Beton la standarde europene

BETON LA STANDARDE EUROPENE

Definim betonul european (“EUROBETON-ul”) ca fiind betonul comandat, preparat, testat, transportat, pus in opera si tratat in conformitate cu exigentele standardelor europene. Componentii EUROBETON-ului (ciment, agregate, apa, aditivi etc.) satisfac ei insisi exigentele standardelor europene de produs, testarea acestora realizandu-se in conformitate cu standarde de metoda europene.

I. INTRODUCERE

II. CLASE DE EXPUNERE (“X”) LA ACTIUNEA MEDIULUI INCONJURATOR

II.1. BETON IN MEDIU FARA RISC

II.2. BETON EXPUS LA CARBONATARE

II.3. BETON EXPUS LA ATACUL CLORURILOR

II.4. BETON EXPUS LA ATAC DIN INGHET-DEZGHET

II.5. BETON EXPUS LA ATAC CHIMIC

II.5.1. ATACUL ACID

II.5.2. ATACUL SULFATIC

II.6. BETON EXPUS LA ABRAZIUNE

III. LEGATURA INTRE CLASELE DE EXPUNERE SI VALORILE LIMITA ALE COMPOZITIEI SI PROPRIETATILOR BETONULUI

IV. EXEMPLE INFORMATIVE DE APLICARE A CLASELOR DE EXPUNERE LA ACTIUNEA MEDIULUI INCONJURATOR

V. EN 1008, APA DE PREPARARE

VI. EN 12620, AGREGATE PENTRU BETON

VII. EN 934-2, ADITIVI PENTRU BETON

VIII. EN 197-1, CIMENT

VIII.1. CIMENTURI FABRICATE DUPA STANDARDE EUROPENE

VIII.2. CIMENTURI UZUALE

VIII.3. CONDITII MECANICE, FIZICE, CHIMICE SI DE DURABILITATE

IX. EN 206-1, BETON

IX.1. BETONUL PROASPAT

IX.2. BETONUL INTARIT

X. GAMA DE PRODUSE CARPATCEMENT^®

Aceasta brosura, continand informatii tehnice generale, se adreseaza tuturor celor implicati in satisfacerea exigentelor europene in domeniul betonului precum si a componentilor acestuia.

Cea mai mare parte a brosurii se refera la beton (ca produs “final”) insistandu-se asupra claselor de expunere la actiunea mediului inconjurator („riscurilor” la care este supus betonul) asa cum sunt ele definite in standardul european de betoane (SR EN 206-1:2002). Sunt facute referiri la conditiile impuse materialelor componente ale betonului (ciment, apa, aditivi si agregate) de catre standardele europene.

Brosura nu poate contine totalitatea informatiilor; utilizatorii sunt obligati sa consulte standardele si normativele la care se face referire pe cuprinsul acesteia.

Contactati CARPATCEMENT HOLDING pentru a intra in posesia ultimei editii.

In toate aplicatiile din domeniul constructiilor ce inglobeaza beton, in special in conditii severe de mediu si agresivitate chimica, alegerea corecta a tipului de ciment are o puternica influenta(*) asupra durabilitatii betoanelor.

Alegerea tipurilor de cimenturi uzuale, fabricate conform SR EN 197-1 :2002, pentru diferite aplicatii si clase de expunere, trebuie sa fie facuta confom reglementarilor in vigoare. Din acest punct de vedere, alegerea tipului de ciment se va face in conformitate cu Documentul National de Aplicare a Standardului European SR EN 206-1 :2002 (Beton. Partea 1 : Specificatie, performanta, productie si conformitate), care reprezinta modificarea NE 012-1999 .

(*) alaturi de aceasta, respectarea grosimii minime a  stratului de acoperire, respectarea parametrilor betonului (clasa de rezistenta, asigurarea unui dozaj minim de ciment, A/C max. etc), punerea corecta in opera, tratarea ulterioara etc., au o influenta la fel de puternica asupra durabilitatii betoanelor.

La executarea lucrarilor de constructii este obligatorie respectarea:

Legii 10/1995 – Legea caliatii in constructii;

Standardelor si reglementarilor in vigoare privind executia, controlul si receptia lucrarilor;

Proiectelor de executie.

Prezentam informativ:

modul de incadrare a elementelor/structurilor din beton in clase de expunere (“X”) la actiunea mediului inconjurator. Responsabilitatea alegerii corecte a combinatiei de clase de expunere la care este supus elementul sau structura respectiva apartine proiectantului, in functie de conditiile specifice ale amplasamentului;

STRUCTURI DE BETON

o serie de date si elemente de pe cuprinsul standardelor recent intrate in vigoare. Acest lucru nu exclude achizitionarea acestora sau aplicarea prevederilor in mod selectiv, numai pe baza celor prezentate.

Relatiile intre standardul de beton EN 206-1 si standardele privind conceptia si executia structurilor, materialele componente ale betonului si incercarile de laborator specifice acestora.

I. INTRODUCERE

Noul concept de standardizare europeana privind constructiile din beton acopera doua obiective fundamentale, de mare interes:

realizeaza interfata intre proiectare, executie si compozitia/producerea betonului;

asigura durabilitatea structurilor din beton armat supuse la diferite tipuri si grade de expunere la actiunea mediului inconjurator („riscuri”), pe durata de seviciu.

O structura din beton este considerata durabila daca asigura:

• functionalitatea (cu asigurarea rezistentei si stabilitatii);
• in conditiile expunerii actiunilor mediului inconjurator
• pe durata de serviciu si
• necesitand costuri minime (uzuale) de intretinere.

			Durabilitatea betonului este definita ca fiind proprietatea acestuia de a rezista actiunilor climatice, chimice, de abraziune sau oricaror altor procese de deteriorare pe durata de serviciu. Un beton durabil este acela care-si pastreaza forma initiala, caracteristicile si functionalitatea in conditiile de mediu pentru care a fost proiectat.

 

Durabilitatea unei structuri din beton, a materialului ca atare, este puternic legata de conditiile de mediu in care este exploatata respectiva structura, pe perioada de serviciu.

Un beton este proiectat sa fie durabil in anumite conditii de mediu; la schimbarea acestora, betonul poate sa nu dea rezultate satisfacatoare sub aspectul durabilitatii.

Standardul SR EN 206-1:2002 (Beton. Partea 1: Specificatie, performanta, productie si conformitate) reprezinta versiunea romana obtinuta prin traducerea integrala a standardului european EN 206-1:2001.

Acest standard specifica cerintele  pentru:

materialele componente ale betonului;

proprietatile betonului proaspat si intarit precum si verificarile acestora;

limitarile impuse compozitiei betonului;

specificatiile betonului;

livrarea betonului proaspat;

procedurile de control ale productiei de beton;

criteriile de conformitate si evaluare a conformitatii.

Cerinte complementare sau diferite pot fi date in alte parti ale standardului SR EN 206-1:2002 sau in alte standarde europene, de exemplu pentru mortare, betoane rutiere, betoane armate dispers, betoane torcretate, betoane pentru rezervoare de stocare a deseurilor/substantelor poluante, betoane pentru constructii masive (baraje) si betoane preamestecate uscate.

Compozitia betonului precum si materialele componente trebuie sa fie alese asa incat sa fie satisfacute cerintele specificate pentru betonul proaspat si intarit (consistenta, masa volumica, rezistenta, durabilitatea, protectia impotriva coroziunii armaturilor etc.) tinand seama de procedeele de productie precum si de tehnologia prin care se intentioneaza sa se execute lucrarile din beton.

Standardul SR EN 206-1:2002 poate fi utilizat numai impreuna cu standardele de produs pentru materialele componente (ciment, agregate, aditivi si apa de preparare) si de metode de incercari corespunzatoare betoanelor proaspete si intarite.

Standardul SR EN 206-1:2002

se aplica betonului monolit (turnat pe santier) sau din structuri prefabricate; betonul la care se refera acest standard poate fi preparat direct pe santier, intr-o statie de betoane („ready mix”) sau intr-o fabrica de prefabricate;

contine o serie de reguli de utilizare a materialelor componente care sunt acoperite de standarde europene;

defineste sarcinile elaboratorului de specificatii, producatorului si utilizatorului(*);

(*) de exemplu elaboratorul de specificatii este responsabil de specificatia betonului si producatorul este responsabil de conformitatea si controlul productiei. Utilizatorul este responsabil de punerea in opera a betonului, in structura. Situatiile din practica pot fi combinatii de la caz la caz. Acest standard european trateaza de asemenea si schimburile de informatii necesare intre diverse parti fara a se referi la aspecte contractuale.

Asigurarea durabilitatii betoanelor in conditiile in care tipurile de ciment existente pe piata se vor diversifica reprezinta unul din scopurile principale ale viitoarelor reglementari, ce vor intra in vigoare incepand cu 2006.

Contactati CARPATCEMENT HOLDING  pentru a intra in posesia materialelor de promovare a cimenturilor Carpatcement^® si de asigurare a durabilitatii betoanelor produse cu cimenturile noastre.

II. CLASE DE EXPUNERE (“X”) LA ACTIUNEA MEDIULUI INCONJURATOR

Proiectantii trebuie sa stabileasca toate caracteristicile necesare betonului (rezistente mecanice, la inghet-dezghet, raport A/C maxim, tipuri de ciment posibil a fi utilizate, dozaj minim de ciment etc.) luand in considerare actiunile mecanice si de mediu (nivelul eforturilor, conditiile de temperatura si umiditate, prezenta unor substante chimice etc.).

In concordanta cu noile standarde europene de betoane, proiectarea durabilitatii se efectueazadefinindu-se clase de expunere („X”) la actiunea mediului inconjurator care se asociaza cu masuri privind compozitia betonului, grosimea stratului de acoperire, tratarea betonului, deschiderea maxim admisa a fisurilor etc.

In mod sintetic aceste clase de expunere la actiunea mediului inconjurator pot fi impartite in clase de expunere cu risc de atac asupra betonului si/sau armaturii, conform tabelului urmator:

Betonul in majoritatea cazurilor este supus la mai multe din actiunile descrise in tabelele urmatoare (expus la riscuri). In aceasta situatie proiectantul trebuie sa defineasca o combinatie de clase de expunere, adaptata in mod specific amplasamentului constructiei respective (condtiilor particulare). Exemplele sunt date cu titlu informativ.

II.1. BETON IN MEDIU FARA RISC

II.2. BETON EXPUS LA CARBONATARE

Carbonatarea betonului este un risc major pentru betonul armat.

Atacul betonului prin carbonatare are loc in urma reactiei dioxidului de carbon din aerul atmosferic sau apa cu constituientii (hidrocompusii) cimentului intarit, in special cu hidroxidul de calciu. Se formeaza carbonat de calciu, foarte greu solubil in apa, care colmateaza stratul superficial al betonului realizand o anumita impermeabilizare a acestuia.

Dupa contactul intre betonul proaspat si armatura, la suprafata otelului se formeaza relativ rapid un strat („film”) subtire si stabil („de pasivare”) din oxizi care adera puternic la otel si care ii asigura protectia fata de coroziunea (ruginirea) caizata de prezenta oxigenului si apei.

Mentinerea starii „de pasivare” este conditionata de o valoare suficient de mare a pH-ului solutiei din porii pietrei de ciment din vecinatatea armaturilor. Cand pH-ul acestei solutii se reduce, stratul protector al armaturii („de pasivare”), este inlaturat si are loc coroziunea otelului (cu conditia ca sa existe oxigenul si apa).

Carbonatarea betonului reduce pH-ul solutiei din porii pietrei de ciment de la o valoare (normala) cuprinsa intre 12.6 si 13.5 la aproximativ 9. Cand tot hidroxidul de calciu s-a carbonatat valoarea pH-ului se reduce la aproximativ 8.3.

Determinarea adancimii de beton carbonatat se face prin tratarea unei suprafete proaspat desprinse de beton cu o solutie de fenolftale in alcool diluat.

Hidroxidul de calciu se coloreaza trandafiriu (pentru pH mai mare de 9.5), iar portiunea de beton carbonatata va ramane neafectata. Pe masura ce carbonatarea avanseaza, zona trandafirie dispare.

Viteza de carbonatare a betonului depinde mult de regimul de umiditate in care respectiva structura este exploatata; aceasta viteza de carbonatare este maxima in cazul unei umiditati situate intre 50 si 75% si variaza cu distanta de la suprafata elementului.

Daca suprafata betonului este expusa la o umiditate variabila (umezire periodica), viteza de carbonatare se reduce intr-o anumita masura datorita unei difuziuni mai lente a dioxidului de carbon prin porii saturati din piatra de ciment.

Intr-o structura din beton protejata de ploaie (la interior) carbonatarea decurge cu o viteza mai mare decat intr-o structura expusa umezirii alternative (la ploaie). In interiorul constructiilor viteza de carbonatare poate fi mai mare decat in exterior dar totusi nu sunt asteptate consecinte negative in ceea ce priveste coroziunea armaturii de otel, in afara situatiei in care betonul este umezit ulterior (de exemplu apa patrunsa dinspre exterior spre zona carbonatata).

O temperatura mai ridicata in interiorul cladirilor sporeste viteza de carbonatare a betonului. Carbonatarea accelereaza coroziunea data de clor asupra armaturii insa asupra acestui tip de risc („XD”, „XS”) se va reveni in cele ce urmeaza.

Pentru prevenirea sau diminuarea riscului de carbonatare a betoanelor, urmatoarele elemente sunt foarte

importante:

• Alegerea tipului de ciment:

se va vedea in acest sens Documentul National de Aplicare a SR EN 206-1:2002.

• Valoarea maxima a raportului A/C:

betoanele de clase inferioare (cu raport A/C mare si/sau continut redus de ciment) sunt sensibile la actiunea carbonatarii;

adancimea de carbonatare scade cu reducerea raportului A/C, indiferent de dozajul de ciment.

• Reteta (compozitia) betonului: 

frontul de carbonatare nu avanseaza uniform. Prezenta in exces a agregatului grosier in stratul de acoperire a armaturilor sau aparitia accidentala a unor granule de agregat mare favorizeaza carbonatarea locala;

la un  beton cu densitate si compactitate corespunzatoare, carbonatarea este limitata la suprafata de contact cu mediul exterior, adancimea de carbonatare fiind in mod normal de ordinul a cativa milimetri. In cazul unui beton cu caracteristici fizico-mecanice necorespunzatoare carbonatarea avanseaza spre interiorul elementului turnat iar dezalcalcinizarea poate ajunge pana la nivelul armaturii determinand coroziunea acesteia.

• Calitatea turnarii betonului pe santier:

- efectul carbonatarii este cu atat mai puternic cu cat porozitatea betonului este mai mare. Viteza de carbonatare creste considerabil in zonele cu segregari sau cu pori ale betonului depasivizand rapid stratul de protectie al armaturilor inglobate. Fisurile cu deschideri peste 0.3mm favorizeaza avansarea rapida a frontului de carbonatare. Prin urmare utilizarea (in mod corespunzator a) pervibratoarelor la punerea in opera a betonului este esentiala in prevenirea aparitiei segregarilor sau zonelor necompactate.

• Calitatea protectiei betonului dupa turnare

Protectia corecta a betonului dupa turnare este extrem de importanta!

O serie de exemple sunt oferite in continuare: 

lipsa protectiei betonului dupa turnare, respectiv pastrarea acestuia in aer uscat (sau cu umiditate redusa) dupa turnare, conduce la o porozitate mare si in consecinta la o viteza mare de carbonatare (aparitia in scurta vreme a unei adancimi mari de carbonatare);

cresterea perioadei de pastrare a betonului in mediu umed de la 1 zi la 3 zile reduce in mod considerabil adancimea de carbonatare (cu ~40%);

protectia betonului prin udare in primele 7-14 zile de la turnare imbunatateste in mod considerabil impermeabilitataea acestuia avand ca efect reducerea vitezei de carbonatare.

• Gradul de hidratare al betonului pe durata de exploatare:

- carbonatarea este intarziata de umplerea porilor din beton cu apa (si aproape nula in cazul betonului submersat).

II.3. BETON EXPUS LA ATACUL CLORURILOR

Atacul clorurilor (in special a sarii geme, NaCl) reprezinta un risc atat pentru betonul armat cat si pentru betonul simplu asupra caruia se impun exigente legate de calitatea suprafetei (exemplu: pavele, beton rutier, beton decorativ etc.). Atacul clorurilor se poate manifesta separat sau impreuna cu atacul din inghet-dezghet.

Ionii de clor patrund prin stratul de acoperire si distrug stratul de oxid stabil („de pasivare”) de pe suprafata armaturilor. Consecinta acestui atac este coroziunea puternica a otelului insotita de expandarea (exfolierea) betonului stratului de acoperire efect al volumului mare al produsilor de coroziune. Proiectarea unui beton cu o impermeabilitate ridicata impreuna cu realizarea unui strat suficient de gros de acoperire a armaturilor reprezinta masuri constructive eficiente, de intarziere a transportului ionilor de clor. Cu cat grosimea stratului de acoperire este mai mare si permeabilitatea acestuia mai redusa cu atat va fi mai lung intervalul de timp in care

concentratia de ioni de clor la suprafata otelului va atinge valoarea limita pentru distrugerea stratului „de pasivare”.

Pot fi luate, in mod suplimentar fata de cele de mai sus, o serie de masuri speciale de crestere a rezistentei otelului la atacul clorului cum sunt introducerea de adaosuri speciale, pentru inhibarea atacului, in compozitia betonului, acoperiri ale armaturilor cu diverse pelicule, protectia catodica precum si o serie de acoperiri de suprafata ale betonului (ex: rasini) menite sa-i sporeasca impermeabilitatea .

Pentru prevenirea sau diminuarea consecintelor atacului clorurilor, urmatoarele elemente sunt foarte importante:

• cresterea grosimii stratului de acoperire;
• alegerea corespunzatoare a compozitiei betonului: raport A/C redus, clasa ridicata de beton;
• o corecta punere in opera a betonului (vibrare etc.);
• tratarea prin udare periodica a betonului cel putin 7 zile ;
• pastrarea betonului, dupa terminarea tratarii, o perioada de timp in aer uscat, inainte de a fi expus la agentii de dezghetare (respectiv la inghet-dezhet).

	Cel mai utilizat agent de dezghetare: amestec de nisip si sare

II.4. BETON EXPUS LA ATAC DIN INGHET-DEZGHET

Betonul uscat nu este afectat de fenomenul de inghet-dezghet.

Daca elementul este supus temperaturilor negative la scurt timp de la turnare, apa retinuta in porii capilari din piatra de ciment ingheata si isi sporeste volumul cu ~9% producand expansiuni in masa betonului. In urma ciclurilor repetate de inghet-dezghet, aceste expansiuni conduc la aparitia de microfisuri in masa betonului care se extind pe timpul inghetului si se umplu cu apa pe timpul dezghetului. Consecintele atacului din inghet-dezghet sunt vizibile, sub forma de cojiri, exfolieri etc., si la suprafata elementului turnat.

Efectele distructive cumulative ale solicitarilor din inghet-dezghet pot fi apreciate prin modificarea modulului dinamic de elasticitate al probei, prin pierderea de rezistenta la compresiune (eventual tractiune) sau modificari dimensionale (o modificare dimensionala importanta este un indiciu privind fisurarea interna a betonului supus la inghet-dezghet).

Fiecare inghet al elementului din beton provoaca o migrare a apei, prin interiorul betonului, catre frontul de inghet; asistam asadar la deplasarea apei neinghetate din porii fini spre zonele in care s-a format gheata in porii capilari, printr-un proces de difuzie.

Utilizarea diferitilor agenti de dezghetare care stagneaza pe suprafata betonului expus inghet-dezghetului accentueaza degradarile. Acestia produc o presiune osmotica avand ca si consecinta deplasarea apei din interiorul betonului spre stratul de suprafata, favorizand astfel alimentarea frontului de inghet cu apa. Daca dupa dezghet solutia rezultata (apa si sare) ramane la suprafata betonului are loc o degradare mult mai severa decat daca aceasta este indepartata gravitational prin conformarea elementului (prezenta pantelor de scurgere, spre exemplu).

Proba de beton martor si cea supusa atacului din inghet-dezghet, cu sare.

Pentru prevenirea sau diminuarea consecintelor atacului din inghet-dezghet (in prezenta sarii ca agent de dezghetare), urmatoarele elemente sunt foarte importante

• Compozitia betonului:

raportul A/C sa fie cat mai redus (este foarte important ca betonul sa aiba un raport A/C mic, asa incat volumul de pori capilari sa fie mic);

trebuie evitata mustirea laptelui de ciment la suprafata betonului;

utilizarea aditivilor, (super)plastifiant si antrenor de aer, in combinatie, este obligatorie

* aditivii (super)plastifianti diminueaza absorbtia capilara contribuind in mod evident la cresterea gradului de impermeabilitate, la cresterea aderentei pastei de ciment la agregate si a rezistentelor mecanice, ameliorand astfel rezistenta la inghet-dezghet a betonului;

* aditivii antrenori de aer imbunatatesc mult rezistenta la inghet-dezghet printr-un mecanism specific.

• Calitatea turnarii betonului pe santier

- punerea in opera trebuie sa asigure un beton omogen in toata masa acestuia, sa evite pierderea laptelui de ciment sau formarea de fisuri care sa se constituie in cai de patrundere a apei in beton.

• Calitatea protectiei betonului dupa turnare

- este foarte important ca impermeabilitatea stratului superficial sa fie cat mai mare. Acest lucru poate fi obtinut prin tratarea corespunzatoare a betonului dupa turnare, minim 7 zile.

• Alegerea momentului turnarii betonului

- este necesar ca betonul sa fie suficient maturizat inainte de expunerea in conditii de iarna. Pentru cresterea rezistentei betonului la exfoliere din inghet-dezghet, cu sau fara agenti de dezghetare, este necesar ca de la momentul turnarii elementului sa se poata asigura o perioada de uscare suficienta, anterior primei inghetari.

• Conformarea elementului turnat

este necesara alegerea unei forme geometrice a elementului turnat asa incat pe acesta sa nu stationeze solutia (apa + sare) rezultata in urma dezghetului; actiunea distructiva a sarii (in special a solutiei diluate, de concentratie 2.5-4%) consta in cresterea absorbtiei de apa in beton (efect al capacitatii mari de

hidratare a ionului de sodiu Na+) si la reducerea vitezei de evaporare a apei conducand astfel la intensificarea degradarilor cauzate de inghet-dezghet repetat.

Cel mai vulnerabil la atacul din inghet-dezghet in prezenta agentilor de dezghetare este betonul bordurilor care, in majoritatea situatiilor, este suprins de inghet in stare saturata iar agentii de dezghetare (sarea) stationeaza pe acestea sau imediat in zona acestora.

Betonul suficient maturizat, corect preparat, pus in opera si tratat cel putin 7 zile impotriva pierderii apei, rezista totdeauna in bune conditii un timp indelungat la actiunea fenomenului de inghet-dezghet.

II.5. BETON EXPUS LA ATAC CHIMIC

Cand betonul este supus atacului chimic din soluri naturale, ape de suprafata sau subterane, clasificarea pe clase de expunere se face in conformitate cu tabelul urmator:

Clasele de expunere la mediile chimic agresive din tabelul de mai jos se  bazeaza pe faptul ca temperatura solului si a apei sunt in intervalul 5-25°C si in cazurile in care viteza de scurgere a apei este suficient de mica pentru a fi considerata in conditii statice.

Alegerea claselor de expunere se face in functie de caracteristicile chimice care conduc la agresiunea cea mai intensa asupra betonului.

Cand cel putin doua caracteristici agresive conduc la aceeasi clasa de expunere, mediul inconjurator trebuie clasificat in clasa imediat superioara, daca un studiu specific nu a demonstrat ca aceasta nu este necesar.

In general atacul chimic al betonului conduce la descompunerea produsilor de hidratare (a hidroxidului de calciu in special) si la formarea de noi compusi care, daca sunt solubili, sunt antrenati si eliminati din beton; daca acesti compusi nu sunt solubili pot actiona distructiv in zona in care se formeaza.

Standardul SR EN 13529:2004 (Produse si sisteme pentru protectia si repararea structurilor de beton. Metode de incercari – rezistenta la atac chimic puternic) specifica metoda de incercare pentru determinarea rezistentei sistemelor de protectie a suprafetelor la atacuri chimice puternice. Grupele de lichide de incercare sunt benzina, kerosenul, combustibili diversi, gazolina, uleiurile de motor si angrenajele, diversele hidrocarburi, benzenul, si amestecuri continand benzen, titei, alcooli, esteri, aldehide, acizi (ca atare sau in solutii), baze, amine, eteri etc. 

II.5.1. ATACUL ACID

Atacul acid produce practic dizolvarea pastei de ciment.

Betonul este atacat de toate lichidele avand pH-ul sub 6.5 insa atacul se considera a fi sever numai la un pH sub 5.5. Daca valoarea pH-ului scade sub 4.5 atacul se considera a fi foarte sever.

Consecintele atacului acid depind de viteza apei contaminate (solutiei acide) aflate in contact cu betonul, de calitatea betonului, de tipul cimentului si agregatelor folosite.

Cei mai frecventi acizi in pamant si in apele naturale sunt acidul carbonic, humic si sulfuric. Primii doi sunt doar moderat agresivi si nu pot avea un pH sub 3.5; acidul sulfuric insa poate avea pH-ul sub 2.

II.5.2. ATACUL SULFATIC

Betonul atacat de sulfati are un aspect laptos („albicios”) caracteristic. Atacul sulfatic poate fi din pacate diagnosticat doar dupa ce apar semnele vizibile si specifice de degradare - expansiuni, fisuri, eroziuni sau inmuierea pastei de ciment - incepand de la colturile elementului.

Practic se produce dizolvarea de catre agentii agresivi a produselor de hidratare ale cimentului, in special a hidroxidului de calciu, compusul cu solubilitatea maxima. Pe langa acesta pot fi dizolvati hidrosilcatii de calciu precum si agregatele calcaroase sau dolomitice.

Consecintele atacului sulfatic sunt expandarea / fisurarea distructiva insotita de pierderea de rezistenta a betonului cauzata de diminuarea coeziunii pietrei de ciment (betonul se transforma intr-un material friabil, moale) si a adeziunii dintre aceasta si particulele de agregat.

Determinarile de laborator au aratat ca, initial primele efecte ale atacului sulfatului sunt cresterea densitatii si rezistentei betonului, intrucat produsii de reactie umplu spatiile goale (porii) din stratul de suprafata al betonului.

Betonul este in mod obisnuit atacat de sarurile in solutie (sulfatii de calciu, potasiu, magneziu etc.) care sunt prezente in mod curent in sol sau ape subterane.

Sulfatii din apele subterane sunt de obicei de origine naturala dar pot proveni si din ingrasaminte agricole sau ape reziduale/industriale cu continut de sulfat de amoniu care ataca piatra de ciment cu formare de ghips; acesta are un volum mai mare decat produsul initial conducand la degradarea betonului (degradari prin expansiune).

In zone industriale, in particular in zonele de zacaminte de gaz, pot aparea pe langa sulfati si alte substante agresive. De exemplu ionii de magneziu pot insoti ionii de sulfat; prin reactia dintre acestia si hidroxidul de calciu se formeaza hidroxidul de magneziu (“brucit”) care este usor solubil, precipita in solutie si conduce la cresterea volumului (apar adegradari prin expansiune).

In evaluarea riscului si consecintelor atacului sulfatic, trebuie cunoscuta si dinamica (directia de deplasare si viteza) apei subterane. Atunci cand elementul din beton este expus presiunii apei cu sulfati pe una din suprafete, viteza atacului va fi mai mare, in mod normal, pe aceasta suprafata. Pe langa concentratia de sulfat, viteza cu care este atacat betonul depinde de viteza cu care sulfatul consumat prin reactii cu piatra de ciment poate fi refacut.

De exemplu:

atacul sulfatic produs prin umezirea si uscarea alternativa a elementului turnat conduce la o deteriorare mai rapida a betonului;

in anumite conditii de amplasament si conformare a elementului (care sa favorizeze retinerea apei pe suprafata acestuia), concentratia de sulfat in apa poate fi marita considerabil prin evaporare (ex: stropirea cu apa de mare pe suprafete orizontale, care retin apa).

Buna comportare la agresiunea chimica a betoanelor preparate cu cimenturi cu adaosuri la sulfati este data in primul rand de reducerea permeabilitatii si a continutului de elemente reactive (cum este calciul) ce favorizeaza reactiile expansive sulfatice.

Zgura de furnal ca adaos in compozitia cimentului are efect benefic asupra durabilitatii betonului expus mediilor sulfatice; adaosurile din cimenturi in general reduc efectele atacului chimic asupra betoanelor prin reducerea permeabilitatii acestora.

Un strat de acoperire suficient de gros, maturat, bine compactat, cu raport A/C redus, corect pus in opera si tratat suficient timp impotriva pierderii accelerate a apei, va impiedica accesul ionilor la nivelul suprafetei armaturilor. Se recomanda turnarea fara rosturi expuse agresiunii sulfatice.

Pentru atenuarea atacului sulfatic se recomanda folosirea unui ciment cu continut ridicat de adaos de zgura de furnal (CEM II/B-S, CEM III/A), reducandu-se astfel cantitatea de hidroxid de calciu din pasta de ciment.

In cazul agresiunii sulfatice moderate si intense este recomandata si utilizarea unui ciment preparat dintr-un clincher care are un continut redus de aluminat tricalcic (C₃A) care formeaza etringit secundar expansiv in conditii de agresiune sulfatica.

II.6. BETON EXPUS LA ABRAZIUNE

Riscul de atac al betonului prin abraziune mecanica nu este mentionat in SR EN 206-1. Acesta este mentionat doar in Documentele Nationale de Aplicare a acestui standard din Germania si Polonia.

Rezistenta betonului la uzura, de fapt rezistenta zonei de la suprafata acestuia, creste cu rezistenta la compresiune si varsta. Proprietatile acestei zone de suprafata sunt puternic influentate de operatiunile de finisare si tratare dupa executare.

In compozitia betoanelor rezistente la uzura se utilizeaza cimenturi fara adaosuri de fabricatie sau cu adaosuri de zgura, functie de scopul urmarit si de solicitari, la dozaje medii de 350Kg/m³.

Prezenta agregatelor de concasaj din roci dure, rezistente confera o rezistenta superioara la uzura. O buna compactare si omogenitate, insotite de o conservare in mediu umed cel putin 7 zile, permit sa se obtina o rezistenta mare la uzura si o buna comportare in exploatare a imbracamintilor rutiere sub aspectul durabilitatii.

III. LEGATURA INTRE CLASELE DE EXPUNERE  SI VALORILE LIMITA ALE COMPOZITIEI SI

PROPRIETATILOR BETONULUI

Cerintele ca betonul sa reziste la actiunea mediului  inconjurator sunt date in termeni de valori limita pentru compozitia si proprietatile stabilite ale betonului.

Plecand de la clasele de expunere („X”) la actiunea mediului  inconjurator (anterior specificate), SR EN 206-1 (Anexa F informativa) face o serie de recomandari pentru alegerea valorilor limita ale compozitiei si proprietatilor betonului in functie de clasa de expunere („X”), in ipoteza unei durate de serviciu a structurii de 50 ani. Valorile limita corespund unui ciment uzual CEM I 32.5, cf. SR EN 197-1 si unor agregate cu dimensiuni nominale maxime intre 20-32mm.

Clasele de rezistenta minime au fost determinate plecand de la relatiile existente intre raportul A/C si clasa de rezistenta a betonului fabricat cu ciment apartinand clasei de rezistenta 32,5. Valorile limita specificate ale raportului A/C maxim si continutului minim de ciment se aplica in toate cazurile in timp ce conditiile referitoare la clasa de rezistenta a betonului pot sa fie specificate complementar. 

^a) Daca betonul nu contine aer antrenat (efect al prezentei unui antrenor de aer), performanta betonului trebuie sa fie atunci masurata conform unei metode de incercari adecvate, in comparatie cu un beton pentru care rezistenta la inghet-dezghet, in clasa de expunere corespunzatoare, a fost stabilita.

^b) Cand prezenta de SO₄^2- conduce la o clasa de expunere XA2 sau XA3 este important sa fie utilizat un ciment rezistent la sulfati. In situatia in care cimentul este clasificat dupa rezistenta acestuia la sulfati, trebuie utilizat un ciment avand o rezistenta medie sau ridicata la sulfati pentru clasa de expunere XA2 (daca acest ciment este aplicabil in clasa de expunere XA1) si trebuie utilizat un ciment avand o rezistenta ridicata la sulfati pentru clasa de expunere XA3.

IV. EXEMPLE INFORMATIVE DE APLICARE A CLASELOR DE

EXPUNERE LA ACTIUNEA MEDIULUI INCONJURATOR

Prezentam informativ exemple de incadrare a elementelor/structurilor din beton in clase de expunere la actiunea mediului inconjurator. Responsabilitatea alegerii corecte a combinatiei de medii de expunere apartine proiectantului in functie de conditiile specifice ale amplasamentului.