeniul 25....34%) , prezentate în

tabelele 6 şi 7.

- Seria de amestecuri BAC cu ciment I 52,5R şi cenuşa de Işalniţa a avut raportul ciment

/cenuşă de 4/1 (cu 20% adaos cenuşă ca filer), prezentate în tabelul 8.

59

Adaosul de cenuşă lîn amestecurile BAC cu CEM II/S-LL 42,5N a fost justificat de cercetarile

subsidiare, nespecificate in programul de activitaţi al contractului, de evaluare-orientativă- a

comportarii relogice specifice pentru betonul autocompactant pentru structuri monolit (beton

marfă), clase de rezistenţă C30/37, C35/45, pentru aplicaţii cu risc de atac chimic ce provine

din soluri naturale, ape de suprafaţă şi ape subterane.

Raportul Nisip /Agregat grosier

Raportul Nisip (0-4)/Agregat grosier(4-16), a variat în domeniu relativ restrâns,

1,2/1...1,3/1, ccorespunzător unui dozaj volumic de nisip total de 55...57%. Aceste rapoarte au

fost selectate/stabilite prin numeroase încercari asupra amestecurilor de BAC, referitoare la

caracteristicile reologice specifice, descrise în ghidurile EFNARC pentru BAC [1-3] şi conform

SR EN 206-9:2010 [4].

S-au realizat patru serii de amestecuri de beton autocompactant in funcţie de parametrii

compoziţionali calitativi şi cantitativi, dintre care relevanţi :

- tipul de ciment – BAC cu CEM I 52,5R şi BAC cu CEM II/S-LL 42,5N;

- tipul de cenuşă de termocentrală- BAc cu cenuşă Govora şi BAC cu cenuşa de Işalniţa;

- tipul/sursa de aditiv superplastifiant şi puternic reducător de apă (SP-HRWR)- cu SP1, SP şi

SP3;

- raportul cenuşă/ciment;

- raportul nisip/pietriş.

Toate seriile includ un amestec de referinţă, BAC fară cenuşă, sau BAC in care filerul a fost de

calcar.

Scopul realizării mai mulor serii de BAC pe baza criteriilor compoziţionale a fost estimarea

influenţei factorilor compoziţionali asupra consistenţei şi a evoluţiei rezistenţei la compresiune

pe teren relative scurt – 1….360 zile.

S-a urmărit influenţa rapoartelor cenuşă/pulberi totale, nisip/pietriş şi tip de aditiv asupra

consistenţei , în condiţiile atingerii valorilor ţintă sau specificate în SR EN 206-9:2010 şi cu

aplicarea procedurilor din Ghidul EU, mai 2005.

Rezistenţa la compresiune – tendinţa de variaţie până la 360 zile, a fost descrisă în

funcţie de rapoarte compoziţionale cenuşa/ciment, cenuşa/pulberi totale, raport A/C, raport

A/Liant total.

Rezistenţa la atac chimic şi la ingheţ-dezgheţ a fost investigată pe comoziţii cu cenuşă şi de

referinţă, cu filer de calcar.

60

Seria I, conform tabelului 26, include amestecurile de BAC cu ciment CEM II şi cenuşa de

Govora,de la 15% la 34% în amestecul total de pulberi (cenuşa+ciment) pentru clasa

prestabilită C30/37. Dozajele de ciment au variat de la 350 la 425 kg/m3, raportul ciment/

cenuşă de la 2/1 la 5,7/1 şi rapoartele nisip/pietriş au avut valori apropiate, de 1,2/1 şi 1,3/1.

Rapoartele apă/ciment au crescut cu raportul cenuşă/pulberi şi cu raportul nisip/pietriş, la

acelaşi tip şi conţinut de aditiv superplastifiant Chryso Premia 180.

Tabelul 26. Seria I Compoziţii de BAC cu CEM II şi adaos de cenuşă tip Govora

C1 C2 C3 C4ref C5 C6 C7 CEM/II B-M (S-LL) 42.5N kg/mc 370 390 390 425 383 350 383 Cenusa Govora kg/mc 180 150 70 0 108 120 90 Pulberi kg/mc 550 540 460 425 491 470 473 Raport cenuşa /pulberi 0.32 0.34 0.15 0.22 0.25 0.19 Nisip kg/mc 918 918 918 918 945 945 945 Pietris 4/8 kg/mc 227 227 227 227 199 199 199 Pietris 8/16 kg/mc 520 520 520 520 514 514 514 Aditiv SP1 % 1,6 1.6 1,6 1.6 1.6 1.6 1.6 Apa L/mc 217 * 200 180 175 185 200 182.5 Raport A/C 0.57 0.51 0.46 0.41 0.48 0.57 0.48 Raport ciment/cenusa 2.0/1.0 2.6/1 5.7/1 3.5/1 2.9/1 4.2/1 Raport nisip /pietris 1.2/1 1.2/1 1.2/1 1.3/1 1.3/1 1.3/1

Seria a II-a de probe de beton autocompactant (tabelul 27 ), conţine amestecuri adecvate

atingerii rezistenţei la compresiune pentru C35/45.

Cantitatea de liant s-a calculat ca suma ciment I +cenuşa activă, conform SR EN 206-1.

Cenuşa activă = Ciment I x n x0,4; cu n≤0,33, metoda prezentată detaliat în paragraful 2.2.1

(Coeficientul k de echivalenţă al adaosului cimentoid sau puzzolanic). Dozajul de ciment a fost

de 370 kg/m3, exceptând compoziţia C23. Toate amestecurile de BAC au aproximativ aceaşi

cantitate de pulberi in jur de 500 kg. Betonul de referinţă conţine filer de calcar (C8). Raportul

ciment/cenuşă a variat de la 2.0/1. la 3.0/1.0 Raportul A/Liant a crescut (de la 0,4 la 0,52) cu

ponderea cenuşii în cantitatea de pulberi (de la 0,29 la 0,34). Aditivul folosit a fost SP1. S-a

urmărit influenţa cenuşii asupra fc.

Tabelul 27. Seria II-a Compoziții de BAC cuCEM I 52,5R și cenușa de Govora și aditiv SP1

Parametru compozitional UM C8 C9 -ref C10 C23 C24 ciment CEM I 52.5R Holcim kg/mc 370 370 370 344 370 Filer calcar kg/mc 0 130 0 0 0 Cenusa Govora kg/mc 130 0 130 172 120 Pulberi kg/mc 500 500 500 516 490 Raportul cenuşă/pulberi 0.31 0.31 0.33 0.29 Liant total * kg/mc 418.8 418.8 389.2 414

61

Nisip kg/mc 945 925** 932 918 918 Pietris 4/8 kg/mc 199 225 225 227 227 Pietris 8/16 kg/mc 514 525 525 525 525 Aditiv SP1 % 1.6 1.6 1.6 1.5 1.5 Apa L/mc 167.5 172.5 200 205 196 Raport A/C 0.45 0.46 0.54 0.58 0.53 Apa/Liant 0.4 0.46 0.48 0.52 0.47 Raport ciment/cenusa 2.8/1 2.8/1 2.0/1.0 3.0/1.0 Raport nisip /pietris 1.3/1 1.23/1 1.24/1 1.2/1 1.2/1

Seria a III-a de probe de beton autocompactant (tabelul 28 ), conţine amestecuri adecvate

atingerii rezistenţei la compresiune pentru C40/50.

Tabelul 28. Amestecuri BAC cu CEM I 52,5R și CT Govora si aditiv SP2

Parametru compozitional C13 C14 C15 C27 C23 C26ref ciment CEM I 52.5R Holcim 344 344 344 344 344 400

Filer calcar 86 0 0 0 0 130 Cenusa Govora 110 172 172 172 172 0 Pulberi 540 516 516 516 516 530 Raport cenuşă/pulberi 0.20 0.33 0.33 0.33 0.33 Liant total * 388 389.2 389.2 389.2 389.2 Nisip 925 925 925 925 918 918 Pietris 4/8 225 225 225 225 227 227 Pietris 8/16 525 525 525 525 525 525

Aditiv SP 2 1.8* 2.1 sp3 1.9 1.8 sp1 1.5 sp2 1.5 Apa 182.5 205 205 202 205 155 Raport A/C 0.53 0.59 0.59 0.58 0.58 0.39 Apa/Liant 0.47 0.53 0.53 0.52 0.52 Raport ciment/cenusa 3.1/1 2.0/1.0 2.0/1.0 2.0/1.0

2.0/1.0

Raport nisip /pietris 1.2/1 1.2/1 1.2/1 1.2/1 1.2/1 1.2/1

Dozajul de ciment CEM I 52,5R a fost de 344 kg/m3, exceptând compoziţia de referinţă, C26 cu

400kg şi 130 kg filer de calcar., Alte 5 compoziţii de BAC au aproximativ aceaşi cantitate de de

liant total –ciment +cenuşa, de 389 kg. Raportul ciment I cenuşă, a fost prin urmare de 2/1 şi

3/1.

Compoziţiile acestei serii conţin diferite tipuri de aditiv SP1, Sp2 şi SP3, a carui influenţa s-a

manifestat asupra raportului Apă/pulberi pentru atingerea lucrabilitaţii care defineşte betonul

autocompactant.

Seria a IV-a de compoziţii BAC conţine trei amestecuri -unul de referinţă R41 cu filer de

calcar şi două C41 şi C31 cu CEM I 42,5R şi cenuşa de Işalniţa (tabelul 29).

62

Probele de BAC compoziţiile C41 şi C31 se caracterizează prin rapoarte cenuşa/pulberi de 2/1

şi 2,7/1, şi au fost utilizate pentru turnarea de epruvete – prisme 10x10x55 cm, pentru

încercarea rezistenţei la compresiune şi a rezistenţei la atac chimic.

Tabelul 29. Seria a IV-a Compoziţii de BAC cu cenuşă de Işalniţa

Parametru compozitional R41 C41 C31 ciment CEM I 42.5R Holcim 440 440 400 Filer calcar 110 Cenusa Isalniţa 110 150 Pulberi 550 550 550 Raport cenuşă/pulberi 0.2 0.27 Liant total * 550 550 532 Nisip 951 951 951 Pietris 4/16 689 689 689 Aditiv SP 2 1.6 2 2 Apa 166.8 172.8 189 Raport A/C 0.38 0.39 0.45 Apa/Liant 0.31 0.35 Raport ciment/cenusa 41 41 31 Raport nisip /pietris 1.38 1.38 1.38

14.3 Lucrabilitatea BAC . Factorii de influen ţă

Influen ţa cenuşii şi a raportului apa/pulberi

Seria I de compoziții BAC

În tabelul 30 sunt date valorile consistenţei SF, timpului de curgere T500/VF şi abilităţii de

curgere printre bare a amestecurilor BAC, seria I: Acestea s-au realizat cu ciment CEM II/B-S-

LL, cu filer de cenuşă de la 15 la 34% şi aditiv SP 1, in comparaţie cu BAC de referinţă C4

numai cu ciment (fara adaos). Cenuşa volantă a influenţat pozitiv caracteristicile de curgere ale

BAC, inclusiv stabilitatea.

63

Tabelul 30 Caracteristicile BAC proaspăt seria I cu CEM II -CT G 15...34%

C1 C2 C3 C4ref C5 C6 C7

kg/mc 2260

2290,2

2290 2344

2300 2240 2320

Masa volumica

clasa SF

initial mm 720 670 670 720 650 630 620 la

0.5h mm 710 650 650 700 640 nu curge nu curge Rasp din

tasare 1h mm 710 680 T500 s 4 7 7 2 10 7 7 VF s 10 13 13 7 15 15 18

cutie L % 95 90 90 80 84 84.2 82

obs bun bun bun

tendinta de

segregare bun

stabil, dar

vascos neconclude

nt

Din examinarea tabelului C1 si C2 cele mai bune valori ale consistenţei , cu SF 670 şi

720 mm, T500 4 şi 7 s, abilitatea de trecere cutie L cu trei bare de 90 şi 95%.cu un raport

cenuşa(CT)/pulberi de 0.32 -0.34%

Se consatată ca cenuşa măreşte vascozitatea (ca T500 şi timp VF), astfel ca T500 al

BAC de referinţă C4 fara filer a fost 2 s, iar timpul T500 al probelor BAC cu CT a variat de la 4

la 10s., iar timpul VF a crescut dela 7 s (C4ref) la valori de la 10 la 18s pentru BAC cu CT.

Amestecurile C6 şi C7 au curba granulometrica cu un raport N/P mai mare (1,3/1) faţă

de celelalte amestecuri BAC cu N/P de 1,2/1, şi a avut ca efect, înrăutăţirea caracteristicilor de

curgere a BAC. Substuirea filerului de calcar cu cenuşa G a avut efect benefic asupra stabilităţii

BAC proaspat (nu a forst semnalata vreo tendinţă de segregare)..

Seria II-a de compoziții BAC

În tabelul 31 sunt date valorile caracteristicilor de curgere şi stabilitate la segregare

ale betonului autocompactant cu cenuşa de termocentrală seria II pentru C35/45, SF2//

VS2/VF2// PA2 cu CEM I şi CT G 29...34%. Componentele lucrabilităţii au fost semnificativ

influenţate de volumul de pulberi, raportul apa/pulberi şi tipul/cantitatea de aditiv SP (v. Fig 20).

De aceea, s-au obţinut valori reduse ale raspandirii din tasare, SF, adecvate clasei de

consistenţă SF1.

64

Tabelul 31. Caracteristicle BAC proaspăt seria II cu CEM I -CT G 29...34%

C8 C9ref C10 C23 C24 Pulberi kg/mc 500 500 500 516 490

Raport Apa/pulberi 0.3 0.34 0.4 0.39 0.4 Masa volumica kg/mc 2380 2360 2280 2220 2220 Rasp din tasare

clasa SF

initial mm 600 680 650 630 610

la 0.5h mm nd

1h mm nd 610 T500 s 5 4 10 8 8.4 VF s 9 7 11 18 12.3

cutie L % 92 90 89 84.2 94.2 Obs neconcludent bun acceptabil vascos vascos

Influenţa raportului A/Cem+Ct asupra caracteristicilor de curgere este corelata cu

ponderea cenuşii în amestecul de pulberi. Adaosul de cenuşă a produs creşterea semnificativă

a necesarului de apă pentru atingerea parametirlor de lucrabilitate adecvaţi BAC.

Substuirea în raport masic echivalent a filerului de calcar cu cenuşa a necesitat creşterea

cantităţii de apă cu 10-15%.

0

20

40

60

80

SF, cm

T500, s

A/Cem +CT 0.3 0.34 0.39 0.4 0.4

SF 60 68 63 65 61

T500 5 4 8 10 8.4

1 2 3 4 5

Fig.20 . Influenţa raportului A/ pulberi asupra SF şi timpului de curgere, T500 a BAC cu

CEM/II B-M (S-LL) 42.5N şi adaos CT

Seria III- a

65

Seria III include probe BAC pentru C40/50, clasa de consistenţă prestabilite SF2//

VS2/VF2// PA2. Rezultatele obţinute din determinarea masei volumice şi a lucrabilităţii

amestecurilor de Bac proapăt, seria III sunt date în tabelul 32.

Tabelul 32. Caracteristicle BAC proaspăt seria III cu CEM I şi CT G 20-34%

C13 C14 C15 C27 C23 C26ref Masa volumica kg/mc 2300 2260 2260 2260 2220 2420

Rasp din tasare clasa SF

initiala mm 690 700 660 680 630 700 dupa 0.5h mm 680 650 dupa 1h mm 680 670

T500 s 2.2 3 3 5.5;

7.7(1h) 8 2.5 VF s 9 9 12 16.5 18 11.8

cutie L % 83 83 83 83 84.2 94 Aer antrenat % 2.5 5

obs C13 BAC f

bun BAC f bun

Bac bun

BAC bun VASCOS

BAC F bun

Se constată ca s-au obţinut valori ale parametrilor lucrabilităţii care încadrează

amestecurile BAC în clasele de consistenţă/viscozitate prestabilite. Astfel, răspândirea din

tasare a avut valori de la 660 la 700 mm , exceptie amestecul C23 cu aditiv SP1. Aditivul SP2 a

avut un rol foarte bun asupra abilităţii de umplere şi a vitezei de curgere a BAC. Timpul T500

variază corespunzător de la 2,2 la 8 s, iar timpul VF 9 la 16.5 s. S-a constatat ca valoarea

adecvata BAC a consistenţei se mebţine chiar după o oră, la probele C14, C27 cu raport A/Liant

0,53 si 0,52, cu 172 kg cenuşă.

Seria IV-a

Seria IV include probe BAC pentru C40/50, clasa de consistenţă prestabilite SF2// VS2/VF2//

PA2. Rezultatele obţinute din determinarea masei volumice şi a lucrabilităţii amestecurilor de

Bac proapăt, seria III sunt date în tabelul 33.

66

Tabelul 33 . Caracteristicle BAC proaspăt seria IV cu CEM I – CT Isalnita 20...30 %

R41ref C41 C31 Raport apa/pulberi 0,38 0,39 0,45 Masa volumica kg/mc 2400 2328 2314

clasa SF SF2 SF3 SF2 mm 690 800 710 mm 780 700

Rasp din tasare mm 741 T500 s 3 8 4 VF s 6 12 9 cutie L % 85 89 85

OBS. BAC foarte bun fara tendinta

de segregare a BAC bun usoara tendinta de separare halou past

BAC foarte bun fara tendinta de segregare

S-au realizat clasele de connsistenţă pentru betonul de referinţă R41şi pentru betoanele C41 şi

C31 cu filer de cenuşa Işalniţa. Cenuşa de Işalniţa are caracter mai grosier şi a afectat mai puţin

raportul A/Pulberi necesar obţinerii clasei de lucrabilitate.

Influen ţa aditivilor SP si HWR asupra consisten ţei BAC

Aditivii supeplastifianţi au contribuit selectiv şi în mod decisiv la modificarea favorabilă a

caracteristicilor de curgere standard ale betonului autoompactant.

Cee mai bune rezultate, pentru dozaje/concentraţii similare le-am obţinut cu aditivul SP2

(viscocrete 2620) urmat indeaproape de SP2, chryso p180 .

Eficienţa aditivilor a depins de modul de operare, prin adaugarea aditivului lichid, nediluat, după

ce s-a preomogenizat amestecul de agregat, pulberi şi apă timp de 3-4 min şi continuarea

amestecării în betonieră a tuturor componenţilor încă 4-…5 minute.

Un aspect interesant de cercetat l-a constuit influenţa aditivului SP asupra liantului in integrum,

inclusive fracţia cimentoidă / puzzolanică (cenuşa). S-a constatat că, în general, se produce o

diminuare a efortului de curgere (dat de diametrul turtei de raspândire) şi a timpului de curgere

la concentraţia optimă (ethnic şi economic) de aditiv puternic reducător de apă SP1.

BAC cu cenuşă a avut exotermia mai redusă, măsurată prin temperatura pe durata prizei cu 4

până la 7oC, iar durata prizei a fost corespunzător , mai mare cu 2-6 ore, faţă de BAC de

referinţă, cu filer de calcar.

În concluzie caracteristicile BAC în stare proaspătă sunt modificate de dozajul de filere- cenuşa

de termocentrală:

- Cenuşa de termocentrală măreşte volumul de pastă (cu micşorarea corespunzătoare a

masei volumice a BAC proaspăt);

67

- Filerul de cenuşă măreşte efortul limită de curgere, respectiv scade abilitatea de umplere

dată de raspândirea din tasare. Viscozitatea dată de timpul de răspândire (T500) şi de curgere

prin palnia V, (FV), creşte mai puţin semnificativ decat efortul de curgere, cu ponderea cenuşii

în amestecul de pulberi.

- Cenuşa a avut un aport benefic, fără echivoc, asupra stabilităţii la segregare cît şi a

menţinerii valorilor lucrabilităţii pe durate de 0,5 – 1 oră.

- Betonul autocompactant cu cenşa de termocentrală în proporţţie de la 15 până la 34 % din

volumul total de pulberi, prezintă o diminuare a a timpului de început de priză în corelaţie cu

ponderea cenuşii şi cu raportul apă/liant.

- Întârzierea prizei şi mentinerea stabilităţii şi lucrabilităţii iniţiale pe o durată de minim 05...1h

au fost caracteristicile BAC proaspăt cu cenuşa de termocentrala . Aceasta specificitate

constituie un argument tehnic pentru realizarea BAC marfa cu cenuşa de termocentrală.

14.4 Evolu ţia rezisten ţei la compresiune. Factori de influen ţă

Acest program de cercetare, al fazei a 4-a, a inclus studiul betonului autocompactant cu cenuşă

zburătoare sau cu filer de calcar (ca BAC referinţă), cu valori ale rezistenţei la compresiune în

domeniul 45…..100 MPa. Obiectivul principal al proiectului a fost analiza influenţelor factorilor

compoziţionali asupra rezistenţelor mecanice ale BAC cu filer de cenuşă de termocentrală, pe

durata de minim 360 zile. Factorii compoziţionali principali au fost tipul/dozajul de ciment, tipul

de filer , tipul de aditivi policarboxilat , raportul apa /ciment, raportul apa/liant, raportul

filer/ciment şi granulozitatea agregatului (concretizată de raportul nisip/pietriş).

Rezistenţa la compresiune a fost încercată la vârsta betonului de 1, 7, 28, 90 şi 360 zile,

conform procedurii standard. Probele de BAC cu cenuşă zburătoare şi cele de referinţă au fost

păstrate în apă, la temperatura de 25 oC până la termenul de încercare.

Rezultatele sunt prezentate pentru fiecare serie de compoziţii BAC .

Seria I de probe BAC cu rezistenţa la compresiune pentru clasa C30/37, conţine probe cu CEM

II 42,5N şi filer cenuşa zburătoare şi proba de referinţă, (C4ref) doar cu ciment.

Rezistenţa la compresiune la 28 de zile, fc28, este adecvată, ca rezistenţă iniţială, pentru

C30/37, clasa prestabilită; toate probele au avut valori medii ale fc28 de la 43,5 la 48,5MPa

(tabelul 34).

Rezistenţa la compresiune a probelor C1…C7 are o evoluţie continuu ascendentă până la 90 şi

360 zile.

68

- Tabelul 34. Rezistenţa la compresiune a compoziţiilor BAC seria I, cu CEM /IIB-M

Varsta beton, zile C1 C2 C3 C4ref C5 C6 C7

fc fc fc fc fc fc fc 1 15 13,8 18 22,5 20,5 15,7 20,5 7 32 34,5 36,8 38,5 32,3 32 35,5 28 46,3 47,7 48,5 47,8 47,9 43,5 47,8 90 53,7 57,8 52,8 52,6 57,3 50 50

360 59,4 60,6 54,2 57,8 60,1 A/C 0,57 0,51 0,46 0,41 0,48 0,57 0,48 Ciment/CT 2.0/1.0 2.6/1 5.7/1 3.5/1 2.9/1 4.2/1 CEM /IIB –M (S-LL) 370 390 390 425 383 350 383

CT 180 150 70 0 108 120 90

-

Raportul A/C

S-a constatat că deşi C4ref fără cenuşă a avut A/C cel mai redus, nu a atins la 90 şi 360 zile

valori mai mari ale rezistenţei decât BAC cu CT şi rapoarte A/C mai mari. Se deduce că acest

parametru A/C devine mai puţin important decît dozajul de liant total.

Dozajul de ciment. Raportul cenuşa/pulberi

La 360 de zile BAC cu cenuşă atinge valori mai mari ale rezistenţei la compresiune, decât BAC

de referinţă. La vârsta timpurie (1 zi) rezistenţa BAC este sensibil micşorată de dozajul de

cenuşa. Odata cu cresterea varstei betonului se modifică evoluţia rezistenţei; se estompează

diferenţele mari între fc1z a BAC de referinţă doar cu ciment şi cele ale probelor BAC cu diferite

adaosuri de cenuşă. Astfel, valoarea rezistenţei relative ca raport fc360z/fcnz devine mai mare în

timp (la 28 de zile faţă de 1 zi), aşa cum se observă în fig. 21.

-

- Fig 21. Influenţa vârstei asupra rezistenţei la compresiune a betonului autocompactant cu CEM /II B_M şi filer cenuşa

69

-

Creşterea dozajului de liant total alcătuit din ciment şi cantitatea de cenuşă activă, care

contribuie la formarea hidrosilicaţilor de calciu, cu hidroxidul de calciu elinberat de ciment

(conform dozajului), a avut o influenţă favorabilă asupra creşterii rezistenţei la compresiune la

90 şi 360 zile, aspect redat grafic în fig. 22 .

-

Fig. 22. Influenţa raportului CEM/ IIB-M/Cenuşă asupra evoluţiei rezistenţei la compresiune a

BAC

Seria a II-a de probe BAC include compoziţii prestabilite pentru clasa C35/45, iar valorile medii

ale rezistenţei la compresiune obţinute în cadrul încercărilor de laborator sunt date în tabelul

35. Toate amestecurile de BAC au fost preparate cu 500 kg pulberi, din care 370 kg ciment (cu

exceptia probei C23 cu 344 kg ciment), cu rapoarte diferite Apa/Liant, acelaşi aditiv SP1şi

agregat avand rapoarte diferite nisip/pietriş.

Valorile fc28, au variat de la 52 la 59 MPa şi au fost adecvate clasei prestabilite, inclusiv pentru

BAC cu 344 kg ciment si 172 kg cenuşă. Rezistenţa la compresiune la 1 zi a BAC cu cenuşă a

fost mult mai mică (de la 15 la 20MPa), decît a BAC cu filer de calcar 37,8), exceptand proba

C8, cu raportul cel mai mic apa/liant, dar cu caracteristici de lucrabilitate neconcludente.

70

Tabelul 35. Rezistenţa la compresiune şi densitatea aparentă a – valori medii- ale betonului

autocompactant /seria II, clasa prestabiilită C35/45

fccub, MPa Cod BAC

Cenuşă/pulberi

Apa/Liant

d.a kg/m

c 1 7 28 90 360

C8 0.31 0.4 2410 35,5 52 59,5 62 69,5 C9 ref 0.46 2395 37,8 53 59,6 64,5 C10 0.31 0.48 2321 20 43,3 51,5 58,5 64,1 C23 0.33 0.52 2317

19 39,8 51,5 58,5

C24 0.29 0.47 2369

15 42,8 55,5 60,2

Raportul apa/liant

Influenţa raportului apă/liant asupra rezistenţei la compresiune este mai mică cu creşterea

cantităţii de liant şi a vărstei betonului. În general nu s-a constatat o variaţie liniară a rezistenşei

cu raportul apa/liant, aspect exemplificat în fig. 23, pentru fc90.

-

-

- Fig. 23 Influenţa raportului apa/liant asupra rezistenţei la compresiune a BAC cu dozaj

de ciment 370 şi CT Govora 130.

-

Rezistenţa la compresiune a betonului cu adaosuri reactive (cimentoide sau active hidraulic),

nu depinde în principal de raportul apă /liant ca în cazul betonului doar cu ciment, ci de

cantitatea totală de liant (ciment + adaosul reactiv). Cenuşa de Govora (livrată din 2010) a

conţinut silice reactivă peste 80% (conform analizlor CEPROCIM), capabilă să reacţioneze cu

hidroxidul de calciu format la hidratarea cimentului.

-

Seria a III-a de compoziţii BAC are valorile medii ale rezistenţei la compresiune date în tabelul

36. Rezistenţele la compresiune, fc28 obţinute, cu excepţia probelor BAC cod C13, variază de

la 55 la 57,3 MPa.

71

-

Tabelul 36. Rezistenţa la compresiune şi densitatea aparentă a – valori medii- ale betonului

autocompactant /seria III-a, clasa prestabiilită C40/50

fc, MPa cod BAC

1 28 90 360 OBS

C13 22,5 32,5 33,5 Fccil, H 30 cm

C14 25,8 55,5 59,5 65.1

C15 21 55 59,1 61,7

C23 20,5 51,5 58,5

C27 23 57,3 63,5 61.7

(180 z.)

C26ref 52,5 75,2 80

-

Influenţa aditivului SP asupra rezistenţei la compresiune este concretizată de rolul sau asupra

diminuarii cantităţii de apă şi a volumului de pastă.

În fig 24 se prezintă evoluţia rezistenţei la compresiune a BAC cu două tipuri de aditiv

superplastifiant, SP. Aditivul SP2 a favorizat curgerea (răspîndirea din tasare, SF 700) iar SP3 a

avut un impact mai slab asupra abilităţii de umplere (răspândirea din tasare, SF 660), deşi

viteza de curgere a fost comparabilă, ca T500 de 3s, iar timpul de curgere prin pâlnie, VF, a

fost de 7 şi 11 s. Aditivul SP3 a avut o funcţie şi de antrenator de aer importantă (aerul anrrenat

a fost de 5%), care a determinat o uşoară micşorare a rezistenţei la compresiune. Pe de altă

parte, aerul antrenat are efect benefic asupra rezistenţei la îngheţ-dezgheţ, aspect descris cap.

precedent.

-

72

-

Rezistenţa la compresiune a BAC cu cenuşă zburătoare a fost constant mai mică decât cea a

BAC de referinţă (cu filer de calcar) la toate vărstele de încercare: 1, 7, 28, 90 şi 360 zile.

Influenţa cenuşii asupra diminuării rezistenţei la compresiune la vârste timpurii (1, 7 zile),a fost

semnificativă chiar la adaosuri relativ mici de cenuşă de 20 % din volumul total de pulberi

(C11ref comparată cu C13). Rezistenţa la compresiune la 28 de zile şi la vârste mai mari ale

BAC (90 şi 360 zile) a fost mai puţin afectată decât cea timpurie, de adaosul de cenuşă.

Rezistenţa la compresiune la BAC cu 41% cenusă din amestecul ciment+cenusă a fost de la

un dozaj de ciment rezonabil de 370kg/mc, in comparative cu ref.

În concluzie filerul de cenuşă de termocentrală are importanţă practică pentru realizarea BAC

cu viteza redusă de întărire, adecvat pentru tipul de beton marfă, pentru structuri monolit şi mai

puţin pentru prefabricate.

Raportul fc1/fc28 are valori care demonstrează viteza mai redusă de întărire ale BAC cu cenuşă

zburătoare(v. Fig. 25 ). Viteza Compoziţiile de BAC, cu dozaj variabil de liant , cu cenuşa chiar

în pondere redusă, sub 34% nu a atins valori mai mari de 0,5 ale raportului fc28/fc1.

Fig. 24. Evoluţia

rezistenţei la compresiune

a BAC cu cenuşa de

termocentrală 34%, şi

aditivi SP2 şi Sp3

73

-

- Fig 25. Influenţa raportului Cenuşă/pulberi asupra vitezei de întărire ca raport

fc1z/fc28

Aspectul relevant, ca obiectiv major al lucrării l-a constiuit variaţia rezistenţei la compresiune a

betonului autocompactant cu filer cenuşă, în funcţie de parametrii compoziţionali: dozajul de

ciment, dozajul de liant echivalent conform coeficientrului de eficienţă k, şi raportul apă/liant.

Influenţa dozajului ciment CEM I 52,5 R şi de liant total, conform coeficientului de eficienţă, k şi

a raportului apă/liant este dată în graficele din fig 26 a), b). şi c).

74

a)

b)

c)

Fig 26. Variaţia rezistenţei la compresiune a betonului autocompactant cu filer cenuşă, în

funcţie de parametrii compoziţionali: dozajul de ciment, dozajul de liant echivalent conform

coeficientrului de eficienţă k, şi raportul apă/liant

Evoluţia rezistenţei la compresiune a fost pozitivă până la termenul de încercare de 360 zile.

75

Rezistenţa la compresiune timpurie, la o zi a fost categoric diminuată de un conţinut echivalent

de adaos de cenuşă.

Probele BAC cu 418 kg liant total au avut rezistenţa comparabilă cu cea a BAC de referinţă, cu

370 kg ciment şi filer de calcar.

Probele BAC cu ciment şi filer de calcar au rezistenţe mai mari decăt probele BAC cu dozaj de

liant echivalent (pe baza aplicarii ponderii k de 40% din cantitatea de maxim 33% cenuşa

adăugată).

Raportul apa/liant este corelat cu ponderea cenuşii în amstecul de pulberi (fig c). Datele

obţinute au arătat că raportul Apa /liant al probelor cu cenuşă are mai puţină relevanţă decît

dozajul de liant efectiv (ciment+ cenuşă), asupra rezistenţei mecanice;

14.5 Varia ția dimensional ă a BAC cu cenu șă zbur ătoare. Contrac ţia la uscare şi umflarea

în apă

Prismele 10x10x55 cm de beton autocompactant cu filer de calcar si cu filer de cenusa

zburătoare pastrate in aer si in apa au prezintat valori semnificative ale contractiei (v. fig. 7).

Desi BAC are contractia mai mare la rezistenta la compresiune egala cu cea a betonului vibrat,

s-a constat ca prin aplicatii corecte (proiectare, executie), riscul de fisurare al BAC nu este

semnificativ mai mare decat cel al betonului vibrat [ 7]. Betonul autocompactant C41 cu CT a

avut o contractie mai mare decat betonul de referinţă, R41, datorita volumului mai mare de

pulberi, implicit de pastă (v. fig. 27.

Fig. 27. Evolutia in timp a contracţiei axiale, la pastrarea in aer, a BAC de referinţă (R41) şi cu

cenuşă(C41)

76

Păstrarea în apă a epruvetelor de BAC a condus la procesul de umflare, dar în limite normale,

aspect redat graphic în fig. 28.

Fig. 28. Evolutia in timp a umflării BAC , la pastrarea in apă

Procesul de umflare este consecința continuarii proceselor de hidratare-hidroliza in piatra de

ciment. In cazul betoanelor care contin cenusa de termocentrala silicea reactivă conţinută de

cenuşă participa la reactii (puzzolanice) cu hidroxidul de calciu, eliberat prin hidroliza silicatilor

de calciu furnizati de ciment, conducand la formarea mai târzie a unor cantitati importante de

hidrosilicaţi de calciu, care completează structura de întărire datorată hidratării cimentului

Portland. Aceşti hidrocompuşi precipită/se depun pe pereţii porilor capilari umpluţi cu soluţie

apoasă de pH bazic , cu ioni de calciu solubili.

14.6 Durabilitatea BAC cu cenu şă de termocentral ă

14.6.1 Rezisten ţa la înghe ţ-dezghe ţ

Pierderea de rezistenţă la compresiune după 100 de cicluri pentru probele încercate a fost de la

0,1 la 11,9%, conform datelor rezumate tabelul 37.

Probele de BAc au avut rezistenţa la compresiune de la 61 la 69 MPa, adecvată pentru clasa

prestabilită C40/50.

77

Tabelul 37. Valorile calculate ale pierderii de rezistenţă la compresiune ale unor probe de

beton autocompactant cu cenuşă zburătoare

Rc martor, MPa 69,9 69,7 69,1 69,56

Rc i -d, MPa 62,2 62,3 62,3 62,26

Indicativ serie: C8

CT/pulberi =0,31

η,% - - - 10,5

Rc martor, MPa 64,4 64,3 64,4 64,36

Rc i -d, MPa 64,4 64,2 64,3 64,3

Indicativ serie: C10

CT/pulberi =0,31 η,% - - - 0,1

Rc martor, MPa 62,4 61,1 61,8 61,76 Indicativ serie:C15

CT/pulberi =0,34

Rc i -d, MPa 54,4 54,6 54,2 54,4 η,% - - - 11,9

Rc martor, MPa 61,9 61,6 61,8 61,76

Rc i -d, MPa 56,8 57 57,1 56,96 Indicativ serie:C27

CT/pulberi =0,34 η,% - - - 7,7

În concluzie, rezistenţa la îngheţ-dezgheţ a BAC cu 31 şi 34% cenuşă din volumul de

pulberi (ciment –cenuşă) este corelată cu rezistenţa la compresiune; astfel că un beton compact

cu rezistenţa de 50-60 MPa, nu prezintă vulnerabilitate semnificativă la distrugere prin îngheţ-

dezgheţ .

14.6.2 Rezisten ţa la atac chimic

In general, pentru toate betoanele studiate s-a constatat o expansiune mai mare a epruvetelor

in contact cu solutia agresiva (cu ioni SO4-2; NH4

+1 si Mg+2), comparativ cu probele pastrate in

apa. Acest fapt este explicabil prin acumularea produsilor de coroziune – gips, etringit, hidroxid

de magneziu, ca faza solida, in spatial limitat al porilor betonului. De exemplu, in solutii saturate

de hidroxid de calciu, formarea hidroaluminatului de calciu trisulfatat este insotita de o crestere

de volum de aproximativ 2.27 ori. Totusi, intr-o faza incipienta a procesului de coroziune,

formarea si depunerea unor produsi ai reactiilor pietrei de ciment cu ionii din solutia agresiva,

pot determina, pe termen scurt, cresteri ale masei epruvetelor cat si ale rezistentelor mecanice.

78

Expansiunea

Expansiunea betoanelor – BAC în timp, in functie de tipul de filer determinată pe prisme,

păstrate în soluţie agresivă timp de 150 zile şi pe prisme, păstrate si in apă potabilă, aceeaşi

durată, este descrisă grafic în fig . 29 şi 30.

Expansiunea relativă a probelor supuse la atac sulfatic este, în general, mai mare, dar puţin

semnificativă, faţă de cea a probelor păstrate în apă. Expansiunea maxima inregistrata a

prismelor de beton expuse în mediu agresiv a fost de 0,16 mm/m pentru ambele tipuri de BAC, -

cu filer de calcar si cu filer de cenusa de termocentrala.

Expansiunea a devenit aproape constantă după trei luni, in cazul BAC cu cenusa, a continuat

sa creasca usor, in cazul BAc cu filer de calcar. Expansiunea prismelor păstrate în apă

potabilla a avut aceeasi tendinta crescatoare – cu valoarile maxime de 0,1...0,12 pentru BAC cu

CT compoziţia C41. Tendinta crescatoare a expansiune a fost corelată cu variatia de masa a

Figura 29. Evolutia in timp a

deformatiei axiale, la pastrarea

in apa si in solutia agresiva, a

betonului R41.

Fig.30. Evolutia in timp a

deformatiei axiale, la

pastrarea in apa si in

solutia agresiva, a

79

probelor pe durata pastrarii in solutie agresiva. S-a constat ca masa creste constant pe durata

de 150 de zile, in apa si in solutie.

Valorile expansiunii probelor de BAC sunt de acelaşi ordin de mărime cu cele ale probelor de

referinţă, pastrate in apa de unde rezultă că mediul agresiv XA3 nu are impact negativ major

asupra durabilităţii.

Modificarea masei betonului in medii de expunere diferite

Ca urmare a celor prezentate mai sus, betoanele R41, C41 prezinta atat variatii de masa (fig.

31), explicabile prin depunerea unora dintre produsii de coroziune in porii, capilarele,

microfisurile betonului.Toate betoanele au inregistrat expansiune in conditiile de pastrare in

mediu cu agresivitate sulfatica si magneziana.

Pierderea de masă a epruvetelor expuse în aer este în principal datorata evaporarii apei din

porii deschişi, proces care nu este echilibrat de carbonatare pe durate scurte de expunere. (275

zile).

BAC C41

-0.08

-0.06

-0.04

-0.02

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

120 140 160 180 200

Termenul de masurare, zile

Pie

rder

ea d

e m

asa,

%

apa

aer

mediu coroziv

Fig. 31. Variatia de masa a betonului autocompactant cu cenuşă în diferite medii de expunere

14.6.3 Influen ţa mediului coroziv clasa XA2 asupra rezisten ţelor mecanice

Modelarea sistemului de evaluare a rezistenţei la agresivitate intensă a betoanelor

obţinute a avut două obiective: i) testarea betoanelor de clasa C40/50 cu cenuşă la agresivitate

chimică severă şi ii) obţinerea de date experimentale privind durabilitatea BAC în mediu intens

agresiv, pe o durată relativ scurtă de timp.

Rezistenta la compresiune nu este afectata negativ de mediul coroziv. ; dimpotriva s-au

inregistrat cresteri (tabel 38 ).

80

Rezistenţa la încovoiere a prismelor păstrate în soluţie agresivă, nu scade în timp, aspect ce

poate fi argumentat şi prin posibilitatea micşorării fisurilor de expansiune la precipitarea de

hidrocompuşii nou formaţi prin hidratare, cu legarea Ca(OH)2. Prin reacţia puzzolanică. Este

probabil ca noile structuri gelice C-S-H, să aibă un rol benefic şi prin contribuţia la micşorarea

volumului porilor şi microfisurilor din zona de tranziţie matrice-agregat, care controlează

procesul de rupere a betonului.

Tabelul 38 . Influenta mediului de pastrare asupra rezistentei mecanice Rezistenta la compresiune

masurata in diferite medii de pastrare a BAC

Rezistenta la incovoiere masurata in diferite medii de pastrare a BAC

Cod beton Varsta beton probe

pastrate in apa

probe pastrate in

mediu agresiv

probe pastrate in aer

probe pastrate in apa

probe pastrate

in mediu agresiv

probe pastrate in aer

R41 208 zile 66 59 10.35 12.375 nd 240 zile 68 76 59 11.475 11.565 11.295 C41 208 zile 58.5 57.5 8.1 11.7 nd 240 zile 59.5 63.5 56 10.305 14.31 10.2825

Modificarea rezistenței la compresiune a BAC în funcție de mediul de pastrare, exprimată ca

rezistență relativă. Valorile rezistenţei relative sunt date în fig. 32.

Rrel.=100xf c beton in mediul coroziv / fc beton in apa

Fig. 32 Evoluția rezistenței relative a BAC

Rezistenta la despicare a BAC a fost cel mai sensibil parametru la masurarea influentei

mediului de expunere (fig. 33).

81

Fig. 33. Rezistenta la despicare –influenta mediului de expunere – aer, apa şi soluţie agresivă

XA2

Mediul agresiv modelat , conform clasei de atac chimic XA2 determina micsorarea

rezistentei la despicare in raport cu proba etalon pastrata in apa potabila. Rezistenta la

despicare este controlata decisiv de gradul de fisurare la interfata matrice agregat in

zona ade tranzitie, Probabil, in aceasta zona s-au produs tensiuni interne de

expansiune, cu efect de microfisurare. Gradul de microfisurare atins in conditiile date de

expunere a probei a fost suficient pentru diminuarea rezistentei la tractiune din

despicare, dar nu destul de accentuat sa produca o cadere importanta a rezistentei la

incovoiere si cu atat mai mult a rezistentei la compresiune.

Rezistenta la compresiune a fost aproape insensibila si chiar a inregistrat cresteri in mediul

apos cel putin pe durata de 5 luni de contact cu solutia agresiva.

14.7. Compozi ţiile definitive de beton autocompactant

Compoziţiile definitive de beton autocompactant, prezentate în tabelele 39 şi 40, au îndeplinit

condiţiile prestabilite pentru clasele de rezistenţă C30/37; C35/45 şi C40/50 şi pentru clasa de

lucrabilitate (clasa SF1 sau SF2).

82

Tabelul 39. Compoziţii definitive de beton autocompactant cu CEM II/B-M şi cenuşa

zburătoare

Component UM C1 C2 C3 C5 CEM/II B-M (S-LL) 42.5N kg/mc 370 390 390 383 Cenusa Govora kg/mc 180 150 70 108 Pulberi kg/mc 550 540 460 491 Raport cenuşa /pulberi 0.32 0.34 0.15 0.22 Nisip kg/mc 918 918 918 945 Pietris 4/8 kg/mc 227 227 227 199 Pietris 8/16 kg/mc 520 520 520 514 Aditiv SP1 % 1,6 1.6 1,6 1.6 Apa L/mc 217 * 200 180 185 Raport A/C 0.57 0.51 0.46 0.48 Raport ciment/cenusa 2.0/1.0 2.6/1 5.7/1 3.5/1 Raport nisip /pietris 1.2/1 1.2/1 1.2/1 1.3/1 BETONUL PROASPĂT Raspandirea din tasare, SF mm 720 670 670 650 după 0,5h mm 710 650 650 640 după 1h mm 710 Timp de curgere, T500 s 4 7 7 10 Timp curgere palnie V s 10 13 13 15 Trecere cutie L cu trei bare % 95 90 90 84 BETONUL ÎNTĂRIT Rezistenţa la compresiune MPa 1 zi 15 13,8 18 20,5 7 zile 32 34,5 36,8 32,3 28 zile 46,3 47,7 48,5 47,9 90 zile 53,7 57,8 52,8 57,3 360 zile 59,4 60,6 54,2 60,1 Clasa realizat ă C30/37 C30/37 C30/37 C30/37 Rezistenţa la îngheţ dezgheţ % Clasa de rezistenţa la atac chimic XA

83

Tabelul 40 Compoziţii definitive de beton autocompactant cu CEM I 52,5R şi cenuşa

zburătoare

Parametru compozitional UM C8 C10 C13 C14 C15 C27 C41 ciment CEM I 52.5R Holcim kg/mc 370 370 344 344 344 344 440 Filer calcar kg/mc 0 0 86 0 0 0 Cenusa Govora kg/mc 130 130 110 172 172 172 110 Pulberi kg/mc 500 500 540 516 516 516 550 Raportul cenuşă/pulberi 0.31 0.31 0.20 0.33 0.33 0.33 0.2 Liant total * kg/mc 418.8 418.8 388 389.2 389.2 389.2 550 Nisip kg/mc 945 932 925 925 925 925 951 Pietris 4/8 kg/mc 199 225 225 225 225 225 Pietris 8/16 kg/mc 514 525 525 525 525 525

689

Aditiv SP1 % 1.6 1.6 1.8* 2.1 sp3 1.9 1.8 2

Apa L/mc 167.5 200 182.5 205 205 202 172.8 Raport A/C 0.45 0.54 0.53 0.59 0.59 0.58 0.39 Apa/Liant 0.4 0.48 0.47 0.53 0.53 0.52 0.31 Raport ciment/cenusa 2.8/1 2.8/1 3.1/1 2.0/1.0 2.0/1.0 2.0/1.0 41 Raport nisip /pietris 1.3/1 1.24/1 1.2/1 1.2/1 1.2/1 1.2/1 1.38 Raspandirea din tasare, SF mm 600 650 690 700 660 680 800 după 0,5h mm nd 680 650 780 după 1h mm nd 680 670 741

Timp de curgere, T500 s 5 10 2.2 3 3

5.5; 7.7(1h) 8

Timp curgere palnie V s 9 11 9 9 12 16.5 12 Trecere cutie L cu trei bare % 92 89 83 83 83 83 89 Rezistenţa la compresiune MPa 1 zi 35,5 20 22,5* 25,8 21 20,5 23 7 zile 52 43,3 28 zile 59,5 51,5 32,5* 55,5 55 51,5 57,3 90 zile 62 58,5 33,5* 59,5 59,1 58,5 63,5 360 zile 69,5 64,1 65.1 61,7 66.7 Clasa realizat ă C40/50 C35/45 C30/37 C35/45 C35/45 C35/45 C40/50 Rezistenţa la îngheţ dezgheţ % 10,5 0,1 11,9 7,7 Clasa de rezistenţa la atac chimic XA

XA2/XA3

*Probe cilindri D15; H30 cm

În concluzie.

1. Caracteristicile BAC în stare proaspătă sunt modificate de dozajul de filere- cenuşa de

termocentrală:

- Cenuşa de termocentrală măreşte volumul de pastă (cu micşorarea corespunzătoare a

masei volumice a BAC proaspăt);

84

- Întârzierea prizei şi mentinerea stabilităţii şi lucrabilităţii iniţiale pe o durată de minim 05...1h

au fost caracteristicile BAC proaspăt cu cenuşa de termocentrala . Aceasta specificitate

constituie un argument tehnic pentru realizarea BAC marfa cu cenuşa de termocentrală.

2. Evoluţia rezistenţei la compresiune a BAC cu cenuşa zburătoare(de la 15 la 34% din

cantitatea de pulberi, respectiv de la 70 la 180 kg/m3) a fost pozitivă până la termenul ultim de

încercare, de 360 zile.

- Rezistenţa la compresiune timpurie, la o zi a fost categoric diminuată de adaosul de

cenuşă.

- Probele BAC cu 418 kg liant total au avut rezistenţa comparabilă cu cea a BAC de referinţă,

cu 370 kg ciment şi filer de calcar.

- Probele BAC cu ciment şi filer de calcar au rezistenţe mai mari decăt probele BAC cu ciment

şi cenuşă - dozaj de liant echivalent (pe baza aplicarii ponderii k de 40% din cantitatea de

maxim 33% cenuşa adăugată).

- Datele obţinute au arătat că raportul Apa /liant al probelor cu cenuşă are mai puţină relevanţă

decît dozajul de liant efectiv (ciment+ cenuşă), asupra rezistenţei mecanice.

3. Durabilitatea BAC cu cenuşă s-a evaluat prin măsurarea rezistenţei la îngheţ-dezgheţ şi

modificarea caracterisitilor de rezistenţă şi dimensionale în mediu agresiv clasa XA2,

comparativ cu medii de expunere apa şi aer şi rezistenţa la carbonatare.

3.1. Pierderea de rezistenţă la compresiune după cele 100 de cicluri de îngheţ-dezgheţ, la care

au fost supuse probele de BAC cu rezistenţa la compresiune de la 61 la 69 MPa (la 360 zile) , a

fost de la 0,1 la 11,9%. Acest comportament denotă o vulnerabilitate redusă la îngheţ dezgheţ a

betonului autocompactant cu cenuşă, dar cu rezistenţă mare la compresiune.

3.2. Estimarea rezistenţei betonului la atac chimic, s-a efectuat prin modelarea sistemului de

expunere -, referitor la soluţia agresivă (ce conţine SO42-, Mg2+, NH4

+, H3O+, şi cu pH 4…4,2),

cât şi la modul de evaluare a impactului acestui mediu de expunere -, timp de 275 zile, asupra

betonului. Rezultatele determinărilor privind evoluţia parametrilor relevanţi pentru evaluarea

durabilităţii - expansiunea, modificarea masei epruvetelor şi rezistenţele mecanice la

compresiune, încovoiere si despicare au condus la concluzia că probele de beton, tip BAC, cu

filer de calcar şi cu cenuşa zburătoare, cu rezistenţa la compresiune 50…60 MPa, păstrate în

soluţie agresivă XA2, apă şi aer se comportă satisfăcător.

3.3 Betoanele cu rezistenţă mare la compresiune, cu parametrii compozitionali adecvati,

(raportului A/C scăzut şi raportului adecvat între agregatul fin şi cel grosier) au intrunit premizele

unei comportari foarte bune – pe termen relativ scurt, in mediu agresiv puternic.

SF2).

85

15. BETON AUTOCOMPACTANT CU CENU ȘA VOLANTĂ ȘI ZGURA BAZICĂ

S-au preparat diferite compoziţii de beton autocompactant, cu ados(filer) de tuf vulcanic măcinat, cu

specificaţiile conform SR EN 206-1, SR EN 206-9, NE 012-1:2007 şi NE013-2002, menţionate

în programul activităţilor experimentale/fază.

Date de bază

j) Cerinţe de conformitate cu SR EN 206-1 :

- Clasa de rezistenţă la compresiune; s-au stabilit clasele de rezistenţă: C30/37; C35/45;

C40/50; C50/60,

- Durabilitatea - clase de expunere: la atac chimic, XA, la îngheț-dezgheț, XF

k) Cerințe de conformitate cu SR EN 206-9: Clase de consistenţă:

1. Raspandirea din tasare clasa SF2 660….750 mm

2. Vascozitatea, VS2 > 2s; VF2 9 – 25 S

3. Abilitatea de trecere clasa PA2 ≥ 0,8 cu 3 bare

4. Stabilitatea la segregare Examinarea răspândirii din tasare Indicele de

stabilitate/observaţiile vizuale ale suprafeţei BAC/

l) Materialele componente

Tipurile de ciment conform SR EN 197 -1 utilizate: Cimentul CEM I 52,5R şi CEM III/A.

Filerele/adaosurile utilizate au fost zgura de furnal macinata, cenuşa de termocentrală şi

filerul de calcar (pentru probele martor/de referinţă).

Aditivi-au folosit diferiţi aditivi superplastifianţi SP si puternic reducatori de apă.

Agregatele pentru realizarea betonului autocompactant au fost selectate conform cu

cerinţele SR EN 12620:2000 şi cerinţele NE013/2002 pct.4.2. Cantitatea de particule mai mici

de 0,125 mm din nisip a fost calculată şi inclusa ca pulbere. Pentru prepararea amestecurilor de

beton autocompactant s-au utilizat următoarele sorturi de agregate de balastieră: nisip sort 0-4

mm agregat grosier sort 4-8 şi 8-16 mm.

15.1 Compoziţii de bază

Detemrinarile pe beton proaspat și întărit s-au efectuat pe probe cu următoarele compoziții

de bază:

- seria I, cu ciment tip CEM III/A şi filer /adaos de cenuşă volantă sau de calcar;

- seria II-a - cu ciment CEM I 52.5 R şi adaos de zgură de furnal sau cu zgură de furnal şi

cenuşă volantă.

Seria I .Amestecuri de compoziţii BAC din cu ciment tip CEM III/A şi filer /adaos de cenuşă

volantă cu filer de calcar (ca adaos de referinţă) sunt date în tabelul 41.

86

Tabelul 41. Seria I de compoziţii de beton autocompactant cu ciment CEM III/A şi adaos de cenuşă zburătoare

Parametru compoziţional C29 C30 C31 C32 C32 bis C33

C34 referint

a C34 bis C35 C36 C37

C38 referint

a Ciment CEM III/A 42.5 N,

kg/m3 370 344 390 405 405 435 370 370 390 340 364 340 Cenusa Govora 150 172 126 115 115 97 0 0 126 136 155 110 Filer de calcar 0 0 0 0 0 0 130 130 0 0 0 86

Nisip 0/4 912 925 918 918 918 918 918 918 918 918 918 918 Pietriş 4/16 765 765 752 759 759 759 759 759 759 752 752 770 Aditiv SP3 2 1,6 1,7 1,7 1,5 Aditiv SP4 1,7 Aditiv SP1 1,4 1,6 1,4 Aditiv SP5 1,4 1,6 1,4

Raport Apa/Ciment 0.54 0.61 0.53 0.49 0,48 0.47 0.51 0,45 0.49 0.59 0.56 0.61 Pulberi ,kg 520 516 516 520 520 532 500 500 516 476 519 536

Raport cenuşa /pulberi, kg/kg 0.29 0.34 0.24 0.22 0,22 0.18 0.24 0.29 0.3 0.20

Apa, L 200 210 207 200 192,5 204 189,5 167,5 190 202,

5 205 0,98

Volumul de pulberi, L 202,

6 206,

5 195,

8 194,

5 194,5 194,

2 167,5 167,5 195,

8 185,

2 203,

5 202,6

Volumul de pastă, L 402,

6 416,

5 402,

8 394,

5 387 398,

2 357 335 385,

8 387,

7 408,

5 203,58 Raport Apa /Pulberi, L/kg 0.38 0.40 0.40 0.38 0,37 0.38 0.37 0.34 0.37 0.42 0.39 0.39 Raport Apa /Pulberi, L/L 1,01 1,05 0,99 1,03 0,99 1,1 0,97 1 0,97 1,09 1 1,03

SP1= Chryso Premia 180

SP3 = Chryso Optima 380

SP4= Chryso Optima 203

SP5= Chryso Premia 320

87

Seria a II-a include compozitiile de BAC cu CEM I, adaos de zgura de furnal macinata şi

cenuşa volantă, prezentate în tabelul 42 .

S-au realizat diferite amestecuri de BAC cu adaos de zgura granulata de furnal (ZGF), notate

R3Z, R4Z şi R9Z, cât şi compoziţii de BAC cu ZGF şi cenusa de termocentrala (CT), notate

R31ZC si R21ZC . Compozitiile de R31ZC si R21ZC de beton autocompactant au un raport

masic zgura de furnal:cenuşa volantă de 2: 1 si respectiv, de 3:1.

Proba de referinţă pentru rezistenţa la compresiune este C28ref fără adaos de zgură sau cenuşă,

cu un dozaj de 510 kg ciment şi 90 kg filer de calcar. Aceste compozitii au fost stabilite pentru

studierea influentei adaosurilor de tip II asupra caraceristicilor reologice ale BAC proaspat si

asupra proprietatilor de rezistenta si durabilitate.

Tabelul 42a. Compoziţii de beton autocompactant Seria a II-a cu ciment tip CEM I, adaos de

zgura de furnal macinata şi cenuşa volantă

Material

R3

Z R 4Z R8Z

R

9Z

R

31ZC

R21Z

C

C28

ref

Ciment/Cement, CEM I 52,5R, kg/m3 518 473 520 490 390 455 510

Zgura granulata de furnal/granulated blast slag 116 153 80 130 195 130 0

Cenusa de termocentrala/Fly ash 0 0 0 0 65 65 0

Filer de clacar 0 0 0 0 0 0 90

Pulberi 634 626 600 620 650 650 600

Nisip/Sand 0-4 mm , kg/m3 943 960

102

5

100

0 936,6 939,6 918

Agregat grosier/Coarse aggregate, 4-16 mm,

kg/m3 630 647 684 647 681 681 752

Aditiv SP2 / SP2 admixture , % 1,2 *1,9 1 *1,6 **1,6 *1,6 **1,5

Raport G/N, Coarse/sand ratio

Apă/Water , L/m3 200 190 178 173 170 180 166

Volum pulberi/Powders volume L/m3 217

218,

4 222 227 234 197,8

Volum pastă/Paste volume L/m3 417

408,

4 395 397 414 363,8

Raportul A/C /W/C Ratio

0,3

8 0,4 0,35 0,35 0,44 0,4 0,32

*Sika 20 HB, **sika visco 2620

88

Tabelul 42 b) Parametrii compozitionali de calcul ai amestecurilor de BAC – seria II

Apa/P A/C A/liant* Vpulberi Vpasta Vnisip Vagg

R3Z 0,92 0,38 0,31 217 417 350 233

R4Z 0,87 0,4 0,3 218,4 408 355 237

R9Z 0,78 0,35 0,28 222 396 366 237

R21ZC 0,77 0,4 0,27 234 438 310 252

R31ZC 0,76 0,44 0,27 227 424 324 252

R8Z¤

Realizat cu criblura Dmax 8mm 0,85 0,35 0,29 202,2 402,2 347 250,8

15.2 Lucrabilitatea. Factorii de influen ţă principali

Răspândirea din tasare este caracteristica prin care se estimează capacitatea betonului

autocompactant de umplere completă a cofrajului, în cele mai înguste deschideri.

În funcţie de răspândirea din tasare sunt prevăzute trei clase- SF1: 550-650 mm; SF2: 660-750

mm; SF3: 760-850mm.

Caracteristicile fizice ale betonului autocompactant proaspăt - seria I de compoziţii cu ciment

CEM III/A şi adaos de cenuşă volantă sunt date în tabelul 43.. Betonul autocompactant

proaspăt - seria I de compoziţii cu ciment CEM III/A şi adaos de cenuşă volantă a avut valori

ale parametrilor de consistenţă adecvaţi claselor SF1 şi SF2.

Tabelul 43. Caracteristicile fizice ale betonului autocompactant proaspăt - seria I de

compoziţii cu ciment CEM III/A şi adaos de cenuşă volantă

Caracteristica BAC proaspăt

C29 C30 C31 C32 C32 bis

C33 C34 C34 bis

C35 C36 C37 C38

Masa volumica

2220 2200 2220

2280

2220 2320 2280

2160 2080

2120

2200

initial,

670 600 690 530 530 750 680 590 720 580 670 650

la 0.5h

623 ned 620 ned ned

705 ned ned ned ned ned ned Rasp din

tasare, mm

la 1h ned ned ned ned ned 600 ned ned ned ned ned ned

initial 6,6 8 5,4 5,7 4,5 2,5 1,4 2 2,3 7,7 2,8 la

0.5h ned

ned ned ned ned 3,5

ned ned ned ned ned ned T500, s

1h ned ned ned ned 3,7 ned ned ned ned ned

VF,s 22 23 15,4 20,5 6,9 6,1 3,4 8,3 5,5 8,3 5 11,5

cutie L,% 86 81 82.3 57 87,9 77.8 89.5 57 78 Clasa de

consistenţă,SF SF2 SF1 SF * *

SF2 SF2 SF1 SF2 SF1 SF2

*SF are valori mici , care nu sunt conforme cu cerinţele pentru BAC.

Betonul este coeziv, dar curge f greu. Vascozitatea creste repede; apare un fenomen de

gelifiere/ingrosare a pastei probabil şi datorita aditivului Ch Optima 380 dedicat ptr beton marfa.

89

Caracteristicile fizice ale betonului autocompactant proaspăt – compoziţiile din seria a II-a cu

CEM I şi adaos de ZGF , cenuşă sau filer de calcar (proba de referinţă, C28) sunt date în

tabelul 44.

Tabelul 44. Caracteristicile fizice ale betonului autocompactant proaspăt – compoziţiile din

seria a II-a cu CEM I şi adaos de ZGF, cenuşă sau filer de calcar

Caracteristica R3Z R 4Z R 9Z R 31ZC R21ZC C28 ref

Aer antrenat, % 1,6 3,8 2,9 4,3 2,8 4,6 Masă volumică BAC

proaspat/Unit weight of fresh SCC mix, kg/m3

2419.6 2386.8 2436 2384.6 2411.8 2440

Raspandirea din tasare, mm 790 740 800 730 820 705 Clasa de consistenta SF3 SF2 SF3 SF2 SF3 SF2

Vascozitatea/Viscosity, T500, secunde 5 4 4 8 3 5,4

Clasa de viscozitate VS2 VS2 VS2 VS2 VS2 VS2 Abilitatea de trecere, cutie L /filling ability, L box, H2/H1,

% 0.96 0.96 0.95 0.94 0.98 0,89

Clasa PA2 PA2 PA2 PA2 PA2 PA2 Tendinta de segregare,

apreciată vizual, conform incercarii de raspandire din

tasare

Stabil, coeziv, BAC f bun

Stabil, coeziv, BAC f bun

Stabil, coeziv, BAC f bun

Stabil, coeziv, BAC f bun

BAC bun Bac f bun

15.3 Caracteristicile BAC înt ărit

15.3.1 Pemeabilitatea faţă de apă

Pemeabilitatea faţă de apă a probelor de BAC seria II-a, cu CEM I cu adaos de ZGF sau

ZGF+CET este diferenţiată în domeniul 34-41 mm, conform datelor din tabelul 45 .

Tabelul 45. Pemeabilitatea faţă de apă a probelor de BAC seria I cu CEM I cu adaos de ZGF

sau ZGF+CET

Cod proba Adancimea de penetrarea apei (mm) Adancimea medie (mm)

Observatii

42 R9Z 35 37

38 Aspect nemodificat

34 R21ZC 38 30

34 Aspect nemodificat

41 R31ZC 35 46

41 Aspect nemodificat

90

Patrunderea apei în beton este sub 50% din adâncimea prestabilită de 100 mm, iar valorile

obţinute sunt în limitele indicate de NE 013:2002, privind caracteristicile betoanelor la

încercarile preliminare (secţiunea 7, tabelul 7.6.)

15 .3.2 Evolu ţia rezisten ţei la compresiune. Factorii principali de influen ţă.

Seria a I- de probe BAC

Rezistenţa la compresiune şi rezistenţa la despicare - valori medii- ale probelor de beton

autocompactant cu CEM III/A 42,5 N –Lafarge sunt date în tabelul 46.

Dozajul de ciment a variat în limitele 340 - 435 kg/m3, iar adaosul de cenuşă a variat de la 97 la

172 kg/m3 ,conform rapoartelor ciment /cenuşă între 2,5/1 şi 4,5/1.

Clasele de rezistenţă realizate, conform încercărilor iniţiale, au fost C16/20, C20/25, CC30/37;

C 35/45 şi C45/55.

Experimentele au urmarit influenţa factorilor compoziţionali dozajul de ciment, raportul

apă/ciment, raportul ciment/cenuşă, a tipului de aditiv SP asupra evoluţiei pe termen scurt 1 -

28 zile – a rezistenţei mecanice

Tabelul 46. Rezistenţa mecanică a probelor de BAC cu CEMIII/A 42,5 N şi filer - cenuşa sau

calcar

Indicativ

serie:

Ciment

CEM

III/A

42,5N,

kg/m3 -

Filer

de

calcar

kg/m3

Cenuşa

volantă

G

kg/m3

Raport

Ciment/Filer/

calcar

Raport

Ciment

/Cenuşa

Clasa

realizată

fc1 fc28,

MPa

fd28,

MPa

C29 344 150 2,47/1 C35/45 20,1 50,36 8,5

C30 344 172 2,0/1 C30/37 11,7 44,0 8,1

C31 390 126 3,09/1 C30/37 15,5 47,0 8,6

C32 405 115 3,5/1 C45/55 22,5 59,7 9,6

C33 435 97 4,5/1 C45/55 21 59,6 7,8

C34 370 130 2,8/1 C35/45 29,2 47,4 7,8

C36 340 136 2,5/1 C20/25 16 29,2 4,9

C37 364 155 2,34/1 C16/20 14,3 25,6 4,5

C38 340 110 3,0/1 C25/30 17,4 41,0 5,3

Seria a II-a de probe BAC

Evoluţia rezistenţei la compresiune, rezistenţa la despicare ale probelor de beton

autocompactant cu adaos de zgură de furnal sau cu adaos de zgură şi cenuşă volantă, este

continuu crescătoare până la 360 de zile.

91

Caracteristicile fizico-mecanice ale betonului autocompactant cu - seria II-a, cu CEM I şi adaos

de ZGF , cenuşă sau filer de calcar (proba de referinţă, C28) sunt date în tabelul 47.

Tabelul 47. Caracteristicile fizico-mecanice ale betonului autocompactant - seria II-a

Cod

proba

ρa,

kg/m3 fc2 fc 28 fc56 fc90 fc360 ftd28 fc2/fc28

R8Z 2431 56 77 80,5 90 360 9,1 0,73

R3Z 2440 46,5 80 86,5 99,5 98,1 8,4 0,59

R4Z 2433 47 72,5 84,5 62 110,4 9,1 0,67

R9Z 2470 61,5 74,5 81 92 96,8 8,6 0,86

R21ZC 2441,5 56,5 63,5 78,5 85,7 99,7 8,1 0,89

R31ZC 2430 47,5 56,2 58,2 67,1 92,5 7,2 0,67

C28ref fc1

68,5 95 110

fc1/fc28

0,72

BAC - Clasa de rezistenţă realizata C40/50

Probele R21ZC; R31ZC

- Clasa de rezistenta C40/50 a fost realizata prin subsituirea a 40% ciment cu 195 kg adaos –

zgura + cenuşa ,reteta R21ZC, la un raport ciment :zgura :cenusa = 6 : 3 :1, ceea ce denota

capacitatea acestor adaosuri active hidraulic de substituire a cimentului.

- Apare interesanta substituirea partiala in proportie de 30% a cimentului cu amestec de

zgura de furnal : cenusa de termocentrala 2 :1, respectiv proportia masica ciment :zgura :

cenusa = 7 :2 :1. Se mentine clasa initiala iar evolutia in timp a rezistentei este foarte buna.

Acest produs este indicat si pentru expunere in medii agresive –atac chimic .

BAC- Clasa de rezistenţă realizata C50/60

Probele R9Z, R4Z

- probele R9Z, R4Z, de beton autocompactant din domeniul C50/60 (clasa realizata) se

incadreaza in cerintele de lucrabilitate BAC proaspat din Ghidul European, 2005, clasa de

rapandire din tasare SF2 si SF3, clasa de viscozitate VS2, clasa abilitate trecere PA2(H2/H1 =

0,87…0,96).

- Toate probele de beton autocompactant din domeniul C50/60 (clasa realizata) se

incadreaza in cerintele de lucrabilitate BAC proaspat din Ghidul European, 2005, clasa de

rapandire din tasare SF2 si SF3, clasa de viscozitate VS2, clasa abilitate trecere PA2(H2/H1 =

0,87…0,96).

- Raportul fc2/fc28 prezinta valori rezonabile, de 55…86 %, deoarece adaosul hidraulic

contribuie la evolutia buna in special pe termen lung a rezistentei mecanice si a durabilitatii.

92

Clasa de rezistenţă realizata C55/67

Betoanele R3Z si R8Z

- Caracteristicile in stare proaspata sunt conforme cu cerintele BAC (SF2-SF3 ; VS2, PA2-

H2/H1 = 0,96) betoane fluide, coezive, fara tendinta de segregare.

- Probele R3Z si R8Z ating la 28 de zile 80MPa, iar la 90 de zile 100MPa.

- Raportul fc2/fc28 prezinta valori rezonabile, de 60…75 %.

- Betonul autocompactant, compozitiile R3Z si R8Z sunt adecvate pentru indeplinirea

cerintelor de rezistenţa la atac chimic.

Prin urmare :

- Substituirea partiala, in proportie de 30% a cimentului cu amestec de zgura de furnal :

cenusa de termocentrala 2 :1 si 3 :1, rapoarte masice ciment :zgura : cenusa = 7 :2 :1 (R21ZC)

si respectiv, 6 :3 :1 ( R31ZC) este adecvată pentru realizarea de betoane performante, cu

dozaje rezonabile de ciment.

- Se constata influenta benefica a cresterii raportului de substiuire cu zgura a cimentului la

termene mai mari de 28 zile. Betoanele autocompactante cu ZGF şi CET sunt recomandabile

pentru elemente prefabricate si betoane monolit in situ expuse la atac chimic de natura

sulfatica sau cu clorura.

15,3 Influen ţa componen ţilor şi a mediilor de p ăstrare a epruvetelor de BAC asupra

rezisten ţei mecanice

Influenţa tipului de filer

Betoanele din seria I cu CEM III/A, cu adaos de cenuşă zburătoare au rezistenţa la

compresiune semnificativ influenţată de raportul ceiment/ filer, unde filerul este cenuşa sau

calcarul in probele BAC de referinţă. Rezistenţa la compresiune creşte cu raportul CEM III

/cenuşă, şi atinge valori maxime la raport optim 3,5/1 (v. Fig 34). Substituirea cenuşii cu filer de

calcar nu produce modificari semnificative ale rezistenţei la 28 zile.

93

Fig. 34. Influenţa raportului CEM III/A- cenuşă (filer calcar, R) asupra rezistenţei la

compresiune şi la despicare a BAC

Examinarea graficului fig 35. confirmă abilitatea filerului de calcar de accelerare a întăririi, în

raport cu cenuşa in probele BAC cu CEM III/A.

Fig. 35. Evoluţia rezistenţei mecanice a BAC cu CEM III/A, adaos de CET sau filer de calcar

(R)

Adaosul de zgură

Influenţa tipului de adaos este relevantă prin abilitatea de a contribui la dezvoltarea structurii de

întărire a matricei betonului, prin formarea de hidrosilicaţi de calciu , in cazul adaosurilor

cimentoiide cum este zgura sau puzzolanice de tipul cenuşii volante si tufului vulcanic.

Zgura de furnal are un rol benefic asupra rezhistenţei la compresiune la vârste mai mari ,

aspect descris în fig 36. Se observa că filerul de calcar contribuie la accelerarea întăririi, iar

zgura la creşterea de rezistenţă în timp.

94

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

1 28 90 180 360

Vârsta beton, z

fccu

b. M

Pa

R8-filer calcarR8T-filer tuf vulcanicR8Z- filer zgura de furnal

Figura 36. Influenţa tipului de adaos/filer asupra evoluţiei rezistenţei la compresiune a BAC

Influenţa mai favorabilă a ZGF asupra evoluţiei rezistenţei la compresiune, în comparaţie cu

cea a cenuşii zburătoare este descrisă grafic în fig 37 .

Fig 37 Influenţa adaosului de zgură asupra evoluţiei rezistenţei la compresiune a BAC

Vârsta betonului

Seria II de betoane cu pulberi active –zgura de furnal si cenusa de termocentrala a prezentat o

crestere semnificativa de rezistente in timp, cu raportului ciment :zgura (v. fig. 38).

95

Figura 38.. Evolutia rezistentei la compresiune a betoanelor cu adaos de zgură de furnal

măcinată, cenuşă şi filer de calcar (C28)

15.3.4 Rezisten ţa la atac chimic. Evolutia proprietatilor fizico-me canice in conditiile

expunerii in mediu agresiv clasa XA3

Variația gradului de omogenitate al probelor in mediu agresiv, evaluată prin viteza US

Probele de BAC seria I cu CEM III/A Lafarge. Pentru estimarea influenţei mediului de expunere

XA3 /aer, asupra probelor de beton s-au efectuat măsuratori ale vitezei de propagare a US în

prisme 10x10x55cm si cuburi L=15cm, imersate în soluție agresivă XA3 și în același tip de

epruvete, ca probe martor, expuse în aer pe o durată relative scurtă, de 5 luni. Rezultatele sunt

prezentate în fig 39 și 40.

a)

96

b)

Fig 39. Viteza de propagare a US in epruvetele de beton autocompactant C31 a) prisme

10x10x55 cm și b) cuburi cu l15cm, imersate în soluție agresivă XA3, comparative cu viteza US

în probele martor- pastrate în atmosfera de laborator la 23oC

a)

97

b)

Fig 40. Viteza de propagare a US in epruvetele de beton autocompactant C34 a) prisme

10x10x55 cm și b) cuburi cu l15cm, imersate în soluție agresivă XA3, comparative cu viteza US

în probele martor- pastrate în atmosfera de laborator la 23oC

Din examinarea datelor de propagare a US prezentate graphic în fig.39 și 40 se pot face

urmatoarele aprecieri:

- Micșorarea vitezei de propagare a US este efectul diminuarii compactității BAC, ca urmare

a proceselor fizico-chimice ce produc creșterea volumului de pori și microfisuri. Vitea de

propagare a US are valori ușor mai mari în BAC de referință, C34 bis cu raport A/C =0,45 cu

filer de calcar, decât în BAC C 31 bis, cu cenușă, și cu raport A/C =0,53, aspect explicabil prin

diferența de compactitate (porozitate) datorată raportului A/C.

- Viteza de propagare US în probele martor expuse în aer și păstrate in solutie agresivă XA3,

variază discontinuu; la inceput, în primele 2-3 luni scade, si apoi începe să crească. Cresterea

vitezei US devine continuă și sensibil mai mare în probele martor decât în cele păstrate în

mediu agresiv

- Fenomenul de scadere a vitezei US poate fi pus pe seama măririi microfisurilor superficiale

inițiale, în primele 2…3 luni, ca efect al contracției de uscare și carbonatării probelor martor

pastrate în aer, și a saturării cu soluțe apoasă care a contribuit la creșterea microfisurilor

superficiale, în cazul probelor imersate în soluție

- Creșterea vitezei de propagare a US este efectul creșterii compactității betonului. În

decursul perioadei de imersare în mediul lichid , pe suprafața fisurilor și capilarelor se depun

compușii de hidratare nou formați,(ca effect al reacțiilor puzzolanice), cât și

98

hidrosulfataluminați, în cazul betonului menținut în soluție XA3 care contribuie la creșterea

compactității .De asemenea, dezvoltarea, în timp a structurii de întărire a BAC prin creșterea

volumului de hidrocompuși gelici, precipitați în capilare și microfisuri, datorită reacțiilor

puzzolanice, favorizate de conținutului de zgură și cenușă conduce la creșterea compactității

BAC.

- Viteza US crește in probele BAC C31 și C34 martor, păstrate în aer, după un timp de 2…3

luni de la imersare, creșterea fiind mai accentuată decât cea a a vitezei US in probele păstrate

in mediu XA3. Acest aspect poate fi explicat prin contribuția mediului agresiv la deteriorarea

BAC, mai accentuată decât procesul de consolidare a structurii prin reacția puzzolanică , cu

formarea de noi compuși de întărire.

Influența mediului agresiv asupra evoluției rezistenței mecanice

S-au efectuat determinări de rezistență la tracțiune prin despicare și la compresiune pe

evpruvetele încercate la atac chimic, imersate în soluție XA3 și martor pastrate in aer timp de

cinci luni. Rezultatele obținute sunt date in fișele de măsurare din Anexa1 și în tabelul 48 .

Tabelul 48 Influența mediului de expunere asupra rezistențelor mecanice ale probelor de

beton* autocompactant cu zgură (în CEM III/A) și cenușă sau filer de calcar

C31bis C34bis de referință Rezistența mecanică, MPa

Soluție XA3 Aer Soluție XA3 Aer

Rezistența la tracțiune din despicare, MPa 2,7 4,3 2,7 3,8

Rezistența la tracțiune din încovoiere 4,2 3,6 4,4 4,4

Rezistența la compresiune 42,8 54,2 41,4 59,6

Rezistența la compresiune standard, fc28cub 44,6 49,8

*beton întărit, expus după 28 zile în mediu agresiv sau pastrat in laborator, timp de cinci luni

Din examinarea tabelului privind rezistența mecanica a BAC cu zgură (ca CEM III/A) și adaos

de cenușă (C31) sau filer de calcar (C34), se deduc următoarele:

- Rezistența la tracțiune din despicare a fost diminuată de expunerea in mediu

agresiv, în raport cu cea a probelor menținute în aer, atat la BAC cu cenușă cat si la BAc de

ref cu filer de calcar.

- Rezistența la tracține din încovoiere a BAC cu cenușă pastrat in aer a fost mai mică

decât a probelor pastrate în mediu XA3, probabil datorită efectulu accentuat al contracției și

carbonatării. Este de presupus ca structura s-a consolidat prin precipitarea in fisurile/porii BAC

a hidroformațiunilor din reacția puzzoanică, prin care tensiunile interne datorate expansiunii prin

formarea hidrosulfataluminaților de calciu au fost diminuate.

99

- Rezistența la compresiune a cuburilor pastrate cinci luni in mediu XA3 a scăzut față

de cea a probelor martor , pastrate în aer.

- În concluzie rezistența la tracțiune din despicare a probelor BAC menținute cinci luni

în soluție XA3 a scăzut lcu 34% în cazul BAC cu cenușăC31bis (cu A/C= 0,54) și cu 29% în

cazul BAC cu filer de calcar, cu mențiunea că acesta a avut inițial o compactitate mai buna,

datorată A/C = 0,45.

- Rezistența la tracțiune din încovoiere a BAC cu cenușă a crescut în mediul agresiv

cu 15%, iar cea a probei de referință a rămas constantă.

- Deoarece rezistența la tracțiune din despicare este cea mai sensibilă la intervenția

factorilor distructivi datorați agresivitații soluției XA3, aceasta comportare conduce la concluzia

că BAC de tipul C34bis și C31bis nu sunt recomandate pentru medii de agresivitate clasa

XA3.

Probele de BAC seria II cu CEM I si adaos de ZGF sa u ZGF +CET

Variaţia dimensională

Variaţiile dimensionale în cursul întăririi betoanelor realizate au fost studiate pe epruvete

supuse actiunii unor solutii agresive si epruvete imersate in apa potabilă (probe martor) sunt

descrise grafic în figura 40 .

Fig 40. Evoluţia variaţiei dimensionale pe durata de imersare a probelor de BAC, seria II, in

mediu agresiv XA3 si in apa

Variaţia dimensională a probelor pastrate în mediu agresiv este mai mare decât a probelor

pastrate în apă, şi variază discontinuu, cu perioade de stagnare urmate de creştere. Asfel,

expansiunea prismelor de beton expuse în mediu agresiv se încadrează în limitele 0,27…0,36

100

mm/m, iar expansiunea prismelor pastrate în apă potabilă are valorile cuprinse în limitele

0,14…0,26 mm/m.

Valorile expansiunii măsurate pe prisme menţinute în soluţie agresiva, clasa XA3 prezintă

creştere puţin semnificativă în raport cu probele martor.

Viteza de propagare a ultrasunetelor în beton

Viteza de propagare a US creşte continuu pe toată perioada măsurătorilor; făcute la interval de

14 zile, până la 150 de zile, atât în probele martor imersate în apă cât şi în probele imersate în

soluţia cu agresivitate intensă XA3, conform cu datele prezerntate grafic în fig. 41.

Fig 41. Evoluţia vitezei de propagare a US pe durata de imersare a probelor de BAC, seria II,

in mediu agresiv XA3 si in apa

15.4 Compozi ţii definitive de beton autocompactant cu zgura gran ulat ă de furnal

Compoziţiile de beteon autocompactant care au realizat clasa de lucrabilitate, clasa de

rezistenţă şi clasa de durabilitate sunt considerate definitive.

Pot fi relevante compoziţiile cu valori adecvate pentru BAC ale consistenţei (conform SR EN

206 – 9: 2010) şi ale clasei de rezistenţă (conform SR EN 206 -1:2002), conform datelor din

tabelul 49.

101

Tabelul 49. Compoziţii definitive de beton autocompactant cu adaos zgura granulată de furnal

Material R3Z R 4Z R8Z R 9Z

R

31ZC R21ZC

Ciment CEM I 52,5R, kg/m3 518 473 520 490 390 455

Zgura granulata de furnal 116 153 80 130 195 130

Cenusa de termocentrala 0 0 0 0 65 65

Filer de calcar 0 0 0 0 0 0

Pulberi 634 626 600 620 650 650

Nisip 0-4 mm , kg/m3 943 960 1025 1000 936,6 939,6

Agregat grosier, 4-16 mm, kg/m3 630 647 684 647 681 681

Aditiv SP2 % 1,2 *1,9 1 *1,6 **1,6 *1,6

SF3 SF2 SF2 SF3 SF2 SF3

VS2 VS2 VS2 VS2 VS2 VS2 Clase de consistenţă realizate

PA2 PA2 PA2 PA2 PA2 PA2

Rezistenţa medie la compresiune ,

MPa 80 72,5 77 74,5 56,2 63,5

Clasa de rezistenţă realizată C60/75 C55/67 C55/67 C55/67 C40/50 C50/60

CONCLUZII

Lucrarea BETON AUTOCOMPACTANT – CERCETARE (PRENORMATIVA), finanțată

de MDRT prin contractul 435/2009 cu ICECON, este un document tehnic, bazat pe rezultate

experimentale, referitor la realizarea betonului autocompactant (BAC), cu diferite tipuri de

pulberi și aditivi chimici, măsurarea proprietăților materialelor componente și ale BAC proaspăt

și întărit, descrieirea influenței factorilor compoziționali asupra caracteristicilor reologice și de

dezvoltare a structurii de rezistență a BAC, stabilirea compozițiilor definitive de beton

autocomapctant pe baza îndeplinirii cerințelor de lucrabilitate, conform cu SR EN 206-9 și de

rezistență mecanică și durabilitate conform SR EN 206-1.

Aspectele mai importante al cercetării prenormative, de interes pentru producătorii de BAC, l-

au reprezentat :

- caracterizarea materialelor componente ale BAC – sursele, controlul proprietăților,

interacțiunile între materiale, ca factori de influență asupra performanțelor BAC;

- alegerea metodei de calcul a compoziției BAC în funcție de particularitățile materialelor

și cerințele BAC proaspăt și întărit; documentul nu recomandă o anume metodă de stabilire a

compoziției, dar se prezintă principiul de calcul, și referințele bibliografice care prezintă metode

de stabilire a compoziției BAC;

102

- stabilirea compozițiilor de bază de beton autocompactant cu diferite tipuri de ciment,

filere și aditivi superplastifianți;

- încercarea proprietăților betonului proaspăt și stabilirea clasei de consistență;

- încercarea rezistențelor mecanice, de la varsta de 1 zi până a 360 zile;

- determinarea caracteristicilor fizico- mecanice care definesc durabilitatea –

permeabilitatea față de apă, absorbția apei, variația dimensională,rezistența la îngheț-dezgheț,

rezistența la atac chimic și altele;

- evaluarea corelațiilor între caracteristicile compoziționale (tipul de ciment, adaos I și/sau

II, raportul apă/liant, volumul de pulberi, raportul ciment/adaos, raportul nisip/agregat grosier,

tipul/cantitatea de aditiv SP;

- descrierea rolului factorului de echivalență k pentru betoanele cu adaos de cenușă de

termocentrală;

- stabilirea compozițiilor definitive de beton autocompactant cu diferite tipuri de ciment,

filere și aditivi superplastifianți;

Aceste obiective au fost prezentate în tema program a fiecarei faze a lucrării și realizate în

conformitate cu acestea.

Betonul cu filer de calcar

Filerul de calcar prin caracteristcile dimensionale, de formă și suprafață a particulelor, a

avut o influență favorabilă asupra caracteristicilor de curgere ale BAC proaspăt și un rol de

promotor al reacțiilor de întărire timpurie si la 28 zile, cu precădere în cazul betonului cu dozaj

mai ridicat de ciment , tip CEM 52,5R .

Lucrabilitatea BAC a fost decisiv influenţată de aditivul SP, raportul apă/pulberi, de tipul şi

dozajul de filer. Conform datelor experimentale obţinute se poate aprecia că filerul L a favorizat

lucrabilitatea – prin creşterea mobilităţii betonului proaspăt.

Rezistenţa la compresiune Rezistenţele mecanice şi modul de evoluţie, până la 360 de zile, au

fost semnificativ controlate de parametri compoziţionali - raportul apă/pulberi, de tipul şi

dozajul de ciment şi de filer. Filerul de calcar a determinat o creştere a vitezei de întărire

Beton autocompactant cu adaos de tuf vulcanic m ăcinat

Pulberea de tuf vulcanic conţine minerale zeolitice (aluminosilicaţi alcalini) cu structură

preponderent vitroasă, determinată de roca de origine.. Este cunoscut că structura alumino-

silicatică vitroasă conferă tufului vulcanic activitate hidraulică. În cadrul acestui studiu, indicele

de puzzolanicitate a fost de peste 40% valoare care sugerează o activitate hidraulică.

Activitatea hidraulică a filerului TV a fost vizibilă în comparaţie cu betonul autocompactant de

referinţă cu filer de calcar, aspect care poate explica evoluţia mai bună a rezistenţei la

compresiune la vârste mai mari a BAC.

103

În concluzie:

S-au realizat compozitii BAC cu 380 -430 kg ciment CEM I 42,5R cu adaos de tuf

volcanic macinat și de filer de calcar, ca probe de referință.

- Adaosul de tuf vulcanic favorizeaza rezistenta la segregare şi coeziunea betonului dar

mareste usor necesarul de apa.

- BAC cu tuf vulcanic necesită verificarea compatibilitatii aditivului., inclusiv cresterea cu 0,2-

0,4% a proportiei de aditiv SP.

- Rezistenţa la compresiune la 24 de ore a variat între 55 şi 70 % din rezistenţa finală.

- Rezistenţa la compresiune a BAC cu filer de tuf vulcanic are valori mai ridicate după 90 de

zile în raport cu rezistenţa la compresiune a BAC de referinţă, cu filer de calcar

- Tuful vulcanic a favorizat dezvoltarea structurii de întărire la termen mai mari de 360 zile.

Beton autocompactant cu cenu șă zbur ătoare

Liantul hidraulic total in cazul betonului autocompactant cu ciment si cenusa de

termocentrală - ca substituient total sau parţial al filerului de calcar -, a fost calculat pe baza

echivalării unei cantitati de cenuşă cu cimentul. Amestecurile de BAC realizate experimental au

rapoarte Cenuşa/ciment în domeniul 0,15….0.5. S-a considerat doar domeniul limitat de

raportul n= 0,33 pentru calculul liantului total. Doar cantitatea de cenuşă echivalata ca material

cimentoid (liant hidraulic) de k x (max. 0,33 x dozajul de ciment), este cea cu potrenţial

semnificativ de participare la reacţia puzzolanică.

1. Caracteristicile BAC în stare proaspătă sunt modificate de dozajul de filere- cenuşa de

termocentrală:

- Cenuşa de termocentrală măreşte volumul de pastă (cu micşorarea corespunzătoare a

masei volumice a BAC proaspăt);

- Filerul de cenuşă măreşte efortul limită de curgere, respectiv scade abilitatea de umplere

dată de raspândirea din tasare. Viscozitatea dată de timpul de răspândire (T500) şi de curgere

prin palnia V, (FV), creşte mai puţin semnificativ decat efortul de curgere, cu ponderea cenuşii

în amestecul de pulberi.

- Întârzierea prizei şi mentinerea stabilităţii şi lucrabilităţii iniţiale pe o durată de minim 05...1h

au fost caracteristicile BAC proaspăt cu cenuşa de termocentrala . Aceasta specificitate

constituie un argument tehnic pentru realizarea BAC marfa cu cenuşa de termocentrală.

2. Evoluţia rezistenţei la compresiune a BAC cu cenuşa zburătoare(de la 15 la 34% din

cantitatea de pulberi, respectiv de la 70 la 180 kg/m3) a fost pozitivă până la termenul ultim de

încercare, de 360 zile.

- Rezistenţa la compresiune timpurie, la o zi a fost categoric diminuată de adaosul de

cenuşă.

104

- Probele BAC cu 418 kg liant total au avut rezistenţa comparabilă cu cea a BAC de

referinţă, cu 370 kg ciment şi filer de calcar.

- Probele BAC cu ciment şi filer de calcar au rezistenţe mai mari decăt probele BAC cu

ciment şi cenuşă - dozaj de liant echivalent (pe baza aplicarii ponderii k de 40% din cantitatea

de maxim 33% cenuşa adăugată).

- Datele obţinute au arătat că raportul Apa /liant al probelor cu cenuşă are mai puţină

relevanţă decît dozajul de liant efectiv (ciment+ cenuşă), asupra rezistenţei mecanice.

3. Durabilitatea BAC cu cenuşă s-a evaluat prin măsurarea rezistenţei la îngheţ-

dezgheţ şi modificarea caracterisitilor de rezistenţă şi dimensionale în mediu agresiv clasa

XA2, comparativ cu medii de expunere apa şi aer şi rezistenţa la carbonatare.

3.1. Pierderea de rezistenţă la compresiune după cele 100 de cicluri de îngheţ-

dezgheţ, la care au fost supuse probele de BAC cu rezistenţa la compresiune de la 61 la 69

MPa (la 360 zile) , a fost de la 0,1 la 11,9%. Acest comportament denotă o vulnerabilitate

redusă la îngheţ dezgheţ a betonului autocompactant cu cenuşă, dar cu rezistenţă mare la

compresiune.

3.2. Estimarea rezistenţei betonului la atac chimic, s-a efectuat prin modelarea

sistemului de expunere -, referitor la soluţia agresivă (ce conţine SO42-, Mg2+, NH4

+, H3O+, şi cu

pH 4…4,2), cât şi la modul de evaluare a impactului acestui mediu de expunere -, timp de 275

zile, asupra betonului. Rezultatele determinărilor privind evoluţia parametrilor relevanţi pentru

evaluarea durabilităţii - expansiunea, modificarea masei epruvetelor şi rezistenţele mecanice

la compresiune, încovoiere si despicare au condus la concluzia că probele de beton, tip BAC,

cu filer de calcar şi cu cenuşa zburătoare, cu rezistenţa la compresiune 50…60 MPa, păstrate

în soluţie agresivă XA2, apă şi aer se comportă satisfăcător.

3.3 Betoanele cu rezistenţă mare la compresiune, cu parametrii compozitionali adecvati,

(raportului A/C scăzut şi raportului adecvat între agregatul fin şi cel grosier) au intrunit

premizele unei comportari foarte bune – pe termen relativ scurt, in mediu agresiv puternic.

Betonul autocompactant cu zgur ă granulat ă de furnal

S-au realizat două serii de compoziţii de beton autocompactant diferenţiate de modul de

introducere a zgurii în beton – ca adaos sau inglobată în ciment tip CEM III/A, astfel:

- seria I, cu ciment tip CEM III/A şi filer /adaos de cenuşă volantă sau de calcar;

- seria II-a - cu ciment CEM I 52.5 R şi adaos de zgură de furnal sau cu zgură de

furnal şi cenuşă volantă.

� Seria I de compoziţii cu ciment CEM III/A şi adaos de cenuşă volantă.

Dozajul de ciment a variat în limitele 340 - 435 kg/m3, iar adaosul de cenuşă a variat de

la 97 la 172 kg/m3 ,conform rapoartelor ciment /cenuşă între 2,5/1 şi 4,5/1.

105

Betonul autocompactant proaspăt - seria I de compoziţii cu ciment CEM III/A şi adaos

de cenuşă volantă a avut valori ale parametrilor de consistenţă adecvaţi claselor SF1 şi SF2.

Clasele de rezistenţă realizate, conform încercărilor iniţiale, au fost C16/20, C20/25,

CC30/37; C 35/45 şi C45/55.

Rezistența la atac chimic clasa XA3 a fost determinată prin expunerea unei serii de

epruvete – trei cuburi cu L15 și trei prisme 10x10x55cm. Rezistența la tracțiune din despicare

a fost cea mai sensibil influențată de agresivitatea soluției de clasa XA3, care a dus la

micșorarea cu 29 și 34% pentru BAC cu filer de calcar și respectiv cu cenușă volantă.

� Seria II-a de compoziţii cu ciment CEM I 52,5 R şi adaos de cenuşă volantă

Betonul autocompactant proaspăt - seria II-a de compoziţii cu ciment CEM I 52, 5 R şi

adaos de zgură sau amestec de zgură +cenuşă volantă, a avut valori ale parametrilor de

consistenţă adecvaţi claselor SF2 şi SF3.

Substuirea filerului de calcar cu zgura de furnal a avut efect benefic asupra evolutiei

rezistentei mecanice si a durabilitatii (clasa de rezistenta la atac chimic XA3).

Probele R3Z si R8Z ating la 28 de zile 80MPa, iar la 90 de zile 100MPa, iar raportul fc2/fc28

prezinta valori rezonabile, de 60…75 %.

Adaosul combinat de zgura de furnal si cenusa de termocentrala este benefic atat din

punct de vedere economic cat si tehnic, deoarece nu afecteaza negativ lucrabilitatea in anumite

limite si contribuie decisiv dezvoltarea de rezistente la compresiune pe termen relativ scurt

(peste 90 zile), mai mari decat in cazul filerului de calcar. Apare interesanta substituirea

partiala in proportie de 30% a cimentului cu amestec de zgura de furnal : cenusa de

termocentrala 2 :1, respectiv proportia masica ciment :zgura : cenusa = 7 :2 :1. Se mentine

clasa initiala C40/50, iar evolutia in timp a rezistentei este foarte buna. Acest produs este

indicat si pentru expunere in medii agresive –atac chimic .

Un set de trei prisme de BAC cu CEM I si ZGF sau ZGF + CET, au fost expuse timp

de 5 luni în mediu agresiv clasa XA3 şi pentru comparaţie, alt set de de trei probe s-a

menţinut în apa potabilă . S-a constatat că pentru această perioadă de investigare nu au apărut

diferenţe majore ale caracteristicilor fizice - viteza US, absorbţia apei şi variaţia dimensională

ale probelor expuse în mediu agresiv XA3 în şi în apa potabilă. .

În concluzie:

Pentru acelaşi tip, dozaj de ciiment şi raport A/C, aceeaşi rezistenţă la compresiune la 28 de

zile, în conform cu rezultatele ob’inute în aceasta lucrare, conform cu datele cercetartorilor

proeminenți în domeniu, [1-3,6,14] se poate arăta că:

� Betonul autocompactant cu filer de calcar are rezistenţa la 2 zile mai mare decât a betonului

vibrat şi o valoare mai mică a adâncimii de carbonatare după 90 de zile;

106

� Betonul autocompactant are rezistenţa la îngheţ-dezgheţ (100 cicluri) uşor mai mică şi

contracţia (90 zile) mai mare (în limita de 10%) decât cea a betonului vibrat;

� Evoluţia rezistenţei mecanice a betonului autocomapctant cu adaosuri altele decțt filerul de

calcar, cenușa volantă, tuful vulcanic măcinat și zgura granulată de furnal, este constant

pozitivă la termene lungi;

� Durabilitatea betonului aurtocomapctant cu rezistență medie la compresiune, adaos

cenușă zburătoare este adecvată cerințelor SR EN 206-1

Această caracterizare poate constitui o premisă pentru predicţia favorabilă a evoluţiei pe

termen lung a caracteristicilor de rezistenţă şi durabilitate. În concluzie, luând în calcul

avantajele suplimentare privind economia de energie, manoperă, aplicaţii structurale cu

armătură densă şi geometrie complicată, impact redus asupra mediului –(eliminare zgomot la

turnare, valorificare pulberi reziduale), rezultă că betonul autocompactant contribuie decisiv la

progresul industriei construcţiilor, atât în plan ingineresc cât şi ecologic – fiind deseori încadrat

şi în zona green concrete.

BIBLIOGRAFIE

1. Okamura et Ouchi, Self-compacting concrete, Journal of advanced Concrete Technology, 2003, vol 1,

n°1, pp 5-15.

2. Okamura, H Self Compacting High performance concrete , Concrete International, V. 19, No.7, July,

1997, p. 50-54.

3. Yurugi, M Sakata, N., Iwai, M., and Sakay, G., Mix proportions for highly workable concrete,

Proceedings of the international Conference on Concrete 2000, Dundee, UK, 1993

4. Ambrose, J., Rols, S, si Pera, J. Self –leveling concrete Design and Properties, Concrete Science

and Engineering, vol. 1, 1999, p. 140-147

5. BIBM, CEMBUREAU, ERMCO, EFCA, EFNARC. The European guidelines for self-compact concrete –

specification, production and use, Available from: www.efca.info orwww.efnarc.org, 5/2005,

6. H.J.H. Brouwers and H.J. Radix, Self-compacting concrete: theoretical and experimental study,

Cement Concr Res 35 (2005) (11), pp. 2116–2136

7. Leeman and A. Hoffmann, Properties of self-compacting concrete – differences and similarities, Mag

Concrete Res 57 (2005) (6), pp. 315–319.

8. C. Hoffmann and A. Leemann, Homogeneity of structures made with self-compacting concrete and

conventional concrete. In: O. Wallevik and I. Nielsson, Editors, Proceedings of third RILEM international

symposium on self compacting concrete Reykjavik Iceland, RILEM Publications, PRO 33, Bagneux

(2003), pp. 619–627.

9. . A. W. Saak, H. M. Jennings and S. P. Shah, new Methodologz for Designing Self Compacting

Concrete, ACI Materials Journal, vol 98, No.6, nov-dec. 2001, 429-439

10. 23. Aitcin, P.C., and Neville, A, High Performance Concrete Demystified, Concrete International,

V 15, No.1, ian, 1993, 21-26

107

11. S. Bethmont L. D'Aloia Schwartzentruber C. Stefani, J.L. Tailhan , P. Rossi Contribution of

granular interactions to self compacting concrete stability:Development of a new device. Cement and

Concrete Research 39 (2009) 30–35

12. Jon Elvar Wallevik Relationship between the Bingham parameters and slumpCement and

Concrete Research Volume 36, Issue 7 , July 2006, Pages 1214-1221

13. L. D'Aloia Schwartzentruber R. Le Roy and J. Cordin Rheological behaviour of fresh cement

pastes formulated from a Self Compacting Concrete (SCC) Cement and Concrete Research Volume

36, Issue 7, July 2006, Pages 1203-1213

14. P.L. Domone A review of the hardened mechanical properties of self-compacting concrete

Cement and Concrete Composites Volume 29, Issue 1 , January 2007, Pages 1-12

15. M. Vieira and A. Bettencourt, Deformability of hardened SCC. In: O. Wallevik and I. Nielsson,

Editors, Proceedings of third RILEM international symposium on self compacting concrete Reykjavik

Iceland, RILEM Publications, PRO 33, Bagneux, France (2003), pp. 637–644.

16. B. Persson, A Comparison Between Mechanical Properties of Self-Compacting Concrete and the

Corresponding Properties of Normal Concrete, Cement and Concrete Research, Vol. 31, 2001, pp. 193 –

198.

17. T. A. Hammer, Cracking Susceptibility Due to Volume Changes of Self- Compacting Concrete,

Proceedings of the 3rd International RILEM Symposium on Self-Compacting Concrete, O. Wallevik and I.

Nielsson, Ed., RILEM Publications, 2003, pp. 553 – 557.

18. P. Turcry and A. Loukili, A Study of Plastic Shrinkage of Self-Compacting Concrete,

Proceedings of the 3rd International RILEM Symposium on Self-Compacting Concrete, O. Wallevik and I.

Nielsson, Ed., RILEM Publications, 2003, pp. 576 – 585.

19. K. H. Khayat, K. Manai, and A. Trudel, In-situ Mechanical Properties of Wall Elements Cast

Using Self-Compacting Concrete, ACI Materials Journal, Vol. 94, No. 6, 1997, pp. 491 – 500.

20. W. Zhu, J. C. Gibbs, and P. J. M. Bartos, Uniformity of In-situ Properties of Self-Compacting

Concrete In Full-Scale Structural Elements, Cement and Concrete Composites, Vol. 23, 2001, pp. 57 –

64.

21. M. Nehdi, Why Some Carbonate Fillers Cause Rapid Increases of Viscosity in Dispersed

Cement-Based Materials, Cement and Concrete Research, Vol. 30, No. 10, 2000, pp. 1663 – 1669.

22. W.Z. Zhu and J.C. Gibbs, Use of different limestone and chalk powders in self-compacting

concrete, Cement Concr Res 35 (2005) (8), pp. 1457–1460.

23. Park, Noh, Park, Rheological properties of cementitious materials containing mineral admixtures,

Cement and concrete research, 2005, vol 35, pp 842-849.

24. Ferraris, Obla et Hill, Influence of mineral admixtures on the rheology of cement paste and

concrete, Cement and concrete research, 2001, vol 31, pp245-255.

25. V.H. Ramachandran and C.-M. Zhang, Dependence of fineness of calcium carbonate on the

hydration behaviour of calcium silicate, Durability Build Mater 4 (1986), pp. 45–66.

26. J. Pera, S. Husson and B. Guihlot, Influence of finely ground limestone on cement hydration,

Cement Concr Comp 21 (1999), pp. 99–105

27. N. Bouzoubaa and M. Lachemi, Self-compacting concrete incorporating high volumes of class F

fly ash: Preliminary results, Cement Concr Res 31 (2001) (3), pp. 413–420

108

28. Y. Kurokawa, Y. Tanigawa, H. Mori, and K. Nishinosono, Analytical Study on Effect of Volume

Fraction of Coarse Aggregate on Bingham’s Constants of Fresh Concrete, Transactions of the Japan

Concrete Institute, Vol. 18, 1996, pp. 37 – 44.

29. S. Grunewald and J. C. Walraven, Parameter-Study on the Influence of Steel Fibres and Coarse

Aggregate Content on the Fresh Properties of Self-Compacting Concrete, Cement and Concrete

Research, Vol. 31, No. 12, 2001, pp. 1793 – 1798.

30. L. J. O’Flannery and M. M. O’Mahony, Precise Shape Grading of Coarse Aggregate, Magazine

of Concrete Research, Vol. 51, No. 5, 1999, pp. 319 – 324.

31. Su, N., Hsu, K.C. and Chai, H.W., 'A simple mix design method for self-compacting concrete',

Cement and Concrete Research 31 (2001) 1799-1807.

32. Su, N. and Miao, B., 'A new method for mix design of medium strength concrete with low cement

content', Cement and Concrete Composites 25 (2003) 215-222.

33. Van Bui et Montgomery, Mixture proportioning method for self-compacting high performance

concrete with minimum paste volume, Proceedings of the 1st international RILEM Symposium, 1999,

Stockholm, pp 373-384.

34. Mehta PK. Role of Pozzolanic and cementitious material in sustainable development of the

concrete industry. ACI SP 1998;178:1–20.

35. Melchers, R Chung. Q. Phenomenological Modeling of Reinforcement Corrosion in Marine

Environments, ACI Materials Journal, 103, 1,2006, 25-32

36. Neville, A. M. Proprietăţile betonului, Ediţia a V-a, Editura Tehnică, Bucureşti, 2003

37. Assie, s., Escadeillas, G.,Waller,V. Estimates of self-compacting concrete ‘potential’ durability,

Construction and Building Materials 21 (2007) 1909–1917

38. Melcher R.E.Li,ChunQ. Phenomenological Modeling of Reinforcement Corrosion in Marine

Environments, ACI Materials Journal, 103, 1,2006, 25-32

39. Georgescu, Paul, Dan – Durabilitatea betonului

40. Hela R. Durability of self-compacting concrete. In: Proceedings of first international symposium

on design, performance and use of self-consolidating concrete, China 2005, Hunan China: RILEM

Publications, PRO 42, May 2005, p. 347–54.

109

ANEXE

FIŞA DE MĂSURARE REZISTENŢA LA ÎNTINDERE PRIN DESPICARE A

EPRUVETELOR

COD PROCEDURĂ PI/C-05A

STANDARD SR EN 12390-6:2010

Data încercării: 11.01.2012 Produsul : cuburi de beton Indicativ: C31 bis Model: 15x15x15 cm Temperatură mediu: 21°°°°C Locul încercării : ICECON TEST

DESCRIEREA (succintă) A ÎNCERCĂRII

Se aşează epruveta de încercat pe maşină, se centrează correct şi se aşează cu grijă piesele de încărcare de-a lungul părţii superioare şi inferioare ale planului de încărcare a epruvetei.

Se aplică încărcarea fără şoc şi se creşte continuu. Rezistenţa la întindere prin despicare este dată de

ecuaţia:

dl

Ff ct **

*2

π=

Unde fct-rezistenţa la întindere prin despicare, N/mm2; F-încărcarea maximă, N; L-lungimea liniei de contact a epruvetei, mm; d-dimensiunea transversală desemnată, mm; Probele au fost ţinute în soluţie

Aparatura utilizată - maşină universală 100t, seria 90001/90 - şubler0-300 mm, seria 03

Precizie

cls 1

+0.01 mm

Nr crt

Caracteristici determinate

Sim-bol

UM

Valoare

1 2 3

Val

oare

m

edie

Înregistr ări primare

1 Încărcarea maximă

F N 114000 108000 68000

2 Lungimea liniei de contact

L mm 150 150 150

3 Dimensiunea transversală desemnată

d mm 150 150 150

Rezultatul încercării

4 Rezistenţa la întindere prin despicare

fcf N/mm

2 3,2 3,1 1,9 2,73

110

FIŞA DE MĂSURARE REZISTENŢA LA ÎNTINDERE PRIN ÎNCOVOIERE A

EPRUVETELOR

COD PROCEDURĂ PI/C-05A STANDARD SR EN 12390-5:2009

Data încercării: 11.01.2012 Produsul : cuburi de beton Indicativ: C31 bis Model: 15x15x15 cm Temperatură mediu: 21°°°°C Locul încercării : ICECON TEST

DESCRIEREA (succintă) A ÎNCERCĂRII

Se aşează epruveta de încercat pe maşină, se centrează corect şi cu axa longitudinală a epruvetei la unghi drept faţă de axa longitudinală a rolelor superioare şi inferioare. Se asigură că direcţia de referinţa a încercării este perpendiculară pe direcţia de turnare a epruvetei. Nu se aplică încărcarea până când toate rolele de încărcare şi cele de reazem nu sunt aşezate pe epruvetă.

Rezistenţa la întindere prin încovoiere este dată de ecuaţia:

fcf= 221 dd

lF

⋅⋅

unde,

fcf- rezistenţa la întindere prin încovoiere (MPa) F- încărcarea maximă (N) l- distanţa dintre rolele reazem (mm) d1 şi d2- dimensiunile laterale ale epuvetei (mm) Probele au fost ţinute în soluţie

Aparatura utilizată - maşină universală 100t, seria 90001/90 - şubler0-300 mm, seria 03

Precizie

cls 1

+0.01 mm

Nr crt

Caracteristici determinate

Sim-bol

UM

Valoare

1 2

Val

oare

m

edie

Înregistr ări primare

1 Încărcarea maximă

F N 15242 12338

2 Lungimea liniei de contact

L mm 300 300

3 Dimensiunea transversală desemnată

d mm 100 100

Rezultatul încercării

4 Rezistenţa la întindere prin despicare

fcf N/mm

2 4,6 3,7 4,15

111

FIŞA DE MĂSURARE DETERMINAREA REZISTENŢEI LA

COMPRESIUNE

COD PROCEDURĂ PI/C-05A STANDARD SR EN 12390-3:2009

Data încercării: 11.01.2012 Produsul : cuburi de beton Indicativ: C31 bis Model: 15x15x15 cm Temperatură mediu: 21°°°°C Locul încercării : ICECON TEST

DESCRIEREA (succintă) A ÎNCERCĂRII

Încercarea constă în aplicarea lentă şi fără şocuri a unei forţe uniform crescătoare pe cuburi de beton care creşte progresiv şi continuu până la ruperea cubului. Direcţia de aplicare a forţei trebuie să fie perpendiculară pe direcţia de turnare, iar cubul să fie poziţionat centrat pe platanul presei. Se vor măsura: forţa de rupere şi aria secţiunii nominale. Rezistenţa la compresiune se calculează cu formula: Rc=P/A (N/mm2) unde P-forţa de rupere citită pe cadranul presei, în N; A-aria nominală, în mm2 Probele au fost ţinute în soluţie

Aparatura utilizată - maşină universală 100t, seria 90001/90 - şubler0-300 mm, seria 03

Precizie

cls 1

+0.01 mm

Nr crt

Caracteris-tici

determinate

Sim-bol

UM

Valoare

1 2 3 V

aloa

re m

edie

Înregistr ări primare

1 Aria nominală

A mm2 10000 10000 10000

2 Forţa de rupere

P N 476404 421504 385972

Rezultatul încercării

3

Rezistenţa la compresiune

RC N/mm

2 47,6 42,2 38,6 42,8

112

FIŞA DE MĂSURARE REZISTENŢA LA ÎNTINDERE PRIN DESPICARE A

EPRUVETELOR

COD PROCEDURĂ PI/C-05A STANDARD SR EN 12390-6:2010

Data încercării: 11.01.2012 Produsul : cuburi de beton Indicativ: C34 bis Model: 15x15x15 cm Temperatură mediu: 21°°°°C Locul încercării : ICECON TEST

DESCRIEREA (succintă) A ÎNCERCĂRII

Se aşează epruveta de încercat pe maşină, se centrează correct şi se aşează cu grijă piesele de încărcare de-a lungul părţii superioare şi inferioare ale planului de încărcare a epruvetei.

Se aplică încărcarea fără şoc şi se creşte continuu. Rezistenţa la întindere prin despicare este dată de

ecuaţia:

dl

Ff ct **

*2

π=

Unde fct-rezistenţa la întindere prin despicare, N/mm2; F-încărcarea maximă, N; L-lungimea liniei de contact a epruvetei, mm; d-dimensiunea transversală desemnată, mm; Probele au fost ţinute în soluţie

Aparatura utilizată - maşină universală 100t, seria 90001/90 - şubler0-300 mm, seria 03

Precizie

cls 1

+0.01 mm

Nr crt

Caracteristici determinate

Sim-bol

UM

Valoare

1 2 3

Val

oare

m

edie

Înregistr ări primare

1 Încărcarea maximă

F N 102000 82000 98500

2 Lungimea liniei de contact

L mm 150 150 150

3 Dimensiunea transversală desemnată

d mm 150 150 150

Rezultatul încercării

4 Rezistenţa la întindere prin despicare

fcf N/mm

2 2,9 2,3 2,8 2,66

113

FIŞA DE MĂSURARE REZISTENŢA LA ÎNTINDERE PRIN ÎNCOVOIERE A

EPRUVETELOR

COD PROCEDURĂ PI/C-05A STANDARD SR EN 12390-5:2009

Data încercării: 11.01.2012 Produsul : cuburi de beton Indicativ: C34 bis Model: 15x15x15 cm Temperatură mediu: 21°°°°C Locul încercării : ICECON TEST

DESCRIEREA (succintă) A ÎNCERCĂRII

Se aşează epruveta de încercat pe maşină, se centrează corect şi cu axa longitudinală a epruvetei la unghi drept faţă de axa longitudinală a rolelor superioare şi inferioare. Se asigură că direcţia de referinţa a încercării este perpendiculară pe direcţia de turnare a epruvetei. Nu se aplică încărcarea până când toate rolele de încărcare şi cele de reazem nu sunt aşezate pe epruvetă.

Rezistenţa la întindere prin încovoiere este dată de ecuaţia:

fcf= 221 dd

lF

⋅⋅

unde,

fcf- rezistenţa la întindere prin încovoiere (MPa) F- încărcarea maximă (N) l- distanţa dintre rolele reazem (mm) d1 şi d2- dimensiunile laterale ale epuvetei (mm) Probele au fost ţinute în soluţie

Aparatura utilizată - maşină universală 100t, seria 90001/90 - şubler0-300 mm, seria 03

Precizie

cls 1

+0.01 mm

Nr crt

Caracteristici determinate

Sim-bol

UM

Valoare

1 2

Val

oare

m

edie

Înregistr ări primare

1 Încărcarea maximă

F N 13283 15587

2 Lungimea liniei de contact

L mm 300 300

3 Dimensiunea transversală desemnată

d mm 100 100

Rezultatul încercării

4 Rezistenţa la întindere prin despicare

fcf N/mm

2 4,0 4,7 4,35

114

FIŞA DE MĂSURARE DETERMINAREA REZISTENŢEI LA

COMPRESIUNE

COD PROCEDURĂ PI/C-05A STANDARD SR EN 12390-3:2009

Data încercării: 11.01.2012 Produsul : cuburi de beton Indicativ: C34 bis Model: 15x15x15 cm Temperatură mediu: 21°°°°C Locul încercării : ICECON TEST

DESCRIEREA (succintă) A ÎNCERCĂRII

Încercarea constă în aplicarea lentă şi fără şocuri a unei forţe uniform crescătoare pe cuburi de beton care creşte progresiv şi continuu până la ruperea cubului. Direcţia de aplicare a forţei trebuie să fie perpendiculară pe direcţia de turnare, iar cubul să fie poziţionat centrat pe platanul presei. Se vor măsura: forţa de rupere şi aria secţiunii nominale. Rezistenţa la compresiune se calculează cu formula: Rc=P/A (N/mm2) unde P-forţa de rupere citită pe cadranul presei, în N; A-aria nominală, în mm2 Probele au fost ţinute în soluţie

Aparatura utilizată - maşină universală 100t, seria 90001/90 - şubler0-300 mm, seria 03

Precizie

cls 1

+0.01 mm

Nr crt

Caracteris-tici

determinate

Sim-bol

UM

Valoare

1 2 3 V

aloa

re m

edie

Înregistr ări primare

1 Aria nominală

A mm2 10000 10000 10000

2 Forţa de rupere

P N 368695 409522 463864

Rezultatul încercării

3

Rezistenţa la compresiune

RC N/mm

2 36,9 41,0 46,4 41,43

115

FIŞA DE MĂSURARE REZISTENŢA LA ÎNTINDERE PRIN DESPICARE A

EPRUVETELOR

COD PROCEDURĂ PI/C-05A STANDARD SR EN 12390-6:2010

Data încercării: 11.01.2012 Produsul : cuburi de beton Indicativ: C31 bis Model: 15x15x15 cm Temperatură mediu: 21°°°°C Locul încercării : ICECON TEST

DESCRIEREA (succintă) A ÎNCERCĂRII

Se aşează epruveta de încercat pe maşină, se centrează correct şi se aşează cu grijă piesele de încărcare de-a lungul părţii superioare şi inferioare ale planului de încărcare a epruvetei.

Se aplică încărcarea fără şoc şi se creşte continuu. Rezistenţa la întindere prin despicare este dată de

ecuaţia:

dl

Ff ct **

*2

π=

Unde fct-rezistenţa la întindere prin despicare, N/mm2; F-încărcarea maximă, N; L-lungimea liniei de contact a epruvetei, mm; d-dimensiunea transversală desemnată, mm; Probele au fost ţinute în laborator

Aparatura utilizată - maşină universală 100t, seria 90001/90 - şubler0-300 mm, seria 03

Precizie

cls 1

+0.01 mm

Nr crt

Caracteristici determinate

Sim-bol

UM

Valoare

1 2 3

Val

oare

m

edie

Înregistr ări primare

1 Încărcarea maximă

F N 138000 15200

0 16600

0

2 Lungimea liniei de contact

L mm 150 150 150

3 Dimensiunea transversală desemnată

d mm 150 150 150

Rezultatul încercării

4 Rezistenţa la întindere prin despicare

fcf N/mm

2 3,9 4,3 4,7 4,3

116

FIŞA DE MĂSURARE REZISTENŢA LA ÎNTINDERE PRIN ÎNCOVOIERE A

EPRUVETELOR

COD PROCEDURĂ PI/C-05A STANDARD SR EN 12390-5:2009

Data încercării: 11.01.2012 Produsul : cuburi de beton Indicativ: C31 bis Model: 15x15x15 cm Temperatură mediu: 21°°°°C Locul încercării : ICECON TEST

DESCRIEREA (succintă) A ÎNCERCĂRII

Se aşează epruveta de încercat pe maşină, se centrează corect şi cu axa longitudinală a epruvetei la unghi drept faţă de axa longitudinală a rolelor superioare şi inferioare. Se asigură că direcţia de referinţa a încercării este perpendiculară pe direcţia de turnare a epruvetei. Nu se aplică încărcarea până când toate rolele de încărcare şi cele de reazem nu sunt aşezate pe epruvetă.

Rezistenţa la întindere prin încovoiere este dată de ecuaţia:

fcf= 221 dd

lF

⋅⋅

unde,

fcf- rezistenţa la întindere prin încovoiere (MPa) F- încărcarea maximă (N) l- distanţa dintre rolele reazem (mm) d1 şi d2- dimensiunile laterale ale epuvetei (mm) Probele au fost ţinute în laborator

Aparatura utilizată - maşină universală 100t, seria 90001/90 - şubler0-300 mm, seria 03

Precizie

cls 1

+0.01 mm

Nr crt

Caracteristici determinate

Sim-bol

UM

Valoare

1 2

Val

oare

m

edie

Înregistr ări primare

1 Încărcarea maximă

F N 12698 11581

2 Lungimea liniei de contact

L mm 300 300

3 Dimensiunea transversală desemnată

d mm 100 100

Rezultatul încercării

4 Rezistenţa la întindere prin despicare

fcf N/mm

2 3,8 3,5 3,65

117

FIŞA DE MĂSURARE DETERMINAREA REZISTENŢEI LA

COMPRESIUNE

COD PROCEDURĂ PI/C-05A STANDARD

SR EN 12390-3:2009

Data încercării: 11.01.2012 Produsul : cuburi de beton Indicativ: C31 bis Model: 15x15x15 cm Temperatură mediu: 21°°°°C Locul încercării : ICECON TEST

DESCRIEREA (succintă) A ÎNCERCĂRII

Încercarea constă în aplicarea lentă şi fără şocuri a unei forţe uniform crescătoare pe cuburi de beton care creşte progresiv şi continuu până la ruperea cubului. Direcţia de aplicare a forţei trebuie să fie perpendiculară pe direcţia de turnare, iar cubul să fie poziţionat centrat pe platanul presei. Se vor măsura: forţa de rupere şi aria secţiunii nominale. Rezistenţa la compresiune se calculează cu formula: Rc=P/A (N/mm2) unde P-forţa de rupere citită pe cadranul presei, în N; A-aria nominală, în mm2 Probele au fost ţinute în laborator

Aparatura utilizată - maşină universală 100t, seria 90001/90 - şubler0-300 mm, seria 03

Precizie

cls 1

+0.01 mm

Nr crt

Caracteris-tici

determinate

Sim-bol

UM

Valoare

1 2 3

Val

oare

med

ie

Înregistr ări primare

1 Aria nominală

A mm2 10000 10000 10000

2 Forţa de rupere

P N 509706 551787 564327

Rezultatul încercării

3

Rezistenţa la compresiune

RC N/mm

2 51,0 55,2 56,4 54,2

118

FIŞA DE MĂSURARE REZISTENŢA LA ÎNTINDERE PRIN DESPICARE A

EPRUVETELOR

COD PROCEDURĂ PI/C-05A STANDARD SR EN 12390-6:2010

Data încercării: 11.01.2012 Produsul : cuburi de beton Indicativ: C34 bis Model: 15x15x15 cm Temperatură mediu: 21°°°°C Locul încercării : ICECON TEST

DESCRIEREA (succintă) A ÎNCERCĂRII

Se aşează epruveta de încercat pe maşină, se centrează correct şi se aşează cu grijă piesele de încărcare de-a lungul părţii superioare şi inferioare ale planului de încărcare a epruvetei.

Se aplică încărcarea fără şoc şi se creşte continuu. Rezistenţa la întindere prin despicare este dată de

ecuaţia:

dl

Ff ct **

*2

π=

Unde fct-rezistenţa la întindere prin despicare, N/mm2; F-încărcarea maximă, N; L-lungimea liniei de contact a epruvetei, mm; d-dimensiunea transversală desemnată, mm; Probele au fost ţinute în laborator

Aparatura utilizată - maşină universală 100t, seria 90001/90 - şubler0-300 mm, seria 03

Precizie

cls 1

+0.01 mm

Nr crt

Caracteristici determinate

Sim-bol

UM

Valoare

1 2 3

Val

oare

m

edie

Înregistr ări primare

1 Încărcarea maximă

F N 120000 16200

0 12400

0

2 Lungimea liniei de contact

L mm 150 150 150

3 Dimensiunea transversală desemnată

d mm 150 150 150

Rezultatul încercării

4 Rezistenţa la întindere prin despicare

fcf N/mm

2 3,4 4,6 3,5 3,83

119

FIŞA DE MĂSURARE REZISTENŢA LA ÎNTINDERE PRIN ÎNCOVOIERE A

EPRUVETELOR

COD PROCEDURĂ PI/C-05A STANDARD SR EN 12390-5:2009

Data încercării: 11.01.2012 Produsul : cuburi de beton Indicativ: C34 bis Model: 15x15x15 cm Temperatură mediu: 21°°°°C Locul încercării : ICECON TEST

DESCRIEREA (succintă) A ÎNCERCĂRII

Se aşează epruveta de încercat pe maşină, se centrează corect şi cu axa longitudinală a epruvetei la unghi drept faţă de axa longitudinală a rolelor superioare şi inferioare. Se asigură că direcţia de referinţa a încercării este perpendiculară pe direcţia de turnare a epruvetei. Nu se aplică încărcarea până când toate rolele de încărcare şi cele de reazem nu sunt aşezate pe epruvetă.

Rezistenţa la întindere prin încovoiere este dată de ecuaţia:

fcf= 221 dd

lF

⋅⋅

unde,

fcf- rezistenţa la întindere prin încovoiere (MPa) F- încărcarea maximă (N) l- distanţa dintre rolele reazem (mm) d1 şi d2- dimensiunile laterale ale epuvetei (mm) Probele au fost ţinute în laborator

Aparatura utilizată - maşină universală 100t, seria 90001/90 - şubler0-300 mm, seria 03

Precizie

cls 1

+0.01 mm

Nr crt

Caracteristici determinate

Sim-bol

UM

Valoare

1 2

Val

oare

m

edie

Înregistr ări primare

1 Încărcarea maximă

F N 14898 14141

2 Lungimea liniei de contact

L mm 300 300

3 Dimensiunea transversală desemnată

d mm 100 100

Rezultatul încercării

4 Rezistenţa la întindere prin despicare

fcf N/mm

2 4,5 4,2 4,35

120

FIŞA DE MĂSURARE DETERMINAREA REZISTENŢEI LA

COMPRESIUNE

COD PROCEDURĂ PI/C-05A STANDARD

SR EN 12390-3:2009

Data încercării: 11.01.2012 Produsul : cuburi de beton Indicativ: C34 bis Model: 15x15x15 cm Temperatură mediu: 21°°°°C Locul încercării : ICECON TEST

DESCRIEREA (succintă) A ÎNCERCĂRII

Încercarea constă în aplicarea lentă şi fără şocuri a unei forţe uniform crescătoare pe cuburi de beton care creşte progresiv şi continuu până la ruperea cubului. Direcţia de aplicare a forţei trebuie să fie perpendiculară pe direcţia de turnare, iar cubul să fie poziţionat centrat pe platanul presei. Se vor măsura: forţa de rupere şi aria secţiunii nominale. Rezistenţa la compresiune se calculează cu formula: Rc=P/A (N/mm2) unde P-forţa de rupere citită pe cadranul presei, în N; A-aria nominală, în mm2 Probele au fost ţinute în laborator

Aparatura utilizată - maşină universală 100t, seria 90001/90 - şubler0-300 mm, seria 03

Precizie

cls 1

+0.01 mm

Nr crt

Caracteris-tici

determinate

Sim-bol

UM

Valoare

1 2 3 V

aloa

re m

edie

Înregistr ări primare

1 Aria nominală

A mm2 10000 10000 10000

2 Forţa de rupere

P N 586899 590105 595260

Rezultatul încercării

3

Rezistenţa la compresiune

RC N/mm

2 58,7 59,0 59,5 59,06