Betoanele sunt produse artificiale cu aspect de conglomerat care se obțin în urma întăririi unor amestecuri bine omogenizate de liant, apă și agregate, eventual aditivi. Amestecul de liant și apă formează o pastă care, în urma unor procese fizico-chimice, se întărește transformându-se într-o substanță solidă care leagă între ele granulele de agregat, dând astfel caracterul de monolit al betonului.
Betonul prezintă o bună rezistență la solicitarea de compresiune, dar la solicitarea de tracțiune rezistența betonului este mult mai scăzută (aproximativ de 10 ori mai mică decât cea la compresiune). Din acest motiv pentru a îmbunătăți comportarea materialului la diferite tipuri de solicitări betonul poate fi armat cu diferite produse din oțel.
În industria construcțiilor, betonul, și în special cel armat și precomprimat, reprezintă principalul material de construcții, folosit la structuri, datorită avantajelor pe care le are: durabilitate, executarea elementelor de contrucții sub orice formă, rezistență la foc, caracterul monolit și masivitatea construcțiilor, costul redus.
Acest lucru face ca betoanele să fie materiale foarte variate în ce privește proprietățile lor tehnice, modul de fabricare și punere în lucru. În funcție de modul de armare se clasifică în:
beton cu armătura flexibilă;
beton cu armătura rigidă;
beton precomprimat.
Betonul armat a fost inventat și dezvoltat concomitent de mai multe persoane la mijlocul secolului al XIX-lea. În 1854, J. L. Lambot a construit la Paris ambarcațiuni din beton armat cu sârmă și plasă de sârmă, dar metoda nu s-a răspândit până când un grădinar, Joseph Monier, a patentat metoda pentru manufactura ghivecelor de flori în 1867. În 1854, un englez, William Wilkinson, din Newcastle a început să construiască case din beton armat. Între 1850 și 1880, un francez, Francois Coignet, a construit case de beton întărite cu bare de oțel în Anglia și Franța. În SUA, Taddheus Hyatt a inventat și experimentat în anii 1870 bârne din beton armate cu oțel. Prima clădire din beton armat din SUA este considerată a fi una construită de E.W. Ward în 1875 în orașul Port Chester, New York.
În fiecare an, producția mondială de beton se ridică 6 miliarde de metri cubi.
Prepararea betonului
Realizarea unui sortiment de beton presupune un proces de fabricare stabilit pe baza unor rețete, la care se respectă cu fidelitate caracteristicile materialelor constitutive: liantul, apa, agregatul și alte adaosuri, în vederea obținerii calităților proiectate. Odată compoziția stabilită, urmează dozarea materialelor și apoi prepararea betonului. Prepararea betonului se poate efectua manual sau mecanic.
Prepararea manuală se face la lucrări de mică importanță prin amestecarea nisipului cu cimentul și cu pietrișul. După ce s-a obținut un amestec omogen, se introduce treptat apa până rezultă un beton de consistența dorită. Prepararea mecanică a betonului se face cu ajutorul betonierelor.
Transportul betonului
Pentru transportul betonului proaspăt de la locul de preparare la locul de utilizare trebuie îndeplinite anumite criterii, cum ar fi: asigurarea omogenității betonului, evitarea începutului de priză a cimentului, etc. Transportul de la stațiile de preparare la șantier se face de obicei folosind autobetoniere, dar pe distanțe scurte se mai poate face si cu ajutorul unor autobasculante. Pe șantier se transportă în general cu roabe și vagoneți, iar pentru transportul pe verticală se folosesc pompe de beton sau macarale cu ajutorul unor bene speciale.
Punerea în operă a betonului
În condiții obișnuite, betonul se toarnă în cofraje: injectarea betonului se face sub presiune iar turnarea sub apă necesită o incintă. Turnarea betonului trebuie să se facă, pe cât posibil, continuu, fără întreruperi, iar în timpul turnării să nu se producă segregări. Compactarea betonului este o operațiune foarte importantă, prin care se urmarește o umplere completă a cofrajelor, o reducere a spațiilor dintre granule și eliminarea parțială a aerului. Compactarea se face prin: vibrare cu vibrator, vacuumare, torectare.
Betoane speciale
În afară de betonul greu obișnuit, pentru contrucțiile și elementele supuse la condiții deosebite, se utilizează betoane speciale, cum sunt: betoanele cu înaltă performanță, cele rezistente la temperaturi înalte (refractare), betoanele antiacide, betoanele de protecție împotriva radiațiilor, betoanele cu polimeri, cele armate cu fibre, betoane hidrotehnice sau betoane pentru drumuri.
Betoane ușoare
Betoanele ușoare – sunt acelea care au o greutate mai mică de 2.000 kg/mc, în scopul dobândirii de calități termoizolatoare. Compoziția lor este foarte variată, de la agregate anorganice(minerale), la cele naturale(vegetale) sau artificiale(polimeri); densitatea la gramadă a agregatelor ușoare este mai mică.
Betoanele macroporoase
- Se obțin prin alegerea unei granulozități speciale a agregatelor, care pot fi grele-compacte sau ușoare-poroase. Partea fină din agregat se elimină, iar cantitatea de apă și ciment se dozează astfel încât fiecare granulă să fie învelită cu o peliculă fină de ciment, fară ca golurile dintre granule să fie umplute.
Betoanele celulare
- Se obțin prin provocarea unor reacții chimice urmate de o degajare de gaz în pasta de ciment ori într-un mortar de ciment sau var cu agregat fin (gazbeton), betoane cu spumă (spumbeton). Conductivitatea termică a betoanelor celulare în stare uscată este mică, urmare a structurii lor microporoase omogene.
O mare influență asupra conductivității termice o are umiditatea. Sub influența umiditații conductivitatea termică crește rapid. Rezistența la compresiune este desigur redusă, astfel că structurile cu betoane celulare sunt mixte. Betoanele celulare se utilizează pentru executarea de blocuri pentru zidării, fâșii, plăci și panouri pentru pereți, elemente armate sub forma de fășii pentru acoperiș, elemente termoizolatoare pentru placarea pereților și destinații speciale(camere frigorifice), structuri termoizolatoare, etc.
Produse din beton
Produsele din beton simplu se utilizează tot mai intens, datorită creșterii calității ca urmare a utilizării unor tehnologii îmbunătățite în procesul de fabricație și a prețului competitiv. Sortimentele realizate sunt destinate în special pentru pardoseli, borduri, blocuri de zidărie, plăci de placare.
Plăcile din beton – pentru pardoseli pot fi: plăci simple (de protecție în jurul clădirilor sau pentru trotuare), plăci cu dimensiuni mai mari care se armează (pentru platforme,locuri de parcat,terase circulabile) și plăci mozaicate (inclusiv plinte) utilizate pentru pardoseli interioare sau exterioare.
Pavelele – sunt blocuri compacte din beton de mici dimensiuni, care prin alcatuirea lor permit țeserea. Pavelele au diverse geometrii care se îmbină între ele, iar marginile sunt rezolvate prin borduri. Stratul de suport este, de regulă un material măcinat de carieră, bine tasat.
Bordurile – din beton realizează încadrarea trotuarelor, spațiilor verzi, aleilor sau drumurilor carosabile. Pot avea dimensiuni, forme și calitați diferite în funcție de domeniul de utilizare.
Reciclarea betonului
Reciclarea molozului rezultat în urma demolărilor sau a renovărilor este o practică din ce în ce mai des întâlnită. Reciclarea betonului are multiple avantaje cum ar fi o reducere în costurile construcției dar și protejarea mediului înconjurător.
Pentru reciclarea betonului, molozul se trece prin concasoare speciale iar materialul rezultat este filtrat pentru a elimina orice materiale nedorite folosind o varietate de metode cum ar fi jeturi de aer sau flotația. Bucățile mici rămase în urma filtrării se pot utiliza de exemplu în loc de pietriș în construcții iar cele mari se pot utiliza ca prundiș în controlul eroziunii.
Betonul aparent
Materialele de construcție moderne, oțelul și betonul armat, au fost introduse inițial cu scopul de a rezolva problemele tehnice, și nu de a crea forme artistice; betonul era îmbrăcat în tencuială, dale de piatră sau placaje ceramice. Odată cu dezvoltarea tehnologiei, betonul devine vizibil; betonul aparent înlocuiește materialele de finisare costisitoare, timp, etc. Betonul aparent este un beton de calitate, care, după întărire și decofrare, rămane vizibil așa cum a rezultat din cofraj, sau cu o prelucrare a feței văzute. Astfel se obține o suprafață exterioară rezistentă și mai puțin vulnerabilă la agresiunile exterioare, durabil în timp și stabil. Suprafețele betoanelor pot fi:
Lise – turnate în cofraje etanșe din metal sau plastic.
Cu amprente – rezultate prin aplicarea unor forme / matrițe cu profilul dorit pe suprafața betonului neîntărită încă; acest tip este cunoscut și sub numele de beton amprentat.
Cu suprafața spălată – astfel ca agregatul să fie pus în evidență
Cu suprafața sablată cu ajutorul nisipului
Cu suprafețe prelucrate ulterior cu ajutorul unor instrumente
Retete betoane
Pentru constructia unei case se pot folosi betoane preparate local la betoniera, din balast (“balastru” sau sorturi) + ciment + apa.
Avantajele prepararii de beton la betoniera :
-costuri mai mici cu circa 25-40% pentru betonul preparat la betoniera fata de betonul din statia de betoane
-posibilitatea prepararii unor cantitati mici de beton, in special la lucrarile mici, sau lucrarile de consolidare unde sunt necesare cantitati mici in decursul unei zile.
-controlul direct asupra clasei de beton preparat… adica iti faci singur betonul, cat vrei si de care vrei…
Principalul dezavantaj al prepararii betonului la betoniera ar fi randamentul scazut, dictat de capacitatea redusa a betonierei.
Se prepara beton la betoniera in mediul rural , in localitati situate la mare departare fata de o statie de betoane, mai ales atunci cand caile de acces sunt din pamant sau piatra, drumuri accidentate, unde masinile cu beton din statie nu pot avea acces. si chiar daca ar avea acces, datorita distantei mari pretul transportului ajunge sa coste aproape cat betonul.
Cand este vorba insa, de o structura de rezistenta la o cladire inalta, unde cantitatea necesara este de sute de metri cubi , atunci problema este simpla: statia de betoane cea mai apropiata, care sa aibe si pompa de betoane .
Pentru o casa Parter, sau P+1, se foloseste betoniera. O betoniera comoda este cea de 130-140 litri.
La constructia unei case se folosesc cateva clase de beton, dupa cum urmeaza:
-B75 echivalent C4/5 sau Bc 5 (la umpluturi, egalizari, unele fundatii ale anexelor gospodaresti pentru constructii usoare)
-B100 echivalent C6/7,5 sau Bc 7,5 (la fundatii,pardoseli,socluri de gard, trotuare… fiind cel mai folosit beton)
-B150 echivalent C8/10 sau Bc 10 (fundatii armate, pardoseli, camine utilitati,in general acolo unde se vrea ceva mai bun decat B100, desi in cele mai multe cazuri se exagereaza, de exemplu : se fac trotuare si pardoseli din B150, desi B100 este mai mult decat suficient… restul fiind de fapt risipa de ciment.)
-B200 echivalent C12/15 sau Bc 15 (structura de rezistenta: stalpi,centuri,buiandrugi…)
-B250 echivalent C16/20 sau Bc20 (structura de rezistenta: grinzi, plansee, elemente puternic solicitate)
-B300 echivalent C18/22,5 sau Bc 22,5 (acesta din urma mai rar folosit, de regula la realizarea platformelor betonate unde se permiteaccesul autode tonaj mare).
La prepararea betonului intra ciment,apa si balastul sau sorturile.
Daca am avea o betoniera asa de mare ar fi simplu, pentru ca le-am introduce pe toate in betoniera si am apasa pe buton. Iar dupa 10-15 minute de invartit, am obtine un metru cub de beton proaspat. Dar betoniera fiind de numai 130 litri, problema care apare este de a imparti reteta de mai sus in parti egale, pentru a prepara mai multe sarje , la capacitatea betonierei.
Mai mult decat atat, impartirea trebuie sa fie usoara, sa nu necesite cantariri cal calcule speciale, asa incat dozarea sa fie usor de facut, la indemana muncitorilor pe santier, care de multe ori sunt necalificati si nu au nici timp si nici putere de a jongla cu densitatile si calculele.
Pentru aceasta trebuiesc cunoscute mai multe unitati de masura si conversia intre ele iar reteta trebuie data in lopeti sau galeti.
-1 metru cub = 1000 litri , deci se poate face dozarea materialelor granulare (balast, nisip, pietris) cu o galeata de 10 litri din comert.
-1 galeata de 10 litri = 3 lopeti de material granular.
-1 lopata medie = 3.33 litri
-1 roaba medie = 24 lopeti
-1 roaba = 8 galeti de 10 litri (= 80 litri)
-1 betoniera de 130 litri = maxim 16 lopeti de material granular + maxim 6 lopeti de ciment + 1 galeata apa de 10 litri.
NOTA: Capacitatea unei betoniere de 130 litri reprezinta capacitatea cuvei pline, insa in practica capacitatea utila este mult mai mica
De exemplu, in betoniera de 130 litri, o sarja de beton 4:1 va avea 16 lopeti de balast si 4 lopeti de ciment la care se adauga 1 galeata de apa, adica in total 20 lopeti = aproape 7 galeti + 1 de apa = 8 galeti = 80 litri utili.
Apoi, mai trebuie cunoscute cateva densitati ale materialelor utilizate si care intra in reteta betonului:
-ciment = 1280 kg/mc = 1,28 kg/litru (1 galeata de 10 litri plina cu ciment = 12.80 kg de ciment)
-balast 0-31 mm = 1700 kg/mc = 1,70 kg/litru (1 galeata de 10 litri plina cu balast = 17 kg de balast)
-nisip 0-3 mm = 1300 kg/mc = 1,30 kg/litru (1 galeata de 10 litri plina cu nisip = 13 kg de nisip)
-pietrisuri sortate 7-16 mm = 1550 kg/mc = 1,50 kg/litru (1 galeata de 10 litri cu pietris = 15,5 kg de pietris)
-pietrisuri sortate 16-31 mm = 1650 kg/mc = 1,65 kg/litru (1 galeata de 10 litri cu pietris = 16,50 kg de pietris)
-betonul proaspat preparat va avea intre 2300 – 2400 kg/mc (1 galeata de 10 litri cu beton proaspat = 23 kg)
-1 lopata cu balast = 5.66 kg balast
-1 lopata cu nisip = 4.32 kg nisip
-1 lopata pietris = 4.80 kg pietris
-1 lopata cu ciment = 4.25 kg ciment
Valori medii.Este posibil sa difere +/-10% in functie de umiditatea materialelor granulare.
PREPARARE BETON B75 (C4/5 ; BC5) CU BALAST
conform normei CZ0103B1 din indicatoarele de norme de deviz
Cantitati necesare pentru prepararea unui metru cub de beton B75 :
-ciment = 173 kg/mc (41 lopeti de ciment/mc)
-BALAST = 1.2049 mc ; 1.2049 mc x 1700 kg/mc = 2048.33 kg = 362 lopeti
-NISIP 0-7 mm = 0.148 mc x 1300 kg/mc = 192.40 kg = 45 lopeti
Total = 2240.73 kg agregate.
-apa 170 litri/mc
Raportul ciment : agregate : apa este egal cu 1 kg ciment : 12,95 kg agregate : 0,98 litri apa
In functie de capacitatea betonierei utilizate se vor imparti proportional cantitatile iar dozajul se va face cu lopata.
PREPARARE BETON B100 (C6/7.5 ; BC7,5) CU BALAST
conform normei CZ0104B1 din indicatoarele de norme de deviz
Cantitati necesare pentru prepararea unui metru cub de beton B100 :
-ciment = 203 kg/mc (ADICA : 48 lopeti de ciment/mc)
-agregate: balast 1.20 mc x 1700 kg/mc = 2040 kg si nisip 0.148 mc x 1300 kg/mc = 192,40 kg. Total balast + nisip = 2232.4 kg = 395 lopeti balast.
De regula B100 se prepara numai din balast, care contine suficienta parte fina, fara a mai fi nevoie de adaos de nisip, asa incat se aduna cantitatile si se va folosi numai balast 2232,4 kg.
-apa 165 litri/mc (consumul de apa poate varia functie de umiditatea balastului.)
Raportul ciment : balast : apa este egal cu 1 kg ciment : 11 kg balast : 0.81 litri apa .
In functie de capacitatea betonierei utilizate se vor imparti proportional cantitatile iar dozajul se va face cu lopata.
PREPARARE BETON B150 (C8/10 ; BC10)
conform normei CZ0105D1 din indicatoarele de norme de deviz
Cantitati necesare pentru prepararea unui metru cub de beton B150 :
-ciment = 279 kg/mc (65,5 lopeti de ciment/mc)
-PIETRIS 0,64 mc x 1600 kg/mc = 1024 kg = 213 lopeti
-NISIP 0.75 mc x 1300 kg/mc = 975,00 kg = 226 lopeti
Total = 1999 kg agregate.
-apa 190 litri/mc
Raportul ciment : agregate : apa este egal cu 1 kg ciment : 7,16 kg agregate : 0,68 litri apa
In functie de capacitatea betonierei utilizate se vor imparti proportional cantitatile iar dozajul se va face cu lopata.
PREPARARE BETON B200 (C12/15 ; BC15)
conform normei CZ0106F1 din indicatoarele de norme de deviz
Cantitati necesare pentru prepararea unui metru cub de beton B200 :
-ciment = 320 kg/mc (75,5 lopeti de ciment/mc)
-PIETRIS 7-15 mm + PIETRIS 15-30 mm = (0.277 mc + 0.354 mc = 0.631 mc); 0,63 mc x 1600 kg/mc = 1009.6 kg = 210 lopeti
-NISIP 0-3 mm + NISIP 3-7 mm = (0.498 mc + 0.242 mc = 0.74 mc) 0.74 mc x 1300 kg/mc = 962,00 kg = 223 lopeti
Total = 1971 kg agregate.
-apa 190 litri/mc
Raportul ciment : agregate : apa este egal cu 1 kg ciment : 6,15 kg agregate : 0,59 litri apa
In functie de capacitatea betonierei utilizate se vor imparti proportional cantitatile iar dozajul se va face cu lopata.
PREPARARE BETON B250 (C16/20)
conform normei CZ0107F1 din indicatoarele de norme de deviz
Cantitati necesare pentru prepararea unui metru cub de beton B250 :
-ciment = 355 kg/mc (83,5 lopeti de ciment/mc)
-PIETRIS 7-15 mm + PIETRIS 15-30 mm = (0.273 mc + 0.344 mc = 0.617 mc); 0,617 mc x 1600 kg/mc = 987.2 kg = 206 lopeti
-NISIP 0-3 mm + NISIP 3-7 mm = (0.489 mc + 0.238 mc = 0.727 mc); 0.727 mc x 1300 kg/mc = 945,1 kg = 219 lopeti
Total = 1932.3 kg agregate.
-apa 190 litri/mc
Raportul ciment : agregate : apa este egal cu 1 kg ciment : 5,44 kg agregate : 0,53 litri apa
In functie de capacitatea betonierei utilizate se vor imparti proportional cantitatile iar dozajul se va face cu lopata.
PREPARARE BETON B300 (C18/22.5 ; BC22.5)
conform normei CZ0108H1 din indicatoarele de norme de deviz
Cantitati necesare pentru prepararea unui metru cub de beton B300 :
-ciment = 376 kg/mc (88,5 lopeti de ciment/mc)
-PIETRIS 7-15 mm + PIETRIS 15-30 mm = (0.277 mc + 0.385 mc = 0.662 mc); 0,662 mc x 1600 kg/mc = 1059.2 kg = 221 lopeti
-NISIP 0-3 mm + NISIP 3-7 mm = (0.406 mc + 0.231 mc = 0.637 mc); 0.637 mc x 1300 kg/mc = 828,10 kg = 192 lopeti
Total = 1887.30 kg agregate.
-apa 200 litri/mc
Raportul ciment : agregate : apa este egal cu 1 kg ciment : 5,01 kg agregate : 0,53 litri apa
In functie de capacitatea betonierei utilizate se vor imparti proportional cantitatile iar dozajul se va face cu lopata.
