Beton

1. INTRODUCERE

1.1. BETONUL SIMPLU, BETONUL ARMAT ŞI BETONUL PRECOMPRIMAT

Betonul - un material de construcţie artificial, obţinut din ciment, apă, agregate şi uneori adaosuri, amestecate în anumite proporţii; după hidratare şi hidroliză cimentul se întăreşte, înglobând agregatele.

- un material energointensiv,

- este eterogen şi anizotrop, cu deformaţii de natură elastică, vâscoasă

şi plastică; proprietăţile de deformare ale betonului se modifică în timp, pe măsura întăririi pietrei de ciment.

Rc / Rt = 10…20

Capacitatea de deformare a betonului este limitată, betonul fiind un material casant; deformaţiile specifice la care se produce ruperea (deformaţiile ultime) au valori mici: la compresiune 0/00 (mm/m), iar la întindere 0/00 (mm/m).

Betonul simplu - elementele de construcţii supuse la compresiune

Betonul armat - rezultă din dispunerea unor bare din otel, denumite armături, în

zonele întinse ale elementelor de rezistenţă.

- este un material de construcţie neomogen, obţinut prin

asocierea şi conlucrarea a două materiale cu proprietăţi fizico - mecanice diferite cu o comportare unitară, satisfăcătoare în timp.

- elementele de beton armat pot prelua orice tip de solicitare:

încovoiere, întindere sau compresiune, torsiune etc.

Conlucrarea celor două mat. cu propr. de rezistenţă şi de deformare diferite este posibilă datorită următoarelor aspecte:

- aderenţa, care ia naştere între beton şi armătură în timpul întăririi betonului, se menţine în mod curent până la ruperea elementului, asigurând caracterul monolit al elementelor din beton armat;

- coeficienţii de dilatare termică (oţel şi beton) au val. aprox. egale,

- nu există reacţii chimice între beton şi armătură;

- în armătură şi în fibrele alăturate de beton - până la fisurarea betonului :

- la fisurare betonului întins:

Pentru ca oţelul să fie folosit eficient, eforturile unitare de întindere produse de încărcările de exploatare trebuie să fie suficient de mari, aproximativ Evident, valoarea corespunzătoare a deformaţiei specifice a betonului depăşeşte

Betonul armat eficient lucrează cu zona întinsă fisurată sub efectul încărcărilor de exploatare (limitarea deschiderii fisurilor). Secţiunea activă: betonul comprimat şi armătura de rezistenţă întinsă (fig.1.1b), betonul întins dintre fisuri fiind neglijat în mod curent.

Caracterul ruperii elementelor din beton armat este influenţat de coeficientul de armare şi de modul de solicitare. În general, dacă armătura întinsă ajunge la curgere, ruperea se produce lent, cu deformaţii semnificative, fiind o rupere ductilă.

Fig. 1.1 Comportarea elementelor încovoiate din beton simplu,

beton armat şi beton precomprimat

Tabelul 1.1

Proprietăţile betonului, ale oţelului şi ale betonului armat

Proprietate Material

Beton Oţel Beton armat

Rezistenţa la:

- compresiune • bună • bună; instabilitatea elementelor zvelte • bună

- întindere • slabă • foarte bună • bună

- tăiere • satisfăcătoare • bună • bună

- foc • bună • slabă – scădere rapidă a rezistenţei • bună

Durabilitatea bună pericol de oxidare bună

Raportul dintre densitate şi rezistenţa la compresiune

[kg/m3:daN/cm2] 2400/25010

greutate proprie mare, secţiune transversală mare, deschideri foarte mici 7850/30002,6

greutate proprie redusă, secţiune transversală mică, deschideri mari 10 – greutate proprie mare, secţiune relativ mare, deschideri mici şi mijlocii

Betonul precomprimat - o variantă superioară a betonului armat. (secţiunea activă / secţiunea totală - mare, zona întinsă nefisurată).

Acest lucru este posibil prin introducerea unei stări de tensiune în beton, înainte de aplicarea sarcinilor exterioare, de sens contrar cu starea de tensiune provocată de acestea, de obicei cu ajutorul unor armături pretensionate de mare rezistenţă; aceste armături transmit eforturile iniţiale la beton prin intermediul aderenţei sau prin ancoraje speciale.

Alegerea traseului şi a poziţiei în secţiune a armăturii pretensionate se face în funcţie de starea de eforturi dată de încărcări, astfel încât prin suprapunerea celor două efecte, secţiunea de beton să fie comprimată în întregime (elemente din beton cu precomprimare totală, fig.1.1c). Deoarece rigiditatea elementului creşte, deschiderea poate fi mult mărită.

Ruperea elementelor din beton precomprimat se produce casant, cu deformaţii mici, în principal din cauza armăturilor pretensionate, solicitate puternic şi realizate din oţel dur, fără palier de curgere.

Elemente mixte :

- elemente din beton armat cu armătură rigidă, cu profile metalice înglobate (fig.1.2); (stabilitate mare la degradare ciclică, cutremure succesive + clădiri multietajate)

- elemente compuse oţel-beton sau beton precomprimat-beton armat, la care legăt. este asigurată de conectori (fig.1.3a,b), (suprastructuria podurilor)