AGREGATE PENTRU BETOANE sI MORTARE

4.1 GENERALITĂŢI

Agregatele sunt materiale granulare provenite din sfarâmarea naturala sau artificiala a rocilor sau obtinute prin alte procedee. Ele se utilizeaza la prepararea mortarelor si betoanelor precum si la alte lucrari de constructii.

Principalul act normative referitor la aggregate este SR EN 13242-2003. La acesta se adauga normativele din seriile EN 932, EN 933, EN 1097, EN 1367 si EN 1 111f52b 744.

Agregatele trebuie sa provina din roci stabile, adica nealterabile la aer, apa, radiatie solara sau înghet. Nu se admit ca aggregate în mortare si betoane materialele provenite din roci feldspatice sau sistoase.

Agregatele trebuie sa fie inerte si sa nu conduca la efecte daunatoare asupra liantului folosit la prepararea mortarelor si betoanelor.

4.2 CLASIFICAREA AGREGATELOR

Exista mai multe criterii de clasificare:

a)      În functie de marimea granulelor:

-provenite din sfarâmarea naturala a rocilor (agregate de balastiera):

Nisip 0-8 mm

Pietris 8-63 mm

Piatra mare 63-125 mm

Ballast (amestec natural) 0-31,5 sau 0-63 mm

- provenite din sfarâmarea artificiala a rocilor:

Filer 0-0,125 mm si nisip de concasare 0-8 mm

Piatra sparta 8-63 mm

Piatra sparta mare 63-125 mm

b)      În functie de natura lor avem:

- agregate minerale

- agregate organice

c)      În functie de provenienta exista:

- agregate naturale (cele de mai sus)

- agregate artificiale (obtinute prin tehnologii industriale)

d)      În functie de densitatea în gramada în stare afânata si uscata exista:

- agregate usoare - r_g<1200 kg/m³ (proiect EN 13055)

- agregate grele - r_g>1200 kg/m³

e)      În functie de forma granulelor:

- agregate poliedrice (de balastiera, de concasare - mai ales cele dublu concasate)

- agregate lamelare (de balastiera si uneori de concasare)

- agregate aciculare (de concasare; nu sunt utilizabile în mortare si betoane de ciment)

f)        În functie de compozitia granulometrica se pot utiliza doua tipuri de agregate:

- cu granulozitate continua (comtin toate clasele de granulozitate sau sorturile - - dupa denumirea mai veche)

- cu granulozitate discontinua (nu contin toate clasele de granulozitate pâna la granula maxima a agregatului folosit)

4.3 CARACTERISTICI GEOMETRICE

Se numeste sortare trecerea agregatelor printr-un set de site (ciururi) standardizate (vezi si EN 933-2/98). Se numeste clasa de granulozitate (sau granulara) agregatul care ramâne între doua site consecutive din seria standardizata. Se poate nota cu d/D (d - cea mai mica dimensiune a ochiurilor sitei - inferioare; D - cea mai mare dimensiune a ochiurilor sitei - superioare). Se numeste subdimensiune materialul care trece prin sita minima si supradimensiune materialul care ramâne pe sita maxima dintre cele utilizate pentru descrierea granulozitatii agregatului.

Exiata trei posibile combinatii de site (cu ochiuri patrate):

seria de baza: 0; 1; 2; 4; 8; 16; 31,5 (32); 63 mm

seria de baza + seria 1: 0; 1; 2; 4; 5,6 (5); 8; 11,2 (11); 16; 22,4; 31,5; 45; 56; 63; 90 mm

seria de baza + seria 2: 0; 1; 2; 4; 6,3 (6); 8; 10; 12,5 (12); 14; 16; 20; 31,5; 40; 63; 80 mm.

Determinarea granulozitptii (claselor de granulozitate d/D) se face conform EN 933-1/97. Granulometria trebuie sa respecte conditiile din tabelul 2 din SR EN 13242/2003. Conform acestui tabel se definesc categoriile de agregate (notate G): G_G (agregat grosier), G_F (agregat fin) si G_A (agregat amestec).

În tabelele 3 si 4 din acest normative sunt definite categoriile de tolerante pentru sortarea agregatelor grosiere (cu D/d > 2) - GT_G, a celor fine - GT_F si a agregatelor amestec - GT_A.

Forma agregatelor

Se studiaza prin indicele de aplatizare (conform EN 933-3/97). Agregatele se trec prin gratare standardizate si rezulta % de treceri. Se utilizeaza mai ales pentru aggregate grosiere.

Indicele de aplatizare (între 20% si > 50%) este exprimat conform tabelului 5 din normative si este notat FL 20; FL 35; FL 50; FL_DECLARAT sau FL_NR (când nu se solicita).

Se poate solicita si indicele de forma (conform EN 933-4/99). Se exprima conform tabelului 6 din normative si se noteaza SL (SL₂₀, SL₄₀, SL₅₅, SL_DECLARAT, SL_NR).

Procentul de particule sfarâmate sau sparte din totalul particulelor rotunjite din agregatele grosiere se determina conform EN 933-5/98. Se noteaza - conform tabelului 7 din normative - cu litera C si exista urmatoarele categorii: C_90/3, C_50/10, C_50/ etc.

Tabelul 7 - SR EN 13242/2003

Continutul de parti fine pentru agregatul grosier, fin sau mixt (categoria este notata cu f , conform tabelului 8 din normative; de exemplu: f₂, f₄, f_DECLARAT, f_NR când nu se solicita.

La cerere se pot studia eventualele efecte negative ale partilor fine (mai ales daca ele reprezinta peste 3% din masa).

4.4 CARACTERISTICI FIZICE

Rezistenta la fragmentare a agregatului grosier se determina prin coeficientul LOS ANGELES (conform EN 1097-2/98). În functie de coeficientii L.A. agregatele se impart în categorii conform cu tabelul 9 din normative. De exemplu: LA₂₀, LA₂₅, LA₃₀, LA₃₅, LA₄₀, LA₅₀, LA₆₀, LA_DECLARAT, LA_NR (nu se solicita). Proba LA se realizeaza prin uzura agregatelor într-un tambur rotitor, în preyenta a 11 bile din otel. Urmeaza cernerea.

Rezistenta la fragmentare se poate determina si cu metoda prin impact (un ciocan cade de la o înaltime de 370 mm de 10 ori asupra probei). Urmeaza cernerea. Categoriile în care se împart agregatele conform încercarii prin impact se noteaza SZ. De exemplu: SZ₁₈, SZ₂₂, SZ₂₆, SZ₃₂, SZ₃₅, SZ₃₈, SZ_DECLARAT, SZ_NR (când nu se solicita încercarea).

Rezistenta la uzura a agregatului grosier se determina cu aparatul micro-DEVAL, conform EN 1097-1/96. Aparatul consta în 1-4 cilindrii orizontali care se pot roti. În cilindrii se introduc agregatele si o cantitate de bile de otel cu diametrul de 10 mm. (Numarul de rotatii si viteza de rotire sunt standardizate). Urmeaza cernerea probei. Conform tabelului 11 din normative, agregatele se impart - dupa coeficientul micro-DEVAL (M_DE), în mai multe categorii: M_{DE 20}, M_{DE 25}, M_{DE 50}, M_{DE DECLARAT} si M_{DE NR} (când nu se solicita).

Alte caracteristici fizice care se mai determina sunt: densitatea granulelor si absorbtia de apa (conform EN 1097-6/200).

4.5 CARACTERISTICI CHIMICE

Caracteristicile chimice care se studiaza pentru agregate sunt (conform EN 1744-1/98):

cantitatea de sulfat solubil în acid (categorii notate cu AS),

cantitatea totala de sulf (categoriile fiind notate cu S),

determinarea altor constituienti, care altereaza stabilitatea si întarirea betonului, stabilitatea volumului si compozitiei zgurilor de furnal sau de otelarie,

componentii solubili în apa,

impuritatile.

4.6 DETERMINĂRI PRIVIND DURABILITATEA

Se executa urmatoarele tipuri de determinari:

actiunea radiatiei solare asupra rocilor bazaltice (rezistenta SONNENBRAND, notata SB); EN 1367-3/01 si EN 1097-2/98,

reyistent la înghet-dezghet (standarde EN 1367-1/99 si EN 1367-2/98); categoriile sunt notate cu F,

absorbtia de apa (EN 1097-6/2000) ca proba legata si de rezistenta la înghet-dezghet; categoriile sunt notate cu WA.

Standardul SR EN 13242/2003 prevede si metodologia de evaluare a conformitatii calitatii agregatelor, controlul productiei de aggregate, notarea si descrierea acestora, marcarea si etichetarea loturilor livrate catre consummator.

4.7 ALTE STANDARDE PENTRU AGREGATE

Având în vedere diversitatea domeniilor de utilizare a agregatelor s-a considerat necesara si realizarea unor standarde specifice domeniilor respective. Structura generala a acestor normative este asemanatoare cu SR EN 13242-2003. Apar mici diferente, de cele mai multe ori referitoare la valori numerice sau la anumite particularizari.

Trebuie mentionate urmatoarele normative:

EN 12620/2003 - Agregate pentru betoane (este particularizat nisipul la domeniul 0-4 mm, F_max 63 mm, filerul este definit de limitele 0-0,125 mm si între determinari apare si continul de elemente cochiliere),

EN 13139/2003 - Agregate pentru mortare,

EN 13043/2003 - Agregate pentru amestecuri bituminoase (mortare si betoane asfaltice),

EN 13383-1/2003 - Anrocamente,

EN 13055/2003 - Agregate usoare.

În aceste normative mai sunt cerute, de la caz al caz, si încercari ca:

determinarea cantitatii de cloruri (la aggregate de origine marina!) sau de CaCO₃,

determinarea stabilitatii volumice ca diminuarea prin uscare (apropiata de determinarea anterioara a înfoierii nisipului),

determinarea rezistentelor la fragmentare, uzurp, slefuire sau abraziune datorita pneurilor cu crampoane.

4.8 AGREGATE MINERALE UsOARE

Se caracterizeaza prin:

densitate în gramada în stare afânata < 1200 kg/m³,

structura poroasa si permeabilitate mare la apa,

rezistente mecanice, la înghet.dezghet si conductivitate termica mici.

Sunt utilizate la obtinerea de mortare si betoane usoare, cu proprietati termo si fonoizolatoare.

Dupa densitatea în gramada în stare afânata se clasifica în:

agregate foarte usoare - rg < 600 kg/mc

rg < 600 kg/mc mijlocii - 600<rg < 900 kg/mc

rg < 600 kg/mc - rg > 1200 kg/mc

a)      Agregate usoare naturale : provin din roci magmatice obtinute prin solidificarea magmei în prezenta vaporilor de apa :

piatra ponce - obtinuta prin solidificarea magmei în prezenta vaporilor de apa sau gaze;

scoria bazaltica - obtinuta prin racirea brusca a magmei sau lavei vulcanice în prezenta vaporilor de apa;

tuful vulcanic - format din depozite de cenusa vulcanica, cimentate natural cu calcar si argila;

diatomitul - provenita din acumularea scheletelor diatomee (continut bogat în silice)

b)      Agregate usoare artificiale - reprezinta produse secundare industriale (zgura de furnal, sparturi ceramice, steril ars, cenusa de termocentrala), fie sunt fabricate special (perlit, expandate):

zgura de furnal - topita este racita brusc fie cu vapori de apa sub presiune sau cu aer umed prin introducere în bazine cu apa; se obtine astfel fie o expandare, fie o granulare.

Agloporitul - se obtine prin sintetizarea (încalzire prin presare) a unor sterile de la minele de carbune sau de la prepararea carbunilor, a unor cenusi de termocentrala, bogate în materiale combustibile;

Sparturile ceramice - sunt sfarâmaturi de produse ceramice (caramizi, tigle, tuburi de drenaj) ce pot fi utilizate în betoane ca înlocuitor de pietris;

Granulit - obtinut prin expandarea argilei expandabile (bogate în Fe₂O₃) prin încalzire la 1100⁰ C; produsul se obtine sub forma de granule sferice cu suprafata vitrificata si structura poroasa; se livreaza pe sorturi si se utilizeaza la prepararea betoanelor usoare de umplutura, pentru betoane usoare portante si pentru. betoane armate si precomprimate;

Perlitul expandat - se obtine prin expandarea rocii perlit natural (roca vulcanica sticloasa cu un continut ridicat de alcalii si apa si cu structura stratificata lamelara sau fibroasa); se prezinta sub forma de nisip cu granule sub 5 mm. si se utilizeaza ca agregat pentru mortarele si betoanele termoizolante.

AGREGATE ORGANICE

a)      naturale - vegetale - deseuri ca : talas, rumegus, coji de orez. Acestea, înainte de a fi folosite se mineralizeaza cu : clorura de calciu, sulfat de fier, hidroxid de calciu etc, cu scopul evitarii degradarii prin putrezire si a maririi aderentei la pasta de ciment.

b)      Artificiale - obtinute prin expandarea compusilor macromoleculari tip stiropor, ampora, deseuri de cauciuc, etc.