SUBIECTE REZOLVATE - MATERIALE DE CONSTRUCTII CCIA. I.Robu. Anul 1. Semestrul 2.

www.constructiiforum.ro | www.facebook.com/constructiiforum

1) Relatii de definitie si calcul pentru porozitate, compactitate si indice de goluri.Compactitatea reprezinta gradul de umplere al volumului materialului cu substanta solida. Este raportul dintre Volumul absolut si Volumul total.C = Vabs/V = (V – v)/V

Porozitatea caracterizeaza gradul de neumplere al volumului unui material cu substanta solida. Este raportul dintre volumul de pori si goluri si volumul total.P = v/V

Din C = (V-v)/v = 1 – v/V = 1-P => C + P = 100% ( c si p sunt marimi complementare).

Indicele de goluri este raportul dintre volumul de pori si goluri si volumul absolut.Ig = v/(V-v) => Ig = P/C

2) Umiditate si capacitate de absorbtieContinutul de apa dintr-un materiale se def prin umiditatea acestuia (absorbita sau relativa).

Umiditatea Abs, Ua = (mumed- muscat) / muscat * 100 | => Ua > Ur Av /Am=ρa

Umiditatea Rel, Ur = (mumed- muscat) / mumed * 100 | Detereminarea consta in incalzirea mat. la 105'C pana la masa constanta.

Capacitatea de absorbtie a apei in materiale este definita prin cantitatea max de apa ce poate fi absorbita de un material.Am (in functie de masa) = (msaturat- muscat) * 100 / muscat

AV (in functie de volum) = (msaturat - muscat) * 100 / V

Absorbtia de apa se poate determina prin inversare in apa: prin fierbere, sub vid, sub presiune si variaza in limite largi, de la 0.5% pt granit pana la 100% pt materialele poroase hidrofile.Influenta apei asupra prop.mecanice se exprima prin coeficientul de inmuiere: η = fcsaturat / fcuscat > 0.80 (fc = rezistenta la compresiune)

3) Capilaritate si Permeabilitate

Capilaritatea: -proprietatea unor material poroase, hidrofile de a absorbi apa prin suctiune capilara;

-este favorizata de porii fini;-cantitativ se exprima prin coeficientul de absorbtieprin capilariate;

c=Q/ρ√T-apare in constructii datorita neizolarii fundatiei;-explica aparitia igrasiei;

Permeabilitatea:-proprietatea unor materiale de a fi traversate de un fluid sub o

diferenta de presiune;-pt materialele de constructii se studiaza permeabilitatea la apa, gaze;-la apa se exprima prin coef de filtratie al lui DarcyK=Q*h/S*Δp*t (cm/s) Q-debit de lichid, h-grosimea probei, S-suprafata

Δp-dif de presIn betonul de ciment cel mai impermeabil component este gelul tabermolitic de hidrosilicati (k=10-14cm/s), in betoane hidrotehnice k=10-10cm/s

Permeabilitatea la apa se poate exprima si prin gradul de impermeabilitatea) Pn: P4 P8 P12 n- pres max a apei la care rezista proba fara a fi

traversata de apab) Pn

x: P410; P8

10;P1210 x- adancimea max de infiltratie permisa pt pres

data “n”\

Conform normelor UE permeabilitatea la apa a betonului se exprima prin adancimea de infiltrare a appei dupa 3 zile la 5 atm.Permeabilitatea este favorizata de porii mari.

4) Rezistenta la gelivitate si la inghet-dezghet

Gelivitatea - proprietatea materialelor de a fi distruse prin ciclul de inghet-dezghet

- materialele care nu rezista la ciclu de inghet-dezghet se numesc geliveRezistenta la gelivitate se determina in laborator si se refera la comportarea materialelor in conditii de exploatare

Un ciclu de gelivitate presupune mentinerea probelor 4h in camera frigorifice la -17o,-20oC urmate de conservarea in apa la 20oCRezistenta la gelivitate se determina prin gradele de gelivitate notate:G50

G100 G150

Gradele de gelivitate reprezinta nr max de cicluri i-d la care rezista probele.a) Δfc/fc *100 ≤25% Δfc= Fc mortar-fc gelivitate

Edin=V2L3a(1+νd)(1-2νd)/(1-νd)b) ΔEdin /Edin *100 ≤15% ΔEdin=Emortar-Edin gelivitate ν= coef lui Poisson

dynamic ≈0.22Prin ciclul de inghet-dezghet sa amplifica sistemul de microfisuri si fisuri cu afectarea rezistentelor mecanice.

Rezistenta la inghet-dezghetcaracterizeaza comportarea materialelor la cicluri i-d in conditii de exploatare.In conditiile Romaniei, pt beton, un ciclu de gelivitate dureaza 3-5 ani. Pt masurarea rezistentei la inghet-dezghet a betonului se utilizeaza aditivi antrenori de aer care introduce in masa betonului bule de aer uniform destribuite care actioneaza za rezerve de descarcare a tensiunii externe datorate inghetarii apei.

5) Rezistente mecanice la solicitari staticea) rezistenta la compresiune fc = Fmax/A (daN/cm3)-este specifica materialelor care lucreza la compresiune-depinde in functie de forma si dimensiunea epruvetei

fcilindru = 0.80(pt acelasi A) fc10 > fc15 > fc20 > fc30

Pt betoane rezistenete la compresiune se apreciaza pe cuburi sau cilindrii, iar dozele de beton sa noteaza Cfc cilindru/fck cub

C4/5…….C50/60……..C100/115 cubul are l=15cm, cilindrul are d=15cm, h=30 cm

b)rezistenta la intindere ft= Fmax/A-este caracteristica materialelor ductile si a materialelor fragile;-se poate determina prin:

Metoda directa:

Metoda indirecta:Rezistenta la tractiune prin incovoiere

Rezistenta la tractiune prin despicare fd=2F/πA-pe cilindru(metoda braziliana) A=D*h

- pe cub (metoda suedeza) A=l2

-pe cub(metoda ruseasca) A=l2

Rezistenta la intindere a otelurilor conform UE se exprima prin schema:

Ruperea materialelor fragile se realizeaza tot prin efort de intindere.Rezistenta de intindere a betonului este cea mai mica rezistenta a lui. Prezinta principalul dezavantaj ft beton=(1/6 1/20)*fc

c) Rezistenta la incovoiere, finc

-specifica materialelor fragile-se determina pe apruvete prismatice

a.

b.

In Romania

Rezistenta la forfecare

c) Rezistenta la rasucire – prin aplicarea fortei de rasucire pana la ruperea eproveteid) Rezistenta la despicare – se determina pt lemn

fd = F/A

6) rezistente mecanice la solicitari dinamice-forta intergala se aplica brusc, prin soc. Vinc

>> 100 N/(mm*s)La solicitari dinamice se obtina) rezistenta la compresiune prin soc cu dispozitivul Foppefc soc=W/V (daJ/cm3)

b) rezistenta la incovoiere prin soc (k-rezilienta) cu dispozitivul Chorpyla metale sau Dynstodt la polimeri.specifica metalelor si polimerilor kCU(V)=W/S (daJ/cm3)

c) rezistenta la intindere prin soc

Determinarea de rezilienta prezinta important apt comportarea otelurilor la temp negative

Otelurile la care k(rezilienta) nu scade cu temperaturase num criogeneKfonta=0 kFe=30(daN/m)/cm2 koteluri=5-15(daN/m)cm2

Rezistentele mecanice la solicitari variabile caracterizeaza rezistenta la oboseala a materialelorSe exprima prin curbe de tip Wohler

7)Metode de incercare nedistructiva a materialelorMetodele nedistructive sunt metode ce determina caract. materialelor fara a recurge la distrugerea acestora.Avantaje:1)Se pot utiliza direct pe constructie2)Pe acelasi material se pot det mai multe caracteristici3)Incercarile pot fi repetate in mai multe puncte ale materialelor4)Sunt rapide si economice

Dupa natura lor metodele nedistructive se clasifica in :1)Metode mecanice de suprafata , care coreleaza rezistenta la compresiune cu duritatea superficiala(precizie ± 30%):a)Metoda amprenteib)Metoda Reculului2)Metode acustice-utilizeaza ultrasunete (vibratii elastice cu frecventa= 20 KHz)Se utilizeaza in 2 variante:a)Metoda cu impuls ultrasonicb)Metoda de rezonanta3)Metode atomice-utilizeaza raze X, raze gama, si neutroni rapizi4)Metode electrice si electromagnetice se utilizeaza pentru determinarea umiditatii materialelor cu umidometru5)Metode combinate-utilizeaza doua sau mai multe metode nedistrcutive cu valorificarea avantajului.

8)Roci magmatice, roci metamorficeRoci magmatice- s-au format prin racirea magmei la diverse nivele ale scoartei cu variatia vitezei de racire.Dupa viteza de raciere, rocile magmatice cuprind:a) Roci de adancime(rezultate prin racirea lenta a magmei). Ele cuprind: -granitul ( ρ≈3000kg/m3, fc≈350MPa )-gronodiorit-gabronSunt caracteristice prin compactitate mare structura cristalina

Categorii de roci- Roci filoniene (porfilice) - s-au format prin crapaturi ale scoartei- Roci de suprafata (efasive) – rezultate prin racirea rapida a magmei

-au structura cristalino-vitroasa si compactitate ridicataΡbazalt= 3300 kg/m3 fc= 500 MPa

b) Roci cu structura integral vitroasa prin racier rapida in atmosfera in prezenta vaporilor de aer. Ele cuprind: -scoria bazaltice-piatra ponce-tufuri vulcanice

Utilizari : surse de agregat, material de placare, de pavaj, aggregate usoare.Rocile metamorfice s-au format din roci preexistente sunb actiunea teperaturii si a presiunii inalte.

Principalele roci metamorfice utilizate in constructii sunt:-gneisurile – provenite din metamorfozarea granitului-curatitele – din gresiile silicioase-marmura – metamorfozarea CaCO3

-ardezia – metamorfozarea argilelor

9) roci sedimentare cu utilizariS-au format din roci preexistente sub actiunea agentilor fiziologici.a)roci de origine mecanica – s-au format prin actiunea agentilot fizico-chimici cu sau fara transport-ele pot fi necimentate: grohotis, prundis, pietris, nisip, prafuriCimentate cu lianti minerali: brecii, conglomerate tip beton din prindis si pietris, gresiile din cimentarea nisipurilor, loess din cimentarea prafurilor, argileb)roci de precipitatie – s-au format din precipitarea unor solutii suprasaturate ale unor substante: calciu (CaCO3), ghips, dolomit(CaCO3-MgCO3), magnezit(MgCO3)c)roci reziduale: bauxite, argiled)roci organogene – au rezultat din tasarea si cimentarea de microorganisme si plante acvatice: calcare cochilifere, diatomite, keisselgur/ pamant de infuzori.

Utilizari: -principala sursa de aggregate natural tip balastiera(nisip, pietris, balast)-sursa de materii prime pt industria materialelor de constructii: calcar(var, ciment), argile(mat prime pt ind ceramica), nisipul cuartors(ind sticlei), bauxita(ind Al)

10) Priza si intarirea liantilor minerali

Priza este prima etapa de intarire, si reprez intervalul de timp de la prepararea pastei pana cand aceasta se rigidizeaza, se manifesta prin cresterea vascozitatii in limite standard..

Este caracterizata prin inceput de priza, sfarsit si interval.

Timpul de priza se determina cu ajutorul aparatului Vicat pe paste de consistenta standard.Intarirea e procesul de crestere a rezistentei mecanice in timp.

Semnificatia timpilor de priza este evidentiata pe curba de priza, iar tau(indice)3 , e evidentiat pe curba de intarire

Liant Tau(indice)1 Tau(indice)2 Tau(indice)3Var gras - - 90 zileIpsos de constructii

>4 minute <30 minute 7 zile

Cimentul Portland >o ora <10 ore 28 zile

11) Materii prime: penrtu var, ipsos, ciment, ceramica, fonte si oteluriVarul – liant mineral nehidraulic artificial obtinut prin arderea pietrei de var (calcare minim 95% CaCO3) la temperaturi de 1100-1200'C Nestins: CaCO3 <-- 1100-1200'C ---> CaO + CO2Reactia este endotermina (energia inglobata la obtinurea varului este de 1300kW*h/tVarul nestins poate fi livrat sub forma de bulgari sau macinat (la obtinerea BCA in general)Decarbonatarea calcarului incepe la cca 600'C, reactia se accelereaza cand pCO2 depaseste presiunea atmosferica.

IpsosuriLianti din ghips unt lianti nehidraulici artificiali obtinuti prin arderea ghipsului la diverse temp. Ghips = roca sedimentara de precipitatie, CaSO4 2H2O. In stare pura se numeste alabastru.Ipsosul de constructii este cel mai important liant din ghips care se obtine prin hidratare partiala a ghipsului la 160-170'CCaSO4 * 2H2O -- 160-170'C --> CaSO4 * 1/2H2O + 3/2H2OContine semihidrat si mici cantitati de ghips sau de anhidrit solubil. Semihidratul prezinta 2 forme polimorfe, α – semihidrat, specific ipsosul de mare rezistenta, se obtine prin deshidratarea partiala la 110-130'C si presiune ale vaporilor de apa de 1.3 atm.β – semihidrat specific ips. de constructii, se obtine prin deschidratarea partiala la 160-170'C si presiune atmosferica.

Cimentul PortlandEste cel mai important liant prin rezistenta mecanica si caracterul hidraulic. Bazele obtinerii au fost formulate de Vicat in 1818 si a fost brevetat in 1824.Se obtine prin macinarea fina a clincherului de ciment Portland cu 3 – 5% ghips pt reglarea prizei (incetinirea ei).Clincherul de ciment Portland se btine prin arderea la 1450'C a unui amestec fin macinat de calcar si argila ( raport masic 3:1), urmata de racirea brusca in urma careia se obtine un produs granular, dur si compact.

12) Componentii mineralogici ai cimentului PortlandComponenti mineralogici sunt responsabili de proprietatile acestuia si se obtin in urma reactiilor in faza solida si faza lichida.

In Faza Lichida cei 4 componenti mineralogici sunt silicat tricalcic C3S, silicat dicalcic C2S, aluminat tricalcic C3A, ferit si aluminat tetracalcic C4AF. Faza Vitroasa: 20 – 25 %, CaO: sub 2%, MgO: sub 3%, Alcooli: 1.3%.In prezent compozitiile mineralofice se considera formate din alit, belit si faze belit-aluminatice.Compusii mineralogici nu rezulta sub forma chimica pura, ci sub forma de aliaje: C3S – alit, C2S – belit, C3A – silit, C4AT – ferict / brown minerit.

13) Proprietatile componentilor mineralogici ai cimentului PortlandFunctii aditive de proportia componentilor mineralogicip = α%C3S + β%C2S + γ%C3A + δ%C4AFα, β, γ, δ = coeficienti experimentali pt fiecare proportie.

Principalele proprietati:a) Viteza de reactie

b) Caldura de hidratare

c) contractia

d) rezistena la compresiune

C3S – cel mai valoros component – are rezistenta mare si deformatii mici.C3A viteza mare de intarire, rez mica, deformatii mari C2S – rez initiala mica, dar care se dezvolta in timp.

La tratament termic, cea mai:- buna comportare: C2S- slaba: C3A, C4AF

La coroziune, cea mai:- buna comportare: C4AF, C3A- slaba: C2S si C3S

La coroziune prin expansiune in prezenta sulfatilor si clorurilor, comportare:- buna: C3S, C2S- slaba: C3A, C4AF

14) Priza de intarire a cimentului Portland Cimentul Portland este un liant nehidraulic cu prize de intarire normale, caracterizat prinζ1 > 1 h, timpul de incepere al prizeiζ2 < 10h, timpul de sfarsit de priza

ζ3 – 28 zile, timpul de intarire Priza de intarire este rezultatul unor procese fizice si chimice. Procese fizice: variatiile de temperatura si umiditate, contractie plastica si hidraulica si contractie termina. Procese chimice: reactiile de hidratare si hidroliza ale componentilor mineralogiciA+B- + mH2O ---hidratare ---> A+(H2O)x + B- (H2O)y ---hidroliza----> A+OH- + B-H- + ΔpH3CaOSiO2 + mH2O = xCaOSiO2 + nH2O + (3-x)Ca(OH)22CaOSiO2 + mH2O = xCaOSiO2 + nH2O + (2-x)Ca(OH)23CaOAl2O3 + 6H2O = 3CaOAl2O3 + 6H2O4CaOAl2O3Fe2O3 + 7H2O = 3CaOAl2O3 + 6H20 + CaOFe2O4 Ghipsul are rol de intarzietor de priza, iar CaCL2 de accelerator.

15) Structura si coroziunea pietrei de ciment (PDC) Piatra de ciment, numita si microbeton rezulta prin intarirea pastei de ciment. Piatra de ciment are o structura cristalin-gelica ale carei proprietati depinde de raportul gel/cristale

In conditii obsinuite se hidrateaza 60% si 40% sunt nuclee nehidratate.Piatra de ciment reprezinta un sistem microeterogen, polifazin, microporos si microfisurat. Faza solida este constituita din nuclee nehidratate si hidrocompusiFaza gazoasa : aerul din pori si microfisuri Coroziunea PDC reprez degradarea structurii de rezsitenta sub actiunea agentilor fizico-chimici. Dupa mecanismul de producere, exista 2 tipuri:

- prin decalcifiere: eliminarea Ca(OH)2 numit portlandit. Se produce sub actiunea apelor moi (duritate mica si putere dezovalnta mare) sub actiunea apelor carbogazoase (cu transformarea Ca(OH)2 => CaH(CO3)2, sub actiunea solutiilor acide si apei de mare.

- Prin expansiune datorata sulfatiilor si clorurilor

Na2SO4 => 2Na+SO42- . Pentru marirea rezistentei la coroziune prin expansiune a betoanelor trebuie utilizate cimentari cu continut redus de C3A (sub 3%)

16) Tipuri actuale de ciment1) Dupa compozia chimico-oxidica: Kufl, Nichaelis, Albert, Ferrari2) In functie de copozitia mineralogica, varietatile cimentului Portland:CP fabricate in Romania si pe plan european se clasifica dupa: a) compozitia chimica b) rezistenta la compresiune pe mortare standar.

a) Dupa compozitia chimicaSe impart in 5 grupe, notate I – V:I – CP unitare fara adaisyru = CEMIII – CP compozite obtinute din clincher si diverse adaosuri hidraulice activel Ex: II A – S 32.5 S – slag (zgura), 32.5 – clasa de rezistenta a cimentului pe mortarul standard.Principalele adaosuri: S (slag = zgura), V (cenusi zburatoare de la volant), P (puzzolane naturale), L (calcar), D (silice ulltra fine SUF), W (cenusi calcice), T (sisturi calcinate), M (amestec de zgura, cenusa, puzzolane si calcar).III – Cimenturi de furnal. Se noteaza III A, B, C. Sunt cu zgura.IV – Cimenturi puzzolonice. IV A, BV – Ciment cu zgura si cenusi. V A,B

In categoria I trebuie incluse si CP speciale: cim. hidrotehnice HI de tip ferit aluminat belitic.Cim. rezistente la sulfati SRI cu continut limitat de C3ACim. hidrotehnice se pot obtine cu adaosuri de zgura: HII/A-S si HII / B-S so cjoar HIII / A

b) Dupa rezistenta la compresiune pe mortare standard.La 28 zile comenturile se clasifica in 3 clase: 32.5, 42.5, 52.5 N/mm2 Si 3 subclase 32,5R, 42.5R, 52.5R, R = rezistenta rapida evaluata la 2 zile. Cifrele reprezinta rezistenta minima garantata la compresiune cu risc maxim de 5%. Rezistentele minime garantate pt cele 3 clase si subclase sunt 30,40,50 N/mm2.

Rez. Mecanice ale cimenturilor pe mortare standard se determina pe epruvete de 4 x 4 x 16cm si se refera la rezistenta la incovoiere (nespecifica) si rez la compresiune.

17) Exprimarea compozitiei mortarelorEste caracterizata prin raportul liant/nisip. Cantitatea de apa se adauga in functie de consistenta impusa mortarului. Raportul liant/nisip poate fi masic, volumic sau mixt.a) Raportul masic se utilizeaza in laborator si in scopuri de cercetare. Ex, pt clasa de rezultate a cimentului raportul masic liant/nisip este 1:3. b) Raportul volumic este mai comod de utilizat pe santiere. Ex: pt M5 raportul volumic ciment/pasta de var/nisip este 1:0.4:5, iar cu var hidratat este 1:0.66:5c) Raportul mixt exprimat in kg ciment/m3 nisip uscat este specific mortarelor de ciment care utilizeaza ca plastifiant pasta de var sau argila. Calculul de dozaj ciment se poate calcula cu ajutorul unor formule empirice. Mortare de zidarie: Dc = Mm / KMc * 1000 k-coeficient=0.7, Mm – marca mortarului, Mc – clasa de rezistenta a cimentuluiDp = 170 ( 1- 0.02Dc) l pasta/m3 nisip Mortare tencuiala: Dc = Radical ( Mm/2Mc) * 1500 Kg ciment/m3 nisipDp = 160 (1 – 0.0.1Dc)Compozitia reala rerez cantitatea de materiale necesare prepararii unui m3 de mortar.mm = mc + mc+mv+mN+mA. Dc = (Mc/Mm) * ρam kg liant / m3 mortar18) Proprietatile mortarelor proaspete si intariteMortarele sunt materiale compozite obtinute din amestecuri bine omogenizate de lianti, nicisp, apa si eventuali aditivi.Proprietatile se determina in stare proaspata sau intarita.Pe mortare proaspete se determina:- consistenta cu con etalon sau masa de raspandire- densitatea aparenta cu vase de 1,2dm3, ρam = (m2-m1)/Vvas- tendinta de segregare exprimata prin coeficientul S = (π/48) * (Cs2 – Ci2) cm3 La mortare de zidarie S<50cm3, la tencuiala S<40cm3- tasarea la amestecare: reducerea volumului mortarului in raport cu suma volumelor componentilor. T(%) = (∑Vc-Vm)/∑Vc * 100; Vm = mm / ρam < ∑Vc

- dozajul real: Di = (mi/mm) *ρam (kg component/m3 mortar)- volum de aer antrenat, det prin metoda volumetrica cu presiunePe mortare intarite se determina:- densitatea aparenta, determinata pe epruvete destinate incercarilor mecaniceρam=m/V. La mortare grele >1500Kg/m3 iar la cele usoare <1500 kg/m3.- aderenta la suport, determinata prin metoda smulgerii si metoda forfecarii. Rs=Fmax/Arie- rezistenta mecanica: det in epruvete 4 x 4 x 16 cm- absorbtie de apa prin capilaritate- conductibilitate termica- rezistenta la gelivitate

19) Clasificarea betoanelor de ciment1 Densitatea aparenta dupa 28 zile

- Betoane foarte grele ρa>2500 kg/m3 pt cemtrale nucleare- Grele ρa = 2201 <–> 2500 pt constructii civile- Semigrele ρa = 2001 <-> 2200- Usoare ρa<2000 kg/m3 care includ si betoane foarte usoare de tip BCA

(ρa<1000)2 Lucrabilitatea. Se clasifica in mai multe clase dependente de metodele de determinare (4)

- M. Tasarii: 5 clase- M. Gradului de compactare Waltz: 4 clase- M. remodelarii Ve-be: 5 clase- M. raspandirii: 4 clase

3 Rezistenta la compresiune exprimata prin rezistenta caracteristica, exprimata prin fck

- Cfck cilindru / fckcub : C4/5, C50/60, C100/115 (N/mm)Rezistenta se determina pe epruvete cubice cu l=15cm sau epruvete cilindrice cu h=30, d=15, la 28 zile. Garantata cu un risc de max 5-10%.#Grafic

4 Impermeabilitatea la apa- Pn (P4, P8,P12)- Pn

x (P410, P8

10, P1210)

5 Rezistenta la gelivitate: G50, G100, G150. Cifrele reprezinta nr maxim de cicluri la care a fost supusa proba cu respectarea 2 conditii. (Δfc/fc)*100 <= 25% si (Δedin/Edin)*100<=15%. 6 domeniul de utilizare

- Betoane grele obisnuite pt CCIA si poduri- Hidrotehnice pt baraje, diguri, ecluze, canale colectoare- Rutiere pt strazi, autostrazi, piste aviatie- Cu destinatie speciala (de inalta performanta)- Refractare (cu cim aluminos)- Betoane din pulberi ultrafine- Armate cu fibre- Pt centrale nucleare- Autonivelante

20) Metode de determinare a lucrabilitatii betonului proaspatLucrabilitatea este proprietatea tehnologica cea mai importanta a betonului proaspat constand in umplerea tiparelor si inglobarea armaturilor cu un consum minim de energie si tendinta mica de segregare. Un beton foarte vartos sau foarte fluid nu este lucrabil.Pentru determinarea lucrabilitatii (inclusiv a consistentei) sunt standardizate 4 metode:

a) M. Tasarii (slump-test) cea mai utilizatab) M. de compactare Waltzc) M. Remodelarii Ve-bed) M. raspandirii (flow-test)

M.TasariiValori intre:S1: 10-40mmS2: 50-90 mmS3: 100-150 mmS4: 160-210mmS5: 220 +

M.Gradului de Compactare

Gcw ia valori: Gcw = hi/hf = 400/(400-S) > 1C0: Gcw > 1.46C1: 1.45-1.26C2: 1.25-1.11C3: 1.10-1.04M. Ve-beApreciaza lucrabilitatea pe baza timpului de vibrare necesar transformarii unei forme tronconice intr-o forma cilindrica.Valori:V0: t > 31sV1: 30-21sV2: 21-11sV3: 10-5sV4: <4sM. RaspandiriiApreciaza lucrabilitatea pe baza diametrului unei mase de beton rezultate in urma unor socuri aplicate unei forme tronconice.F0 diam D<340 mmF1 350-410F2 420-480F3 490-60021. Rezistentele mecanice ale betonului

Se refera la :-rezistente mecanice la solicitari statice(compresiune,tractiune, incovoiere)- rezistente mecanice la solicitari dinamice(compresiune prin soc)- rezistente mecanice la solicitari variabile pentru determinarea rezistentei la oboseala

Rezistenta la compresiune este principal caracteristica la betonul intarit. Se poate determina pe eprubete cubice, cilindrice sau prismatice. Rezistenta

caracteristica a betonului se etermina pe eprubete cubice cu l=150 mm sau cilindrice cu h=300 mm d=150 mm.Clasele de beton se coteaza cu Cfccil/fccub (N/mm2 ) : C4/5 , C50/60

Rezistenta medie B250 (daN/cm 2 )Ξ C16/20 (N/mm 2)La betoane rutiere principal caracteristica e rezistenta la incovoiere.Rezistenta la intindere a betoanelor este cea mai mica rezistenta si principalul sau defect. De aceea el se armeaza in zona intinsa.Ft =(1/6 ….1/20)fc

Rezistenta la tractiune se poate determina prin metode directe sau indirecte (mai practice)Metode indirect : intindere prin incovoiere si intindere prin despicare.Prin incovoiere finc =(3/2)* (F*l)/(Bh^2)Fti =Finc /1,7=3,5 * Fl/bh^2Prismele standardizate conform E.N L>=d, d=10,150,200,250,300 mm; d = dim sectiunii transversal.Prin despicare: s-a determinat pe epruvete cilindrice(metoda braziliana) pe cuburi sau capete de prisma(metoda suedeza) sip e cuburi despicate pe generatoare.Rezistenta la Incovoiere se determina pe prisme cu L>=3,5d pt determinare rezistentei la intindere a betoanelor de constructii civile sau pt det rezistentei de incovoiere la betoanele rutiere,Rezistenta de incovoiere la betoanele rutiere se determina cu schema care implica 2 forte concentrate.

22. Deformatiile betonului. Pot fi solicitari de scurta durata(sub 3 minute) sau de lunga durata.La solicitari de scurta durata tipul deformatiei depinde de valoarea incarcarii si de viteza de incarcare.In domeniul elastic se palica legea lui Hook:ζ =ε* E, E- modulul de elasticitate de rezistenta la compresiuneModulul de elasticitate al betonului se poate determina cu prese electrinice prevazute cu dispositive extensometrice sau cu ajutorul ultrasunetelor.La solicitari de lunga durata betonul prezinta deformatii complee de tip elastic-vascos-plastice.Componenta vascos plastic insotita de o deformatie elastica se numeste curgere lenta sau fluaj.

23. Factori care influenteaza proprietatile betonului

Proprietatile betonului proaspat si/sau intarit sunt influentate de o multitudine de factori care dupa natural or se grupeaza in 3 categorii:

1. Factori legati de compozitie :- Ciment- Apa si raport apa/ciment- Aggregate - Aditivi2. Factori legati de preparare transport si punere in opera- Calculul ocmpozitiei- Dozare- Omogenizare- Transport- Punere in opera3. Factori legati de conditiile de intarire si exploatare- Umiditate- Temperature- Intarire accelerate- Timp- Maturitate

24. influenta cimentului si a apei asupra proprietatilor betonuluiPrin compozitia chimico-mineralogica , dozaj si finetea de macinare.Compozitia chimico mineralogical impune domeniul de utilizare.Cimentul hidrotehnic trebuie sa fie de tip ferit-aluminat-belitic cu caldura mica de hidratare(<270 j/g)Cimentul rutier trebuie sa fie ferit aluminat alitic care sa imprime betonului rezistenta mare la incovoiere impermeabilitate si rezistenta la inghet dezghet.Pentru elementele tratate termic sunt indicate cimenturile alitice si belitice.

Dozajul de ciment influenteaza proprietatile in stare proaspata si intarita.Marirea dozajului imbunatateste lucrabilitatea betonului.

Densitatea aparenta prezinta un maxim pt dozaje de 300-400 kg/m3

Rezistentele mecanice cresc cu dozajul pana la o anumita limita dupa care se pafoneaza fc sau chiar ft . Ft este afectata mai mult cu cresterea dozajului decat fc . la compresiune microfisurile se inched, iar la tractiune se dechid/maresc.

Indicele de utilizare eficienta a cimentului este maxima pentru dozaje de ciment de 300-400 kg/m3 .Deformatiile cresc cu marirea dozajului de ciment .Finetea de macinare influenteaza pozitiv viteza si gradul de hidratare, dar negative deformatia. De aceea in practica se utilizeaza finetea de macinare optima. Finetea de macinare se exprima prin rest la cernere pe sita de 0,09 si suprafata specifica Blaine: 2800-4500cm2/g sau suprafata specifica BET 8000-10000 cm2 /g

Influenta apei si raportului apa ciment:Apa in beton indeplineste triplul rol:

- Participa la reactiile de hidratare hidroliza ale componentilor cimentului.

- Asigura umectarea agregatelor- Asigura lucrabilitatea necesara punerii in opera.

Pt hidratarea cimentului se consuma 25% din apa utilizata.Pentru umectare si lucrabilitate minima circa 35%

Apa excedentara(40%) se evapora in timpul intaririi creand in beton porozitate capilara. Volumul porilor depinde de raportul apa ciment si nu de continutul total de apa utilizat.De aceea influenta apei de amestecare se exprima functie de raport.Dependenta rezistentei la compresiune fc de rap a/c este exprimat prin formule de tip Bolomey-Skramtaev.Fcb = k1 fc cim (c/a +0.5) pt a/c<0.40SauFcb=k2 fccim (c/a -0.5) pt a/c > 0.40.K1 depind de natura agregatelor : - 0.55 pt agregat rau 0.65 agregat concasat; K2: depinde de natura agregatelor 0.37 agregat de rau

0.45 agregat concasatRaportul a/c trebuuie sa fie minim posibil cu asigurarea lucrabilitatii.Raportul a/c optim depinde de mijloacele de compactare.

Pentru reducerea rap a/c se poate mari dozajul , se pot utilize aditivi plastifianti, superplastifianti sau hiperplastifianti si mijloace energecice de compactare.

25 influenta agregatelor si a aditivilor asupra proprietatilor betonului.

Agregatele reprezinta component majoritara masic si volumic in beton cu efecte tehnice si economice.Tehnice poti realize rezistentaEconomice in loc de ciment.

Influenteaza propr betonului prin continnutul in impuritati(corpuri straine , carbine, humus,saruri solubile) forma granulelor(cat mai rotunda) gradul de sfericitate se apreaciaza prin a) b/a >0.66, c/a >0.33

b) coeficientul vol mediu ΣVgran/ΣVcfc = 1.91 Vreal /Σa3

c) indice de forma: procent de granule necubice cu a/c>3d) coef de aplatizare: %granule plateInfoierea nisipului numai la dozare volumetrica. Corectia de volum datorata infoieriiVum =Vusc * ρagusc/ρagum

Ranulozitatea din punct de vedere al granulozitatii agregatul trebuie sa fie caracterizat printr-un volum de goluri intergranular minim, corespunzator zonei granulometrice favorabile.Rezistenta la compresiune a rocii de provenientaFcagr =(1,5-2)Fcb pentru an u se pafona rezistenta datorita ruperii prin agregat.

Influenta aditivilor.Aditivii sunt substante chimice sau produse tehnice care in cantitati mici (<5% masa ciment) modifica proprietatile betonului in stare proaspata si/sau intarita.Dupa mecanismul lor:1) aditivi pastifianti si superplastifianti pentru imbunatatirea lucrabilitatii , reducerea dozajului de ciment si cresterea rezistentei mecanice . acestia au rol dispersant cu epecte favorabile asupra hidratarii cimentului.Cel mai utilizat este LSC (licno sulfonat de calciu)Ca aditivi superplastifiant melanina sulforata si naftalina sulfonataUtilizarea aditivilor superplastifianti este cunsoderata a 2a revolutie in domeniul betonlui dupa inventarea betonului armat.Posibilitati de utilizare:-imbunatatirea lucrabilitatii la acelasi raport a/c- reducerea raport a/c pastrand lucrabilitatea-imbunatatirea lucrabilitatii si scaderea a/cLa aditivi superplastifianti se pune problema compatibilitatii lor cu cimentul.2) aditivi andternori de aer pt marirea impermeabilitatii si rezistentei la inghet dezghet.Se utilizraza alcietatul de sodium si alchil aril sulfonat de sodium.Ei antreneaza in masa betonului bule de aer uniform distribuite cu d max 200 microni in care se descarca tensiunile interne datorate inghetului apei din pori.3) aditivi micsti cu effect plastifiant si antrenori de aer4) aditivi acceleratori de prize si intarire.Clorura de calciu prin effect entalpic si crioscopic. La 24 h asigura 80% din rez final.Proportia este de 2-3%

Interzisa la beton precomprimat.5) aditivi incetinitori de prize si intarireBorax, oxid de zinc, zahar.6) aditivi antigel si antigelivi.Antige : pt inghetarea apei in beton proaspatAntigelivi: marirea rezistentei la inghet dezghet.7) aditivi impermeabilizatiPentru reducerea absorbtiei capilare.

26. Metode de compactare a betonului

Trebuie sa asigure umplerea cofrajelor si inglobarea armaturilor cu consum minim de energies i tendinta minima de segregare. Principalele metode: vibrarea, revibrarea, presare, laminare, torcretare, injectare.

Vibrarea e caracterizata de –frecventa de vibrare(f=k/ √D aprox 3000 oscilatii/min) - amplitudinea de vibrare (0.06-0.6 mm) – viteza de vibrare (v=0.105*f*a) – acceleratia de vibrare δ=a*f/250 g, optim este intre 3 si 5g) –timp de vibrare.

Mijloace de vibrare: pervibratoare, vibratoare de interior, vibratoare de placa, vibratoare de cofraj, mese vibrante, platform vibrante.

27. Influenta umiditatii si temp asupra prop betonului.

Apa trebuie pastrata in beton in perioada initiala pt hidratarea cimentului si marirea rezistentei la intindere astfel incat rezistenta la intindere sa fie mai mare decat efortul de contractie. Pt pastrarea apei in beton acesta trebuie protejat cu nisip umed, emulsie speciala, stropire periodica(dupa priza).

Infl Temperaturii: sub 5grade betonarile sunt interzise fara masuri special de evitare a inghetului apei din beton. Efectul inghetului apei din beton este nesemnificativ pt fc>5MPa.

La temperature mici positive intervine hidratarea avansat => rezistente initiale mici. La temp >30grade apare efectul accelerator al intaririi insa trebuie asigurata o

atmosfera saturate in vapori de apa. Pt a acelerarea intariri in aceste conditii se utilizeaza aleurirea si autoclavizarea. Aleurirea-are loc la 80-90grade, hidrocompusii fiind aceeasi ca la intarirea normala. Autoclavizarea se face la 180-200grade, 12 atm, obtinadu-se sporuri de rezistenta.La temp >400grade are loc dehidoxilarea portlanditului care face ca betonul Portland sa nu fie utilizat ca material refractor.

28. Betoane grele speciale

Au domenii specifice de utilizare; se refera la betonul de inalta si foarte inalta performanta fc>60MPa. Se realizeaza cu ciment de inalta rezistenta, cu agregate concasate, cu superplastifianti sau hiperplastifianti cu adaos de silice ultrafina. Betoane de pulberi reactive au fc=200-800Mpa.Exemple: Betoane hidrotehnice, rutiere, autonivelante/autocompactante(betoane fluide foarte coezive), refractare, cu armare dispersa, de protectie contra radiatiilor.

29. Betoane usoareAu densitatea aparenta < 2000 kg/m3. Se clasifica in 3 grupe: 1)betoane usoare macroporoase realizate cu agegate usoare. 2)betoane macroporoase real cu agregate usoare sau grele fara fractiune fina. 3)betoane celulare cu porozitate totala de cca 70% realizata in subst spumogene sau cu subst generatoare de gaze; Clasificare dupa domeniul de utilizare: a)betoane usoare de rezistenta pt structuri, b)betoane usoare de rezistenta si izolatie, c)betoane termoizolatoare.

30. Alotropia fierului si anizotropia lemnuluiAlotropia este propietatea elementelor chimice de a prezenta mai multe forme cristaline.

Fierul are 3 forme alotropice: αFe < 770grade , γFe< 1493grade , δFe<1538grade. Transformarea : αFe-> γFe prezinta importanta practica pt ca se obtin oteluri in combinatiile Fe cu C – oteluri de constructii metalice ( C<0.77) – oteluri de scule (C 0.77-1.5)Anizotropia lemnului: Lemnul este un material de constructii de natura organica cu structura fibroasa tipic anizotrop. In lungul fibrelor exista legaturi puternice de tip covalent si perpendiculare pe fibre, legaturi slabe de tip intermoleculare.

31. OBTINEREA FONTELOR SI OTELURILOR

Se obtin prin procedee siderurgice specifice.In furnale inalte in prima etapa se obtin fontele din minereuri de fier, cocs si fondanti.

Otelurile se obtin din fonte albe in comeertizoare tip Bessener sau cuptoare Martin sau electrice prin reducerea procentului de carbon si a impuritatilor daunatoare( sulf si fosfor)Oteluri: αFe+(0,02-2,11)%CFonta: αFe+(2,11-6,67)%C

Schema de obtinere a fontelor si otelurilor si a elementelor de constructie metalice:

32. DIAGRAMA FIER-CARBON.TIPURI DE OTELURI.

Prezinta importanta practica pentru studiul proprietatilor aliajelor Fe-C in functie de compozitie si temperatura.

Din diagramele Fe-C prezinta interes practic doar subsistemul Fe3C(ferita cementita)

Pe-perlita(entectoidul diagramei Fe- Fe3C)-0,77%CAu-austenita solutie solida de C in γFe,constituent de baza al otelurilor.Poate fi utilizata la temperaturi de ambient prin adaugare de mangan.Le-ledelurita(entecticul diagramei cu 4,3%C)Ce1-cementita primara rezultata prin cristalizarea din topituraCe2-cementita secundara rezultata din transformarea in faza solida a austenitei

Tipuri de oteluri

Considerate materiale elasto-plastice

Pana in prezent otelurile se clasificau dupa rezistenta la intindere,iar in prezent se clasifica dupa limita de elasticitate conventionala asimilata cu limita de curgere.Clasificarea otelurilor:1.Dupa limita de elasticitate conventionala: -S235 -S275 -S355 -S420(slab aliat) -S460(slab aliat)

2.Dupa pozitia in diagrama Fe- Fe3C: -oteluri hipoentectoide %C<0,77(toate otelurile de constructii metalice si mecanice) -oteluri entectoide %C=0,77 -oteluri hiperentectoide %C=0,77-2,11(otelurile de scule cu %C=0,77-1,5 si cele cu %C>1,5 devin casanate)

3.Dupa compozitia chimica: -oteluri - carbon(contin o serie de elemente insotitoare ca siliciu,mangan,aluminiu in procente foarte mici) -oteluri aliate cu 3 subgrupe: -slab aliate ( procentule elementelor de aliere<5%) -mediu aliate( 5-10%) -inalt aliate( >10%) Otelurile aliate contin siliciu,crom,nichel,mangan,wolfram

4.Dupa duritate legata cu %C -de la foarte moi la foarte dure

5.Dupa domeniul de utilizare -oteluri de constructie-laminate -turnate -pentru tevi -aliate -oteluri de scule

33.TRATAMENTE CHIMICE SI TERMO-CHIMICE APLICATE ALIAJELOR Fe-C

Au rolul de a imbunatatii proprietatile aliajelor Fe-CTratamentele termice imbunatatesc proprietatile in masa, iar cele termochimice numai in stratul superficial.Tratamentele termice se fac in concordanta cu diagrama Fe- Fe3C, urmand curbe de tratament termic specifice.

Curba de tratament termic are coordonatele temperatura si timp cu 3 perioade:1.incalzire2.polier termic3.racire(lenta sau brusca)

Principalele tratamente termice sunt:recoacerea, calirea si revenirea.

Recoacerea

Tratament termic care are urmatoarele obiective:-eliminarea segregarii zonale de la turnare-eliminarea tensiunilor interne datorate turnarii si racirii-afinare structuralaPoate fi completa sau incompleta in functie de temperatura de palier si obiectivul urmarit.

Recoacerea poate transforma structurile lamelare rezultate din forjare in structuri globulare maicompacte si mai rezistente.

Calirea

Are rolul de a mari duritatea pieselor din otel.Structurile responsabile de marirea duritatatii depind de viteza de racire.

Au→Pe(727°C)Daca vr=30°C/sAu→sorbita(pelita foarte fina 650°C) Daca vr=80°C/s Au→troastila(600°C) HB=350daN/ mm2

Daca vr=150°C/sAu→martensita(aprox 550°C) HB=600daN/ mm2

Curba de calire

RevenireaSe aplica otelurilor calite pentru reducerea fragilitatii cu mentinerea duritatii.In functie de tipul structurii de duritate exista 3 tipuri de tratamente de revenire: -de inalta temperatura -de medie temperatura -de joasa temperatura

34.IMBUNATATIREA PROPRIETATILOR METALELOR NEFEROASEProprietatile metalelor neferoase se pot imbunatatii:1.prin tratamente termice tip recoacere2.prin tratamente mecanice ecruisare3.prin aliere cu alte metale

AluminiulProprietatile Al sunt ameliorate prin recoacere,ecruisare sau aliereHB aprox 250N/ mm2

Prin ecruisare atinge 550N/ mm2 si rezista la intinderi de 250N/ mm2

Cele mai importante aliaje sunt:-dur aluminiul(alire cu Cu 4%, manga 0,5%, magneziu 0,5% si siliciu 0,5%) are rezistenta la intindere 320N/ mm2, HB=900, alungire la rupere 15%-siluminiurile-almelec(aliaje Al pentru fire electrice) Al=95,8%, Mn=0,7%, Si=0,5%, Fe=0,3%-aliaje ultrausoare

Cupru

Proprietatile cuprului se amelioreaza prin ecruisare(ft=400-800N/ mm2, HB=1000-1200,alungire la rupere<7%)Cele mai bune performante se obtin prin aliere:Alamele Cu+10-45%Zn -moi 10-30%Zn -dure 30-45%ZnBronz Cu+2-20%staniu -moi 2-10% -dure 10-20%Bronz+plumb(20-30%)PlumbDin plumb s-au obtinut aliaje superplastice(20%staniu)ZincAlierea cu titan ii mareste rezistenta si reduce fragilitatea.

35.ROLUL USCARII SI RECOACERIITratamentele termochimice au rolul de a imbunatatii proprietatile straturilor superficiale in privinta duritatii,rezistentei la coroziune si refractaritatii.Constau in imbogatirea stratului superficial in elemente precum C,N,C si N, aluminiu, crom.Aceste tratamente au urmatoarele denumiri:-cementarea(imbogatirea stratului superficial in C)utilizand medii gazoase, lichide sau solide-nitrurare(imbogatirea stratului superficial in N) ameliorarea proprietatii consta in formarea de nitruri cu elemente de aliere-cementare-nitrurare(imbogatirea simultana a stratului superficial in C si N) utilizand cianuri-aluminizare(imbogatirea stratului superficial in Al)pentru marirea rezistentei la coroziune-cromizare(imbogatirea stratului superficial in crom)pentru marirea rezistentei la coroziune si refractanta.

36 )Materii prime si compozitia sticlei minerale de constr: Sticla miner pt constr are transparenta peste 95%, rez mecanice si cilndrice, dar este fragila. Este de tip silico-calcosodic, apartinand sist SiO2-Na2O-CaO. Materii prime: -nisipul cuartos pur, care este sursa de SiO2 cu rol vitrifiant cu pondere cca 75%; -soda calcinata Na2CO3, care este sursa de NaO2 si are rol de fondant (temp de topire a cuartului: 1710ºC). Pt reducerea temp de topire a cuartului se util Na2CO3, astfel temp scazand la 1250ºC, dar sticla obt in sist binar este solubila in apa. Pt marirea stabilitatii la apa, se util CaCO3 pur ca sursa de CaO (are rol de stabilizator chimic).

Compozitia sticlei de constructii se poate exprima molar sau in procente:a) Compozitia molara: 2,5 SiO2 : 0,5Na2O : 0,5CaOb)Compozitia procentuala: SiO2 = 74% %Na2O +%CaO = 26%

37) Produse ceramice si din sticla Produse ceramice pentru constructie in functie de necessitate se refera la :-produse ceramice de zidarie : caramizi, blocuri, panouri ceramice(caramizile au forma paralelipipedica si pot fi pline sau cu goluri 240x115x63 format normal, blocurile ceramice pot avea goluri orizontale sau verticale)-produse pentru invelitori:tigle, olane , coame. Acoperisurile cu tigla sunt estetice , practice , dar grele.-produse ceramice de finisaj : gresie, faianta, zidarie aparenta.-tuburi de canalizare , drenaj-produse refractare-agregate usoare tip granulit.

Produse din sticla pentru constructie:-sticla de geam obtinuta prin tragere verticala( procedeul Fourcault) sau tragere orizontala (procedeul Colburn cu varianta Pittsburgh pentru oglinzi)-sticla de protectie armata, obtinuta prin turnare si laminare, produse presate din sticla: dale tip Nevada, pavele rotalit pentru plansee luminoase, caramizidin sticla( in general din sticla spongioasa) , tigle din sticla.- fibre din sticla pentru obtinerea de materiale termoizolatoare si materiale compozite tip PAS sau beton de BAFS(armat cu fibra de sticla). Pentru armarea dispersa a betonului cu fibre de sticla sunt necesare fibre rezistente la alcalii( fibre de sticla zirconica).

38. Compozitia chimica si structura fizica a bitumurilorEste foarte complexa ca amestec de hodrocarburi saturate si nesaturate, ciclice sau neciclice si derivatii lor cu oxigen, azot, sulf. Din cauza acestei complexitati, nu s-a putut separa individual compozitia chimica, nici prin distilare, nici prin dizolvare, de aceea compozitia bitumurilor se exprima prin grupele de solubilitate rezultate prin dizolvare selectiva: -1-a grupa: petrolene - subst uleioase solubile in eter de petrol-2-a categorie: maltene - subst rasinoase solubile in benzen sau benzen alcool-3-a categ: asfaltene - subst solide macromoleculare solubile in CCl4-4-a categ: carbene - subst solide carbonizate cu sulf solubile in CS2

-5a categ: carboide -insolubile in orice solventProprietatile bitumurilor depinde de proportia gradului de solubilitate. Pt bitumurile romanesti proportia este:

-petrolene 50-55%, maltene 25-30%, asfaltene 10-20%, carbene + carboide 1-2%Structura fizica a bitumurilor poate fi de tip sol. (bitumuri fluide) sau de tip gel (la bitumuri semisolide/solide)Solii de bitum pot fi cu dispersoid liofil sau cu dispersoid liofob in functie de proportia acizilor asfaltogenici din maltene. Unitatea structural cinetica a solilor de bitum este micela coloidala, avand nucleul format din asfaltene pe care se absorb maltenele. Transformarea gel-sol e reversibila sub influenta temperaturii si a cantitatii de faza lichida.

39. Produse semifabricate din lemn. Se obtin din busteni prin cioplire, taiere la gater sau alte procedee, principalele semifabricate sunt:1) pene, capriori, grinzi2)lemn de cherestea obtinut prin taiere la gater: scanduri, dulapi, rigle, grinzi3) furnirul obtinut din busteni de calitate selectionata, in functie de grosime poate fi:-de fata-de vaza-tehnic4) placaj obtinut din foi de furnir montate la 90o impregnate si presate5) panele obtinute din scanduri lipite intre ele si placate cu furnir. Au rolul de a inlocui lemnul masiv.

40) Diferentiere polimeri -mase plasticePolimerii sunt substante polimoleculare obtinute prin repetarea multipla a unor grupari structurale, derivate din subst simple numite meri(monomeri). Pot fi de natura organica, anorganica sau mixta. Masele plastice sunt materiale compozite pe baza de polimeri, in care polimerul joaca rol de liant. Ele mai contin in plus pastifianti, materiale de umplutura (pulberi, fibre, tesaturi), coloranti, stabilizatori, agenti porofobi si materiale de uzura.

41)Ex de polimeri obt prin polimerizare, poliaditie si policondensare.

Polimerii organici sunt cei mai raspanditi si se obtin prin 3 procedee:Pomerizare (monomeri identici) si copolimerizare (monomeri diferiti)nH2C=CH2 (-H2C-CH2-)

Poliaditie – caz particular de polimerizare insotit de aditie: ex: obtinerea rasinilor metalice di izo cianati +di alcooli

O=C=N-R-N=C=O+HO-R’-OH----(-OC-NH-R-NH-CO-O-R’-O-)n

Policondensare cand inlantuirea monomerilor are loc cu inlantuire de subst simple.µp<∑µm

la polimeri µp=∑µm.

Ex.:obtinerea stenoplastelor prin policondensarea fenolilor cu aldehida formica.

Polimeri anorganici: sulf, seleniu, silicati, clorura de polifosfonitril cauciuc mineral.

Au multiple utilizari: ulei siliconic, vaselina, geluri, cauciuc siliconic. Polimeri obt prin polimerizare si copolimerizareµp=∑µm.

1)Polietilena obt prin polimerizarea etilenei:nH2O=CH2(-H2C-CH2-)n.

In constr se utilizeaza pt poli impermeabili, tuburi flexibile, pelicule anticorozive, iar ca materiale de izolatie termica hidrofuga sau electrica.2)Polipropilena: obtinerea din polimerizarea polipropilenei H2C=CH (-H2C- CH-)

CH2 CH3

polipropilena –se utilizeaza pentru conducte de lichide calde si obtinerea de placi3) Poliizobulena Are aspect cauciucos se fol ca hidroizolator cu amestec de bitum CH3 CH3

H2C=C (-H2C- C-)n

CH3 CH3

4)Polistiren

H2C=CH (-H2C- CH-)n

C6H5 O

Poate fi compact cu rol de sticla organica sau expandat sau extrudatPolistiren expandat numit si silocol λ≤0,041 W/mK

5) Policlorura de vinil (PVC) –polimerizarea clorurii de vinilSe utilizeaza neplastifiat, plastifiat sau expandat. H2C=CH (-H2C- CH-)n

Cl Cl

PVC dur se fasoneaza prin frecare sub forma de burlan, jgheab, sifoane, rame de ferestre, placi de usi, tipare pentru turnarea betonuluiPVC plastif : inlocuitor de piele, garnituri la rosturi de dilatarePVC expandat : placi termoizolatoare6) Policlorura de veniliden. Are aceleasi utilizari ca PVC dar mai stabil termic. Cl Cl

H2C=C (-H2C- C-)n

Cl Cl

7) Poliacelat de vinil (PAV) : monomer = acetat de vinil.Se utilizeaza ca plastifiant in mortare si betoane, intarzietor de priza pt ipsos si ca adeziv(aracet)H2C=CH (-H2C- CH- )n

OOC-CH3 OOC-CH3

8) Polimetaclinat de vinil (plexiglas)Inlocuitor de sticla si material dielectric, transp 90-95% pt raze solare si 70% pt ultravioleteH2C=CH-COOH

9) Alcool poliumilic : polimerizarea alcoolului vinilic. Liant in domeniul ceramicii piezoelectrice.H2C=CH (-H2C- CH-)n

OH OH

10) politetrafluoretilena (teflon) rezistenta termica ridicata 300o, si abs de apa. F2C=CF2 (-F2C-CF2)n

11) Cauciucul natural a)poliizopren2) metilbutadiena CH3 CH3

H2C=C –CH=CH2 (-H2C- C=CH-CH2)n

Prop fizico mecanice ale cauciucului natural sunt ridicate prin vulcanizare cu sulf 32-33% suf: ebonita (rigida si dielectrica)12) Cauciucuri artificiale au aparut din necesitatea unor inlocuitori pt cauciucul naturala) cauciuc butadiene obt prin polim butadienei in prezenta de Na metalicH2C=CH-CH=CH2 (-H2C-CH=CH-CH2)n

b) cauciuc butadien stilerenic CH- CH2

H2C=CH-CH=CH2 + O ( H2C-CH=CH-CH2 –CH-CH2-)n

C6H5

c) neoprenH2C=CH –C=CH2 (-H2C- CH=C-CH2)n

Cl ClFolosit pt articole tehnice si ca adeziv, rez la imbatranired) BunaN (acrioniteril) se utilizeaza ca atenuator de zgomoteH2C=CH –CH=CH2+ H2C=CH (-H2C- CH=CH-H2C-CH-)n

C≡N C≡N

Polimerii obt prin poliaditie sunt reprez de rasini polimetalice, utilizate ca spume metalice sau rigide. Se obtin din poliaditia dizocianatiilor cu dialcooli. In cazul policondensarii, inlantuirea are loc cu eliminarea de subst. simpla: H2O, NH3 de aceea µp<µm.

In categorie intra: fenoplastele, aminoplastele, poliamidele, poliesterii, rasinile epoxidice, siliconi. Fenoplastele policondens. fenolilor cu aldehida formica.

Aceste rasini in functie de gr. de condensare pot fi lichide (novolaturi); structuri bidimensionale (rezomi), tridimensionale. Aminoplaste policondensare a aminelor cu aldehida formica si contin rasinile formaldehidice din uree si CH2O, rasini anilinice din anilina si CH2O si rasinile melaminice: melamina +CH2O.

Rasinile anilinice pot fi monodimensionale (ca lacuri adezive si izolante) sau polidimensionale (sticla).Poliamidele se obtin din diamine si acizi organici bibazici. Ex: nylon

Relon Romania, Capron Rusia, Perlon Germania.Fibrele de alamida se utilizeaza pt materiale compozite.Poliesteri polialcooli si acizi policarboxilici. Pot fi saturati cu comportare termoplastica sau nesaturati cu comportare termoreactiva. Ex.: policondensare acid adipic + etilen glicol poliester saturat. Acid maleic + etilen glicol poliester nesaturat. HOOC-(CH2)4-COOH+HO-CH2-CH2-OH (-OO-C-(CH2)4-COO-CH2-)n

Acid adipic etilen glicol poliester saturat

HOOC-CH=CH-COOH+HO-CH2-CH2-OH (-OO-C-CH=CH-COO-CH2-CH2-)n

poliester nesaturatSe utilizeaza ca fibre sintetice si in obtinerea de poliesteri armati cu fibre de sticla, se pot utiliza ca lianti organici in obtinerea de betoane. Din acid etalic si glicerina, polimerizate cu grasimi vegetale se obtin alhidali folositi pentru vopseluri.

In domeniul constructiilor se mai utilizeaza poliesteri H2CO3policarbonati, polimeri epoxidici policondensare deriv. oxizilor de etilena cu difenoli => epoxiprepolimer. Pt intarire se utilizeaza o amina de intarire. Reactiunea de int. este de poliaditie.

Se utilizeaza ca adezivi, lacuri si lianti pt prod stratificate; se utilizeaza la beton si beton armat (consolidari) si protectie anticoroziva.Siliconi: sunt polimeri micsti care contin gruparile gruparile:

Se utilizeaza sub forma de uleiuri sil., vaselina, uleiuri si cauciuc sil. (rez. la 650o) def. la polim., este rez. scaz. la temp.

42.Materiale de izolatie termica si factori de influenta pentru λMaterialele termoizolatoare sunt materiale usoare poroase menite sa asigure confortul termic al locuintelor, evitarea pierderilor de caldura.Dupa natura lor materialele de izolatie terminca se impart in 3 grupe: minerale, organice, mixte.Materiale minerale: betoane usoare tip BCA, produse ceramice poroase si cu goluri, sticla spongioasa, vata de sticla si vata minerala, materiale granulare usoare tip granulit, elemente de constructie din ipsos, polimetilaluminiu.Materiale organice: Panouri din PFL: ρa=300 kg/m3, λ=0,07; placi din turba ρa=200kg/m3, λ=0,055, materiale termoiz. din pluta ρa=100 kg/m3, λ=0,04; materiale termoiz pe baza de poroplaste polistiren expandat, PVC expandat; placi din pasla, carton cofrat, polistiren expandat, extrudat: ρa=25-30 kg/m3, λ= 0,03-0,043 W/mKMateriale mixte: bet de cim cu agr. Vegetale: BAL(Beton armat cu fibre de lemn), materiale compozite de baza de agr. usoare: minerali si lianti organici; -panouri din fibrolit (deseuri din lemn macinate, paie sau stuf tocate si pasta de ciment ρa=300-500 kg/m3, λ=0,08-0,05.

Factorii care influenteaza conductivitatea termica: -natura materialului expr prin compozitia chimica;-structura fizica exprimata prin densitatea aparenta-dimensiunea porilor la poroz const.-temperatura-umiditate

43 Materiale de protectie si finisaj:-asigura rezistenta,durabilitatea si aspectul estetic al constructiei.In aceasta categorie:-materiale de placare naturala(granit,marmura)-mat de placare artificiala(faianta ,tapet,mase plastice)Tencuieli decorative pe baza de ciment albe sau colorate,grunduri,lacuri si vopsele

44 Materiale de izolatie acustica:

au rolul de a se opune propagarii sunetelor,zgomotelor,vibratiilor.Sunetul este o senzatie auditiva produsa printr’o variatie raportata cu presiunea aerului.Are 2 caract:1)frecventa(Hz):grave 20-40Hz,medii 400-1600Hz,1600-20kHz2)nivelul sonor(dB).Pt constructii se utilizeaza nivele sonore in dB”A” sau d(BA).Zgomotele pot fi aeriene,de impact sau de echipament.Viteza de propagare a sunetului in materiale depinde de natura mat.

material

aer

apa Otel/sticla

piatra

zidarie

lemn

pluta

cauciuc

V(m/s) 340

1450

5000 2300

3500 1100-4000

500 50

Materiale de izolartie acustica. Dupa mec atenuarii sunetelor si zgomotelor se impart in 2 categorii:

1)reflectate2)absorbate

Ei

Ee=0

Er

Ei-energie initialaEr-energ reflectataEa-energ absorbitaEe-energ emisa

1.Mat reflect: caract prin coeficient de reflexie si αr ridicat.αr=Er/Ei ->1 Se utilize sticla,mat din piatra cu supraf neteda.2.Materiale fonoabsorbante: caract prin αa ridicat .

Ea

αa=Ea/Ei ->1 Sunt materiale poroase cu pori deskisi in kre sunetele si zgomotele se atenueaza prin refl repetate in porii materialului.-tencuieli fonoabs din agregate usoare-caramizi cu goluri umplute cu vata mineral-placi d PFL,prod p baza d fibra mineral(sub forma d placi semirigide si rigide)-prod p baza d pluta,-cel mai bun mat termoizolant

PROBLEME1. Sa se determine formula de calcul a infoierii nisipuilui

2 Sa se determine formula de calcul a densitatii Brinell

3 Calculul compozitiei granulometrice a unui agregat

4 Compozitia reala a unui mortal si beton cunoscand compozitia unei sarje si densitatea aparenta.

Subiecte:Subiecte Gr 1

1.Relatii de definitie si calcul.2.Roci sedimentare cu utilizari3.Componentii mineralogici ai cimentului portland si prop componentilor mineralogici4.Rezistente mecanice ale betonului5.Compozitzia chimica shi structura fizica a bitumului6.Sub la alegereprbl 1. Demonstrarea formulei de calcul a duritatii brinellprbl 2. Det compozitiei granulometrice a unui agregat pe baza curbei granulometrice

Subiectele FILS1. Relatii de definitie si calcul2. Rezistentze mecanice3. Metode de incercare nedistructiva4. Roci sedimentare5. Priza si intarirea6. Componentii mineralogici ai cimentului portland7. Priza la intarire a cp8. Proprietatile mortarelor proaspete si intarite 9. Influenta cimentulului si a apei apei asupra prop betonului

10. Obtinerea fontelor shi otelurilor11. Diagrama Fe C12. Tratamente termice si termochimice aplicate aliajelor fe c13. Clasificarea si proprietatile liantilor bituminosi

Subiecte GR 21. rel de calcul.2. definiti : pietris, nisip, balast, filer 3. materii prime pt lianti.4. rez. mecanice la solicitari statice.5.metode nedistructive6. priza si intarirea liantilor minerali7. expresia compozitiei mortarelor8. materiale de izolatie acustica si materiale de protectie si finisaj.9. Alotropia fierului si anizotropia lemnului.10. sub la alagere11. Brinell

12. det, comp reale a unui mortar

27 Iunie 2011 // Au scris MF, MT, RP, GR, FS, SB, SI. Grupa 3, Seria A, 2010-2011.V-au fost de ajutor? Treceti si multumiti-le.

Pentru alte subiecte rezolvate, materiale de studiu, informatii, ultimele noutati in domeniul materialelor si tehnicilor de constructii. www.constructiiforum.ro

www.facebook.com/constructiiforum