MORTARE

1. Generalitati

Mortarele folosite in lucrari de constructii sunt amestecuri bine omogenizate de liant, apa si nisip (uneori si alte adaosuri), care se aplica in straturi subtiri pe un suport oarecare, de care adera si cu care conlucreaza in exploatare. Întarirea mortarelor conduce la obtinerea unei piatre artificiale, cu aspect de gresie.

Mortarele obisnuite sunt utilizate pentru legarea intr-un monolit a pietrelor naturale sau artificiale de zidarie (mortare de zidarie), sau pentru protectia, finisarea si intretinerea suprafetelor construite (mortare de tencuiala si speciale).

Clasificarea mortarelor se poate face dupa mai multe criterii si anume:

dupa destinatie:

Mortare de zidarie, folosite la executarea zidariilor; au o compozitie variabila in functie de natura zidariei (portanta, neportanta), natura pietrei (compacta, poroasa), mediul in care se va gasi zidaria (uscat, umed);

Mortare de tencuiala, care se aplica pe suprafetele construite, in scopul protectiei contra intemperiilor, izolarii termice, fonice sau ignifuge, finisarii;

Mortare speciale, care pot fi: decorative, rezistente la coroziune, hidroizolatoare, termoizolatoare, refractare, pentru imbinarea elementelor prefabricate din beton.

dupa natura liantului pot fi mortare cu lianti nehidraulici, hidraulici sau cu polimeri.

Mortarele cu lianti nehidraulici cele mai utilizate sunt:

Mortare pe baza de argila, utilizate in special in constructiile agrozootehnice, se obtin din material argilos local si eventual adaos de ciment sau var.

Mortare pe baza de var, care sunt de doua categorii: mortare de var (cu liant numai varul gras) si mortare de var - ciment la care cimentul, in cantitate mai mica decat varul, se adauga in scopul maririi rezistentelor mecanice si la umiditate.

Aceste mortare se aplica numai pe suporturi poroase (caramida), pentru realizarea partilor aeriene mai putin solicitate ale constructiilor. Daca liantul este var - ciment (ciment >100 kg/m³) se pot utiliza si la elementele mai solicitate sau la realizarea zidariei de fundatie.

În afara cimentului, la mortarele de var mai pot fi folosite ca adaosuri, care sa contribuie la cresterea rezistentelor mecanice si la umiditate: zgura metalurgica, cenusa de termocentrala, trassul.

La prepararea acestor mortare se poate utiliza var stins in pasta, in praf sau var nestins macinat (pentru lucrari pe timp friguros);

Mortare pe baza de ipsos, pot avea ca liant numai ipsos (utilizat ca pasta pentru glet) sau ipsos cu adaos de var gras, cu rol de intarzietor de priza si plastifiant, contribuind si la cresterea rezistentelor mecanice.

Aceste mortare se utilizeaza in lucrari ce se gasesc permanent in mediu uscat. Ele nu trebuie sa vina in contact cu betonul, cu elemente metalice (armaturi) deoarece pot produce corodarea acestora.

Mortarele cu lianti hidraulici uzuale sunt:

Mortare pe baza de ciment, care se realizeaza ca mortare de ciment, de ciment - var sau de ciment - argila, in care varul sau argila au rol de plastifiant. Aceste mortare se utilizeaza la zidirea sau finisarea pietrelor compacte de constructie, la zidarii puternic solicitate sau pentru elemente supuse permanent umiditatii.

Întrucat mortarele suporta solicitari relativ reduse, la prepararea lor nu se recomanda utilizarea cimenturilor de calitate superioara;

Mortare pe baza de var hidraulic, sunt utilizate pentru reparatii la monumente vechi, sau chiar la lucrarile curente de tencuiala si zidarie, liantul folosit fiind considerat ecologic.

Mortarele cu polimeri vor fi tratate in alt subcapitol..

dupa rezistenta minima la compresiune la 28 zile, exprimata in N/mm², determinata pe epruvete standardizate - marca mortarului, valoare care se ia in calcul la proiectare, mortarele pot fi: M₁; M_2.5, M₅, M₁₀, M₂₀ sau o alta valoare declarata peste 20N/mm²;

dupa densitatea aparenta in stare proaspata, pot fi:

mortare obisnuite (>1950kg/m³);

mortare usoare (, preparate cu antrenori de aer sau cu agregate usoare, a caror densitate variaza in functie de destinatie.

Rolul si influenta componentilor mortarelor

Componentii mortarelor au un rol diferit si influenteaza prin natura, calitatea si cantitatea lor proprietatile mortarelor, determinand astfel domeniul lor de utilizare.

Liantul, prin legarea granulelor de nisip, confera mortarului intarit rezistente mecanice, iar prin natura si proportia sa in mortar determina in mare masura lucrabilitatea mortarului proaspat si viteza de intarire.

Nisipul constituie componentul cantitativ preponderent in compozitia mortarelor, avand o mare influenta asupra structurii si proprietatilor generale ale acestora (atat in stare proaspata cat si intarita).

În cazul mortarelor de ciment, nisipul contribuie la reducerea contractiei la intarire a pietrei de ciment.

Nisipul trebuie sa corespunda conditiilor standard de calitate (continut de impuritati, granulozitate, forma si dimensiune maxima a granulelor) si cerintelor impuse de domeniul de utilizare si de tipul de mortar.

Apa asigura atat hidratarea liantului cat si lucrabilitatea mortarului proaspat. Apa utilizata la prepararea mortarelor trebuie sa corespunda conditiilor de calitate stabilite prin standard.

Aditivii sunt substante organice sau anorganice, ce se pot utiliza in anumite cazuri, in cantitate mica, pentru imbunatirea unor proprietati ale mortarelor proaspete sau intarite (se vor trata la subcapitolul V.2).

3. Proprietatile mortarelor

Proprietatile mortarelor prospete

Prin mortar proaspat, se intelege starea acestuia din momentul amestecarii componentelor si pana la punerea in lucrare, interval in care trebuie sa-si pastreze constante proprietatile initiale.

Mortarele proaspete se caracterizeaza prin: densitate aparenta, consistenta, tendinta de segregare, capacitate de retinere a apei, tasarea la amestecare.

Consistenta exprima capacitatea de deformare a mortarului sub actiunea masei proprii sau a unei actiuni exterioare, determinand lucrabilitatea lui. Se determina prin masurarea adancimii de patrundere in material, a conului etalon (masa 300g si generatoare 15cm) si se exprima in centimetri (cm).

Consistenta se masoara si cu ajutorul unei mese de scuturare prin aplicarea a 15 socuri si masurarea diametrului turtei rezultate.

Consistenta se alege in functie de tipul mortarului si natura lucrarii, in baza normelor in vigoare.

Mortarele de tencuiala sunt in general mai plastice pentru a se obtine o mai buna finisare a suprafetei.

Tendinta de segregare este proprietatea mortarului de a se dezomogeniza (la transport, depozitare, punere in lucrare), formand straturi de consistenta diferita. Se determina prin masurarea consistentei stratului superior si inferior de mortar, dintr-un vas de constructie speciala; diferenta dintre volumele urmelor lasate de conul etalon in stratul superior si inferior, masoara tendinta de segregare.

Mortarul segregat trebuie reamestecat inainte de punerea in lucrare.

Capacitatea de retinere a apei este proprietatea mortarului ce caracterizeaza comportarea sa la aplicarea pe un suport poros. Se determina prin masurarea cantitatii de apa pierduta de mortar la vacuumare sau la contactul cu un strat poros.

Tasarea la amestecare este proprietatea de reducere a volumului fata de suma volumelor componentilor si se datoreste patrunderii pastei liante in volumul intergranular al nisipului.

Tasarea la amestecare poate atinge 30 - 40 % si trebuie luata in considerare la dozarea volumetrica a componentilor pentru prepararea unui anumit volum de mortar.

3.2. Proprietatile mortarelor intarite

Principalele proprietati ale mortarelor intarite sunt: rezistentele mecanice, rezistenta la inghet-dezghet repetat, adeziunea la suport, contractia la uscare.

Rezistentele mecanice se determina pe corpuri de proba prismatice, cu dimensiuni de 160x40x40mm, pastrate in conditii standard pana la varsta de incercare, specifice diferitelor tipuri de mortare (in functie de natura liantului).

Rezistentele mecanice la compresiune si intindere depind de mai multi factori, ca: natura componentilor, dozaj, conditii de conservare, etc.

Rezistenta la inghet-dezghet repetat se determina la mortarele supuse la intemperii.

Adeziunea la suport este proprietatea ce caracterizeaza conlucrarea mortarului cu suportul (caramida, b.c.a, beton greu). Ea se determina prin smulgere sau forfecare, conform metodelor standardizate.

Adeziunea la suport depinde de compozitia mortarului, de modul de aplicare, de natura suportului si conditiile de intarire si exploatare.

Contractia mare la uscare a mortarului, poate provoca desprinderea de pe suport.

Suprafetele poroase si rugoase asigura o mai buna adeziune la suport a mortarului. Pentru marirea adeziunii la suport, se aplica initial, pe suprafetele lise, un strat subtire de mortar fluid de ciment, dupa care se aplica straturile urmatoare.

Contractia la uscare a mortarului este o consecinta a proceselor fizico-chimice ce se produc in timpul intaririi si a evaporarii apei in exces. De aceea, contractia la uscare depinde de compozitia mortarului, de natura liantului, de natura suprafetelor pe care se aplica, de temperatura mediului in care se produce intarirea.

Contractia cea mai pronuntata o au mortarele de consistenta fluida si plastica, datorita pierderii unei cantitati mari din apa de amestecare.

Contactia la uscare se determina pe epruvete de mortar prevazute la capete cu repere metalice axiale, montate la confectionare. La anumite intervale de timp, cu ajutorul unui dispozitiv prevazut cu microcomparator, se masoara distanta dintre varfurile reperelor si se exprima contractia in mm/m.

Exista, de asemenea, pentru mortarele de tencuiala, o serie de proprietati referitoare la:

impermeabilitatea la apa;

permeabilitatea la vaporii de apa;

susceptibilitatea la murdarire si rezistenta la mijloacele de curatare.

4. Prepararea, transportul si punerea in lucrare a mortarelor

4.1. Stabilirea compozitiei mortarelor

Stabilirea compozitiei mortarelor se face tinand cont de destinatia lor.

Astfel, pentru mortarele de zidarie, compozitia se stabileste in functie de marca ceruta pentru elementele respective, de lucrabilitatea necesara cat si in functie de umiditatea mediului.

Pentru mortarele de tencuiala, stabilirea compozitiei se face in functie de elementele de constructie pe care se aplica, de adeziunea fata de ele, de umiditatea mediului si de cerintele estetice si arhitectonice.

Compozitia mortarelor se exprima prin raportul volumetric intre liant si nisip. De exemplu, mortarul de var 1 : 3, este un mortar la care pentru un volum de var se utilizeaza 3 volume de nisip.

Compozitia se mai poate exprima si prin cantitatile de constituenti necesare la 1 m³ de mortar (dozajul real al componentilor).

Compozitia principalelor categorii de mortare utilizate pentru lucrari de zidarie si tencuieli, se poate stabili pe baza unor norme orientative sau prin calcul.

Normele nu precizeaza si cantitatea de apa necesara prepararii mortarelor, deoarece aceasta depinde in mare masura de natura si finetea nisipului, precum si de capacitatea de absorbtie a suportului si trebuie sa fie cea necesara pentru asigurarea consistentei impuse de conditiile de aplicare.

În tabelele 1 si 2 sunt prezentate compozitii orientative de mortare pentru zidarie si tencuieli, in care cantitatile sunt exprimate in volume.

Tabelul 1. Compozitii orientative de mortare pentru zidarii   

Tabelul 2. Compozitii orientative de mortare pentru tencuieli

4.2. Dozarea componentilor mortarelor

Dozarea componentilor se poate face volumetric sau gravimetric, in acest ultim caz fiind mai exacta.

La dozarea volumetrica, trebuie sa se tina seama de infoierea nisipului, iar in ambele cazuri si de umiditatea acestuia.

4.3. Prepararea mortarelor

Mortarele se realizeaza mecanizat in malaxor sau manual, pentru cantitati reduse sau lucrari de mica importanta.

4.4. Transportul mortarului proaspat

Transportul mortarului la locul de utilizare se poate face cu roaba, tomberoane sau prin pompare pentru distante mici si cu autoagitatoare, bene sau basculante, la distante mari.

Transportul mortarului trebuie efectuat astfel incat sa se pastreze compozitia, omogenitatea si consistenta initiala.

4.5. Punerea in lucrare a mortarelor

Punerea in opera a mortarelor se realizeaza manual, in cazul executarii zidariilor si manual sau mecanizat la executarea tencuielilor. Limita maxima de timp pentru punerea in lucrare a mortarelor depinde de natura liantului folosit.

Dupa punerea in lucrare a mortarelor, sunt necesare masuri care sa asigure conditii normale de temperatura si umiditate, pentru intarirea liantului.

5. Tipuri principale de mortare

5.1. Mortare de zidarie

Au o compozitie variata, in functie de natura zidariei, a materialelor de zidit si caracteristicile mediului de exploatare.

Compozitii orientative pentru mortare de zidarie sunt prezentate in tabelul 1.

5.2. Mortare pentru tencuieli

La realizarea tencuielilor se utilizeaza mortare diferite, in functie de locul unde urmeaza a fi folosite si de particularitatile de executie.

În tabelul 2. prezentate compozitii orientative de mortare in functie de natura liantului, pentru mortare obisnuite aplicate intr-un singur strat.

Dupa natura elementului de constructie care se tencuieste si conditiile de functionare, exista mai multe tipuri de tencuieli:

Tencuiala bruta, se executa ca tencuiala exterioara la calcanele cladirilor, in podurile acestora sau la constructii agrozotehnice. Se aplica intr-un singur strat, de circa 2cm grosime, mortarul preparandu-se cu nisip 0-7.

Tencuiala sclivisita si gletuita se utilizeaza pentru acoperirea si finisarea elementelor de zidarie si se executa din doua straturi: grundul, de grosime 8 - 15mm, din mortar vartos plastic si nisip 0 - 3 si tinciul sau stratul vizibil, de maximum 5 mm grosime, din mortar vartos cu nisip fin 0 - 1. Cu aceasta tencuiala se obtin suprafete netede, cu o buna compactitate si impermeabilitate.

La tencuielile ce urmeaza a fi vopsite in ulei, sau tratate mai deosebit, pentru stratul vizibil se aplica un glet, executat dintr-un strat subtire de pasta de ipsos sau de var, ingrijit finisat.

Tencuiala executata pe suprafete de beton este alcatuita din mai multe straturi.

Pentru marirea aderentei mortarului pe elementele de beton ce au o suprafata neteda, se creeaza o rugozitate artificiala prin stropirea cu o suspensie apoasa de ciment, numita sprit. Dupa intarirea spritului se aplica grundul si tinciul. Aceasta metoda se utilizeaza si in cazul altor materiale: piatra naturala, caramizi silico-calcare, etc.

Tencuiala pe rabit se aplica pentru obtinerea tavanelor plane la plansee cu nervuri din beton armat, pentru mascarea unor instalatii sau la elementele de constructie executate din materiale cu proprietati fizice si mecanice diferite (de exemplu, stalpii din lemn si zidarie), pentru a evita fisurarea tencuielilor datorita modificarilor de volum diferentiate la variatii de temperatura sau umiditate.

La tencuielile pe rabit primul strat este smirul, alcatuit din mortar de ipsos, care, prin marirea de volum din timpul prizei, se ancoreaza bine in ochiurile plasei de rabit. Se aplica apoi grundul si stratul vizibil.

Tencuielile decorative au rolul de a proteja elementele de constructie, dar si de a crea suprafete estetice si se realizeaza cu mortare speciale.

Tencuielile impermeabile se executa ca straturi protectoare a suprafetelor elementelor de constructie care in exploatare sunt in contact permanent sau foarte indelungat cu umiditatea mediului ambiant, cum sunt: zidurile subsolurilor care se afla sub nivelul apelor subterane, socluri, peretii canalelor sau tuburilor de scurgere, interioarele rezervoarelor sau bazinelor de apa, etc.

Aplicarea acestor mortare se face prin torcretare sau mai rar, manual.

Sunt mortare de ciment cu dozaj ridicat de liant si eventuale adaosuri impermeabilizante.

Datorita calitatilor superioare, aceste mortare sunt folosite si pentru consolidarea si remedierea unor structuri avariate.

5.3. Mortare rezistente la uzura

Mortarele rezistente la uzura se folosesc pentru pardoseli in hale industriale, peroanele garilor, trotuare, etc.

Pentru realizarea lor se folosesc cimenturi de marca superioara si agregate foarte dure, rezultate din concasarea rocilor eruptive, carborundum, deseuri metalice, etc.

Mortare cu lianti organici de sinteza

Dupa compozitia si structura lor, pot fi de doua tipuri:

mortare de ciment cu adaos de liant organic;

mortare cu lianti organici (fara ciment).

Mortarele de ciment cu adaos prezinta caracteristici superioare fata de mortarul obisnuit de ciment.

Astfel, aceste mortare sunt mai rezistente la intindere, la compresiune si la soc, au o adeziune la suport superioara, sunt mai impermeabile si mai rezistente la agresiuni chimice.

Proprietatile lor fizico-mecanice si chimice sunt in majoritatea cazurilor analoage cu ale betoanelor de ciment cu adaos de liant organic.

Mortarele cu lianti organici se realizeaza utilizand rasini pe baza de furfurol-acetona, compusi poliesterici, epoxidici, fenolformaldehidici, etc. Pentru realizarea unei structuri compacte, se impune ca nisipul utilizat sa aiba o granulozitate buna, care sa asigure un volum minim de goluri intergranulare.

Cantitatea de liant organic se determina experimental, in functie de proprietatile impuse mortarelor.

V.1.7. Mortare uscate

Pentru un control compozitional cat mai bun si pentru mentinerea cat mai constanta a proprietatilor mortarelor, tendinta actuala este ca acestea sa fie preparate centralizat, ca mortare uscate.

Ele se fabrica sub forma de amestecuri bine dozate si omogenizate de nisip spalat si uscat si lianti (ciment, var stins in praf, ipsosuri si amestecuri), cu eventuale adaosuri (pigmenti, praf de piatra, etc).

Dupa omogenizare se insacuiesc etans (sau se depoziteaza in containere etanse) si se livreaza insotiti de eventuali aditivi si cu prescriptia de necesar de apa, ce urmeaza a fi adaugata pentru atingerea consistentei optime.

Mortarele uscate pot contine si fibre (de sticla, polimerice) pentru armare, in scopul reducerii sistemului de fisuri, a cresterii rezistentei, a cresterii adeziunii la suport, etc.

Mortarele uscate se fabrica intr-o gama larga, de la cele de zidarie si pana la cele speciale.

Oteluri tehnice - Subiectul 43

Otelurile sunt, din punct de vedere tehnic, aliaje ale fierului cu mai putin de 2%C; pentru unele oteluri cu Cr, continutul de C poate depasi 2%.

Otelurile pot fi clasificate functie de compozitia chimica in aliate si nealiate.

La randul lor, otelurile aliate si nealiate sunt impartite in clase de calitate.

Otelurile nealiate pot fi:

oteluri nealiate de uz general - care sunt obtinute prin procedee de elaborare obisnuite si nu necesita tratament termic (exceptie recoacerea si normalizarea), nu au conditii speciale de calitate sau de compozitie chimica, au o rezistenta la rupere minima 690 N/mm², limita de curgere minima 360 N/mm², rezilienta la 20^oC 27J;

oteluri nealiate de calitate - care au prescriptii de calitate mai severe decat cele de uz general;

oteluri nealiate speciale - care au o puritate superioara otelurilor nealiate de calitate, fiind destinate tratamentului termic de calire-revenire sau durificare superficiala, comportarea lor la aceste tratamente fiind in general specificata.

Otelurile aliate pot fi:

oteluri aliate de calitate - care au o compzitie chimica in care unul din elemente depaseste limita din coloana 2 din tab 1, fiind destinate utilizarii fara tratament termic de calire-revenire sau calire superficiala;

oteluri aliate speciale, cu o compozitie chimica riguros stabilita si care pot fi:

oteluri inoxidabile, cu un continut de C 1.2% si minimum 10.5%Cr;

oteluri rapide, caracterizate de un continut de C mai mare de 0.6%, Cr 3-6%, iar suma Mo+W+V mai mare de 7%, fiind utilizate pentru productia de scule aschietoare.

Simbolizarea claselor de oteluri este in prezent in revizuire, normele europene prevazand utilizarea:

sistemului alfanumeric, ce utilizeaza litere si numere pentru a descrie domeniul de utilizare, proprietatile mecanice sau compozitia chimica.

Simbolizarea cuprinde:

litera S pentru otel pentru constructii, urmata de valoarea minima a limitei de curgere in N/mm²;

litera B pentru otel beton, urmata de valoarea minima a limitei de curgere in N/mm²;

litera Y pentru beton precomprimat, urmata de valoarea minima a rezistentei la tractiune in N/mm²;

litera R pentru otel pentru sine, urmata de valoarea minima a rezistentei la tractiune in N/mm².

Se pot utiliza dupa acest grup principal de simboluri alfanumerice si altele care sa ofere, de exemplu, informatii despre rezilienta la diferite temperaturi.

sistemului numeric, care utilizeaza cifre ce corespund unor clase de oteluri functie de proprietatile mecanice, domeniul de utilizare, compozitia chimica.

Otelurile sunt utilizate in constructii sub forma de table, platbande, profile, sarme, tevi, plase sudate, nituri, suruburi si piulite, cabluri de otel, otel beton laminat la cald, cu profil neted sau periodic.

Otelul beton

Otelul beton este unul din produsele cu ponderea cea mai mare din productia mondiala de otel - peste 20%. Cerintele impuse otelului beton sunt:

rezistente ridicate;

o buna aderenta la beton;

sudabilitate buna;

ductilitate buna.

Rezistentele mecanice ridicate presupun o limita de curgere minima de 400-500N/mm².

Aderenta buna la beton se realizeaza printr-o amprentare a profilului, rezultand otelul profilat periodic PC.

Sudabilitatea otelului beton este necesara pentru o punere usoara in opera si evitarea aparitiei in vecinatatea sectiunii sudurii a unor zone cu fragilitate ridicata, ce ar putea conduce la ruperi fragile.

Ductilitatea este necesara pentru punerea in opera a otelului beton- indoirea, rasucirea, cat si pentru prevenirea formarii si propagarii fisurilor