EUGEN PAMFIL

TEHNOLOGIA LUCRRILOR DE CONSTRUCIICOFRAJEVol. 1

Editura Societii Academice Matei - Teiu Botez Iai 2006

Refereni tiinifici: Prof. univ. dr. ing. Ion erbnoiu Prof. univ. dr. ing. Alexandru Secu Universitatea Tehnic Gh. Asachi Iai Facultatea de Construcii i Instalaii

Descrierea CIP a Bibliotecii Naionale a RomnieiPAMFIL, EUGEN Tehnologia lucrrilor de construcii : cofraje / Eugen Pamfil. - Iai : Editura Societii Academice "Matei - Teiu Botez", 2006 2 vol. ISBN (10) 973-7962-96-6 ISBN (13) 978-973-7962-96-6 Vol. 1. Bibliogr. ISBN (10) 973-7962-97-4; ISBN (13) 978-973-7962-97-3 624.057.5 Tehnoredactarea, grafica i coperta: ing. Vasile Iacob Editura Societii Academice Matei - Teiu Botez B-dul D. Mangeron nr. 43, Iai Director editur: Prof. univ. dr. ing. Constantin Ionescu e-mail:cionescu@ce.tuiasi.ro Consilier tiinific: Conf. univ. dr. ing. Fideliu Pule Criniceanu e-mail:fideliu @theta.ce.tuiasi.ro

Copyright. Toate drepturile asupra acestei ediii aparin autorului

Cuvnt-nainte Progresul tehnic nregistrat n ultimele decenii n domeniul industrializrii lucrrilor de beton monolit a determinat o evoluie spectaculoas a concepiei i alctuirii cofrajelor pentru betoane de ciment. Noile alctuiri constructive, realizate cu un numr ct mai redus de tipodimensiuni ale elementelor componente ale cofrajelor, prevzute cu posibiliti multiple de coordonare dimensional i executate din materiale de calitate superioar, scumpe, dar care sporesc semnificativ durata de utilizare a cofrajelor au generat necesitatea perfecionrii personalului care lucreaz n acest domeniu. Lucrarea de fa se constituie ntr-un studiu monografic care i propune s prezinte ct mai complet i detaliat cunotinele eseniale privind alctuirea, calculul i tehnologia lucrrilor de cofraje pentru betoane de ciment. Conceput n conformitate cu normativele i standardele romneti n vigoare coroborate cu prescripiile tehnice europene, lucrarea, ca structur i coninut, respect n acelai timp programa analitic a disciplinei Tehnologia lucrrilor de construcii de la Facultatea de Construcii. Lucrarea este realizat n dou volume, fiecare volum avnd cinci capitole.

III

ntr-o prim seciune, teoretic, din primul volum, snt prezentate funciunile cofrajelor, condiiile pe care acestea trebuie s le ndeplineasc, clasificarea cofrajelor dup multiple criterii, cele mai semnificative alctuiri constructive ale cofrajelor pentru toate gradele de complexitate i materialele utilizate la realizarea lor. O atenie deosebit este acordat rolului fiecrui element component al unui cofraj i principiile care stau la baza concepiei structurii unui cofraj. n acelai timp este prezentat influena plinului cofrajului asupra suprafeelor decofrate ale betonului: tolerane de ordin geometric i estetic, defecte ale suprafeei decofrate datorate suprafeei cofrante i metodele de prevenire i de corectare a defectelor. De asemenea, n seciunea teoretic a primului volum se acord un spaiu special calculului cofrajelor. Snt prezentate, comparativ, metode de evaluare i grupare a ncrcrilor standardizate n Romnia i n alte ri europene avansate, repartizarea ncrcrilor pe elementele componente ale cofrajelor, dimensionarea i verificarea fiecrui element i subansamblu de cofraj pe categorii de solicitri i variante posibile privind ipotezele de calcul. ntr-o a doua seciune din primul volum snt prezentate principalele soluii constructive privind cofrajele refolosibile nedemontabile, corespunztoare elementelor structurale din beton monolit pe care le cofreaz: fundaii, stlpi, perei structurali, planee, arce i boli, scri, copertine, centuri etc. IV

n acelai scop, snt tratate cu deosebit atenie metodele de coordonare dimensional a cofrajelor cu elementele de construcii, alctuirea constructiv i funcionalitatea elementelor prefabricate de cofraje refolosibile demontabile: panouri prefabricate pentru cofraje demontabile cu grad mare de generalitate, elemente de susinere primar (grinzi extensibile metalice i din lemn, moaze, caloi, montani), elemente de susinere secundar (popi extensibili metalici, eafodaje, tirani recuperabili), elemente de cofraj pentru contravntuiri, pentru asigurarea stabilitii i elementele auxiliare ale cofrajelor. n prima parte a volumului al doilea snt prezentate principalele ci i condiii pentru industrializarea lucrrilor de cofraje, gradul de refolosire economic a cofrajelor, mecanizarea complex a manipulrii cofrajelor pentru montare, demontare i transport. n partea a doua a volumului al doilea snt prezentate principalele alctuiri constructive ale cofrajelor refolosibile demontabile concepute i realizate n Romnia i n unele tri europene cu tradiie n domeniu: Germania, Frana, Anglia, Italia, Austria. Snt analizate n detaliu elementele componente, coordonarea dimensional, performanele mecanice i funcionale, precum i tehnologia de montare i demontare a cofrajelor refolosibile demontabile universale, cu grad mare de generalitate i specializate. Au fost selecionate cele mai semnificative tipuri de cofraje industrializate, de la cofrajele de gradul I de complexitate (cu grad mare de generalitate sau specializate), pn la cofrajele V

mecanism mobile, dotate cu sisteme proprii de deplasare, de gradul al III-lea de complexitate. Desenele i schiele, n cea mai mare parte originale, reflect cu rigoare funcionalitatea fiecrui tip de cofraj sau subansamblu de cofraj. Lucrarea se adreseaz studenilor Facultii de Construcii, absolvenilor Facultii de Construcii care se perfecioneaz prin cursuri postuniversitare, master sau doctorat, specialitilor constructori din proiectare i execuie. Un merit deosebit n redactarea computerizat a graficii i copertei, ca i n pregtirea ntregului material pentru tiprire i revine talentatului inginer constructor (promoia 2006 a Facultii de Construcii din Iai) Vasile Iacob, cruia i adresez calde mulumiri. mi exprim ntreaga recunotin fa de referenii tiinifici, prof. univ. dr. ing. Ion erbnoiu i prof. univ. dr. ing. Alexandru Secu, ale cror observaii i sugestii competente au contribuit la mbuntirea coninutului lucrrii.

Iai, noiembrie 2006

Eugen Pamfil

VI

Capitolul 1

Cofraje pentru betoane de ciment; funcii, alctuire i materiale folosite1.1 Aspecte generale Betonul de ciment, simplu, armat sau precomprimat, monolit sau prefabricat, este astzi unul dintre materialele de construcii cu cea mai larg utilizare pentru realizarea structurilor de rezisten a numeroase tipuri de construcii, de la cldiri pn la construcii inginereti. Betonul proaspt, din momentul contactului cimentului cu apa la preparare (la amestecarea componenilor uscai cu apa) i pn la nceperea prizei cimentului, se prezint ca o past care poate lua forma i dimensiunile proiectate pentru elementele sau subansamblurile structurale de construcii, dup introducerea i compactarea sa, n cofraje. Cofrajele snt construcii auxiliare, de cele mai multe ori provizorii, care au rolul de a da betonului proaspt turnat forma, dimensiunile, aspectul suprafeei i poziia n spaiu proiectate pentru elemente i subansambluri structurale de construcii din beton, beton armat i beton precomprimat, i de a susine betonul pe timpul ntririi sale, pn cnd acesta atinge rezistenele mecanice care s fac posibil decofrarea. Un procedeu tehnologic de cofrare corect din punct de vedere tehnic i economic, proiectat pentru realizarea unor elemente sau subansambluri structurale de construcii din beton monolit, poate influena semnificativ procesul tehnologic complex de betonare, dup cum un proces tehnologic complex de betonare, proiectat corect din punct de vedere tehnic i economic, poate influena adoptarea procedeului de cofrare potrivit, att ca alctuire general i de detaliu, ct i ca mod de utilizare. Aceast influen reciproc ntre procedeul de cofrare i procesul tehnologic de betonare se manifest alturi de o multitudine de ali factori care determin calitatea, durabilitatea i eficiena economic a structurilor din beton monolit. 1

Dei snt construcii auxiliare i ndeplinesc un rol temporar, pe o perioad determinat din timpul de realizare a unei structuri din beton, costul cofrajelor (materiale i fore de munc) poate ajunge de la 20% la 60% din costul total al lucrrii din beton monolit, iar consumul de fore de munc pentru lucrrile de cofrare poate ajunge de la 40% la 60% din consumul total de fore de munc necesar pentru executarea ntregii lucrri din beton monolit (cofraje, armturi, beton), [1], [2], [3], [4], [5]. 1.2 Funciile cofrajelor Din analiza aspectelor de calitate i tehnico-economice care intervin la cofrare rezult principalele funcii (cerine de baz) i condiii pe care cofrajele trebuie s le ndeplineasc [6]. Aspectele privind calitatea lucrrilor din beton monolit (forma, dimensiunile, poziia n spaiu a elementelor i subansamblurilor structurale, aspectul i structura suprafeelor de beton decofrate), determin principalele funcii tehnice generale ale cofrajelor i anume: s asigure realizarea corect a formei, a dimensiunilor i a poziiei n spaiu a elementelor i subansamblurilor structurale de construcii din beton, conform proiectului, n limitele abaterilor dimensionale admisibile; s asigure preluarea integral a tuturor ncrcrilor i solicitrilor care apar n timpul proceselor tehnologice de execuie a cofrajelor i de betonare, s nu-i piard stabilitatea sau s se deformeze peste limitele admise, pe toat durata de utilizare; s asigure meninerea neschimbat a compoziiei betonului turnat; schimbarea compoziiei poate avea loc datorit scurgerii laptelui de ciment din cofraj, la betonare, sau datorit reaciilor chimice la suprafaa de contact dintre cofraj i beton; s asigure realizarea suprafeelor decofrate, vizibile, ale betonului corespunztoare condiiilor impuse de clasa suprafeei (suprafee aparente decorative sau suprafee brute, care se acoper dup decofrare) i domeniului de utilizare a cofrajelor; s asigure desprinderea uoar, la decofrare, de suprafaa betonului, s nu adere fizic sau chimic la suprafaa betonului; s asigure, prin alctuire general i de detaliu, ct i prin modul de folosire, cofrarea i decofrarea ct mai simple, cu 2

minimum de operaii i consum redus de manoper, s fie uor de manipulat la transport, la depozitare sau la montaj; s asigure la decofrare preluarea treptat, progresiv, a ncrcrilor de ctre elementele de construcii din beton executate; s asigure n mod corespunztor respectarea normelor i condiiilor de tehnica securitii muncii i de paz i stingere a incendiilor. Pentru a ndeplini aceste funcii tehnice generale, cofrajele i prile componente ale ansamblului cofrajelor, prin alctuirea lor general i de detaliu, trebuie s satisfac condiii de rezisten, rigiditate i stabilitate, condiii de etaneitate i de neutralitate din punct de vedere chimic, condiii de estetic i de grad de finisare (privind rugozitatea) a suprafeei cofrante, condiii de simplitate n alctuirea general i de detaliu, condiii de siguran n exploatare. Factorii tehnico-economici, privind costul cofrajelor, consumul de manoper i de materiale, durata de execuie, determin funcia de reutilizare a cofrajelor, n strns corelare cu modul de alctuire i de folosire a acestora. Reutilizarea extensiv, adic de ct mai multe ori pe durata de via a cofrajelor, fr modificri semnificative, este posibil n condiiile utilizrii, la confecionarea cofrajelor, a unor materiale cu rezistene sporite la uzur, care s nu se degradeze n timpul manipulrii, transportului i montajului sau pe durata punerii n oper a betonului. Reutilizarea intensiv, adic de ct mai multe ori n unitatea de timp, este posibil n condiiile dotrii cofrajelor cu instalaii pentru accelerarea ntririi betonului, a izolrii termice a cofrajelor i a utilizrii, la confecionarea cofrajelor, a unor materiale de calitate superioar. Costul de realizare a cofrajelor reutilizate intensiv i/sau extensiv crete. Consumul de materiale n cofraje scade cu ct crete numrul de reutilizri; de asemenea, se reduce manopera de confecionare a cofrajelor, dar nu i manopera de montare i demontare a cofrajelor. Numai modul de alctuire i de folosire a cofrajelor sub form de subansambluri prefabricate demontabile, care nu trebuie desfcute i refcute la fiecare utilizare, ci doar mutate de la un amplasament la altul poate s reduc manopera de montare i demontare a cofrajelor; de asemenea, se poate, n 3

aceleai condiii, reduce durata de execuie a lucrrii din beton monolit [3]. 1.3 Clasificarea cofrajelor Clasificarea cofrajelor se face dup mai multe criterii [3], [5], [21], [22], dintre care mai importante snt: destinaia cofrajului, poziia n spaiu la utilizare, materialele folosite la execuia cofrajului, modul i gradul de reutilizare, gradul de mobilitate, gradul de complexitate. Dup criteriul destinaie, referitor la tipul elementelor de construcii la a cror execuie se folosesc, cofrajele se clasific n: cofraje pentru fundaii, cofraje pentru perei, cofraje pentru stlpi, cofraje pentru grinzi, cofraje pentru planee, cofraje (cu cintre) pentru arce i boli, cofraje pentru alte elemente i subansambluri structurale de construcii. Dup criteriul poziie n spaiu la cofrare, cofrajele pot fi: cofraje orizontale, cofraje verticale, cofraje nclinate fa de orizontal sau vertical, cofraje cu poziii speciale n spaiu. Dup criteriul materiale folosite la execuia cofrajelor, cofrajele se clasific astfel: cofraje din lemn, cofraje din metal, cofraje din mase plastice rigide sau flexibile, cofraje speciale din beton sau beton armat, din materiale ceramice, din ferociment i cofraje mixte, la a cror alctuire constructiv contribuie o combinaie din materialele enumerate mai sus. Dup criteriul mod i grad de reutilizare, cofrajele se clasific n dou mari categorii: cofraje refolosibile i cofraje pierdute prin nglobare parial sau total n beton. Cofrajele refolosibile se clasific la rndul lor, pe baza aceluiai criteriu (mod i grad de reutilizare), n cofraje nedemontabile i cofraje demontabile. Cofrajele refolosibile nedemontabile se execut pe amplasament, n poziia definitiv de cofrare, din materialele care alctuiesc ansamblul cofrajului (cherestea, lemn brut sau ecarisat, ancore din srm, cuie etc.), materiale care se recupereaz cu pierderi importante la decofrare. Datorit consumurilor mari de material lemnos i de manoper la realizarea lor, datorit influenei lor asupra calitii suprafeei decofrate a betonului (form, contur, dimensiuni, grad de finisare), cofrajele nedemontabile au domeniul 4

de utilizare mai restrns dect alte categorii de cofraje. Cofrajele refolosibile nedemontabile se utilizeaz mai ales la cofrarea elementelor i subansamblurilor de construcii cu forme i poziii n spaiu speciale, unde nu se pot folosi alte cofraje, mai eficiente, i la cofrarea elementelor i subansamblurilor de construcii din beton cu suprafee brute, grosiere, finisate, de regul, dup decofrare. Cofrajele refolosibile demontabile se execut din elemente sau subansambluri de cofraj prefabricate, care se monteaz i se demonteaz sub aceast form (de elemente prefabricate), la fiecare utilizare. La decofrare se recupereaz n totalitate sau cu pierderi mici tot elemente sau subansambluri prefabricate de cofraj. Domeniul de utilizare a cofrajelor refolosibile demontabile este larg, datorit posibilitilor de adaptare a diferitelor elementelor componente ale cofrajelor la diverse forme i dimensiuni ale elementelor i subansamblurilor structurale de construcii; de asemenea, gradul de reutilizare este net superior gradului de reutilizare al cofrajelor reutilizabile nedemontabile, datorit utilizrii, la realizarea cofrajelor demontabile, a materialelor de calitate superioar, rezistente la uzur i datorit echiprii corespunztoare a lor, care s permit reutilizri extensive i intensive. Montarea i demontarea cofrajelor reutilizabile demontabile se realizeaz fr dificulti, datorit sistemelor de prindere i asamblare specifice, demontabile. Cofrajele pierdute prin nglobare parial sau total n beton snt de dou categorii: cofraje a cror materiale componente nu pot fi, practic, recuperate dup betonare (cutii pentru goluri, cofraje din tabl de oel pentru rosturi tehnologice de betonare, evi pentru trecerea conductelor); cofraje care rmn n poziia avut la cofrare i care fac parte din structura elementului sau a subansamblului structural executat (cofraje din beton i beton armat, cofraje din azbociment, cofraje din materiale ceramice, cofrajele termoizolante permanente). Dup criteriul grad de mobilitate, cofrajele se clasific n cofraje fixe i cofraje mobile. Cofrajele fixe se execut sau se monteaz pe amplasament, n poziia final de cofrare, iar dup desfacere sau demontare, la decofrare, se execut sau se monteaz n alt 5

poziie de cofrare, pe acelai amplasament sau pe alt amplasament. Cofrajele mobile se execut sau se monteaz sub form de ansambluri prefabricate, n ntregime sau pe poriuni mari, care pot fi deplasate n poziii succesive, pe acelai amplasament, fr demontare, pe msura punerii n oper a betonului. Deplasarea cofrajelor mobile poate fi produs de mijloace proprii cofrajului (verine hidraulice, la cofrajele glisante) sau cu mijloace clasice de ridicare coborre, translare, rulare etc. Dup criteriul grad de complexitate, cofrajele reutilizabile demontabile se clasific n trei categorii: cofraje de gradul I, de gradul II i de gradul III de complexitate. Factorii care determin ncadrarea ntr-o categorie de complexitate au n vedere urmtoarele: dimensiunile i greutatea elementelor componente ale cofrajului; metodele de coordonare dimensional a elementelor componente ale cofrajului; modul de manipulare a elementelor componente ale cofrajului pentru transport, montare i demontare, depozitare; modul i gradul de reutilizare a cofrajelor. ncadrarea unor procedee de cofrare ntr-unul din gradele de complexitate permite abordarea sistemic a studiului procedeelor de cofrare din acelai grad de complexitate, prin caracteristicile de concepie i de alctuire constructiv comune, i nu prin alctuiri de detaliu care particularizeaz, doar ca nume, un cofraj (procedeu de cofrare) sau altul. n gradul I A de complexitate snt cuprinse procedeele de cofrare care utilizeaz elemente componente ale cofrajului de dimensiuni i greuti mici, coordonate dimensional prin modulare i cu posibiliti de extensie, manipulate manual pentru montare i demontare. Aceste cofraje au un mare caracter de generalitate n ceea ce privete domeniul de utilizare a lor i pot elimina parial sau n totalitate restriciile impuse de modularea i tipizarea dimensiunilor componentelor lor. Gradul de reutilizare (n special de reutilizare extensiv) este diferit, n funcie de materialele care alctuiesc elementele componente ale cofrajului i n funcie de gradul de specializare a cofrajului. 6

n gradul I B de complexitate snt cuprinse procedeele de cofrare care utilizeaz subansambluri de cofraj mari, prefabricate, asamblate din elemente de dimensiuni i greuti mici, coordonate dimensional prin modulare; subansamblurile mari, prefabricate, se manipuleaz mecanizat, cu macaraua, pentru montare i demontare. Refolosirea cofrajului ca subansamblu mare prefabricat este condiionat de tipul lucrrii (dac se repet cu o frecven suficient de mare aceleai caracteristici geometrice ale subansamblurilor de construcii cofrate, pe acelai amplasament). Gradul de refolosire a cofrajului ca piese mici, foste componente ale subansamblului mare prefabricat iniial, este determinat de materialele care compun piesele mici. n gradul II A de complexitate snt cuprinse procedeele de cofrare care utilizeaz subansambluri mari prefabricate, uzinate, de form plan, manipulate mecanizat pentru transport i montaredemontare, coordonate dimensional prin tipizare (n cel mai bun caz snt coordonate dimensional prin modulare). Aceste cofraje nu mai au caracter de generalitate, ci se folosesc pentru anumite elemente structurale din beton i pentru anumite tipuri de structuri din beton monolit. Reutilizarea cofrajelor din gradul II A de complexitate este n general extensiv, dar poate fi i o reutilizare intensiv, dac acestea snt cofraje nclzitoare. n gradul II B de complexitate snt cuprinse procedeele de cofrare care utilizeaz elemente i subansambluri mari prefabricate de form spaial, care cofreaz simultan mai multe elemente de construcii; se manipuleaz mecanizat pentru transport i montaredemontare, snt coordonate dimensional prin tipizare (uneori cu posibiliti limitate de extensie). Reutilizarea cofrajelor din gradul II B de complexitate este n general extensiv, dar poate fi i o reutilizare intensiv, dac acestea snt cofraje nclzitoare. n gradul III A de complexitate snt cuprinse procedeele de cofrare care utilizeaz subansambluri mari prefabricate preasamblate, deplasabile de la o poziie la alta pe acelai amplasament cu ajutorul unor dispozitive de deplasare: translare, rulare, ridicare-coborre (liftare) etc. Coordonarea dimensional este realizat prin tipizare (uneori i cu posibiliti de extensie). Reutilizarea cofrajelor din gradul III A de complexitate este n general extensiv, dar poate fi i o reutilizare intensiv, dac acestea snt cofraje nclzitoare. 7

n gradul III B de complexitate snt cuprinse procedeele de cofrare care utilizeaz subansambluri mari prefabricate preasamblate, deplasabile de la o poziie la alta pe acelai amplasament cu ajutorul unor dispozitive proprii de deplasare, verinele hidraulice. Coordonarea dimensional se realizeaz prin tipizare (uneori i cu posibiliti de extensie). Reutilizarea cofrajelor din gradul III B de complexitate este, de regul, extensiv. Procedeele de cofrare de gradul I A, B de complexitate se mai deosebesc n mod esenial de procedeele de cofrare de gradul II i de gradul III prin condiiile de proiectare i de exploatare a cofrajelor. Dac pentru procedeele de cofrare de gradul I de complexitate constructorul adapteaz procedeul de cofrare la obiectul care se execut (coordoneaz dimensional cofrajul, dimensioneaz i/sau verific prin calcul cofrajul), pentru procedeele de cofrare de gradul II i gradul III de complexitate, proiectantul construciei (de cele mai multe ori construcie tip) proiecteaz procedeul de cofrare i asigur condiiile eficiente de refolosire a cofrajului. 1.4 Alctuirea general a cofrajelor; materiale folosite Concepia de principiu a unui sistem de cofrare trebuie s aib ca rezultat adoptarea celei mai economice soluii constructive i tehnologice care s satisfac, n acelai timp, cerinele de baz prevzute n normative i caiete de sarcini [4], [6]. Alctuirea constructiv a unui cofraj i procedeul tehnologic de cofrare adoptat snt, n general, determinate de: modul de realizare a suprafeei cofrante, n funcie de cerinele impuse suprafeei betonului decofrat; materialele din care se execut suprafaa cofrant (materiale n contact direct cu betonul); ipotezele de calcul utilizate la dimensionarea i verificarea cofrajului; mijloacele folosite pentru asigurarea stabilitii i siguranei n exploatare a cofrajului. Oricare ar fi categoria cofrajului i procedeele tehnologice de cofrare utilizate, n alctuirea sa general, de principiu, un cofraj cuprinde urmtoarele pri componente: 8

A plinul cofrajului (A suprafa cofrant simpl, AA' panouri de cofraj, adic suprafa cofrant simpl A prins solidar pe un schelet de rigidizare A'); B elementele de susinere primar ale cofrajului (B elementele liniare de pe primul ir, n contact direct cu plinul cofrajului, numite i generatoare, B' elementele liniare de susinere primar de pe al doilea ir, numite i directoare); C elementele de susinere secundar i de solidarizare ale cofrajului; D elementele de contravntuire, de aliniere, de asamblare, de asigurare a stabilitii i elementele auxiliare ale cofrajului. n figura 1.1 (a ... ) se prezint cteva exemple semnificative din punct de vedere al concepiei constructive de principiu a cofrajelor.

Fig. 1.1 a Cofraj nedemontabil pentru planeeA plin cofraj, suprafa cofrant simpl tip astereal din scnduri sau dulapi; B susineri primare de tip generatoare, rigle din lemn ecarisat; C susineri secundare verticale, popi simpli din bile de lemn; D contravntuiri din scnduri, chingi de asamblare astereal, tlpi de rezemare, pene din lemn.

9

Fig. 1.1 b Cofraj tradiional pentru planeeA plin cofraj, suprafa cofrant continu, din placaj rezistent la umiditate; B susineri primare de tip generatoare, rigle din lemn ecarisat; B' susineri primare de tip directoare, grinzi din lemn ecarisat; C susineri secundare verticale, popi metalici extensibili; D contravntuiri din eav de schel, tlpi de rezemare.

Fig. 1.1 c Cofraj demontabil pentru planee, cu plinul din panouri de lemn Pi i susineri cu dispozitive SECOMAA' panouri cu placaj rezistent la umiditate i schelet de rigidizare din lemn; A suprafa cofrant din placaj rezistent la umiditate; A' schelet de rezisten i rigiditate (lonjeroane, traverse i distanieri) din rigle de lemn; B susineri primare de tip generatoare, grinzi metalice extensibile; C susineri secundare verticale, popi metalici extensibili; D contravntuiri din eav de schel, tlpi de rezemare.

10

Fig. 1.1 d Cofraj demontabil pentru grinzi, tip Peri "UZA suprafa cofrant simpl pentru fund grind, din placaj rezistent la umiditate; AA' plin cofraj lateral grind, din placaj rezistent la umiditate i grinzi tip VT16, din lemn mbuntit; B susineri primare pentru fund grind, de tip generatoare, grinzi tip VT16 din lemn mbuntit; B susineri primare pentru lateral grinzi, juguri metalice UZcolar 40; B' susineri primare pentru fund grind, de tip directoare, grinzi cu zbrele tip GT24 din lemn; C susineri secundare verticale, popi metalici extensibili tip PEP, cu baza spaial; D elemente de stabilitate i tlpi de rezemare.

Fig. 1.1 e Cofraj pentru planee dal, tip Hnnebeck TopecAA'B panou de cofraj prefabricat, rezemat punctual la coluri; A suprafa cofrant continu din placaj rezistent la umiditate; A' rigidizri metalice transversale panourilor, sudate la capete de lonjeroanele marginale ale panourilor; B susineri primare longitudinale (lonjeroanele marginale) i transversale (traversele de capt), metalice; C susineri secundare verticale, popi metalici extensibili cu baz spaial; D piese de asigurare a stabilitii popilor, tlpi de rezemare.

11

Fig. 1.1 f Cofraj mecanism tip mas de cofrare 4MP, pentru planeeA suprafa cofrant simpl continu, din coli de placaj rezistent la umiditate; B susineri primare de tip generatoare, rigle din lemn sau profile metalice U, cu perei subiri, extensibile; B' susineri primare de tip directoare, grinzi metalice tubulare, extensibile; C susineri secundare din cadre plane metalice (montani, diagonale i traverse metalice), extensibile; D contravntuiri ale susinerilor secundare, diagonale i traverse metalice extensibile, dispozitive de rulare a cofrajului.

Fig. 1.1 g Cofraj pentru plci groase tip Peri System PD8ABB' panou complex preasamblat; A suprafa cofrant continu, din coli de placaj rezistent la umiditate; B susineri primare de tip generatoare, grinzi cu zbrele GT24 din lemn mbuntit; B' susineri primare de tip directoare, perechi de grinzi metalice U100 cu inim plin; C susineri secundare, eafodaje metalice tip ID15; D contravntuiri din eav metalic de schel.

12

Fig. 1.1 h Cofraj vertical nedemontabil pentru pereiAsuprafa cofrant simpl tip astereal din scnduri orizontale; B susineri primare verticale de tip generatoare, montani din rigle de lemn; B' susineri primare orizontale de tip directoare, moaze din rigle sau grinzi de lemn; C susineri secundare, ancore din srm de oel 3 6 mm; D contravntuiri din scnduri, distanieri.

Fig. 1.1 i Cofraj tradiional pentru pereiAA' plin din panouri de cofraj; A suprafa cofrant continu, din placaj rezistent la umiditate; A' schelet de rezisten i de rigidizare a panoului, din rigle de lemn; B susineri primare verticale, de tip generatoare, montani din grinzi de lemn; C susineri secundare, tirani metalici recuperabili; D contravntuiri, tirani-proptea, distanieri.

13

Fig. 1.1 j perei tip Steidle

Cofraj pentru Hnnebeck

ABB' panou complex de cofraj, preasamblat la sol; A suprafa cofrant continu din coli de placaj rezistent la umiditate; B susineri primare verticale de tip generatoare, montani din grinzi cu zbrele R24; B' susineri primare orizontale de tip directoare, moaze din perechi de grinziprofile metalice cu inim plin; C susineri secundare, tirani metalici recuperabili; D contravntuiri nclinate, praiuri metalice extensibile, platfor de lucru la nlime.

Fig. 1.1 k Cofraj planmetalic, CUP 72, pentru pereiAA'BD- panou de cofraj metalic complex, uzinat; A suprafa cofrant continu, metalic, din foi de tabl; A' susineri primare orizontale de tip generatoare, rigidizri ale suprafeei cofrante din profile metalice U; B susineri primare verticale de tip directoare, montani din perechi de profile metalice cu inim plin, I; C susineri secundare, traverse metalice; D platforme de lucru la nlime, distanieri, sistem de calare.

14

Fig. 1.1 Cofraj pentru perei de tip Hnnebeck MantoAA'BD panou de mare suprafa, preasamblat n antier; A suprafa cofrant continu din placaj rezistent la umiditate; A' rigizri metalice transversale ale suprafeei cofrante, sudate la capete de lonjeroanele marginale ale panourilor mici, modulate; B susineri primare longitudinale (lonjeroanele marginale ale panourilor mici, modulate) i transversale (traversele de capt ale panourilor mici, modulate) metalice; C susineri secundare, tirani metalici cu filet, recuperabili; D contravntuiri din praiuri metalice extensibile, platform de lucru la nlime.

1.4.1 Plinul cofrajului Plinul cofrajului, element de suprafa al cofrajului, n contact direct cu betonul pe durata proceselor tehnologice de punere n oper i de ntrire a betonului, are rolul de a da forma, conturul i dimensiunile proiectate pentru elementele sau subansamblurile structurale de construcii din beton. De asemenea, plinul cofrajului determin aspectul i structura stratului superficial al betonului decofrat, care trebuie s corespund att cerinelor impuse de importana elementelor i subansamblurilor structurale din beton, ct i de procedeele tehnologice de tratare a suprafeei betonului dup decofrare (funcie de ordin estetic). Suprafeele decofrate brute, care se vor acoperi prin tencuire, sau care, datorit importanei reduse privind estetica suprafeei (betoane n infrastructuri, betoane n structuri la construcii industriale) nu se mai acoper cu un strat protector de etanare sau cu rol estetic, impun utilizarea unui material economic pentru realizarea plinului cofrajului. Cel mai utilizat material pentru plinul cofrajului din care rezult suprafee decofrate 15

brute, n condiiile unui numr redus de utilizri a cofrajului, este, n prezent lemnul de rinoase sau de foioase (de regul esene moi). Suprafaa cofrant se realizeaz din cherestea de clas B, STAS 857/83, nefinisat la suprafaa de contact cu betonul, ca astereal continu, rezultat din asamblarea prin alturare a scndurilor de grosime 22 28 mm grosime sau a dulapilor din lemn de grosime 38 48 mm grosime. Dac este necesar un numr sporit de reutilizri ale cofrajului, chiar dac la decofrare rezult tot suprafee decofrate brute ale betonului, materialele economice recomandate pentru suprafaa cofrant snt placajele rezistente la umiditate sau tabla din oel, cu suprafee uor rugoase. Suprafeele decofrate ale betonului care se acoper prin chituire cu o pelicul de grosime milimetric sau care se trateaz ulterior prin procedee speciale, impun utilizarea pentru realizarea plinului cofrajului a unor materiale de calitate, cu suprafeele finisate, netede. Astfel de materiale pentru plinul cofrajului snt: tabla din oel lefuit, plci din materiale plastice rigide cu suprafee netede, plci din placaj rezistent la umiditate bachelitizat, cu suprafeele netede. Suprafeele decofrate aparente, decorative, care nu mai necesit nici un tratament ulterior decofrrii impun utilizarea unor materiale pentru plinul cofrajului foarte atent pregtite i finisate: scnduri din lemn de esen moale sablate, pentru a se imprima suprafeei decofrate a betonului modelul fibrelor rigide rmase n relief, dup sablare, n cazul unui numr redus de reutilizri ale cofrajului; foi din tabl de oel sau plci din materiale plastice rigide cu suprafaa rugoas n relief, n cazul unui numr sporit de reutilizri ale cofrajului; cauciuc cu model n relief, spum poliuretanic, polistiren expandat sub form de matri-negativ care imprim un anumit model suprafeei betonului; numrul de reutilizri ale cofrajului este determinat de materialul ales pentru realizarea plinului cofrajului. Alegerea materialelor potrivite pentru realizarea suprafeei cofrante a cofrajului, n funcie de tipul cofrajului, de gradul de reutilizare, de condiiile de folosire i de aspectul suprafeei betonului decofrat, se poate face i n baza recomandrilor din tabelul 1.1 (preluate dup [2], [3] i prelucrate). 16

Materiale

Tip cofraj Numr de reutilizri Cofraje uoare Cofraje grele Cofraje grele Mese de cofrare Panouri cu placaj rezistent la umiditate Panouri speciale (suprafaa prelucrat) Flexibile Rigide 50 - 150 100 100 10 - 20 15 - 60

Calitate suprafa cofrant Neted Neted Rugoas n relief Neted sau uor rugoas

Utilizri curente Beton monolit Beton prefabricat Beton prefabricat

Metal

Aspect al betonului decofrat Rosturi vizibile Bun Foarte bun Mediu spre bun Mediu Neted i lucios sau rugos

Aglomerri bule de aer Frecvente Puine, dar foarte perceptibile Foarte puine Puin vizibile

Complexitatea formei cofrate Structuri cu forme simple Structuri cu forme complexe Forme uor decofrabile Suprafee plane regulate Forme plane i uor curbate Forme plane i uor curbate Structuri cu forme complexe Structuri cu forme complexe

Observaii (exploatare cofraj) Cofraj fragil ntreinere uoar Tratare suprafa cofraj la fiecare utilizare Calitate variabil Fragilitate a muchiilor Suprafaa cofrant necesit un suport continuu, rigid i ungere frecvent Cofraj fragil Cofraj fragil

Beton

17Lemn Materiale speciale

Absorbant Beton monolit Uor rugoas Beton monolit i prefabricat Beton monolit i prefabricat Suprafee mari i complexe

1 - 10 1 - 50 1 - 20 i cofraje pierdute 50

Variabil Neted sau rugoas Neted sau rugoas

Frecvente, n funcie de osatura cofrajului

Numrul de rosturi poate fi redus Curat i Toate tipurile neted

Puine Puine dar perceptibile

Tabelul 1.1 Materiale recomandate pentru realizarea suprafeei cofrante

Pe lng funcia de ordin estetic, privind aspectul i structura impuse pentru stratul superficial al betonului decofrat, plinul cofrajului, mpreun cu susinerile primare, trebuie s ndeplineasc funcia de ordin geometric, privind pstrarea formei, conturului i dimensiunilor elementelor i subansamblurilor de construcii betonate n limita abaterilor admise i funcia de ordin mecanic, privind rezistena i rigiditatea la aciunea ncrcrilor din timpul procesului tehnologic de betonare i pe durata perioadei de ntrire a betonului. Funciile de ordin geometric i mecanic ale plinului cofrajului snt asigurate, n general, prin alctuirile constructive adoptate i prin ndeplinirea condiiilor de rezisten i de rigiditare de ctre materialele care alctuiesc plinul cofrajului. Rolul esenial n asigurarea formei, conturului i dimensiunilor elementelor din beton cofrate revine, ns, structurii de rezisten a cofrajului, alctuit din elementele de susinere primar. Plinul cofrajelor poate avea urmtoarele alctuiri constructive: suprafa cofrant simpl, alctuit ca astereal (cptueal) continu din scnduri sau dulapi din lemn; suprafa cofrant simpl continu, alctuit din plci de placaj rezistent la umiditate, plci din lemn aglomerat protejat cu substane hidrofuge, foi din mase plastice rigide, foi metalice etc.; panotaj (platelaj) alctuit din panouri de cofraj. Suprafaa cofrant simpl reazem direct pe elementele de susinere primar, spre deosebire de suprafaa cofrant alctuit din panouri de cofraj, care reazem pe elementele de susinere primar prin intermediul scheletului de rezisten i de rigidizare al panourilor. Un panou de cofraj din lemn i placaj rezistent la umiditate are n alctuirea sa un schelet propriu de rezisten i de rigidizare, asamblat solidar cu suprafaa cofrant a panoului (fig. 1.2), [7]. Suprafaa cofrant a panourilor de cofraj este o suprafa cofrant simpl, cu dimensiunile n plan ale panoului, alctuit din aceleai materiale ca orice suprafa cofrant (astereal din cherestea, plci din placaj rezistent la umiditate, plci din lemn aglomerat tratat mpotriva umezelii, plci din mase plastice rigide, foi metalice). 18

1 placaj rezistent la umiditate tip S, = 8 mm ; 2 lonjeron marginal 40 (38) x 92 mm ; 3 lonjeron intermediar 40 (38) x 92 mm ; 4 travers 40 (38) x 92 mm ; 5 distanier 40 (38) x 50 mm ; A suprafa cofrant din foi de placaj rezistent la umiditate; A' schelet de rezisten i de rigidizare din lemn de rinoase sau foioase.

Fig. 1.2 Panou de cofraj cu scheletul din lemn i suprafaa cofrant din placaj rezistent la umiditate, STAS 9867-86 Scheletul de rezisten i de rigidizare al panoului (alctuit din lonjeroane, traverse i distanieri), se poate executa din: scnduri, dulapi sau rigle cu seciune dreptunghiular, din lemn de rinoase sau foioase, aezate pe muchie; profile metalice cu perei subiri laminate la cald sau ndoite la rece, profile din mase plastice rigide; grinzi cu inim plin sau cu zbrele, din lemn mbuntit; grinzi metalice cu zbrele. Caracteristicile geometrice ale plinului cofrajului snt n strns dependen de performanele mecanice ale materialelor din care este realizat i de mrimea ncrcrilor asupra cofrajelor. Lemnul de rinoase (brad, molid), clasa B (STAS 1949-86 i STAS 942-86), cu umiditate de pn la 25 3% (STAS 857-83), utilizat pentru plinul cofrajului astereal i schelet de rezisten i rigidizare al panourilor de cofraj are rezistena admisibil la ncovoiere paralel cu fibrele, adII = 120 daN/cm2 i modulul de elasticitate, paralel cu fibrele, EII = 100 000 daN/cm2; rezistena admisibil la strivire normal pe fibre, condiionat pe suprafee de strivire limitate pentru calcul, sad = 30 daN/cm2 (rezistena admisibil la strivire normal pe fibre, necondiionat, pe orice suprafa de contact, sad = 18 daN/cm2). 19

Lemnul de foioase, esene tari (stejar, gorun, frasin), clasa B (STAS 3575-80 i STAS 6709-80), cu umiditate de pn la 25 3% (STAS 857-83), utilizat pentru cofraje, mai ales ca tlpi de rezemare a susinerilor secundare verticale, are rezistena admisibil la ncovoiere paralel cu fibrele, adII = 155 daN/cm2 i modulul de elasticitate, paralel cu fibrele EII = 125 000 daN/cm2; rezistena admisibil la strivire normal pe fibre, condiionat pe suprafee de strivire limitate pentru calcul, sad = 60 daN/cm2 (rezistena admisibil la strivire normal pe fibre, necondiionat, pe orice suprafa de contact, sad = 36 daN/cm2). Lemnul de foioase (fag, ulm), clasa B (STAS 3575-80 i STAS 6709-80), cu umiditate de pn la 25 3% (STAS 857-83), utilizat pentru plinul cofrajului i n scheletul de rezisten a panourilor de cofraj, are rezistena admisibil la ncovoiere paralel cu fibrele, adII = 130 daN/cm2 i modulul de elasticitate, paralel cu fibrele, EII = 125 000 daN/cm2; rezistena admisibil la strivire normal pe fibre, condiionat pe suprafee de strivire limitate pentru calcul, sad = 48 daN/cm2 (rezistena admisibil la strivire normal pe fibre, necondiionat, pe orice suprafa de contact, sad = 29 daN/cm2). Lemnul de foioase, esene moi (plop, tei), clasa B (STAS 3575-80 i STAS 6709-80), cu umiditate de pn la 25 3% (STAS 857-83), utilizat pentru plinul cofrajului astereal i, uneori n scheletul de rezisten a panourilor de cofraj are rezistena admisibil la ncovoiere paralel cu fibrele, adII = 95 daN/cm2 i modulul de elasticitate, paralel cu fibrele, EII = 100 000 daN/cm2; rezistena admisibil la strivire normal pe fibre, condiionat pe suprafee de strivire limitate pentru calcul, sad = 30 daN/cm2 (rezistena admisibil la strivire normal pe fibre, necondiionat, pe orice suprafa de contact, sad = 18 daN/cm2). n strns dependen de aceste performane mecanice i n funcie de valoarea ncrcrilor care acioneaz asupra cofrajelor, plinul cofrajului din cherestea de lemn de realizeaz ca astereal continu din scnduri de 22 28 mm grosime sau din dulapi de 38 48 mm grosime; pentru structura de rezisten i de rigidizare (lonjeroane, traverse, distanieri) a panourilor de cofraj cu scheletul din lemn se utilizeaz, n general, rigle din lemn de rinoase sau de foioase, cu seciunea brut 48 x 96 mm STAS 942-71 i STAS 8689-70. 20

Oelul carbon sau slab aliat (STAS 500/278), utilizat pentru plinul cofrajului, n scheletul de rezisten a panourilor de cofraj sau n elementele de susinere a cofrajelor, are rezistena admisibil la ncovoiere ad = 1 600 daN/cm2 i modulul de elasticitate E = 2,1x106 daN/cm2. n strns dependen de performanele mecanice i n funcie de valoarea ncrcrilor care acioneaz asupra cofrajelor, plinul cofrajului sau al panourilor de cofraj din tabl de oel are grosimi de 2,5 3 mm; pentru structura de rezisten i de rigidizare (lonjeroane, traverse, distanieri) a panourilor de cofraj cu schelet metalic se utilizeaz, n general, profile dintabl subire: Ui STAS 8610-70, STAS 7835-67, Li STAS 7836-67, eav dreptunghiular STAS 7941-67. Placajul rezistent la umiditate se obine prin ncleierea la presiuni i temperaturi ridicate a straturilor de furnir din lemn de fag sau de alte specii de foioase, cu materiale adezive, rezistente la umiditate. Dou foi de furnir succesive au fibrele din lemn orientate perpendicular unele pe altele, iar feele extreme din furnir au aceeai orientare (n placaje exist, deci, un numr impar de foi de furnir). Chiar n aceast alctuire, caracteristicile mecanice ale placajului rezistent la umiditate nu snt aceleai pe cele dou direcii n planul plcii. Astfel, rezistena admisibil la ncovoiere paralel cu direcia fibrelor exterioare este adII = 130 daN/cm2, pe cnd rezistena admisibil la ncovoiere perpendicular pe direcia fibrelor exterioare este sad = 50 daN/cm2; modulul de elasticitate al placajului rezistent la umiditate este E = 70 000 daN/cm2 [8], [9]. Placajele rezistente la umiditate produse n Romnia snt de tip F, S i SR, i au grosimi de 8, 10 i15 mm, valori conforme STAS 7004-86. Placajul rezistent la umiditate, pentru lucrri de exterior, tip F, este ncleiat i protejat la suprafeele exterioare cu filtre de bachelit (rin fenol-formaldehid formic); se mai numete TEGO. Placajul rezistent la umiditate, pentru lucrri de exterior, tip S, este ncleiat cu rin fenol-formaldehid n soluie apoas i nu este protejat la suprafeele exterioare. Placajul rezistent la umiditate tip SR este ncleiat cu rin fenol-formaldehid i adaos de rezorcin, pentru reducerea nocivitii rinii sintetice. n strns dependen de performanele mecanice i n 21

funcie de valoarea ncrcrilor care acioneaz asupra cofrajelor, suprafaa cofrant a cofrajului sau a panourilor de cofraj din plci de placaj rezistent la umiditate are grosimi de 8 24 mm; pentru executarea suprafeelor cofrante simple, continui, se utilizeaz placaje rezistente la umiditate de 18 - 24 mm grosime (de exemplu placajele tip Arauco Pine, FinNa-Ply cu 2 5 reutilizri pentru suprafee decofrate ale betonului de clasa B, placajele tip Fin-Ply, Rus-Ply, Combi Mirror,Peri Beto, Peri Spruce, cu 15 30 i mai multe reutilizri, pentru suprafee plane, lise [22]; aceleai grosimi se ntlnesc i la suprafaa cofrant a panourilor de cofraj cu scheletul de rezisten i de rigidizare din metal (la panourile tip Hnnebeck Teko, Hnnebeck Manto etc.); panourile de cofraj cu scheletul de rezisten i de rigidizare din material lemnos au placajul rezistent la umiditate cu grosimi de 8, 10 i 15 mm; de regul, placajul rezistent la umiditate cu grosimi de 4 i 8 mm (de exemplu placajul As-Ply) se folosete la acoperirea suprafeelor cofrante brute, pentru a realiza planeitatea necesar suprafeelor din beton, decofrate, de clasa A [4], [22]. 1.4.2 Elemente de susinere primar Elementele de susinere primar ale cofrajelor, care reprezint structura de rezisten (osatura) a unui cofraj, au rolul de a asigura forma, conturul i dimensiunile elementelor sau subansamblurilor din beton cofrate, de a prelua ncrcrile de la plinul cofrajului i de a le transmite la elementele de susinere secundar. Principalele funcii ale structurii de rezisten a cofrajelor snt de ordin geometric i de ordin mecanic. Funcia de ordin geometric este de a asigura suportul material al suprafeei cofrante pe care o genereaz. Indiferent de poziia n spaiu a plinului cofrajului, schema de principiu pentru realizarea suportului material al unei suprafee cofrante plane o reprezint reeaua rectangular de drepte din elemente liniare (fig. 1.3): manele sau bile din lemn brut, neprelucrat, dulapi, rigle sau grinzi din lemn ecarisat cu seciune dreptunghiular, aezate pe muchie, profile metalice sau din mase plastice rigide, grinzi cu inim plin sau cu zbrele din lemn mbuntit sau din metal. 22

n cazul cofrrii unor contururi nchise sau deschise (cofraj pentru stlpi, pentru grinzi i arce, pentru zona colurilor i a interseciilor pereilor structurali, pentru rezalite, nie etc.), pentru a se opune rotirilor sau deplasrilor plinului cofrajului, elementele de susinere primar trebuie functioneze pe principiul figurii geometrice nedeformabile triunghiul. Contravntuirea la exteriorul cofrajului a susinerilor primare n aceste cazuri complic alctuirea constructiv a ansamblului cofrajului. Soluia de contravntuire exterioar a susinerilor primare se practic, n general, pentru cofrajele nedemontabile din lemn.

Fig. 1.3 Elemente de susinere primar ale cofrajelora. reea plan orizontal: A plinul cofrajului, B susineri primare de tip generatoare, B' susineri primare de tip directoare; b. reea plan vertical: A plinul cofrajului, B susineri primare orizontale, de tip generatoare, B' susineri primare verticale, de tip directoare.

Susinerile primare demontabile ale suprafeelor cofrante cu contur nchis sau deschis se realizeaz ca elemente prefabricate cotite, de regul metalice (caloi, juguri, moaze, chingi) alctuite din elemente liniare concurente n noduri blocate, care s nu permit rotiri sau deplasri. Funcia de ordin mecanic a susinerilor primare este de a asigura rezemarea corespunztoare a plinului cofrajului i de a se opune deformaiilor acestuia peste limitele admise. Elementele de 23

susinere primar n contact direct cu suprafaa cofrant (generatoarele) se poziioneaz n funcie de valoarea ncrcrilor care solicit plinul cofrajului i n funcie de caracteristicile geometrice (grosime, modul de rezisten, moment de inerie) i mecanice (rezisten admisibil la solicitarea dominant, modul de elasticitate) ale materialelor care alctuiesc plinul cofrajului. Dispoziia judicioas a elementelor de susinere primar n funcie de valoarea ncrcrilor care acioneaz asupra plinului cofrajului reflect i modul de distribuie a ncrcrilor pe suprafaa cofrant. Astfel, pentru reeaua orizontal de rigle, fig. 1.3 a, care susine, prin intermediul plinului, o ncrcare uniform, corespunztoare unui strat de beton de grosime uniform, distanele snt egale, pe cnd pentru reeaua vertical de rigle, fig. 1.3 b, care susine, prin intermediul plinului, o ncrcare distribuit triunghiular pe vertical, corespunztoare presiunii hidrostatice a betonului pe nlimea de proporionalitate hp, distanele i hi nu snt egale, ci n relaia 1 < 2 < 3 < 4 (n practic se poate adopta i repartizarea echidistant a riglelor orizontale ale structurii de rezisten a cofrajelor verticale, la distana maxim 1). Orientarea seciunii riglelor structurii de rezisten a cofrajelor n funcie de direcia ncrcrilor, este, de asemenea, important. De exemplu, n cazul unei seciuni dreptunghiulare des ntlnite ca susinere primar, cu raportul laturilor b/h = 1/2 , solicitat la ncovoiere de un moment ncovoietor produs de forele exterioare, M, seciunea dreptunghiular aezat pe lat, se opune momentului M cu un modul de rezisten wx= de dou ori mai mic dect modulul de rezisten al aceleeai seciuni dreptunghiulare aezate pe muchie wxII (wxII = 2wx=). Aceeai seciune dreptunghiular, aezat pe lat, se opune deformaiei din ncovoiere cu un moment de inerie Ix= de patru ori mai mic dect momentul de inerie al seciunii aezate pe muchie, IxII (IxII = 4Ix=). 1.4.3 Elemente de susinere secundar Elementele de susinere secundar ale cofrajelor au rolul de a asigura rezemarea i susinerea elementelor de susinere primar, de a prelua ncrcrile de la susinerile primare i de a le echilibra sau de a le transmite la reazeme fixe. 24

Principalele funcii ale elementelor de susinere secundar a cofrajelor snt de ordin geometric i de ordin mecanic. Funcia de ordin geometric este de a asigura stabilitatea n spaiu a suportului material al suprafeei cofrante pe care o genereaz. Pentru a rspunde acestei funcii, susinerile secundare verticale, care susin cofraje orizontale sau nclinate, se contravntuiesc n plan vertical pe dou direcii; susinerile secundare, care asigur i stabilitatea cofrajelor verticale se monteaz nclinat, pentru a realiza figura geometric nedeformabil, triunghiul. Funcia de ordin mecanic a susinerilor secundare este de a se opune deformrii structurii de rezisten a cofrajului. Susinerile secundare verticale a unui cofraj orizontal ncrcat uniform distribuit (fig. 1.4) se poziioneaz echidistant, din condiii de rezisten i de rigiditate a susinerii primare creia i asigur rezemarea. ncrcarea transmis de susinerile secundare la reazemul fix ca for concentrat impune prezena unei tlpi de rezemare care s fac fa strivirii i strpungerii.

Fig. 1.4 Poziionare susineri secundare cofraj orizontal, Hb constantA suprafa cofrant simpl, B susineri primare de tip generatoare, B' susineri primare de tip directoare, C susineri secundare, popi extensibili, D contravntuiri i tlpi de rezemare.

Susinerile secundare care echilibreaz rezultantele ncrcrilor pe fee verticale de cofraj se poziioneaz la distane inegale, dup intensitatea ncrcrii pe verticala cofrajului (fig. 1.5). 25

Susinerile secundare verticale sau nclinate ale cofrajelor care transmit ncrcrile la reazeme fixe se pot realiza din scnduri sau dulapi de lemn, ca praiuri orizontale sau nclinate din bile sau manele din lemn brut, neprelucrat, din elemente prefabricate metalice ca popi extensibili, eafodaje sau praiuri extensibile. Susinerile secundare care echilibreaz ncrcrile transmise de susinerile primare se pot realiza ca ancore metalice din srm 3 6 mm, cleti metalici cu blocaje, tirani metalici ( 8 mm) recuperabili sau pierdui prin nglobare n beton.

Fig. 1.5 Poziionare susineri secundare cofraj verticalA suprafa cofrant simpl, B susineri primare orizontale, de tip generatoare, B' susineri primare verticale, de tip directoare, C susineri secundare, tirani, D contravntuiri, tirani-proptea, distanieri.

1.4.4 Elemente de contravntuire i elemente auxiliare Elementele de contravntuire au rolul de a asigura stabilitatea i rigiditatea de ansamblu a cofrajului, precum i poziia n spaiu, prin mpiedecarea deplasrilor cofrajului. Se realizeaz, n general, sub form de tensori metalici sau tirani-proptea fixai n plan vertical pe dou direcii, ntre elementele de susinere secundar, din scnduri sau dulapi din lemn, din ancore metalice, din dispozitive metalice de meninere i corectare a poziiei cofrajului (vezi n fig. 1.1 a ... , notaiile D). Dintre elementele auxiliare ale unui cofraj se pot meniona: distanieri, dulapi de trasare, elemente de aliniere, platforme pentru lucru la nlime, rame pentru goluri, benzi adezive pentru etanarea rosturilor etc. 26

Capitolul 2 Influena plinului cofrajului asupra suprafeei decofrate a betonului Suprafaa decofrat a betonului, aa cum rezult dup ndeprtarea cofrajului, poate fi [4], [8], [10], [11]: suprafa aparent decorativ (ornanental), care caracterizeaz betonul aparent i care satisface cerinele privind estetica i etaneitatea suprafeei vzute, fr un tratament aplicat ulterior decofrrii; suprafa aparent lis care poate deveni, prin prelucrare ulterioar decofrrii, suprafa decorativ, sau suprafa care nu se mai prelucreaz, pentru c satisface exigenele impuse de tipul construciei (construcii industriale, agrozootehnice, hidrotehnice etc.); suprafa aparent brut, obinuit, care necesit o acoperire ulterioar decofrrii pentru a satisface cerinele de estetic i de etaneitate ale suprafeei, impuse de importana i destinaia construciei; suprafa brut ascuns, care rmne definitiv fr un tratament ulterior decofrrii, la elementele structurale de infrastructur (fundaii, subsoluri, canale tehnice, garaje) pentru care apariia unor abateri de natur geometric sau estetic nu deranjeaz funcional. Suprafeele aparente decofrate ale betonului se ncadreaz n trei clase de calitate [1], [2] [4], [8], [10], [11], [31], [32]: A suprafee decorative, cu un grad de finisare sporit, care se realizeaz n special prin prefabricare i care nu se mai prelucreaz dup decofrare; B suprafee brute, lise, realizabile prin prefabricare sau n antier, care necesit doar un strat milimetric de protecie 27

ulterioar decofrrii, prin chituire, sau care se prelucreaz dup decofrare (la termene bine stabilite) pentru a deveni suprafee decorative; C suprafee brute, obinuite, realizate n antier, care necesit acoperire cu un strat protector tradiional (tencuial) sau care rmn neacoperite dac suprafeele snt ascunse sau cerinele funcionale ale structurii nu impun acoperirea suprafeei dup decofrare. 2.1 Tolerane la executarea structurilor din beton monolit [4], [6], [10], [11], [31], [32] 2.1.1 Tolerane de ordin geometric 2.1.1.1 Planeitatea sau exactitatea formei a. Planeitatea de ansamblu Sgeata maxim max (pozitiv sau negativ), fa de rigla de control cu lungimea L 200 cm, msurat pe direcia dimensiunii maxime a suprafeei verticale sau orizontale S (fig.2.1) trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii:

clasa A: max 0,4%, respectiv 0,8 cm pentru L = 200 cm; clasa B: max 0,6%, respectiv 1,2 cm pentru L = 200 cm; clasa C: max 1,0%, respectiv 2,0 cm pentru L = 200 cm. Fig. 2.1 Planeitatea de ansamblu a suprafeei decofrate a betonului 28

b. Planeitatea local Sgeata maxim max (pozitiv sau negativ), fa de rigla de control cu lungimea L = 20 cm, msurat pe orice direcie a suprafeei verticale sau orizontale S (fig.2.2) trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii: clasa A: max respectiv 3,0 mm; clasa B: max respectiv 6,0 mm; clasa C: max respectiv 10,0 mm. 1,5%, 3,0%, 5,0%,

Fig. 2.2 Planeitatea local a suprafeei decofrate a betonului 2.1.1.2 Denivelri (defecte de aliniere) Denivelarea d de execuie (fig. 2.3) poate fi cauzat de: deformaia cofrajului la rostul dintre suprafeele cofrante simple sau la rostul dintre panourile de cofraj, n timpul betonrii; greeli de control a alinierii dintre dou elemente prefabricate succesive. Denivelarea d trebuie s nu depeasc denivelarea admis: clasa A: d 2,0 mm; clasa B: d 6,0 mm; clasa C: d 10,0 mm. Fig. 2.3 Denivelarea de execuie a suprafeei decofrate a betonului 29

2.1.1.3 Liniaritatea (neuniformitatea muchiilor) a. Muchii curente la elemente din beton monolit Abaterea maxim de la verticalitate a stlpilor (sau diferenele la deschideri ntre elementele verticale) , pe nlimea curent a unui etaj, L 3,00 m, trebuie s fie inferioare abaterii (sgeii) admisibile, astfel: clasa A: L/500, dar nu mai mare de 10 mm; clasele B i C: L/300, dar nu mai mare de 15 mm. b. Muchii care delimiteaz rosturile dintre panourile prefabricate din beton Tolerana = 1 + 2 (fig. 2.4), unde este limea teoretic a rostului, are urmtoarele valori:

clasa A: 6,0 mm (0,3); clasa B: 8,0 mm (0,5); clasa C: 12,0 mm (0,7 1,0).

Fig. 2.4 Neuniformitatea muchiilor care delimiteaz rosturile dintre elementele prefabricate din beton Tolerana maxim este cea mai mic dintre cele dou valori (n mm sau ca raport din valoarea ). 30

2.1.2 Tolerane de ordin estetic 2.1.2.1 Defecte locale (segregri, aglomerri de pietri, aglomerri cu bule grosiere de aer) Suprafaa maxim a unui defect local S, n cm2 (fig. 2.5) nu trebuie s depeasc valorile[11], [31]:

clasa A: S 3L m; clasa B: S 4L m; clasa C: S 5L m.

Fig. 2.5 Defecte locale ale suprafeei decofrate a betonului 2.1.2.2 Defecte de ansamblu (aglomerare cu bule de aer i variaie a nuanei) [1], [2], [4], [31], [32] Suprafaa maxim S ocupat de aglomerarea cu bule de aer trebuie s satisfac urmtoarele condiii: clasa A: S 3,0 cm2; clasa B: S 3,0 cm2; clasa C: S nelimitat. Adncimea maxim P a aglomerrii cu bule de aer trebuie s satisfac urmtoarele condiii: clasa A: P 5,0 mm; clasa B: P 5,0 mm; clasa C: P nelimitat.

31

ntinderea suprafeelor maxime ocupate de aglomerarea cu bule de aer pe unitatea de suprafa a betonului Sa/Us trebuie s satisfac urmtoarele condiii: clasa A: Sa/Us 10 %; clasa B: Sa/Us 25%; clasa C: Sa/Us nelimitat. 2.2 Defecte ale suprafeei decofrate a betonului, datorate suprafeei cofrante; msuri de corectare [4], [31], [32] 2.2.1 Segregarea local a. Principala cauz a producerii segregrii locale o reprezint neetaneitatea suprafeei cofrante (fig. 2.6). Prezena rosturilor n suprafaa cofrant permite (prin fenomenul de drenaj) pastei de ciment i apoi apei din beton, s se scurg i s lase la suprafaa betonului nisipul i/sau pietriul aparente, splate.

Fig. 2.6 Segregarea local a betonului datorat neetaneitii suprafeei cofrante Pentru a prentmpina apariia acestui defect, suprafaa cofrant trebuie etanat n cmp i la coluri. Astfel, astereala continu din scnduri se poate asambla n lamb i uluc sau cu fal, n jumtate de seciune (fig. 2.7a). n cazul plinului cofrajului din panouri metalice, rosturile A dintre panouri se etaneaz cu benzi elastice sau cu chituri plastice B, (fig. 2.7b).

32

Fig. 2.7 Etanarea n cmp a suprafeei cofrante simple Acoperirea rosturilor (fig. 2.8) cu profile liniare A, avnd seciuni semicirculare, trapezoidale, triunghiulare etc. reprezint o soluie de etanare a rosturilor dintre panourile cu plinul B din placaj rezistent la umiditate; de asemenea, profilele n relief reduc dificultile relurii betonrii i pot constitui, n acelai timp, un model decorativ pentru betoanele aparente.

Fig. 2.8 Etanarea n cmp a suprafeei cofrante continue La coluri, continuitatea suprafeei cofrante (fig. 2.9) se realizeaz prin ndoire (n cazul foilor din metal), prin turnare (n cazul foilor din PAS), prin lipire i prindere n uruburi (n cazul plinului din lemn) dac unghiul este rigid, sau prin etanarea rostului cu benzi elastice, n cazul unei mbinri articulate sau demontabile (fig. 2.9 b). 33

Fig. 2.9 Etanarea suprafeei cofrante la coluria. coluri cu unghi rigid; b. col cu mbinare articulat.

b. O alt cauz a producerii segregrii locale o reprezint nerespectarea (depirea) toleranelor privind etaneitatea suprafeei cofrante (fig. 2. 10).

Fig. 2.10 Neetaneitatea suprafeei cofrante datorat depirii toleranelor la mbinrile din cmp i de la coluri Abaterile de la etaneitate n cmp i la muchia colurilor interioare ale suprafeei cofrante trebuie s se nscrie n limita urmtoarelor valori [4]: clasa A: e 1,0 mm; clasa B: e 1,5 mm; clasa C: e 2,5 mm. 2.2.2 Desprinderea suprafeei superficiale a betonului la decofrare a. Aderena de natur fizic a betonului la suprafaa 34

cofrant (mai mult sau mai puin rugoas) este o cauz important a smulgerii suprafeei superficiale a betonului la decofrare Forele de aderen care apar datorit fluiditii pastei de ciment formate la suprafaa de contact cofraj beton genereaz fie un contact ferm cu neregularitile suprafeei cofrante (fig. 2.11), fie o ptrundere a pastei de ciment n suprafaa cofrant, cnd aceasta este absorbant. Utilizarea unei suprafee cofrante lise n alctuirea cofrajului atenueaz forele de aderen, dar favorizeaz apariia forelor capilare la suprafaa de contact cu betonul. Principala modalitate de a diminua aderena de natur fizic este utilizarea substanelor decofrante.

Fig. 2.11 Aderena de natur fizic a betonului la suprafaa cofrantA suprafa cofrant; B beton turnat; C suprafa de contact beton cofraj.

Printre cele mai importante funcii ale substanelor decofrante se pot meniona: diminuarea forelor de aderen la contactul beton cofraj; impermeabilizarea suprafeei cofrante (mai ales a asterealei din lemn); protecia suprafeei cofrante pentru reutilizarea extensiv a cofrajului. n general, substanele decofrante utilizate trebuie s fie corespunztoare materialului care alctuiete suprafaa cofrant: apa este substana decofrant cea mai recomandat pentru saturarea suprafeei cofrante din lemn, dar interzis n cazul suprafeelor cofrante din alte materiale; uleiurile minerale cu aditivi tensoactivi n cantitate bine determinat reprezint substana decofrant cel mai des utilizat pentru o gam larg de materiale care alctuiesc suprafaa 35

cofrant; emulsiile de ap n uleiuri snt folosite cu rezultate satisfctoare, pe cnd emulsiile de uleiuri solubile n ap pot produce finarea suprafeei betonului; produsele pe baz de cear (ceara lichid i parafina antiderapant) snt cele mai recomandate pentru suprafeele cofrante din materiale plastice sau pentru protecia cofrajelor metalice care vor fi supuse la tratamente termice; produsele pe baz de rini sintetice sau vopselele se pot utiliza i ca substane decofrante n cazul suprafeelor cofrante din lemn sau lemn mbuntit. b. Aderena chimic a betonului la suprafaa cofrant este un fenomen care se poate produce (n general concomitent cu aderena de natur fizic) n urmtoarele condiii: suprafa cofrant metalic puin oxidat i beton preparat cu ciment compozit, care conine oxid de calciu liber. Prin asocierea oxidului feric cu oxidul de calciu rezult feritul de calciu, care produce aderena chimic la interfa (fig. 2.12).

Fig. 2.12 Aderena chimic a betonului la suprafaa cofrantA suprafa cofrant metalic puin oxidat; B beton preparat cu ciment compozit; C suprafaa de contact beton cofraj, cu aderen chimic.

Combaterea aderenei chimice se poate face cu ageni chimici de decofrare, de tipul aditivilor tensoactivi cu rol de ntrzietori de priz [32], [33] sau substane biologice [22], care rup legtura de la interfaa beton cofraj pe cale chimic i nu acioneaz n profunzimea betonului.

36

Principalele avantaje ale utilizrii agenilor chimici de decofrare, prin comparaie cu substanele decofrante pe baz de emulsii parafinoase sau de uleiuri minerale, snt: Aderena sporit a agenilor chimici de decofrare pe suprafeele lise ale cofrajului, datorat uscrii rapide (snt substane sicative cu timp de uscare de aproximativ 15 minute); prelungirea duratei de via a cofrajelor cu suprafaa cofrant din lemn sau din placaj rezistent la umiditate (prin protecia contra putrezirii i a apariiei mucegaiului); ncetinirea sau chiar stoparea procesului de coroziune a suprafeelor cofrante metalice; ntreinerea mai uoar a cofrajelor; nepoluarea mediului. 2.2.3 Aglomerarea bulelor de aer la suprafaa decofrat a betonului (beicarea) a. Una din cauzele apariiei acestui fenomen o reprezint subirimea suprafeei cofrante i rigiditatea insuficient a structurii de rezisten a cofrajului. n timpul compactrii betonului, suprafaa cofrant subire vibreaz mpreun cu betonul i nu permite bulelor de aer lipite de ea s se desprind. Desprinderea bulelor de aer are loc doar acolo unde suprafaa cofrant este prins solidar de osatura cofrajului. Fenomenul de aglomerare a bulelor de aer la suprafaa decofrat a betonului este mai pregnant n cazul suprafeelor cofrante subiri din metal sau din placaj rezistent la umiditate pe o structur de rezisten insuficient de rigid. Diminuarea acestui fenomen, n cazul utilizrii cofrajelor uoare, poate fi realizat dac se compacteaz simultan betonul, prin vibrare interioar i exterioar, cu frecvene ridicate [4]. n general, cofrajele cu suprafaa cofrant din metal, din astereal de lemn, din placaj rezistent la umiditate sau din mase plastice rigide, bine rigidizat de susinerile primare, nu produc dact o aglomerare a bulelor de aer puin vizibil la suprafaa decofrat a betonului. b. O alt cauz a apariiei fenomenului de aglomerare a bulelor de aer la interfaa beton cofraj o reprezint starea suprafeei lise (netede) a suprafeei cofrante. O suprafa cofrant neted i lucioas (fig. 2.13) favorizea37

z fixarea bulelor de aer pe plinul cofrajului i accentueaz, prin capilaritate, fenomenul de ascensiune a aglomerrilor de bule mici de aer care, neputnd ajunge la suprafaa liber a betonului, se mresc la suprafaa superficial a betonului n contact cu cofrajul.

Fig. 2.13 Aglomerarea bulelor de aer la interfaa beton cofraj

De asemenea, suprafaa cofrant neted i lucioas produce fenomenul de faianare a suprafeei superficiale decofrate a betonului. Luciul suprafeei cofrante determin prin capilaritate, la contactul cu betonul, formarea unei paste de ciment i nu un strat continuu de mortar. Principala modalitate de a combate acest fenomen este de se a utiliza suprafee cofrante rugoase sau uor granulare, care s mpiedice aderena bulelor de aer i s favorizeze distribuia n strat continuu a mortarului de ciment ntre suprafaa cofrant i bulele de aer (fig. 2.14).

Fig. 2.14 Distribuia n strat continuu a mortarului de ciment la suprafaa cofrant rugoas sau granular

38

Astfel, tabla metalic laminat reprezint o suprafa cofrant uor rugoas care nu produce aglomerare de bule de aer n condiiile unor multiple reutilizri; pentru un numr limitat de reutilizri, se poate utiliza ca suprafa cofrant uor rugoas tabla metalic lis sablat. Dac suprafaa cofrant este din tabl metalic lis, utilizarea unei substane decofrante uor acide poate atenua fenomenul de aglomerare a bulelor de aer la suprafaa betonului, prin inhibarea procesului de formare a bulelor de aer. Suprafeele cofrante din lemn natural brut, din placaj rezistent la umiditate sau din lemn aglomerat, netratate la suprafa, previn aglomerarea bulelor de aer la interfaa beton cofraj. Aplicarea pe suprafeele cofrante din materiale plastice rigide sau din poliesteri armai a unor substane decofrante specifice lor (de ex. parafina) mrete coeficientul de aderen, micoreaz posibilitatea de fixare a bulelor de aer prin capilaritate i de apariie a fenomenului de faianare. n urma unor cercetri recente [22], se propune ca soluie de prentmpinare a fenomenului de apariie i aglomerare a bulelor de aer la suprafaa superficial a betonului decofrat, inclusiv a fenomenului de faianare, utilizarea unor esturi aplicate direct pe suprafaa cofrant, dac exigenele privind calitatea suprafeei aparente decofrate a betonului o permit. c. Impermeabilitatea suprafeei cofrante constituie nc o cauz a aglomerrii bulelor de aer la interfaa beton cofraj. Cu toat presiunea betonului asupra suprafeei cofrante, bulele de aer nu pot migra n masa betonului i se aglomereaz la suprafaa cofrat. (fig. 2.15). Utilizarea unor materiale absorbante pentru plinul cofrajului, protejate cu substane decofrante care nu impermeabilizeaz suprafaa cofrant, constituie principalul mijloc de diminuare a aglomerrii bulelor de aer i de apariie a fenomenului de faianare. Dar, pentru realizarea unei suprafee decofrate aparente a betonului cu o tent ct mai uniform, este necesar utilizarea unei suprafee cofrante etane. Alegerea tipului de suprafa cofrant (absorbant sau etan) se poate face dup exigena dominant pentru suprafaa decofrat aparent a betonului (absena bulelor de aer sau tent uniform).

39

Fig. 2.15 Aglomerarea bulelor de aer la suprafaa cofrant impermeabil Cum tendina actual este de a se realiza suprafee cofrante ct mai etane, diminuarea fenomenelor de beicare i de faianare trebuie realizat prin alte metode (utilizarea substanelor decofrante potrivite sau a esturilor aplicate pe suprafaa cofrant n contact cu betonul, tratarea corspunztoare a suprafeei cofrante). 2.2.4 Neuniformitatea nuanei suprafeei decofrate a betonului a. Puterea absorbant a suprafeei cofrante este principala cauz a variaiei nuanei betonului. n betonul proaspt turnat ntr-un cofraj vertical cu plinul din lemn (suprafa absorbant), migraia apei este proporional cu presiunea hidrostatic; pierderea apei din beton este mai mare n zona de la baza cofrajului (fig. 2.16a).

Fig. 2.16 Migraia apei din beton i antrenarea particulelor fine n suprafaa cofrant absorbant

40

Migraia apei din beton antreneaz cele mai fine particule de ciment (cu diametrul pn la 20 m) care ptrund n suprafaa cofrant absorbant (fig. 2.16b). Suprafaa superficial a betonului va cuprinde, prin selecie, particulele grosiere (cu diametrul pn la 100 m), care, mpreun cu porii structurali vor crea corpul negru, absorbant al luminii (fig. 2.17). Datorit acestui fapt, suprafaa superficial a betonului va deveni mai ntunecat n zona de la baza cofrajului.

Fig. 2.17 Formarea corpului negru, absorbant de lumin, datorit suprafeei cofrante absorbante

Pentru a prentmpina acest fenomen, suprafaa absorbant din lemn a cofrajului trebuie impermeabilizat prin saturarea cu ap sau prin aplicarea unor soluii de decofrare corespunztoare: uleiuri cu cear lichid, vopsele, rini. n cazul betonului turnat ntr-un cofraj vertical cu suprafaa cofrant lis, din metal, material plastic sau placaj rezistent la umiditate tratat la suprafa (bachelitizat), fenomenul de variaie a nuanei betonului se poate datora apariiei aureolelor i marmorajului [32], [34], care favorizeaz segregarea sau decantarea pastei de ciment, dup depirea timpului de revibrare a betonului. Pentru a se diminua fenomenul de mai sus, betonul trebuie s fie de calitate deosebit, calitate determinat de stabilitatea pastei de ciment i de omogenitatea mortarului fin. Aceast calitate se obine printr-o proiectare corespunztoare a compoziiei betonului, prin dozarea precis i prin amestecarea mecanizat a componenilor betonului. b. Aplicarea necorespunztoare a substanelor de decofrare Pentru a elimina aceast cauz care conduce la neuniformi41

tatea culorii suprafeei decofrate a betonului (mai bine spus, a diminua efectele cauzate de aplicarea necorespunztoare a substanelor de decofrare), trebuie respectate cu strictee regulile tehnologice de utilizare a produselor de decofrare: pe suprafeele lise (metal, mase plastice sau placaj rezistent la umiditate tratat la suprafa cu bachelit sau cu materiale plastice), nu se aplic uleiuri sau emulsii uleioase, care nu ader la suprafaa cofrant i se pot prelinge pe suprafaa cofrant, spre baza cofrajului vertical; pe suprafeele lise (metal, mase plastice sau placaj rezistent la umiditate tratat la suprafa cu bachelit sau cu materiale plastice), se vor aplica substane decofrante de tip agent chimic de decofrare, care au avantajul c snt sicative uscare n aproximativ 15 minute, nainte de a se aglomera pe suprafaa cofrant i nu ptrund n beton; aplicarea ct mai uniform a substanelor decofrante, n pelicule ct mai subiri posibil. c. Suprafee cofrante necorespunztoare sau murdare Suprafeele cofrante metalice pot fi serios oxidate, suprafeele cofrante din lemn pot avea deeuri vegetale, cuie, aglomerri de substane adezive, iar suprafeele cofrante din materiale plastice pot prezenta aglomerri de rini. Remediul de baz const din controlul strii de curenie i de conformare a suprafeei cofrante pe parcursul procesului tehnologic: la montarea cofrajului, la montarea armturii, pe timpul betonrii. La tratarea suprafeei cofrante trebuie respectate procedeele de curare i de ntreinere prevzute de productorul cofrajului. 2.2.5 Neregulariti ale reliefului suprafeei cofrante din lemn (care s dea aspect estetic suprafeei decofrate a betonului) a. Utilizarea unui lemn dur pentru suprafaa cofrant Pentru a se realiza suprafee cofrante care s produc suprafee decofrante estetice, trebuie utilizat lemn de esen moale (plop, tei, brad) prelucrat n mod corespunztor. 42

b. Tratarea necorespunztoare a suprafeei cofrante Prelucrarea corespunztoare a suprafeei cofrante din lemn pentru efecte estetice deosebite const din sablarea plinului din esene moi pn la curarea corect i complet a prii moi, pentru ca partea mai dens a lemnului (fibrele) s rmn n relief. Mai simplu, se poate imita o suprafa cofrant sablat din lemn moale prin aplicarea i lipirea pe suprafaa cofrant brut a unei folii matri din cauciuc sau din material sintetic cu negativ n relief corespunztor. 2.3 Concluzii generale Alegerea i tratarea suprafeei cofrante a unui cofraj nu reprezint dect un element al problematicii generale generate de realizarea unui beton aparent, estetic, direct la decofrare. Pe lng aceasta, trebuie avute n vedere i calitatea betonului (compoziie i preparare), procedeele de transport, procedeele de turnare i de compactare a betonului, precum i poziia n spaiu a suprafeei cofrante. Realizarea unei suprafee cofrante din care s rezulte suprafee decofrate ale betonului de clase B i C pare o problem mult mai simpl. Alegerea materialului pentru suprafaa cofrant depinde de gradul de reutilizare preconizat pentru cofraj. Astfel, prin simpla alturare a scndurilor sau prin asamblarea de foi metalice, se pot obine suprafee decofrate, rugoase, ale betonului, care s asigure o bun aderen a straturilor de protecie aplicate ulterior decofrrii. Studii recente [35] arat c structura suprafeei decofrate a betonului difer semnificativ de structura masei betonului, determinnd o comportare diferit n ceea ce privete procesele de transport cu o influen important asupra durabilitii betonului. Cele trei straturi care compun structura de suprafa a betonului, pornind de la exterior, snt: stratul de ciment (0,1 0,3 mm), stratul de mortar (pn la 5 mm) i stratul de beton (pn la 50 mm). Evoluia principalelor proprieti ale betonului n profunzimea de pn la 5 mm, modificate de influena cofrajului, este prezentat n figura 2.18. 43

Fig. 2.18 Proprietile modificate ale betonului n stratul superficial, datorit influenei cofrajului Se observ c la suprafaa decofrat a betonului, n profunzimea de pn la 2 mm, cele mai deficitare caracteristici snt porozitatea i absorbia de ap, cu efecte nefavorabile asupra durabilitii betonului. Iarna suprafaa betonului astfel obinut nu rezist n mod corespunztor la nghe dezghe repetat i la aciunea srurilor de dezgheare. De aceea, n aceast zon trebuie intervenit pentru creterea compactitii structurale a betonului cruia i s-au impus exigene sporite. Una dintre cele mai moderne metode de intervenie este aceea prin care se micoreaz raportul A/C chiar din timpul betonrii, utilizndu-se esturi drenante din poliester la suprafaa de contact beton cofraj [22], [35]. Metodele de sporire a durabilitii betonului i de realizare a suprafeelor decofrate ale betonului aparente (estetice), care se ncadreaz n procedee tehnologice speciale, vor fi prezentate ntr-o lucrare viitoare. 44

Capitolul 3 Calculul cofrajelor Calculul cofrajelor const n dimensionarea i verificarea plinului cofrajului, a elementelor de susinere primar i secundar i a elementelor de solidarizere-rigidizare, precum i dintr-o serie de verificri ale soluiilor de cofrare adoptate. Principalele etape care se parcurg pentru calculul cofrajelor snt: evaluarea i gruparea ncrcrilor care acioneaz asupra cofrajului pe timpul utilizrii lui, dimensionarea i verificarea elementelor componente ale cofrajului, poziionarea susinerilor cofrajului n conformitate cu rezultatele calculului. Arareori se urmrete prin calcul determinarea dimensiunilor seciunilor elementelor componente ale cofrajului. 3.1 ncrcri pentru dimensionarea i verificarea cofrajelor Cu excepia ncrcrilor datorate vntului, toate celelalte ncrcri care acioneaz asupra cofrajelor, pe durata de utilizare a lor, se manifest dup o direcie normal pe suprafaa cofrant, cu sensul dinspre betonul turnat spre suprafaa cofrant (fig. 3.1).

Fig. 3.1 Direcia i sensul ncrcrilor care acioneaz asupra cofrajelor45

Indiferent de orientarea n spaiu a suprafeei cofrante (orizontal, vertical sau nclinat), ncrcrile care acioneaz asupra acesteia pot fi considerate c snt ncrcri verticale sau ncrcri orizontale; ncrcrile nclinate, datorate n special presiunii betonului proaspt turnat i compactat pe suprafee cofrante nclinate, se descompun n componente orizontale i verticale (fig. 3.1). 3.1.1 ncrcri verticale care acioneaz cofrajelor [dup normativul C140-86] asupra

ncrcrile verticale care acioneaz asupra feelor orizontale de cofraj se compun din greutatea proprie a cofrajului i a betonului armat pe care l susine acesta, precum i din ncrcrile tehnologice care apar n procesul de betonare. Dup normativul C140-1986 [12], Anexa II, pct. A ( n vigoare pentru anul 2005), la calculul cofrajelor i susinerilor acestora se vor lua n considerare urmtoarele valori pentru ncrcrile verticale: a. Greutatea proprie a plinului cofrajelor i a elementelor de susinere primar a cofrajelor, determinat pe baza greutii tehnice a materialelor din care snt alctuite. n cazul utilizrii materialelor lemnoase, greutile tehnice (inclusiv piesele mrunte de prindere: cuie, uruburi etc.) se vor considera cu urmtoarele valori: pentru cherestea n plinul cofrajelor G = 750 kg/m3, pentru cherestea n elemente de susinere, G = 600 kg/m3, pentru placaje n suprafaa cofrant, G = 850 kg/m3. Greutatea proprie a plinului cofrajelor i a susinerilor primare ale acestuia, pentru cofrajele cu fee orizontale curent utilizate n activitatea de construcii civile i industriale, produce o ncrcare uniform distribuit pe suprafa, pa = 20 25 (daN/m2) (3.1)

b. Greutatea betonului proaspt turnat i compactat se va lua n considerare cu urmtoarele valori: beton greu, simplu, nearmat, b = 2400 kg/m3, beton greu, armat, b = 2500 kg/m3, beton uor, bu = 1,10b kg/m3, beton foarte greu, bfg = 1,15b kg/m3 (b este densitatea aparent n stare ntrit a betonului, conform proiectului).46

ncrcarea datorat betonului proaspt turnat i compactat (beton armat) este o ncrcare uniform distribuit pe suprafa i se evalueaz cu relaia: pb = Hbb + a (daN/m2) (3.2)

n care: pb este presiunea exercitat de betonul proaspt i de armtur pe suprafaa orizontal a cofrajului, n daN/m2; Hb - nlimea betonului, n m; b - greutatea volumic a betonului turnat i compactat, n kg/m3; (b b) a - greutatea armturii distribuit pe unitatea de suprafa, n kg/m2; a 100 kg/m2 pentru elemente slab armate, a 150 kg/m2 pentru elemente mediu armate i a 200 kg/m2 pentru elemente puternic armate. c. ncrcarea tehnologic uniform distribuit, provenit din cile de circulaie instalate pe cofraje i din aglomerarea cu oameni are valori difereniate, dup cum urmeaz: pc = 250 daN/m2 pentru plinul cofrajului, pc = 150 daN/m2 pentru elementele orizontale de susinere primar, pc = 100 daN/m2 pentru elementele verticale de susinere secundar (popi, stlpi, eafodaje etc.). d. ncrcarea concentrat, provenit din greutatea muncitorilor care transport ncrcturi sau din greutatea mijloacelor de transport ncrcate cu beton, care acioneaz asupra plinului cofrajului i a elementelor orizontale de susinere primar, se va lua n considerare cu urmtoarele valori: pentru un muncitor care transport o greutate, Pd = 130 daN, pentru transportul betonului cu roaba de 0,060 m3, Pd = 170 daN, (sub roat), pentru transportul betonului cu tomberonul de 0,175 m3, Pd = 280 daN (sub fiecare roat). n cazul altor metode folosite pentru transportul betonului, sarcinile concentrate se vor determina conform situaiei reale a fiecrui caz n parte, fr a avea valori mai mici de 130 daN. Pd 130 daN.47

e. ncrcarea uniform distribuit datorat compactrii betonului prin vibrare, pe = 120 daN/m2 3.1.2 ncrcri orizontale care acioneaz cofrajelor [dup normativul C140-86] asupra

Dup normativul C140-1986, Anexa II, pct. B (n vigoare pentru anul 2005) la calculul cofrajelor i susinerilor acestora se vor lua n considerare urmtoarele valori pentru ncrcrile orizontale: f. ncrcarea orizontal static, pf, provenit din mpingerea lateral a betonului (turnat i apoi compactat prin vibrare) asupra pereilor cofrajelor, care este o ncrcare uniform distribuit pe suprafa i a crei valoare se distribuie pe nlimea cofrajului n funcie de viteza de betonare v (m/h), conform diagramelor din fig. 3.2.

Fig. 3.2 Distribuia mpingerii laterale a betonului pe verticala cofrajului, n funcie de viteza de betonare Viteza de betonare efectiv reprezint raportul dintre nlimea H a elementului din beton turnat i durata de timp, tb, apreciat pentru umplerea cofrajului cu beton pn la nlimea respectiv, H.48

Pentru turnarea continu, fr rosturi de lucru accidentale, trebuie s fie satisfcut condiia: hstr H vt = (3.3) vt min = t 2 t1 tb n care: vtmin este viteza minim de betonare, n m/h; hstr - nlimea stratului de beton turnat ntr-o repriz, n m; t1 - vrsta betonului la terminarea punerii n oper, n ore; t1 ti (ti - timpul de debut al prizei cimentului din beton, n ore); t2 - vrsta betonului la acoperirea unui strat de beton cu alt strat, fr a se nregistra rost accidental de lucru, n ore; t2 tr (tr - timpul de revibrare, tr 2ti , n ore); n calcule, la proiectare, se utilizeaz valorile convenionale ti i tr, care snt n funcie de tipul cimentului utilizat la prepararea betonului i de temperatura mediului din timpul betonrii (tabelul 3.1), [5]. Vrsta t3 este vrsta minim a betonului turnat dup care se poate relua betonarea, cu rost de lucru; t3 tp ( tp este timpul de sfrit al prizei betonului, n ore, cnd betonul nu mai d mpingeri laterale asupra cofrajului). Viteza maxim de betonare se determin n funcie de debitul efectiv (capacitatea de betonare) al utilajului conductor din fluxul complex de betonare de obicei macaraua cu bena de beton, pompa de beton etc. i de suprafaa efectiv n plan orizontal a frontului de lucru, cu relaia: C vt max = b max (3.4) S b min n care: vtmax este viteza maxim de betonare, n m/h; Cbmax capacitatea maxim de betonare, n m3/h; Sbmin suprafaa n plan orizontal a betonului turnat ntr-o repriz, pentru frontul minim de lucru dintre dou rosturi tehnologice, n m2. Condiia care trebuie respectat pentru asigurarea calitii i continuitii betonrii este: vtmin vt vtmax49

(3.5)

Tabelul 3.1 Vrste caracteristice limit ale betonului, din timpul betonriiVrsta betonului ti timp de ncepere a prizei cimentului tr timp maxim de revibrare, dup acoperirea unui strat de beton cu alt strat de beton tp timp de sfrit (terminare) a prizei cimentului Tip ciment a) ciment unitar, tip I SR388, SR 3011 b) ciment compozit, tip IIA, SR 1500; SR 3011 c) ciment compozit, tip IIB, IIIA,IVA SR 1500; SR 3011 a) ciment unitar, tip I SR 388, SR 3011 b) ciment compozit, tip IIA, SR 1500; SR 3011 c) ciment compozit, tip IIB, IIIA,IVA SR 1500; SR 3011 a) ciment unitar, tip I SR388, SR 3011 b) ciment compozit, tip IIA, SR 1500; SR 3011 c) ciment compozit, tip IIB, IIIA,IVA SR 1500; SR 3011 Temperatura mediului (oC) +5 +10 +20 +30 1,50 1,75 2,00 3,00 3,50 1,25 1,50 1,75 2,50 3,00 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 0,75 1,00 1,25 1,50 2,00

4,00 10,00 12,00 16,00

3,50 8,00 10,00 12,00

3,00 6,00 8,00 10,00

2,50 4,00 5,00 6,00

Profunzimea la care se manifest presiunea maxim a betonului se determin cu relaia: hp = 1H (3.6) n care: hp este nlimea (profunzimea) la care se manifest mpingerea lateral maxim a betonului, nlime msurat de la faa superioar a coloanei de beton turnat, n m; 1 termen al relaiei cu valori cuprinse ntre 0,55 i 1,00, n funcie de viteza de betonare, tabelul nr. 3.2; H nlimea coloanei de beton turnat, n m.50

Valoarea mpingerii maxime, care se manifest ca presiune hidrostatic a betonului proaspt la profunzimea hp, se determin cu relaia: (3.7) pfmax = 1234Hb (daN/m2) n care: 2 este un termen al relaiei care ine seama de lucrabilitatea betonului, exprimat prin testul Abrams (tasarea conului, T, n cm), tabelul nr. 3.2; 3 termen al relaiei care ine seama de dimensiunea minim (n cm) a seciunii de beton proaspt turnat, tabelul nr. 3.2; 4 termen al relaiei care ine seama de temperatura (n o C, a) betonului proaspt turnat, tabelul nr. 3.2; Tabelul 3.2 Valori ale termenilor 1, 2, 3 i 4Caracteristica 1 2 3 4 6 8 10 15 (T4/T5, T5) 15 16...54 55 5 6...24 25 1 0,55 0,65 0,75 0,85 0,90 0,95 1,00 2 3 4

Viteza de betonare (m/h)

Lucrabilitatea betonului, tasare Ti (cm) Dimensiunea minim a seciunii (cm) Temperatura betonului proaspt (oC)

0,85 0,95 1,00 1,05 1,10 0,90 0,95 1,00 1,00 0,95 0,90

H nlimea coloanei de beton turnat, n m; b masa volumic (densitatea aparent) a betonului turnat i compactat; b = 2400 kg/m3, valoare medie.51

mpingerea lateral a betonului la partea inferioar a cofrajului, pinf, se determin cu relaia: pinf = pfmax n care are valorile din tabelul nr. 3.3. Tabelul 3.3 Valori ale termenului n funcie de viteza de betonareViteza de betonare (m/h) 1 0,00 2 0,25 3 0,45 4 0,70 6 0,80 8 0,90 10 1,00

(3.8)

g. ncrcarea orizontal dinamic pe pereii cofrajului, provenit din ocurile care se produc la descrcarea betonului n cofraj, pg. Valoarea acestei ncrcri se va considera astfel: - pentru o capacitate (q) a mijlocului de transport din care se descarc betonul n (pe) cofraj de: q < 0,2 m3. . . . . . . . . . . . 200 daN/m2; q = 0,2...0,7 m3. . . . . . . .400 daN/m2; q > 0,7 m3. . . . . . . . . . . . 600 daN/m2; - pentru turnarea cu jgheaburi i plnii. . . . 200 daN/m2; - pentru turnarea cu pompa. . . . . . . . . . . . .600 daN/m2. h. ncrcarea datorat vntului, ph. De aceast ncrcare (STAS 10101/20 90) se va ine seama numai la calculul susinerilor cofrajelor (cintre, eafodaje etc.) mai nalte de 6,0 m. 3.1.3 Gruparea ncrcrilor Combinaiile de ncrcri trebuie s cuprind acele ncrcri care pot aciona concomitent, n acelai sens defavorabil plinului cofrajului. Pentru calculul de rezisten a cofrajelor se va lua n considerare combinaia ncrcrilor totale care pot face posibil ruperea cofrajului (ncrcrile permanente i ncrcrile temporare). Pentru calculul de rigiditate (deformabilitate) a cofrajelor se va lua n considerare combinaia ncrcrilor permanente care produc deformaiile remanente ale cofrajului. Tabelul nr. 3.4 reproduce recomandrile normativului C140 - 1986,52

referitoare la combinarea ncrcrilor care acioneaz asupra cofrajelor. Tabelul 3.4 Gruparea ncrcrilor care acioneaz asupra cofrajelor [12]Nr. crt. 1 2 3 Denumirea elementelor Cofrajul plcilor sau bolilor i al elementelor orizontale de susinere a acestora (grinzi) Elemente de susinere verticale ale cofrajelor (popi, eafodaje etc.) Cofrajele stlpilor cu laturi de maximum 30 cm i cofrajele pereilor cu grosime de maximum 10 cm Cofrajele stlpilor cu laturi mai mari 30 cm i cofrajele pereilor cu grosime mai mare de10 cm; cofrajele elementelor masive Prile laterale ale cofrajelor grinzilor sau arcelor Fundurile cofrajelor la grinzi sau arce Cintre sau eafodaje cu nlimea de maximum 6 m Cintre sau eafodaje cu nlimea mai mare de 6 m ncrcri luate n considerare* pentru: calculul de calculul de rezisten rigiditate a+b+c+ (d)+(e) a+b+c a+b a+b

f+g

f

4

f f a+b+e a+b+c(e) a+b+c(e)+h

f f a+b a+b a+b

5 6 7 8

* n cazurile n care compactarea betonului se face prin vibrare, se va avea n vedere i ncrcarea vertical prevzut la litera e, dar numai pentru calculul elementelor de cofraj asupra crora nu acioneaz i ncrcarea de la litera c (de ex. fundurile grinzilor principale sau secundare ale unui planeu). Luarea n considerare a ncrcrilor de la literele c i d, ca acionnd concomitent, se va face n funcie de condiiile concrete de lucru. ncrcarea suplimentar orizontal asupra pereilor cofrajelor, provocat de compactarea prin vibrare a betonului, este inclus n valorile indicate la litera f.53

3.1.4 Presiunea lateral a betonului proaspt asupra cofrajelor 3.1.4.1 Parametri de influen Determinarea valorii presiunii maxime a betonului proaspt turnat asupra feelor verticale de cofraj i distribuia presiunii pe verticala feei cofrajului reprezint nc probleme incomplet rezolvate, cu toate cercetrile ntreprinse de specialitii n domeniu. n prezent nu exist o regul general, unic, privind determinarea (evaluarea) presiunii betonului asupra cofrajelor verticale. Mrimea presiunii laterale a betonului proaspt turnat i compactat este direct influenat de gradul de lichefiere a betonului sub aciunea vibraiilor, la compactare. Lichefierea betonului proaspt este produs, la compactarea mecanic, de vibraiile care pun n micare granulele de agregat n pasta de beton cu aspect de lichid vscos. Valoarea maxim a presiunii laterale la o adncime hstr, pn la care betonul este, teoretic, lichefiat prin vibrare, corespunde presiunii hidrostatice exercitate de un lichid de densitate b i coeziune nul, phmax = hstrb (fig. 3.3).

Fig. 3.3 mpingerea lateral a betonului presiune hidrostatic

54

Se poate afirma c presiunea lateral la adncimea hstr, pn la care betonul este complet lichefiat prin vibrare, este chiar superioar presiunii hidrostatice, deoarece micarea granulelor de agregate din pasta de beton proaspt, la vibrare, genereaz o presiune dinamic. n realitate nu se poate vorbi de o lichefiere total a betonului la compactarea prin vibrare, ci de o stare cvasilichid a pastei, cu un rest de coeziune, care micoreaz valoarea presiunii laterale a betonului la mrimea presiunii hidrostatice [4]. Snt mai multe situaii n care mpingerea lateral a betonului se manifest ca presiune hidrostatic pe toat nlimea coloanei de beton. nlimea coloanei de beton turnat, volumul total de beton turnat i procedeul de compactare mecanic a betonului constituie factorii principali care mpreun sau individual pot (sau nu pot) menine ipoteza presiunii hidrostatice, pe toat nlimea cofrajului, la calculul presiunii maxime a betonului asupra cofrajului vertical. n cazul unui cofraj de mic nlime, comparabil cu nlimea unui strat de beton turnat ntr-o repriz; turnarea betonului este urmat de compactarea prin vibrare pe ntreaga nlime, iar mpingerea lateral maxim se va manifesta ca presiune hidrostatic la baza cofrajului (este cazul cofrajelor pentr