Betoane usoare

Betoanele usoare prezinta unele caracteristici tehnice care le fac deosebit de apreciate: densitate aparenta redusa (r_a < 2000 kg/m³), capacitate de izolare termica ridicata si rezistenta la foc sporita, in comparatie cu betoanele grele. Aceste caracteristici conduc la elemente de beton (simplu, armat sau precomprimat) cu greutate proprie redusa, bune termoizolatoare, usor de prefabricat.

In ansamblul unei constructii, betoanele usoare se utilizeaza pentru realizarea structurii de rezistenta putand avea in acelasi timp si rol de izolare termica sau numai pentru izolare termica.

Clasificarea betoanelor usoare si principalele lor caracteristici sunt date in tabelul V-15.

Dupa modul de realizare, betoanele usoare se impart in urmatoarele categorii:

betoane usoare compacte;

betoane macroporoase (semicompacte);

betoane celulare;

betoane cu agregate vegetale.

Tabelul V-15. Clasificarea betoanelor usoare

este valoarea luata in calcul la proiectare, iar reprezinta conductivitatea termica in stare uscata.

Betoane usoare compacte

Betoanele usoare compacte se executa cu agregate minerale usoare naturale sau artificiale, golurile dintre granule fiind complet umplute cu mortar. Greutatea redusa a acestor betoane se datoreste exclusiv porozitatii agregatelor, care in general creste odata cu cresterea dimensiunilor acestora.

Deoarece aceste betoane pot fi utilizate si ca elemente portante pentru peretii cladirilor, cat si ca elemente armate se mai numesc si betoane usoare de rezistenta sau de structura.

Pentru stabilirea corecta a compozitiei unui beton usor de rezistenta se recomanda:

folosirea unui agregat usor cu o curba de granulozitate buna, deci cu un volum de goluri intergranular cat mai mic;

deoarece nisipul fin rezultat din concasarea rocilor poroase nu mai este un material poros (ducand si la obtinerea unor betoane cu lucrabilitate redusa), in multe cazuri este necesara folosirea unui adaos de nisip de rau, in limitele strict necesare;

folosirea unui ciment de marca superioara si in dozaj corespunzator, in functie de natura agregatului si marca betonului;

utilizarea unei cantitati corepunzatoare de apa de amestecare, de asemenea in functie de natura si umiditatea agregatului (fiind poros, absorbtia de apa este mai mare), precum si in functie de dozajul de ciment.

Betoanele cu agregate usoare au in general o lucrabilitate mai redusa si o tendinta de segregare mai mare decat cele obisnuite, cu agregate grele. Datorita densitatii aparente mai mici a granulelor cu dimensiuni mari, acestea prezinta tendinta ca la zguduituri sau trepidatii sa se ridice la suprafata. Aceasta deficienta poate fi inlaturata printr-o stabilire corecta a compozitiei, masuri pentru evitarea in timpul transportului a socurilor, trepidatiilor si distantelor mari. Folosind un adaos hidrofobizant se evita segregarea in timpul vibrarii si se reduce totodata absorbtia de apa a agregatelor usoare.

Compactarea acestor betoane se poate realiza prin vibrare sau vibropresare.

Caracteristicile tehnice ale betoanelor usoare compacte sunt variate, in functie de natura si cantitatea materialelor componente.

Rezistenta la compresiune a acestor betoane, cuprinsa in limite largi in functie de destinatie, depinde in mare masura de natura agregatelor si de dozajul in ciment, care la randul sau depinde mult de caracterul suprafetei granulelor agregatului. Pentru o anumita clasa de beton, agregatele cu suprafete rugoase si pori deschisi necesita un consum mai mare de ciment, deoarece o insemnata cantitate de pasta de liant patrunde in aceste deschideri de suprafata, contribuind mai putin la cresterea rezistentei betonului. Din aceasta cauza, betonul cu agregate usoare necesita in comparatie cu betonul obisnuit de aceeasi rezistenta, un consum de ciment in medie cu 20-30% mai mare.

Ruperea betonului cu agregate usoare se face de cele mai multe ori prin agregat, deoarece rezistenta matricei (considerata mortarul fin din beton) depaseste pe cea a agregatului.

Modulul de elasticitate al betoanelor usoare compacte are valori mult mai mici, de 1/3 pana la 2/3 din cel al betoanelor grele de clasa echivalenta.

Deformatiile elastice sunt de aproximativ de 2 ori mai mari decat ale betoanelor grele obisnuite, de aceeasi clasa. Datorita acestor caracteristici betoanele usoare compacte sunt indicate pentru executarea constructiilor in zone seismice.

Conductivitatea termica a betoanelor usoare compacte depinde de densitatea aparenta, tipul agregatului si structura sa, umiditatea relativa.

La o porozitate identica, conductivitatea termica creste odata cu marimea porilor, deoarece se favorizeaza transmiterea caldurii prin convectie in pori. La cresterea umiditatii are loc intotdeauna si cresterea conductivitatii termice.

Betoanele usoare compacte se utilizeaza pentru executarea de blocuri si panouri mari pentru pereti, placi si fasii pentru plansee si acoperisuri, placi termoizolante, constructii agrozootehnice, elemente de rezistenta din beton armat si beton precomprimat, etc.

Desi agregatele usoare artificiale utilizate la prepararea acestor betoane sunt mai scumpe decat agregatele grele, totusi betoanele usoare de rezistenta sunt eficiente deoarece micsorarea greutatii proprii a constructiei poate duce la reducerea sectiunii fundatiilor, a elementelor portante si la micsorarea coeficientului de armare.

Betoane macroporoase

Betoanele macroporoase se obtin prin alegerea unei granulozitati speciale a agregatelor, care pot fi grele compacte sau usoare poroase. Partea fina din agregate se elimina partial sau total, iar cantitatea de ciment si apa se dozeaza astfel incat fiecare granula sa fie invelita cu o pelicula fina si uniforma de pasta de ciment, sudand granulele doar in punctele de contact, fara a umple golurile dintre ele (fig. V.29).

Figura V.29. Tipuri de betoane macroporoase: cu agregate compacte (a) si poroase (b)

a b

In aceste betoane, volumul porilor poate sa ajunga pana la 35% din volumul aparent al betonului, iar in functie de aceasta rezistenta la compresiune poate fi in limitele 1.5-10 N/mm².

Conductivitatea termica a betoanelor macroporoase este in general mai mare decat la betoanele usoare compacte de aceeasi densitate, datorita porilor de dimensiuni mai mari.

Betoanele macroporoase se caracterizeaza printr-o mare permeabilitate la apa (datorita porozitatii deschise) ceea ce impune, atunci cand se folosesc la confectionarea peretilor exteriori, aplicarea unor tencuieli ingrijite, care sa constituie un obstacol eficient contra infiltratiilor provenite din precipitatiile atmosferice.

Betoanele macroporoase cu agregate grele au difuzie capilara si capacitate de retinere a apei foarte mici, de aceea, atunci cand un astfel de perete separa incaperi calde si umede de spatii reci, este necesar sa fie prevazute bariere de vapori eficiente pentru evitarea condensului.

Domeniile de folosire a betoanelor macroporoase se stabilesc in concordanta cu caracteristicile lor, fiind in general utilizate la: blocuri mici si mari de zidarie, sape termoizolante, structuri termoizolante la panouri mari, placi termoizolante, straturi de umplutura si de egalizare, drenaje.