Betonul. Compoziţie. Caracteristici. Mod de turnare.

Betonul este o rocă artificială, obţinută prin amestecul celor trei componete de bază: ciment, agregate şi apă. În compoziţia betonului pot intra diverse alte elemente având roluri diverite cum ar fi agenţi de întărire (urmărind o întărire mai lentă sau mai rapidă, funcţie de necesităţi), agenţi de fluidizare sau plastifiere, coloranţi, etc.  

Betonul are rezistenţă foarte bună la eforturi de compresiune, dar nu se comporta bine la întindere sau forfecare. Pentru ca elementele structurale să poată prelua şi aceste eforturi, în masa de beton se înglobează armătură - cel mai des întâlnit element fiind oţelul. Pentru alte elemente, în general cele prefabricate se mai utilizează ca armatură şi alte materiale cum ar fi fibra de sticlă, diverşi polimeri, etc.    

Cimentul (cel mai des întâlnit este cel tip Portland tip llA-S 32,5R) este de foarte multe feluri, funcţie de destinaţia elementelor de beton. În afară de cimentul folosit pentru elemente de structură, des întâlnit este şi cimentul alb care are ca scop executarea diverselor finisaje (de obicei pentru exterior, caz în care finisajele pe bază de ipsos sunt prohibite, din cauza proastei comportări a acestuia în prezenţa apei).

Apa care intră în compoziţia betonului are rolul ca, în reacţie cu cimentul, să formeze "laptele de ciment", care de fapt este un gel iar prin cristalizarea acestuia rezultă o masă solidă. Când începe cristalizarea se spune că betonul a "intrat în priză". Această cristalizare poate fi întârziată prin amestecarea continuă şi energică a betonului (acesta este motivul pentru care cuvele cifelor de beton se învârt). Odată demarată întărirea, ("intrarea în priză"), este ireversibilă şi continuă practic la nesfârşit în prezenţa factorilor favorabili. Se consideră totuşi că betonul a ajuns la maturitate după 28 de zile, atunci betonul atingând rezistenţa finală.    Agregatele, roci naturale de diverse dimensiuni, plecând de la nisip fin şi până la bolovani, au cea mai mare proporţie în masa betonului. Se poate considera betonul ca fiind un amestec teoretic omogen de sfere, cele mai mici fiind intercalate printre cele mari, cele mai mari fiind pietrişul, cele mici nisipul, iar cele mai mici particulele fiind cele de ciment, care au şi rolul de liant. Natura şi forma agregatelor determină în mare măsură rezistenţa betonului şi gradul acestuia de lucrabilitate. Este necesar ca după turnarea betonului acesta să fie omgenizat cât mai bine pentru îndepărtarea aerului din structura sa. Eliminarea totală a aerului este imposibilă dar se urmăreşte un cât mai mic procent de aer în beton. Omogenizarea se face prin vibrarea betonului folosind vibratoare electrice sau prin baterea cofrajelor cu ciocane de lemn. Această ultimă procedură se aplică doar pentru construcţii de mică importanţă, negarantând rezultate satisfăcătoare.

Un fenomen negativ care poate apărea este cel de segregare a elementelor. Un beton segregat este de calitate inferioară, chiar daca s-a respectat reţeta şi procentul elementelor din compoziţie. Segregările se prezintă în secţiunea betonului ca zone în care agregatele mari sunt concentrate excesiv, de obicei în partea de jos, iar cele mici în partea superioară. Acest fenomen se poate produce din cauza unei vibrari excesive sau în cazul în care betonul este turnat de la o înălţime prea mare. Trebuie acordată atenţie şi împiedicării pierderii laptelui de ciment din beton, pierdere datorată cofrajelor defectuos executate cu zone neetanşe.  

Rezistenţa betonului. 

Cea mai importantă caracteristică a betonului  este rezistenţa sa la compresiune. Aceasta este determinată de o mulţime de factori, dintre care îi voi înşira pe cei mai importanţi:

Dozarea corectă a agregatelor pe sorturi. Închipuiţi-vă următorul model ideal: nişte granule de formă sferică de un anumit diametru, stau una peste cealalta, iar în spaţiile dintre ele încap granule mai mici, lasând la rândul lor interspatii şi mai mici şi aşa mai departe. Se observă astfel, că există cantităţi precise de granule pentru fiecare diametru pentru a se obţine o umplere cât mai completă a spaţiului. Este evident că nu se poate reduce diametrul la infinit; în spaţiul mic rămas între granule  va exista pastă de ciment (cimentul are granule foarte fine, la nivelul miimilor de milimetru). În realitate lucrurile stau asemănator. Pentru fiecare tip de beton se calculează cantităţile de agregat necesare în funcţie de dimensiunile granulelor. Dozarea corectă a nisipului şi pietrişului va avea ca rezultat reducerea spaţiului care trebuie ocupat de pasta ciment şi implicit reduce consumul acestuia. O imagine ideală a compoziţiei betonului o puteţi regăsi în imaginea de mai jos:

g1 = pietriş

g2 = pietriş mic (mărgăritar)

g3 = nisip

punctele gri = ciment (liantul care ţine "legate" toate componentele)

Dozarea corectă a cimentului. Are legatură directă cu paragraful de mai sus. Un dozaj de ciment prea mare va conduce la contracţii mari în timpul întăririi, iar aceasta va avea ca rezultat o microfisurare pronunţată (crapături în masa betonului), în timp ce o cantitate de ciment insuficientă va lăsa goluri în masa betonului (betonul capătă aspect de şvaiţer).

Raportul între apă şi ciment. La prepararea betonului ar trebui folosită cantitatea de apă necesară doar pentru reacţia chimică care întăreşte cimentul şi nimic în plus. Orice picătură în plus, va ocupa un spaţiu în masa betonului proaspăt, acest surplus conducând după întărire la un beton cu mai mulţi pori şi implicit mai slab. Este la fel de adevărat că betonul cu mai puţină apă se lucrează mai greu (e mai vârtos), dar ideea de a adăuga apă, suplimentar, în CIFA, în roabă, ş.a.m.d., ca să “curgă mai bine” şi să se “aşeze” este NOCIVĂ şi trebuie evitată cu orice preţ. Pentru ameliorarea lucrabilităţii (caracteristica ce se referă la cât de uşor se pune în operă) se utilizează aditivi plastifianţi şi se lucrează cu vibratoare speciale pentru fluidizarea betonului.

Punerea corectă în operă. Dacă, după respectarea paragrafelor anterioare avem un beton proaspăt, bine dozat şi omogenizat, trebuie să fim atenţi ca acest beton să umple  bine cofrajul păstrându-şi în acelaşi timp omogenitatea. Pentru a evita ca pietrişul de dimensiune mare din amestec să “se aleagă” (fenomenul se numeste segregare), turnarea betonului trebuie să se facă de la înălţimi cât mai mici şi să se evite “lopătarea”. Umplerea completă a cofrajului se obţine în urma vibrării, putându-se astfel obţine rezultate excelente chiar şi în condiţiile în care se folosesc cofraje din lemn (cherestea de brad).

Mod de turnare.

O lucrare bine facută, în domeniul betoanelor, depinde şi de continuitatea turnării betonului, odată ajuns la locul punerii acestuia în operă.

Un exemplu elocvent, ar fi compararea a două lucrări ce necesită turnarea a 25 mc de beton, pentru realizarea unei plăci la o casă normală.

În prima lucrare se folosesc betonierele clasice şi munca manuală a constructorilor, iar pentru cealalaltă, se folosesc 3 autobetoniere cu o capacitate de 9 mc, 1 pompă profesională de beton, ce permite turnarea în mod continuu, în regim de 100 mc/h şi o staţie automatizată, împreună cu personalul calificat care deserveşte staţia şi autovehiculele.

Timpul necesar turnării cu betonierele clasice, întreruperile în procesul de turnare, datorate procedeului de umplere manuală cu agregate, apă şi ciment a betonierelor, precum şi lipsa determinării exacte a cantităţilor de sorturi corespunzătoare reţetei de beton folosite,  duc la un rezultat nebenefic pentru clientul final, de asemenea influenţând siguranţa folosirii respectivei plăci şi, nu în ultimul rând, pun în pericol viaţa; şi cel mai important: costurile sunt identice (aici neincluzând riscurile cum sunt: stricarea betonierelor, căderea curentului, sau neprezentarea la muncă a forţei de munca necalificată care este necesară turnării "la mână" a întregii cantităţi de beton...)

Pentru cea de-a doua lucrare procesul decurge simplu:

- staţia profesională automatizată, pe baza reţetei de beton folosită, stabileşte cantităţile de agregate, apă şi ciment necesare pentru fiecare autobetonieră în parte;

- transportul se desfăşoară într-un timp optim, neinfluenţând timpul de priză al betonului, prin malaxarea suplimentară până la locul turnării;

- pomparea betonului cu ajutorul pompei de beton, se face în mod continuu, autobetonierele alimentând în mod constant, astfel eliminându-se riscul apariţiei diferenţelor de timp, necesare întrării în priză a betonului, diferenţe care,  în final, duc la modificări de aspect, calitate şi rezistenţă a lucrării.

Respectând instrucţiunile de mai sus veţi reuşi să evitaţi multe neplăceri, facând în acelaşi timp economie de bani, timp şi materiale.  Pentru orice alte informaţii suplimentare (instrucţiuni, sfaturi, idei, etc) nu ezitaţi să consultaţi şi celelalte sectiuni ale sitului nostru, inclusiv dicţionarul de termeni de mai jos.

Dacă totuşi aveţi nevoie de informaţii specifice pe care nu le regasiţi aici, nu ezitaţi să ne contactaţi (telefonic sau pe e-mail) pentru a vă impărtăşi din experienţa noastră.