1. Densitate, porozitate, compactitate, influenta densitatii asupra proprietatilor generale

Def: Diversitatea structural a materialelor de constructii a determinat necesitatea introducerii in practica a mai multor modalitati de exprimare a densitatiilor in functie de natura materialului si anume:

- Densitatea absoluta- Densitatea aparenta- Densitatea in gramada in stare afanata sau compacta

a) Densitatea ρ, reprezinta masa unitatii de volum si se calculeaza ca raport intre masa (m) si volumul (V) materialului.

Pentru materialele poroase determinarea densitatii se realizeaza dupa transformarea lor in pulbere insotita de eliminarea porozitatii. Volumul pulberii folosite pentru determinarea densitatii se obtine utilizand metode specifice.

b) Densitatea aparenta, ρa, este raportul dintre masa solidului poros si volumul sau aparent care include si porii, fisurile si eventualele goluri interioare.

Determinarea se poate realiza pe epruvete cu forma geometrica regulata sau cu forma poliedrica oarecare. In ultimul caz determinarea vol se obtine pe baza principiului lui Arhimede, probele fiind anterior saturate cu apa sau acoperite cu o pelicula din materiale hidrofob.

In cazul materialelor poroase densitatea aparenta este luata in consideratie in stabilirea greutatii proprii a elementelor de constructie, in estimarea unor caracteristici ale contructiilor, in organizarea transporturilor etc...

c) Densitatea in gramada, ρg, se determina pentru materiale granulare sau pulberi. Se determina raportand masa (m) materialului granular la volumul ocupat de acesta (Vg). Pentru determinare se utilizeaza vase calibrate in functie de marimea maxima a granulelor. Determinarea se poate face in stare afanata (ρg af) sau compacta dupa tehnici bine precizate (ρg c).

Densitatea in gramada este luata in consideratie in transportul,vehicularea si alte operatii tehnologice efectuate cu pulberi sau materiale granulare.

Compactitatea si porozitatea

a) Compactitatea (c) reprezinta gradul de umplere al unui volum dat de material si se exprima prin raportul dintre volumul fazei solide (V) si volumul aparent (Va) determinate pentru aceeasi masa de material:

Sau prin densitati:

Compactitatea constitue un criteriu important pentru evaluarea clitatilor unor materiale, intrucat exista o stransa corelatie intre aceasta proprietate si caracteristicile de rezistenta, durabilitate, capacitate de izolare termica si fonica etc...

b) Porozitatea (p) este caracteristica complementara a compactitatii si reprezinta volumul porilor (V a-V) continuti intr-o cantitate (m) de material raportat la volumul total, aparent (Va) ocupat de acesta:

Porozitatea totala cuprinde intreg volumul porilor din masa materialului iar porozitatea aparenta este data de volumul porilor deschisi, comunicanti cu mediul ambiant.

Determinarea caracteristicilor porozitatii unui material prezinta interes atat in controlul calitatii cat si in realizarea unor materiale cu proprietati prestabilite.

2. Proprietati legate de apa Apa patrunde in materialele hidrofile prin absorbtie,adsorbtie, ascensiune capilara si prin presiune. Si unele

material hidrofobe (ex bitumul) pot absorbi limitat apa prin fenomenele de difuzie.

a) Absorbtia de apa (A) este proprietatea materialelor de a se imbiba si retine apa in porii si capilarele ce comunica cu exteriorul. Se determina cunoscand: masa materialului uscat (m1) si saturat cu apa (m2); diferenta (m2-m1) raportandu-se la masa materialului uscat (absorbtie in masa (Am%) sau la volumul aparent, Va (absorbtie volumica (Av%):

Absorbtia de apa pune in evidenta porozitatea aparenta care este intotdeauna mai mica decat cea totala.

Absorbtia de apa a materialelor are efecte negative asupra majoritatii proprietatiilor acestora precum si asupra aspectului si confortului...

b) Higroscopicitatea este prop materialelor de a absorbi si adsorbi vaporii de apa din mediul ambiant, fenomene urmate de condensarea capilara. Se exprima prin coeficientul de higroscopicitate definit prin cantitatea de apa retinuta de suprafata in unitatea de timp si este dependent de natura materialului si umiditatea mediului ambiant. H modifica negativ prop materialelor si chiar aspectul acestora.

c) Umiditatea (U) reprezinta continutul procentual in apa al unui material. Se determina cunoscand masa materialului umed (m2) si masa lui dupa uscare la 105 - 110°C pana la masa constanta (m1). Umiditatea se poate calcula ca absoluta (Ua%) sau relativa (Ur%).

d) Stabilirea la apa este prop materialelor da a nu se distruge sau de a nu-si modifica esential prop sub influenta saturarii indelungate cu apa. Se estimeaza prin coeficientul de inmuiere (K), definit ca raport intre rezistenta la comprimare a materialului saturat cu apa (Rs) si cea a materialului uscat (Ru):

e) Permeabilitatea este prop unui material paros de a permite trecerea prin ele a unui fluid supus unui gradient de presiune. Permeabilitatea unui material depinde de structura sa, vascozitatea fluidului, gradientul de presiune etc...

Permeabilitatea poate fi calculata prin relatia Darcy:

Unde,V - debitul fluidului ce trece prin material;K - Coef de permeabilitate;η - vascozitatea fluidului;l – grosimea stratului de material;A – suprafata materialului cu care vine in contact fluidul;∆P – diferenta de presiune pe fetele opuse ale materialului;

Gradul de impermeabilitate la apa are importanta pentru materialele utilizate in realizarea elementelor de constructii sau a constructiilor exploatatea in contact cu apa.

3. Proprietati influientate de caldura a) Comportarea la incalzire La incalzire progresiva materialele de constructie pot prezenta modificari dimensionale, ale prop. si structural-

compozitionale, ce pot duce la distrugerea lor.Materialele anorganice la incalzire prograsiva pot prezenta o marire a porozitatii, fie datorita pierderii apei de

cristalizare, fie ca urmare a disocierii termice, sau reducere a porozitatii, insotita de cresterea rezistentelor mecanice, ca urmare a unei topiri partiale a componentilor mai usor fuzibili.

Procesul se numeste clincherizare daca porozitatea scade sub 8% sau vitrificare daca porozitatea scade sub 2%.

La temperaturi ridicate unele materiale se deformeaza sub propria greutate datorita unor modificari compozitional-structurale. Daca deformarea sub propria greutate are loc la temp mai mare de 1580°C materialul se numeste refractar.

Refractaritatea este proprietatea materialelor da a rezista fara a se distruge si fara a pierde din rezistenta la o exploatare indelungata la temperaturi inalte.

- Refractare -> temp > 1580°C- Greu fuzibile -> temp 1350-1580°C- Fuzibile -> temp < 1350°C

Temp minima la care amestecul de gaze combustibile degajate se aprind in prezenta unei flacari se numeste temp de combustie, iar cea la care se autoaprind, in absenta flacarii, se numaste punct de inflamabilitate al materialului.

Rezistenta lafoc este prop materialelor de a suporta, fara a se distruge, actiunea temporara a temperaturilor inalte (cca. 1000°C) care apar la incendii.

- Combustibile (care se aprind si ard si dupa indepartarea flacarii)- Greu combustibile (care ard mognit atata timp cat actioneaza sursa de foc)- Incombustibile (care nu se aprind dar pot suferii degradari)

b) Conductivitatea termica este proprietatea materialelor de a transmite prin masa lor fluxul termic produs de diferenta de temperatura aparauta pe suprafetele opsuse ale elementelor de constructii.Se caracterizeaza prin coeficientul de conductivitate termica (λ), definit pentru un perete omogen, plan, paralel, de grosime (d) si suprafata (S), cand intre fetele opuse exista o diferenta de temperatura (t1-t2) prin:

Unde este durata de propagare a caldurii;

Materialele de constr. Cu < 0.29 sunt conventional considerate termoizolatoare. Caracteristicile de izolare

termica sunt appreciate si prin rezistenta termica, (R) calculate cu formula:

4.Proprietati mecaniceProprietatiile mecanica exprima capacitatea materialelor da a se opune actiunilor exterioare de natura

mecanica. Aceasta capacitate este determinate de structura solidului, de defectele structurale de stari initiale, tensionale etc…

Fortele exterioare care actioneaza asupra elementelor de constructive se numesc incarcari, sarcini, solicitari sau actiuni. Acestea pot fi permanente (cu o intensitatea practice constanta), temporare (variaza sensibil in timp) si exceptionale (produse de calamitati).

Dupa modul cum actioneaza sarcinile pot fi:- Uniform distribuite- ConcentrateDupa variatia in timp solicitarile pot fi:- Statice, cand forta creste continuu, lent de la valoarea 0 la o valoare maxima care se mentine apoi un timp

determinat;- Dinamice, cand forta este aplicata brusc cu toata intensitatea ei, sub forma de soc;- Ciclice, cand intensitatea fortei variaza sinusoidal oscilant, pulsant sau alternant.In orice material sub actiunea unor forte ce-l solicita din exterior apar tensiuni interioare, numite eforturi, ce

se opun deformarii lui.Marimea ce caracterizeaza intensitatea eforturilor pe unitatea de suprafata a sectiunii elementului solicitat se

numeste efort unitary si se descopmune in efort unitar normal (longitudinal) σ si efort unitar tangential (transversal) τ.La solicitarile simple se ia in consideratie in principal efortul unitar normal (σ) ce poate fi determinat

experimental, in fiecare moment prin raportul dintre valoarea fortei care actioneaza (F) si aria sectiunii transversale, (initiale – A0) pe care ea actioneaza.

a) Proprietati mecanice la solicitari statice 1) Rezistenta la compresiune (σc) se defineste ca raportul dintre forta de rupere (Fr), uniform distribuita,

dirijata dupa normala pe planul sectiunii transversale a epruvetei solicitate si suprafata initiala (A0) a acestei sectiuni:

2) Rezistenta la intindere axiala (σt) se determina pe corpuri de proba de forme si dimensiuni diferite care sa permita prinderea lor in bacurile si dirijarea eforturilor pe axul de simetrie al epruvetei.

3) Rezistenta la intindere din inconvoiere (σti) se determina pe epruvete sub forma de bare, prisme, grinzi. Epruveta se aseaza pe 2 razeme aflate la distanta l si se incarca concentrat, la distanta ½, cu forta F.Rezistenta la intindere din inconvoiere se defineste ca raportul dintre momentul inconvoietor (M=F∙1/2) si momentul de rezistenta (W) al sectiunii:

Pentru materiale omogene, modulul de rezistenta este:

Si in acest caz:

b) Proprietati mecanice la solicitari dinamice (soc)

1) Rezistenta la compresiune prin soc se determina pe epruvete prin supunerea lor la actiunea distructiva a unei greutati (G) ce cade de la diverse inaltzimi (h) cunoscute. Rezistenta la compresiune prin soc (σsoc) se calculeaza prin raportarea lucrului mecanic (L) necesar pentru distrugerea epruvetei la volumul (V) al acesteia:

Pentru calculul lucrului mecanic se iau in consideratie inaltimile succesive de la care a cazut greutatea pentru a distruce epruveta:

2) Rezistenta la inconvoiere prin soc se determina pe epruvete prismatice cu o prelucrare in V (met. Charpy) sau in U (met. Messenger) pentru concentrarea efortului pe sectiunea mediana a corpului de proba.Rezilienta (Kn) este raportul dintre lucrul mecanic efectuat de un ciocan de constructie speciala, de greutate (G), care lovind epruveta, pierde din energia sa si isi reduce parcursul cu inaltzimea (h) si aria sectiunii epruvetei (A).

5. Roci magmatice si sedimentare( structura, compozitie, utilizare)a) Roci magmatice s-au fromat prin solidificarea magmei. Caracteristicile fizico-mecanice si chimie ale

acestor roci depind atat de compozitita chimica cat si de structura textura lor. In compozitia lor predomina cuartul si feldspatii. Cuartul este component valoros si stabil al rocilor magmatice de continutul caruia depind prop lor.

Structura si textura rocilor magmatice sunt determinate de modul in care s-a produs solidificarea magmei. In functie de structura si textura rocile magmatice se subdivid in:

1) Roci intrusive (granitice)- form. prin solidificarea magmei in profunzimea litosferei, printr-o racire foarte lenta;- textura masiva (neorientata);- compacta;- structura holocristalina, in care predomina fenocristalele;- ex: granitul, sienitul, dioritul, gabroul, granodioritul si diabazul;- sunt roci dure, de culori diferite, foarte rezistenta la compresiune, cu densitate ridicata, rezistente la

uzura si la gelivitate;- se prelucreaza greu, dar se lustruiesc frumos;- se folosesc la socluri de cladiri, monumente, pavaje, borduri, trepte, sau ca piatra concasata la

executarea betoanelor de rezistenta si a terasamentelor de cale ferata.2) Roci filoniene (porfirice)

- Formate la adancimi reduse ale scoartei terestre prin solicitarea cu viteza moderata a magmei.- Textura neorientata- Structura holocristalina cu cristale de diferite dimensiuni, de la fenocristale la criptocristale.- Ex: porfirul si dacitele filoniene- Sunt roci dure cu rezistente mecanice mari.- Porfirul se utilizeaza la constr soclurilor, monumentelor si ca piatra sparta; nu se foloseste la pavaje,

deoarece devine alunecos prin uzura.- Decitul are o compozitie minerologica intre granit si diorit, cu continut ridicat in feldspati; se

prelucreaza usor si se intrebuinteaza ca material de pavaj si piatra sparta.3) Roci efuzive

- Form prin solidificarea magmei la suprafatza scoartei terestre- Din cauza vitezei mari de racire pot avea fie o structura holocristalina fie o structura hemicristalina- Ex: bazaltul, andezitul, trahitul, decitul efuziv

- Rezistente ridicate la compresiune si duritate mare in conditia unei structuri holocristaline;- Bazaltul se utilizeaza ca piatra de pavaj, piatra sparta, criblura, pentru monumente

b) Rocile sedimentare s-au format in urma unor procese de distrugere fizico-chimica a rocilor magmatice sau metamorfice, prin cristalizari si precipitari din solutii sau prin acumulari de resturi organice.

1) Rocile sedimentare detriticeProvin din sfaramarea naturala a rocilor preexistente inr egiunile muntoase, datorita dilatarilor termice

diferentiate combinate cu efectul gelivitatii, socurilor provocate de diverse surpari.Depozitele naturale granulare ale acestor sfaramaturi se numesc roci sedimentare necimentate (mobile). Din

aceasta categorie fac parte:- Grohotisurile, care se gasesc la baza masivelor din care provin si se caracterizeaza prin muchii si

colturi vii;- Prundisurile s-au format din granule de grohotis transportate de apele curcatoare si depozitate in

regiunile de deal; muchii rotunjite;- Nisipurile, cu granule mai mici de 7mm, depozitate mai ales in regiuni de ses, unde viteza raurilor

deste mai redusa;- Maluri cu granule de dimensiuni sub 0,05mm alcatuite in principal din argile

Prin actiunea unor lianti naturali care patrun prin spatiile intergranulare ale depozitelor de roci necimentate s-au format Rocile sedimentare cimentate.Din aceasta categorie fac parte:

- Breciile, formate prin cimentarea naturala a grohotisurilor- Conglomeratele, formate prin consolidarea cu lianti naturali a prundisurilor (pietrisului)- Gresiile, rezultate din cimentarea granulelor de nisip. In functie de natura liantului natural se pot

forma gresii silicioase, calcaroase, argiloase, feruginoase. Gresile au o rezistenta la compresiune variabila (150-1500 daN/cm2). Cele mai rezistente sunt gresiile silicioase, folosite in constructii ca piatra de zidarie si pavaj. Gresiile calcaroase dure sunt folosite ca piatra pentru zidarie si piatra concasata;

- Leosul, rezultat din maluri si prafuri cimentate usor;- Marnele, roci cu continut variabil de calcar si argila, folosite ca materii prime pentru varuri hidraulice

si cimenturi.2) Rocile sedimentare de precipitare s-au format prin cristalizarea sau precipitarea din solutii a unor saruri,

depunandu-se sub forma de sedimente chimice. Astfel s-au format calcarul de precipitare, ghipsul, dolomitele.a) calcarele de precipitare s-au format din ape naturale cu continut de bicarbonat de calciu care in prezenta

CO2 s-a transformat in carbonat de laciu care solubilitatea redusa s-a depus formand zacaminte.b) Travertinul este o varietate de calcar poros format prin precipitarea carbonatului de calciu peste resturi

vegetale, care prin putrefractie dispar, imprimand rocii un aspect vacular, decorativ. Se prelucreaza usor si se foloseste la plecari interioare si exterioare, socluri;

c) ghipsul (CaSO4∙2H2O), s-a format prin cristalizarea din apele marine a sulfatului de calciu.d) anhidritul (CaSO4) se formeaza in conditii similare. Ghipsul si anhidritul se utilizeaza la fabricarea liantilor

pe baza de ghips, a cimentului;e) dolomitele (CaCO3∙MgCO3) au proprietati asemanatoare calcarelor compacte si se utilizeaza la fabricarea

unor materiale refractare.3) Rocile sedimentare organogene sunt formate din depuneri consolidate de scoici, cochilii; din aceasta

categorie fac parte creta, diatomitul, tripoli;Creta, roca cu continut de 98-99% CaCO3, rezultata din aglomerarea cochiilor de foraminifere, folosita ca

materie prima la fabricarea varului, cimenturilor, sticlei, chiturilor;

7. Argila – proprietati Argilele sunt roci sedimentare cu plasticitate mai mult sau mai putin evidenta.Sunt roci fin granulare (cu diametrul granulelor mai mic de 0.01mm).Caracterele structurale si texturale ale argilelor sunt determinate de dimensiunile granulelor, de natura

minerologica a constructiilor. Principalii componenti chimici sunt hidroaluminosilicatii. In functie de natura hidroaluminosilicatului continut agregatele pot fi:

- Caolintice, cu continut predominant de caolin- Montmorillonitice, cu continut predominant de montmorillilonit- Illitice, cu continut predominant in illit- Haloizitice, continand in principal haloizitPreponderenta unui anumit mineral imprima argilelor proprietati specifice, astfel:- Argilele caolinitice, se caracterizeaza prin plasticitate si contractie mai redusa, fiind indicate pentru

industria ceramica;- Argilele montmorillonitice, se caracterizeaza prin plasticitate ridicata, contractie la sucare ridicata, sunt

mai active, fiind indicate ca liant si ca materie prima la fabricarea cimenturilor.Prorpietati generale ale argilelorParticulele lamelare de argila au la suprafata anioni care le imprima un caracter electro-negativ si hidrofil,

absorbind puternic apa si diferiti ioni din mediul inconjurator. Absorbtia inonilor este selectiva si se poate exprima prin seria Mg2+ Ca2+ NH+ Na+.

Ionii cu capacitate de absorbtie mare, pot sa inlocuiasca pe cei cu capacitate de absorbtie mica. Datorita tendintei diferite de hidratare, in contact cu apa, lamele de argila absorb foarte puternic primul strat de apa de higroscopicitate, urmand apoi straturi peliculare mai slab retinute, iar la distante mai mari apa este libera.

Peliculele de apa adsorbita ce imbraca lamele fine de argila, elimina frecarile dintre ele si maresc mobilitatea sub actiunea fortelor exterioare, pastrandcoeziunea si conferand plasticitatea pastelor de argila.

Prin adsorbtia apei argila se umfla iar la pierderea apei prin evaporare isi reduc volumul si fisireaza diferentiat, iar cand se pierde si apa de higroscopicitate argila se pulverizeaza.

Deficientele comportarii argilelor la variatii de umiditate se reduc prin utilizarea diverselor priocedeee de stabilizare, cu ajutorul carora, sensibilitate la actiunea apei se amelioreaza apreciabil.

8. Lianti minerali din ghips Ipsosurile sunt lianti nehidraulici artificiali, fabricati din ghips, prin procese de deshidratare si disociere

termica, sub efectul temepraturii de ardere.Materia prima supusa la incalzire progresiva, prezinta urmatoarele transforamari:

In functie de temperatura, durata si conditiile de deshidratare, de calitatea materiei prime se obtine urmatorii lianti: ipsosul pentru contr, ipsos de mare rezistenta, ipsos de pardosea etc.

1) Ipsosul pentru constructii Ipsosul pentru constructii se obtine prin deshidratarea partiala a ghipsului la temp de 180-200°C, componentul

de baza fiind semihidratul β al sulfatului de calciu si cantitati reduse de anhidrit II.Priza si intarirea ipsoslui pentru constructiiIpsosul pentru constructii se prezinta ca un material pulverulent de la alb la gri deschis care prin amestecare cu

apa formeaza o pasta plastica a carei vascozitate creste rapid, determinand transformarea intr-un material rigid si rezistent. Acesta se datoreaza proceselor fizice de dizolvare in apa a semihidrantului si a anhidritului solubil si rehidratarea lor, cu transformare in CaSO4,2H2O.

Prorpietatile ipsosului intaritIpsosul pentru constr intarit este un material cu densitate aparenta cca. 1000 kg/m3 si o porozitate mare, cca.

50-60%, ca urmare a evaporarii cantitatii mari de apa folosita in exces la prepararea pastei. Datorita porozitatii ridicate produsele din ipsos au proprietati termoizolante si fonoizoloante foarte bune. De asemenea, produsele din ipsos intarit se comporta bine la actiunea focului, fiind utilizate ca materiale de protectie la actiunea incendilor.

Ipsosul de constr intarit are rezistente mecanice moderate, in functie de calitatea lui si de porozitate, rezistenta la compresiune (7zile) este de 70-90 daN/cm2 iar rezistenta la tractiune (7zile) de 20-25 daN/cm2. Rezistentele mecanice scad foarte mult in mediu umed datorita actiunii dizolvante a apei. De aceea se utilizeaza numai in incaperi unde umiditatea realtiva atmosferica este mai mica de 60%.

Ipsosul pentru constr se utilizeaza singur sau in ameste cu var la prepararea mortarelor pentru tencuieli interioare, a gleturilor pentru unele lucrari de reparatii, pentru pozarea instalatiilor electrice sau aplicate pe plase de rabit, pentru mascarea conductelor instalatiilor sanitare.

Datorita prizei rapide, pastele si mortarele din ipsos sunt grase deoarece ipsosul nu se poate amesteca cu o cantitate mare de nisip, din cauza slabei aderente intre cele 2 materiale.

Alti lianti din ghipsIpsosul pentru modelaj se fabrica la fec cu cel pentru constr insa din materie prima mai curata si este mai fin

macinat. Se utilizeaza pentru ornamente interioare, pentru mulaje, dorme de turnare produse ceramice de protelan si faianta.

Ipsosul de mare rezistenta este format preponderat din α semihidrat are rezistente mari, cea la compresiune putat atinge la 7 zile 400 daN/cm2. Rezistentele mari, porozitatea mai mica, il face utilizabil in obtinerea de prefabricate.

Ipsosul de pardoseala se obtine prin arderea ghipsului la temperaturi peste 900°C si este un ameste de anhidrid insolubil si oxid de calciu care are si rolul de activator. Se poate compacta foarte bine in timpul prizei care este lenta, rezultand produse cu rezistente mecanice mai mari. Se utilizeaza la executarea pardoselilor interioare, carem datorita maririi volumului la hidratare, se pot realiza fara rosturi.

Verificarea calitatii liantilor din ghipsPrincipalele criterii de apreciere a calitatii ipsosurilor sunt urmatoarele: gradul de puritate, respectiv continutul

procentual de componenti activi, finetea de macinare, timpul de priza, rezistentele mecanice si culoarea.Gradul de puritate se determina mai rar de catre laboratorul de specialitate al fabricii producatoare, de obicei,

atunci cand se schimba materia prima.Celelalte verificari se fac curent, la fiecare lot de ipsos aprovizionat, prin metode standardizate.

9. Varul nehidraulic (gras, aerian)Varul, ca atare sau in amestec cu pulberi silicioase active, este un liant utilizat inca din antichitate. Bazele

fabricarii moderne s-au pus insa la sfarsitul sec XIX.Varul aerian se obtine prin calcinare, pana la disociere totala a calcarelor cu grad inalt de puritate. Produsul

rezultat este in principal oxid de calciu.In functie de continutul in CaO se deosebesc urmatoarele tipuri de varuri aeriene:- Var gras de constructie rezultat prin calcinarea calcarului foarte pur la temperatura de max. 1100°C;- Var magnezian obtinut la max. 1000°C din calcare cu un continut de 10-25% MgCO3;- Var dolomitic obtinut din calcare dolomitice prin calcinare la 700-800°C.In domeniul constructiilor se utilizeaza varul gras, celelalte avand utilizari industriale in chimie, siderurgie,

industria alimentara, a pielariei etc.Varul gras este un liant nehidraulic, obtinut prin decarbonatarea calcarelor cu un continut minim de 95% CaCO3,

prin arderea in cuptoare industriale la temperatura de 1000-1200°C, obtinandu-se varul bulgari.Varul bulgari in contact cu umiditatea si cu bioxidul de carbon din atmosfera se hidrateaza si se caronateaza,

trasferandu-se intr-o pulbere fara prorpietati liante.Varul nestins macinat este produsul obtinut prin macinarea in mori cu bile a varului bulgari.Varul stins se obtine prin tratarea varului cu apa, operatie numita stingerea varului.

Varul stins in praf se obtine prin stingerea cu o cantitate limitata de apa si se poate realiza prin procedee mecanice sau manuale.

Varul stins in pasta se obtine prin tratarea cu apa in exces (cca. 200-300%). Stingerea in pasta se poate realiza manual sau mecanizat, utilizandu-se stingatoare de tipul malexoarelor. Datorita cantitatii mari de apa se fromeaza la inceput laptele de var car ulterior, prin scaderea fazei lichide, se transforma in pasta de var, cu structura fizica de gel.

Intarirea varului are loc numai sub forma de mortar aplicat pe suport poros.Intarirea mortarelor de var se face prin procese fizice si chimie.Proceseul fizic are loc imediat dupa aplicarea mortarului si consta in deshidratarea pastei de var prin absorbtia

apei de catre suportul poros. Mortarul isi pierde plasticitatea si se rigidizeaza.Procesul chimic care urmeaza este de lunga durata si consta in carbonatarea varului cu bioxidul de carbon din

atmosfera, conform reactiei:

Domenii de utilizare a varului grasVarul gras se utilizeaza la:- Confectionarea mortarelor pentru zidarie si tencuieli ca liant unic sau mixt;- Pigment alb in vopsele de apa;- Realizarea suspensiilor de bitum filerizat;- Stabilizarea terenurilor argiloase;Verificarea calitatii carului grasAprecierea calitatii varului gras se face determinand:- Gradul de puritate;- Randamentul in pasta, apreciat in functie de volumul de pasta obtinut prin stingerea a 10 kg de var bulgari;- Cantitatea de apa necesara stingerii;- Rezidul la stingere;- Viteza de stingere;- Consistenta pastei de var;- Finetea de macinare a varului nestins macinat;

10.Ciment Portland ( compozitie, structura, proprietati tehnice, priza si intarire, tipuri de cimenturi, coroziunea pietrei de ciment)

Cimenturile Portland sunt liantii hidraulici cei mai importanti, produsi si utilizati in cantitati mari la realizareaconstructiilor de orice fel. Ei se utilizeaza ca lianti in betoane simple si armate, monolit sau prefabricate si la confectionarea unor mortare.

Cimentul portland se obtine prin macinarea clincherului de ciment cu adaos obligatoriu, in procent necesar de ghips si cu alte eventuale adaosuri, in functie de calitatea cimentului fabricat.

Clincherul de ciment este materialul obtinut prin incalzirea materiilor prime, in cuptoare rotatie, pana la temperatura de 1450-1500°C. incalzirea este insotita de topire partiala care dupa racire brusca duce la formarea unui material compact, dur, ce este clincherul de ciment portland.a) Materiile prime pentru fabricarea clincherului sunt: calcarul 75-77% si argila 23-25%.b) Etapele tehnologice principale in fabricarea cimentului sunt: extragerea materiilor prime, pregatirea acestora,

dozarea materiilor prime, arderea cu formare de clincher, racirea si depozitarea clincherului, macinarea acestuia cu adaos obligatoriu de ghips, calculat in functie de compozitia clincherului si cu eventuale alte adaosuri, insacuirea cimentului.

c) Reactiile chimice ce duc la transformarea materiilor prime in componentii clincherului sunt deosebit de complexe. Desfasurarea lor decurge in functie de modularea materiilor prime si de temperatura. Aceste reactii decurg in cuptoare rotative. Materile prime se deplaseaza in contracurent cu gazele de ardere.Modulul de silice (MSI) reprezinta raportul dintre cintinutul procentual de SiO2 si de Al2O3+Fe2O3

Modulul de alumina (MAl) este raportul dintre continutul procentual de Al2O3 si Fe2O3

Gradul de saturare cu calce este raportul dintre continutul procentual de CaO existent in clincher si cantitatea de CaO necesara saturarii SiO2, Al2O3 si Fe2O3.

Componentii mineralogici ai cimentului portland:- Alitul (C3S)- Belitul (C2S)- Celitul- Aluminul tricalcic (C3A)- Masa vitroasa- Oxidul de calciu liber- Oxidul de magneziu- Compusii continand oxizi alcaliniProrpietatile cimentului sunt datorate compozitiei chimice si mineralogice, structurii fizice, suprafetei

specifice si conditiilor de exploatarePriza si intarirea pastelor de ciment. Aceste procese au la baza fenomene fizico-chimice deosebit de complexe.Fen. Chimice au la baza reactiile de hidratare si de hidroliza cu cinetica complexa. In urma acestora apar

produsi noi cu compozitie chimica si structura diferita de cea a componentilor mineralogici initiali.Aceste transformari duc initial la rigidizare si apoi la intarire, ce determina cresterea rezistentelor mecanice in

timp.Utilizand diferite substante (aditivi) priza si intarirea pot fi accelerate sau intarziate dupa cum o cer conditiile

tehnologice ale unor lucrari de beton.Odata cu transformarile chimice, in timpul prizei si intarii au loc complexe procese fizice, care concura la

transformarea pastei de ciment in piatra de ciment si care determina structura si prin aceasta proprietatile acesteia si ale betoanelor.

Coreziunea pietrei de ciment este unul din factorii determinati ai degradarii betoanelor de ciment.Piatra de ciment poate fi complet distrusa de acizi clorhidric sau azotic de concentratie ridicata. Din aceasta

cauza piatra de ciment nu trebuie sa vina in contact cu asemenea acizi, fara straturi speciale de protectie care sa impiedice contactul dintre beton si agentul agresiv.

Coroziunea pietrei de ciment sub actiunea agentilor din mediul ambiant are la baza reactii cu mecanisme specifice.

Dintre componentii pietrei de ciment, vulnerabili la coroziune sunt Ca(OH)2 si 3CaO,Al2O3,6H2O.Tipuri de cimentSe fabrica mai multe categorii si clase de cimenturi ce trebuiesc utilizate in conformitate cu compozitia,

prorpietatile si pretul lor.A. Clase de cimenturi dupa natura materiilor prime.

1) Cimentul portland; este cimentul unitar obtinut prin macinarea clincherului portland cu adaos strict necesar de ghips.

Cimentul portland unitar, dupa compozitie poate fi:a) Ciment portland normalb) Ciment portland aliticc) Ciment portland veliticd) Ciment brownmilleritice) Ciment portland feritic2) Cimenturile amestecate sunt cimentrui obtinute prin macinarea clincherului cu ghips necesar reglarii

timpului de priza si cu alte adaosuri minerale in procent de la 10 la 70 %.Dupa compozitzia, prorpietatile si rolul lor, adaosurile practicate la fabricarea cimenturilor pot fi: cimentoide, puzzolanice si inerte.a) Adaosurile cimentoide sunt materiale care fin macinate au intarire proprie, insa foarte inceata, dar

care este accelerata de hidroxidul de calciu pus in libertate prin hidroliza componentilor mineralogici ai cimenturilor.

b) Adaosurile puzzolanice sunt materiale naturale sau artificiale, cu continut ridicat in bioxid de siliciu activ, trioxid de aluminiu sau oxizi de fier.

c) Adaosurile inerte sunt materiale care in mod aparent nu modifica procesele de hidratare-hidroliza ale cimenturilor, dar modifica prin dilutie, mai ales in cantitate mare, proprietatile cimenturilor si reduc pretul de cost.

B. Categorii de cimenturifabricate in romania a) Cimenturi protland fara adaosurib) Cimenturi cu adaosuri- Ciment protland cu adaosuri- Ciment metalurgic- Ciment furnalc) Cimenturi hidrotehnice si cimenturi rezistente la ape naturale agresive- Ciment hidrotehnic unitar- Ciment hidrotehnic cu adaos- Ciment rezistent la sulfati unitar- Ciment rezistent la sulfati cu adaosd) Ciment portland albe) Ciment pentru drumuri si piste de aeroport

11. Proprietatile betonului proaspatBetonul proaspat reprezinta starea acestuia din momentul amestecarii componentilor pana la punerea in

lucrare, care trebuie sa se efectueze inainte de inceputul prizei cimentului.Calitatea betonului proaspat se apreciaza prin determinarea lucrabilitatii, densitatii aparente a continutului de

apa si a granulozitatii agregatelor continute in beton. Pentru unele betoane este necesar sa se determine si cantitatea de aer oclus la amestecare.

Lucrabilitatea este principala proprietate reclogica a betonului proaspat.Lucrabilitatea betonului este o proprietate complexa, definita prin aptitudinea de deformare sub efectul unui

mijloc de compactare, cu un consum mic de energie, cu conditia de pastrare a omogenitatii la manipulare, transport si la punere in lucru.

Coeziunea sivascozitatea sunt determinate in special de fenomenele de suprafata ce decurc in matrice si la limita de separare a matrice-agregat. Frecare interna este proponderent determinata de agregatul mare prin efectul de masa, forma, natura suprafetei,

Lucrabilitatea este funtie a prop reologice ale betonului. Ea include rezistenta la segregare si separarea apei eliberarea aerului oclus, compactibilitatea, mobilitatea afectata de unghiul intern de frecare.

Consistenta este capacitatea vetonului proaspat de a se deforma si reprezinta un criteriu de apreciere a lucrabilitatii.Parametrii reologici ai betonului proaspat sunt:

- stabilitatea, controlata prin tendinta de segregare si cea de separare a apei;- compactibilitatea, ce se controleaza prin densitatea aparenta si gradul de compactare Waltz;- mobilitatea este controlata de coeziunea intrna, vascozitate si unghi intern de frecare;- Lucrabilitatea betonului proaspat se poate determina prin multe metode, prin care mai utilizate sunt: metoda

trasarii, metoda gradului de compactare si metoda de remodelare VE-BE.Determinarea gradului de compactare consta in stabilirea raportului dintre inaltimea initiala (h1) a betonului

introdus intr-un recipient de forma data si inaltzimea betonului compactat (h2) in recipientul respectiv.Gradul de compactare G, se calculeaza cu formula:

Tendinta de separare a apei se determina prin colectarea si masurarea apei eliminate la suprafata unei anumite cantitati de beton intr-un timp limitat.

Densitatea aparenta a betonului proaspat este asa unui metru cub de beton proaspat, compactat in conditii similare punerii in lucrare.

Compozitia reala a betonului proaspatPentru verificarea calitatii si omogenitatii betonului este necesar ca pe parcursul executarii lucrarilor sa se

controleze daca sunt respectate prescriptiile indicate pentru alcatuirea amestecului proaspat.

Verificarea cantitatii de aer oclus. La prepararea betonului, in timpul amestecarii componetilor, se antreneaza si o anumita cantitate de aer, care nu trebuie sa depaseasca anumite limite (5% volum de aer) pentru a nu afecta rezistentele betonului.

Priza betonului este o caracteristica conventionala a amestecului proaspat. Ea se defineste ca fiind perioada de tranzitie intre “starea de beton proaspat” si “starea rigida” a materialului.

12.Proprietatile betonului intarit Structura betonului intaritBetonul intarit este un material compozit, cu o structura complexa, alcatuit dintr-o matrice si agregat. Este un material poros si microfisurat cu o concentrare a defectelor structurale in zona de influenta matrice-agregat.Densitatea aparenta a betonului intarit, ρa, se determina pe corpurile de proba pregatite pentru determinarea rezistentelor mecanice.Compactitatea: Deoarece la betoanele grele obisnuite densitatea (ρ) variaza foarte putin cu componenta, se considera ca s epoate aprecia compactitatea suficient de exact, in dependenta de variatia densitatii aparente (ρ a).Permeabilitatea betonului fata de gaze sau lichide este o proprietate determinata pentru lucrabilitatea sa. Betonul permeabil este mai vulnerabil la inghet-dezghet si la coroziunea. Patrunderea apei in beton afecteaza negativ si rezistentele mecanice si prop de izolare termica.Teoretic permeabilitatea la apa poate fi apreciata prin coeficientul de permeabilitate (K) dat de formula lui Darcy:

Q – cantiatea de apa (m3) sucrsa in timpul t (s);At – suprafata transversala a probei (m2);l – grosimea probei (m);∆P – cadarea presiunii coloanei de lichi in proba (m);

Rezistenta la inghet-dezghet repetat este proprietatea avestuia de a rezista la actiuni de inghet-dezghet, fara a suferi deteriorari, in conditii de exploatare, deci de interactiune cu factorii de mediu; Se considera ca betonul de buna calitate se comporta bine pentru temperaturi pana la 30°C.

Conductivitatea termica variaza in limite largi, intrucat depinde de densitatea aparenta si umiditatea betonului, de porozitate si natrua agregatelor. Pentru betoanele grele coeficientul de conductivitate termica este de ordinul 1.28 – 1.74 W/m.Conductivitatea termica scade la temperaturi mai mari de 100°C , ca urmare a schimbarii continutuli de umiditate.Rezistentele mecaniceIn aprecierea comportarii betonului la solicitari mecanice trebuie sa se tzina seama de structura lui specifica.Ca si alte materiale fragile, procesul de rupere al betonului trece prin 3 faze:

a) Initierea fisurarii;b) Propagarea;c) Cresterea si dezvoltarea fisurilor;

Rezistenta la compresiune este unul din principalele criterii de apreciere a calitatii unui beton. Cunoasterea rezistentei la compresiune da indicatii suficient de precise asupra rezistentei la alte solicitari precum si asupra celorlalte proprietati fizico-mecanice ale betonului.Rezistenta la compresiune mai depinde si de: conditiile de incarcare, forma si dimensiunile probei, modul de confectionare si viteza de incarcare. Pentru ca valorile obtinute sa fie comparabile si reproductibile trebuie respectate cu strictete conditile de determinare prevazute in standarde.Determinarea se face distructiv sau nedistructiv. Determinarea se excuta pe cel putin 3 epruvete de forma cubica, pe prisme sau pe cilindri.Pentru evaluarea marcii betonului s-au efectuat cercetari multiple, incercandu-se stabilirea unei relatii care sa curpinda in mod corespunzator, toti factorii care influenteaza sensibil aceasta caracteristica. Cea mai cunoscuta si utilizata este relatia Bolomay-Skramtaev, aplicata betoanelor lucrabile:

Unde:Rb – reprezinta rezistenta la compresiune a betonului la 28 zile;

Rc – rezistenta reala la compresiune a cimentului la aceasi varsta cu a betonului;

- inversul raportului apa/ciment;

K – coeficient, a carui valoare se ia egala cu 0.50 pentru agregate de concasare, pentru cimentrui uzuale si pentru un rapor apa/ciment cuprins intre 0.4 ... 0.65 si se ia valoarea 0.45 cand agregatele sunt de balastiera, restul conditiilor ramanand constante.Rezistenta la intindere axiala a betonului, Rt, este cea mai mica dintre rezistentele sale, reprezentand doar 1/6 – 1/20 din rezistenta la compresiune, in functie de marca betonului. Ruperea este brusca, prin smulgere, iar deformatiile sunt aproximativ de 10 ori mai mici decat in cazul compresiunii, compactare caracteristica materialelor fragile.Rezistenta la intindere axial se poate determina pe epruete cilindrice sau prismatice, la capetele carora se lipesc cu adeziv piese metalice cu ajutorul carora epruvetele se centureaza si se supun la tractiune directa si se calculeaza cu realtia:

In care:F – forta maxima care produce ruperea, in N sau daN;A – suprafata de rupere in mm2 sau cm2;Rezistenta la intindere din inconvoiere (Rti) se determina pe prisme de 100x100x550 mm sau 200x200x700 mm, in functie de dimensiunea maxima a agregatului.Rezistenta la intindere din inconvoiere, Rti, este data de relatia:

Din care se poate calcula rezistenta la intindere, Rt: Rt=0.59∙Rti in care:R – forta de rupere, in N;l – distanta dintre reazeme, in mm;b – latimea medie a sectiunii transversale, in mm;h – inaltimea medie a sectiunii transversale, in mm;Rezistenta la intindere prin despicare prezinta avantajul unei incercari simple care se poate efectua pe cuburi, pe fragmente de prisme rezultate in urma incercarii la inconvoiere sau pe cilindrii.Rezistenta la intindere prin despicare, Rtd, este datade relatia:

In care:F – forta de rupere, in N;b – latimea medie a sectiunii transversale de rupere, in mm;h – inaltimea medie a sectiunii transversale la rupere, in mm;Deformatiile betonului sub actiunea incarcarilor exteriloareSub actiunea incarcarilor exterioare, betonul, material cu proprietati fizico-mecanice specifice, prezinta deformatii complexe, elastice si plastice, care depind atat de compozitia, structura si varsta betonului cat si de natura, marimea si durata solicitarii.Deformatiile betonului la incari statice de scurta durataDeformatile elastice apar la betoane supuse la solicitari de scurta durata ale caror valori nu depasesc 0.4 – 0.5 din rezistenta de rupere.Deformatiile plastice se dezvolta peste un anumit nivel al solicitarii; sunt datorate procesului de microfisurare al betonului si sunt ireversibile. Continund incarcarea fisurile incep sa creasca apreciabil si facand punti intre fisurile de la suprafata agregatului, incepe sa se formeze un sistem de fisuri continu, ajungandu-se la incarcarea critica.Deformatiile pseudo-plastice apar la incarcari superioare sarcinii critice si sunt produse de o dezvoltare considerabila a sistemului de fisuri si formarea unor suprafete de rupere care conduc la fragmentarea betonului. Sunt caracteristice in sepecial betoanelor de rezistente mai reduse.Deformatiile betonului la incarcari statice de lunga durata.La incercari statice de lunga durata betonulprezinta in afara deformatiilor elastice instantanee, care se produc in momentul aplicariifortei si deformatii care se dezvolta realtiv incet in timp. Aceste deformatii se datoresc in principal

proprietatilor vascoase si plastice ale componentilor cu structura gelica din piatra de ciment, sunt singurele care depind de factorul timp si se numesc deformatii de curgere lenta.

13.Influienta componentelor asupra betonului Rolul componentelor si influenta lor asupra prorpietatilor betonuluiIn beton fiecare constituent indeplineste un rol bine determinat participand la formarea structurii sale si la obtinerea proprietatilor impuse de conditiile de exploatare.Rolul si influenta cimentuluiIn beton cimentul indeplineste rolul de liant si contribuie la formarea structurii si la obtinerea proprietatilor sale.Cimentul isi manifesta influenta asupra prop betonului prin calitate si prin dozaj.Compozitia si structura matricei sunt determinate in primul rand de ciment, caracteristicile sale transmitandu-se direct betonului. Nu pot fi realizate betoane cu anumite prop decat utilizand cimenturi corespunzatoare. Pentru betoane, la care se pastreaza constant agregatul, raporul apa/ciment, dozajul de ciment, tehnologia, clasa betonului creste odata cu clasa cimentului.Finetea de macinare a cimentului influenteaza viteza proceselor de priza si intarire precum si gradul de hidratare, modificand prin acesta caracteristicile betonului. Rezistentele mecanice ale betonului cresc cu finetea de macinare a cimentului, dar se accentueaza si deformatiile datorate contractiei si incarcarilor, care pot favoriza aparitia si dezvoltarea fisurilor.Dozajul in ciment influenteaza prop betonului proaspat si intarit. Cresterea dozajului de ciment determina cresterea coeziunii, reducerea tendintei de separare a apei, conservarea omogenitatii mai mult timp, avand drept consecinta imbunatatirea lucrabilitatii si cresterea omogenitatii structurale a betonului intarit. Cresterea dozajului determina imbunatatirea lucrabilitatii betonului permitand scaderea corespunzatoare a factorului apa/ciment (a/c).Compactitatea betonului este determinata esential de compactitatea matricei si de capacitatea ei de a ingloba integral agregatele, cu umplerea totala a golurilor dintre ele.Prin cresterea dozajului de ciment se produc urmatoarele modificari ale caracteristicilor betonului:

- Densitatea aparenta creste pana la o valoare maxima, dupa care incepe sa scada;- Rezistentele mecanice cresc odata cu cresterea dozajului;- Deformatiile betonului se accentueaza cu marimea dozajului intrucat matricea este mai deformabila decat

agregatele sub efectul variatiilor de umiditate, temperatura si a solicitarilor mecanice de scurta sau lunga durata.

Rolul si influenta apeiApa de amestecare indeplineste in beton rol dublu:

- De reactant cu componentii mineralogici ai cimentului- De asigurant al lucrabilitatii betonului

Apa de amestecare influenteaza prop betonului prin calitate si cantitate (rapor a/c).Apa de amestecare din beton are o influenta esentiala asupra caracteristicilor structurale ale betonului. Aceasta influenta se manifesta prin modificarile comportarii reologice a betonului proaspat, cu consecinte asupra omogenitatii si compactitatii structurale a betonului intarit, cat si prin modificarile in structura de pori a matricei.Porozitatea este cu atat mai mare cu cat raportul intre cantitatea de apa si cantitatea de ciment dintr-un beton este mai ridicat.O cantitate de apa insuficienta conduce la amestecuri vartoase si necoezive, putin lucrabile; astfel o comportare determina obtinerea unor betoane intarite cu structura neomogena, atat sub aspectul compactitatii, cat si al coeziunii sale. Un exces mare de apa poate provoca segregari si stratificari, cu efecte negative asupra caracteristicilor structurale ale betonului intarit.Impermeabilitatea si rezistenta la inghet-dezghet repetat se reduc la cresterea raportului a/c, iar contractia si deformatiile datorate solicitarilor mecanice se accentueaza.Influenta agregatelor asupra structurii betonului se manifesta esential la nivelul compactitatii si omogenitatii structurale, precum si la nivelul adeziunii matrice-agregate.

Rezistentele mecanice ale betonului cresc cu cresterea dimensiunii maxime a granulelor de agregat. Volumul de goluri intergranular scade cu cresterea diamterului maxim al granulelor.Natura mineralogicaAgregatele trebuie sa fie inerte si sa nu conduca la efecte daunatoare asupra cimentului folosit la prepararea betonului.Rezistenta la compresiune a agregatelor trebuie sa fie de 1.5 ori rezistenta betonului, pentru a se asigura realizarea marcii dorite.Impuritatile de agregate nu trebuie sa depaseasca limitele admisibile pentru a nu afecta calitatea betoanelor.Forma granulelor influenteaza in special compactitatea si lucrabilitatea betonului, intrucat modifica volumul de goluri si suprafata specifica.Agregatele de forma lamelara si aciculara nu sunt recomandabile, deoarece rezulta betoane greu lucrabile, cu structura stratificata si cu rezistente mecanice reduse.Compozitia granulometrica determina suprafata totala a agregatelor si volumul intergranular de goluri, care la randul lor determina dozajul de ciment si cantitatea de apa de amestecare necesara obtinarii unui beton cu compactitate ridicata si astfel infuenteaza direct proprietatile betonului.Cu cat creste cantitatea de fractiune fina cu atat este necesara mai multa apa pentru aceasi lucrabilitate a betonului.Rolul si influenta aditivilorCu ajutorul aditivilor pot fi influentate favorabil proprietati ca: priza si intarirea, lucrabilitatea, rezistentele mecanice, comportarea la inghet-dezghet, gradul de impermeabilitate, rezistenta la agresiune chimica.Aditivii trebuiesc astfel selectionati incat imbunatatind o anumita prop sa nu afecteze negativ alte prop ale betonului.Aditivii se clasifica in:

- Aditivi modificatori ai prop reologice ale betonului proaspat, antrenori de aer, superplastifianti-reducatori de apa;

- Aditivi modificatori de priza si intarire de priza, acceleratori de intarire, intarzietori de priza;- Aditivi modificatori ai continutului in aer;- Aditivi crescatori de rezistenta la actiuni fizice si mecanice;

14. Influenta temperaturilor scazute si ridicate asupra proprietatilor betonuluiInfl temp mediului se manifesta asupra evolutiei proceselor fizico-chimice ce se produc intre componente in timpul prizei si intaririi betonului.In tehnologie se considera temperaturi normale pentru intariei valori in jur de 20 c iar perioadele de lucru cand temp scade sub 5 c se considera friguroase.Infl temp intre 0-5 c asupra intariri si rezistentei betonului este diferitade cea a temp negative.Intarirea la temp scazute se face lent dar rezistenta betonului are valori ridicate , uneori chiar mai ridicate deca betonul intarit la temp normale. Daca intarirea se face o perioada la temp scazute si apoi la temp normale rezistenta finala va fi mai mare decat betonul intarit la temp normale .Aceasta se explica prin faptul k la temp scazute, dar superioare punctului de inghet granulele de ciment se hidrateaza mai profund, produsele de hidratare formate mai lent au o structura mai fina si cu mai putine defecte pe cand la temp normale se formeaza mai repede pelicula de geluri impermeabile, care franeaza continuarea procesului de hidratare.La temp dsub 0 c betonul nu se mai intareste, reactiile de hidratare se desfasoara deosebit de lent iar in jur de – 10 c se opresc deoarece ingheata si apa adsorbita.La temp de sub 0 c inghetarea apei libere din betonul proaspat produce prin expansiunea ei degradari ale structurii betonului care nu se mai refac odata cu revenirea la conditii normalede intarire si ca urmare proprietatile finale ale betonului nu mia pot atinge nivelul scontat.La punerea in lucru pe timp friguros trebuie asigurata o temp de minim 5 c pe toata perioada de intarire necesara pana la atingerea rezistentei la compresiune de 50daN/cm2 iar pentru constructii speciale pana la atingerea minim 70% din marca.dupa acest moment actiunea frigului asupra betonului nu mia poate periclita calitatea acestuia.La betonare pe timp friguros se recomanda:

- La stabilirea compozitiei betonului se va urmari adoptarea unei cantitati cat ami reduse de apa de amestecare;- Se recomanda utilizarea aditivilor plastifianti, acceleratori de priza si intarire sau antigel, in functie de

particularitatile lucrari- Durata amestecari betonului se va prelungi cu 50% fata de durata de amestecare in conditii normale

- In unele cazuri se pot incalzi agregatele (pana la aprox 50c) si apa de amestecare( pana la 50-70 c) insa nu la temp mai ridicate pt a nu determina o priza rapida a cimentului si pentru a nu reduce lucrabilitatea betonului

- La transportul betonului se vor lua masuri pentru limitarea la minim a pierderilor de caldura - Cofrajele trebuie curatate cu mare atentie de zapada si gheatza, eventual cu jet de aer cald sau abur- Este obligatorie compactarea betonului prin vibrare

Decofrarea se poate efectua numai dupa verificarea rezistentelor mecanice pe probe de betonpastrate in aceleasi conditii si dupa examinarea atenta a calitatii betonului pe fetele laterale ale pieselor turnate, efectuandu-se in acest sens decofrari partiale

Infl temp ridicateTemp mediului ambient de peste 35c influenteaza in mod negativ prprietatile betonului proaspat, datorita franarii proceselor de priza si intarire ca rezultat al evaporarii masive a apei de amestecare.Betonul intarit isi pastreaza proprietatiile pana la temperaturi de cca 150 c peste aceasta temp incepe sa scada rezistenta la intindere. Peste 300 c incepe sa scada si rez la compresiune. In cazul elementelor de beton supuse la actiunea flacarilor cand temp betonului ajunge si depaseste 600c betonul se degradeaza treptat de la supraf spre interior datorita deshidratarii compusilor hidratati, dilatarilor termice si transformarii hidroxidului de calciu prin deshidratare in oxid de calciu.La temp peste 575 c agregatele cuartoase prezinta transformari polimorfe cu mariri de volum care favorizeaza exfolierea betonului.Constructiile din beton se comporta mai bine la actiunea incendiilor decat cele metalice care se incovoaie sub propria greutate. Betoanele rezistente la temp inalte se executa cu ciment aluminos, ciment portland cu stabilizatori ceramici sau cu lianti speciali.ca agregate se utilizeaza materiale stabile la temp ridicatePrin utilizarea cimentului supraaluminos(al2o3>70%) si agregate rezultate din macinarea caramizilor supraaluminoase se paote obtine beton ce rezista la peste 1770 c numit beton suprarefractar.

15. Bitumul (structura compozitie)Bitumurile sunt materiale naturale sau artificiale de natura organica, de consistenta variabila (de la lichid vascos la solide casante) si de culoare brun- negru. Bitumul amestecat cu pulberi minerale se numeste asfalt.Compozitia chimica Bitumurile sunt amestecuri complexe de hidrocarburi derivati cu oxigen cu sulf azot derivati heterociclici in care sunt continuti si ioni metalicici.Complexitatea structurii nu permite separarea din bitum a componentiilor chimici individuali.Prin metode chimice si fizico-mecanice de investigatie s-au putut separa din bitum grupe de component, care s-au studiat stabilindu-se caracteristicile lor. Un mod frecvent utilizat de fractionare a bitumului este dizolvarea selective utilizand un solvent normal-heptanul.Prin tratare cu n-heptanul bitumul se fractioneaza in :

1. Solubil in heptan , denumit maltene, alcatuit din molecule organice cu mase mileculare cuprinse intre 250-1250 . maltenel la randul lor pot si fractionate (prin cromatografie) in fractie uleioasa, formata preponderant din hidrocarburi cu un continut variabil de derivati cu sulf si o fractie vascoasa (rasini) alcatuita din cumpusi heteroatomici si hidrocarburi policiclice grele .Fractia uleioasa (petrolene) reprezinta 40-60 % din masa bitumului si este alcatuita in principal din hidrocarburi naftenice si aromatice, mono sau policiclice .Rasinile contin compusi policiclici saturati, aromatic sau cu heteroatomi. Ele pot contine si compusi cu character acid sau cu character basic cu character polar.

2. Insolubili in heptan, denumit asfaltene, alcatuitit din substante organice cu masa molecular mai mare de 900 de regula de ordinal 103 -104. Asfaltenele reprezinta 10-30 % din bitum. Molecule ce alcatuiesc asfaltenele au tendinta de asociere cu formare de structure molecular. Edificiile molecular ce alcatuiesc asfaltenele pot fi assimilate cu polimeri, cu grad mic de polimerizare(n<10) ceea ce explica masa molecular mare . speciile molecular ce alcatuiesc asfaltenele se pot diferentia dupa scheletul carbonic, plasarea heteroatomilor sau a gruparilor functionale (-cooh, -ch, -coo etc).

3. Proprietatiile bitumuli sunt determinate de compozitia chimica, atat de natura speciilor molecular, cat si de raportul in care acesta se gasesc in bitum. Compozitia bitumurilor de petrol se poate inscribe in urmatoarele limite : petrolene 40-65%, maltene 18-40%, asfaltene 15-30%. Proprietatile bitumurilor sunt determinate de proportia dintre component.

Structura fizaica a bitumurilorBitumurile sunt sisteme coloidale disperse, care in functie de compozitie sau temperature pot fi de tip sol, sol-gel sau gel. La temperature obisnuit structura bitumului este micelara. Faza intermicelara este formata dintr-o dispersie de rasini in petrolene. Continutul micelar este variabil pentru diferite temperature. Particular coloidala poate avea character liofil sau liofob in functie de prezenta acizilororganici in bitum.Asfaltenele formeaza nucleul particolei. Ele retin pe suprafata maltenele, fata de care au o mare putere de absortie. In cazul particolei liofobe acizii se retin odata cu maltenele si disociaza in stare absorbita. Echilibrul absorbtie-desorbtie asfaltene –maltene, da stabilitate sistemului si depinde de raportul dintre fazele participante la process, de compozitia lor chimica , de structura si de temperature. Cresterea temperature poate duce la disparitia micelelor si la starea nemicelara a bitumului.Transformarile care au loc in complexul colloidal se reflecta in caracteristicile fizico- chimice ale bitumului. Astfel cresterea continutului in asfaltene duce la cresterea punctului de inmuiere; scaderea continutului micelar duce la reducerea vascozitati si in final la fluiditate (la 160-180 c)

17. Proprietatile tehnice ale metalelorMetalele sunt material cu structura policristalina, formate din graunti cristalini orientate diferit, separate intre ei cu substanta intercristalina ce tinde spre amorfizare.Proprietatile tehnice materialelor metalice sunt determinate de structura, iar pt aliaje si de compozitia chimica. Ele sunt legate de caracteristicile de elasticitate si plasticitate. Sub actiunea unor forte externe corpurile solide isi modifica forma. Caracterul deformatiei depinde de natura, intensitatea si directia de actiune a fortei, care atingand anumite limite, depaseste coeziunea interna a materialului si provoaca distrugerea lui.Intr-un monocristal deformatia elastic a metalelor are loc datorita transformarilor reversibile din reteaua cristalina ce contine o anumita energie potential. Dupa incetarea actiunii exterioare energia interna produce un lucru mechanic aducand corpul la forma si dimensiunile initiale. Peste o anumita vloare a efortului deformatile devin permanente si iremediabile, care simplificat se paote reprezenta ca o deplasarea a unor parti ale cristalului unele fata de celelalte. Pe masura dezvoltari deformatiei plastic in cristal apar fenomene de consolidare fizica, care ingreuneaza deplasarea ulterioara, maresc rezistenta la deformare si fragilitatea metalului. Consolidarea fizica este datorata deformarii suprafetelor de alunecare intrepatrunderii acestora ceea ce impiedica alunecarea ulterioara si duce la cresterea rezistentei.Deformatia plastic a metalului policristalin are loc in principal prin alunecarea pe directia cristalografica de maxima densitate atomic, ce face unghiul cel mai mic cu planul inclinat fatza de directia de ascensiune a fortei. La metalele cristalizate in sistem cubic cu fete centrate celula elementara contine 4 planuri de alunecare fiecare cu 3 directii posibile deci rezulta 12 siseme posibile de alunecare.In sistemul cubic centrat nu apare plan cu densitate atomic predominant din aceasta cauza exista multiple sisteme posibile de alunecare (48), dar in planuri nu se atinge compactitatea din sistemul cu volum centrat ceea ce determina necesitatea existentei unor tensiuni mari pentru a se produce alunecarea.In sistemul hexagonal exista doar 3 planuri de alunecare ceea ce induce fragilitatea metalelor cristalizatein acest sistem.In cristalele reale plasticitatea este strans legata de imperfectiunile retelei cristaline, deplasarile avand loc la tensiuni mai mici decat in cazul cristalului ideal. Deformatia plastic inlatura dislocatiile preexistente producand in acelasi timp alte dislocatii, favorizandu-se astfel propagarea deformatiei.Utilizarea masiva a metalelor este o consecinta a posibilitatilor de deformare plastic ce permite creearea diferitelor forme prin procedee mecanice (foraje, matritare, laminare, extrudere, trafilare).Comportarea metalelor sub effort este o consecinta a structurii lor. Comportarea unui metal policristalin supus la tractiune poate fi reprezentata prin diagram effort unitary-deformatie, denumita si curba caracteristica.

Limita de elasticitate a metalului policristalin corespunde primei alunecari plastic aparute in cristalele de rezistenta mica. Deformarea ulterioara are loc prin antrenarea in miscarea a unui numar tot mai mare de cristale, prin deformare , deplasare, rasucirea si in sfarsit faramitarea lor.Pentru ruperea plastic (ductile ) este necesar un lucru mecanic mare.Daca metalul are rezistenta mare (forfecare) ruperea metalului se face casant, fara deformatie plastic, cu consum mic de lucru mecanic Consolidarea obtinuta de metal in urma deformatiei plastic, exprimate prin cresterea limitei de curgere si de rezistenta si insotita de cresterea rezistentei si reducerea plasticitati se numeste ecurisaj.prin ecurisare gruntii cristalini se alungesc se strives deoarece deformarea lor este impiedicata de orientarea diferita a retelelor cristaline.Ecruisarea apare prin deformarea la rece a metalului si se foloseste pentru ridicarea limitei de curgere a otelurilor beton.Ruperea materialelor metalice are loc sub actiunea unor eforturi interne sau exterioare. Clasificarea se face dupa tensiunea care le produce , dupa aspect si dupa deformatia ce le produce.Tensiunile ce provoaca ruperi pot fi reduse la eforturi normale si eforturi tangential. In realitate ele actioneaza simultan. Ruperea prin eforturi normale se numeste smulgere, ea se produce brusc, dupa un plan normal pe directia forte ice actioneaza. Ruperea prin tensiuni tangential se numeste rupere prin forfecare si decurge numai transcristalin.Dupa deformatiile care le produc reuperile se impart in ductile( plastic ) si fragile (casante).Incercarile mecanice orincipale in baza carora se face receptionaea materialelor metalice sunt: la intindere, la duritate, la soc; pt cele casante si la compresiune si incovoiere statica