Betoane de inalta rezistenta

Betoane de inalta rezistenta

Betoanele de inalta rezistenta fac parte din conceptul mai general de betoane de inalta performanta, la care, pe langa rezistentele mecanice ridicate se remarca si o durabilitate mult sporita. De asemenea si celelalte performante ale acestor betoane sunt superioare celor ale betoanelor obisnuite.

Proprietatile betoanelor de inalta rezistenta depind de materialele componente utilizate, de tehnologiile folosite dar si de conceptia de proiectare si chiar de tipul de constructie la care urmeaza sa fie folosite.

Se accepta in general ca betoanele de inalta rezistenta sunt cele care au R_c28 mai mare de 60N/mm² iar betoane de foarte inalta rezistenta cele care au R_c28 peste 75N/mm².

Betoanele de inalta performanta sunt impartite in patru clase (dupa R_c28).

clasa I - 75N/mm² 12N/mm²

clasa II - 100N/mm²12N/mm²

clasa III - 125N/mm²12N/mm²

clasa IV - peste 150N/mm²

În definirea betoanelor de inalta rezistenta (BIR) si a celor de foarte inalta rezistenta (BFIR) este important sa se aiba in vedere si compozitia lor:

BIR este un beton in care se introduc aditivi cu rolul principal de reducere a cantitatii de apa de amestec si sporirea rezistentelor mecanice (R_c intre 50 si 80N/mm²).

BFIR este un beton in care pe langa aditivi se introduc si adaosuri cu granulatie foarte fina (silice ultrafina, unele cenusi de termocentrala (pentru R_c> 80N/mm²).

Filerele silicioase si mai ales silicea ultrafina, adaugate in beton, au atat un efect granular cat si hidraulic .

Dintre toate adaosurile silicea ultrafina este cel mai valoros datorita atat formei sferice a granulelor sale, cu structura amorfa si dimensiuni de 0.01-10 cat si compozitiei chimice    si reactivitatii sale. Finetea particulelor este de 10 - 40 ori mai mare decat a celor de ciment (suprafata specifica 20m²/g), acest material fiind cel mai utilizat adaos granular ultrafin in betoanele de inalta performanta:

Silicea ultrafina introdusa in beton are urmatoarele efecte:

intensa activitate hidraulica prin reactia silicei cu hidroxidul de calciu pus in libertate la hidratarea - hidroliza componentilor mineralogici ai cimentului;

marirea compactitatii betonului prin umplerea porilor capilari ai pastei de ciment, a porilor si golurilor din structura betonului;

cresterea rezistentelor mecanice finale ale betonului.

În cazul folosirii simultane in beton a silicei ultrafne si a superplastifiantilor se obtin avantaje suplimentare prin activarea proceselor fizico-chimice ce favorizeaza reducerea necesarului de apa, formarea unor structuri favorabile obtinerii unor betoane cu proprietati fizico-mecanice superioare.

Împartirea in clase a betoanelor de inalta performanta are la baza pe langa criterii de compozitie si parametrii tehnici si tehnologici asa cum sunt prezentati in continuare:

Clasa I

Pentru prepararea acestor betoane se folosesc aceleasi materiale ca pentru betonul clasic dar cu reducerea raportului a/c la valori de 0.350.45. Se utilizeaza cimenturi obisnuite si se poate introduce adaos de silice ultrafina. Pentru o buna lucrabilitate se utilizeaza un aditiv superplastifiant.

Clasa II

Betoanele din aceasta clasa se vor prepara cu materiale de foarte buna calitate. Raportul a/c va fi sub 0.35. Se vor folosi cimenturi de marci superioare si se recomanda adaosul de silice ultrafina. Agregatele trebuie sa provina din roci cu rezistente mecanice ridicate iar diametrul maxim al granulelor va fi de 10-12 mm. Este obligatorie utilizarea unui aditiv superplastifiant, combinat eventual cu un agent reducator de apa.

Clasa III

Pentru betoanele din aceasta clasa sunt necesare materiale cu calitati deosebite, adaosuri si aditivi superplastifianti, iar raportul a/c trebuie sa coboare sub 0.25.

Clasa IV

Betoanele din aceasta clasa necesita materiale cu calitati deosebite si un raport a/c=0.16. Ele nu pot fi obtinute deocamdata decat in laborator.

Cel putin la clasele II, III si IV dar si la clasa I, tehnologia de preparare, de transport, de punere in opera si tratare dupa turnare, trebuie respectata cu foarte mare strictete.

Studierea si punerea in practica a betonului de inalta performanta sunt necesare ca urmare a neajunsurilor betonului clasic (fragilitate, rupere casanta, durabilitate si rezistente mecanice relativ reduse).

Principalele avanataje ale betonului de inalta performanta sunt:

reducerea greutatii elementelor de constructii cu 20-30% prin reducerea sectiunii la aceeasi capacitate portanta;

cresterea capacitatii portante a elementului de constructie la mentinerea aceleasi sectiuni utile;

reducerea consumului de ciment cu 10-20% prin folosirea cimenturilor superioare si datorita reducerii volumului de beton pus in opera;

reducerea necesarului de armatura cu 8-20%;

punerea mai buna in valoare a calitatii agregatelor;

largirea sferei de aplicatii ale betonului la noi tipuri de elemente de constructii.

Betoanele de inalta performanta se impun cu necesitate la lucrari speciale de constructii si isi extind utilitatea la lucrari de arta si la constructii civile.

Folosirea cea mai raspandita a betoanelor de inalta rezistenta este la poduri, la cladirile inalte, la lucrari hidrotehnice maritime, la platformele marine de foraj si extractie a petrolului, fundatii la lucrari cu deschideri mari (supermagazine, garaje).