4

CONSOLIDAREA PLANEU CLDIRE CIVIL DIN BETON ARMAT PRIN SUPRABETONARE

Consolidarea planseelor

De-a lungul istoriei constructiilor si a stiintei ei, marii constructori, marii ingineri si tehnicieni, marii oameni de stiinta, care cu totii au contribuit la progresul modern si-au exprimat convingerea ca marile realizari nu se pot obtine decat pe baza unei gandiri profunde si juste, bazata pe o experienta constinuu acumulata si aplicata.

Din punct de vedere al materialelor din care se executa, planseele cladirilor pot fi:- beton armat monolit sau prefabricat;- grinzi metalice si boltisoare de caramida;- de lemn.

Plansee de beton armat monolit sau prefabricat

Planseele de beton armat, monolit sau prefabricat, sunt rezistente, rigide, durabile si se comporta bine in caz de incendiu. Ele necesita in general foarte putine lucrari de intretinere. Trebuie insa avut in vedere ca betonul este atacat atat de acizii organici cat si de cei anorganici.

Plansee din grinzi metalice si boltisoare de caramida

Aceste plansee se intalnesc foarte des deasupra subsolului, atat la cladirile de locuit mai vechi, cat si la cele social culturale. Datorita excesului de umiditate din subsoluri si condensarii vaporilor de apa pe aceste profile, ele sunt supuse coroziunii. Pentru protejarea si conservarea lor in stare buna, profilele trebuie curatite de rugina cu perii de sarma si vopsite cu miniu de plumb in doua straturi.

Plansee de lemn Se intalnesc din ce in ce mai rar la cladirile de locuit. Deterioarea prea rapida a acestor plansee poate fi provocata atat de defectiuni de executie, cat si de o exploatare necorespunzatoare.

Degradarea betonului

Repararea si reabilitarea structurilor din beton cu mortare speciale

In trecut, betonul era considerat un material indestructibil. Aceasta convingere i-a determinat pe multi constructori si proiectanti

sa ignore cele mai elementare norme pentru a garanta durabilitatea structurilor din beton. Rezultatul este acela ca dupa 20-30

de ani de la construire, cea mai mare parte a constructiilor din beton prezinta semne evidente de degradare.

Materiale si tehnologii

In prezent, cresterea continua a costurilor de constructie face ca uneori sa fie mai avantajoasa repararea si consolidarea constructiilor degradate din beton, chiar daca procesul de degradarea a atins un stadiu destul de avansat. Laboratoarele de cercetare a concernului MAPEI, Milano, avand o experienta de peste 70 de ani in producerea materialelor speciale de

constructii, prezinta o linie completa de materiale speciale (mortare anticorozive pentru pasivizarea armaturilor, rasini epoxidice

pentru injectii fisuri, mortare de ciment sau epoxidice pentru ancorarea fierului beton, mortare pentru refacerea stratului de beton

care acopera armaturile, tinciuri si protectii hidroizolante, vopsele speciale cu efect anticoroziv), pentru repararea si consolidarea structurilor degradate din beton.

Cauzele degradarii betonului

Cauzele degradarii sunt favorizate adesea de deficientele calitative ale betonului si sunt determinate de regula de conditiile

ambientale la care este expusa constructia.

Cauzele degradarii se pot impartii in urmatoarele grupe:

Cauze chimice

- Agresiunea chimica de carbonatare a betonului

Gravitatea acestui fenomen este legata de calitatea betonului, de grosimea stratului de beton care acopera armatura si de

gradul de compactare a betonului. La betoanele incorect dozate, cu un raport mare de apa / ciment, rezistenta la carbonatare este cu atat mai scazuta cu cat betonul este mai permeabil. CO2 prezent in aer/apa reactioneaza cu componentii alcalini din beton, formand carbonatul de calciu. Fenomenul de carbonatare determina o reducere a pH-ului betonului de 13 la 8,5-9, valori

care sunt sub pragul necesar asigurarii conditiilor de pasivitate a armaturilor. Ca o consecinta logica, fierul de armatura incepe sa se oxideze, formeaza rugina care expandeaza si creeaza tensiuni superioare rezistentei la rupere a betonului. Astfel stratulde beton care proteja armatura se desprinde, expunand-o direct la coroziune prin ruginire.

- Agresiunea chimica a sarurilor de clor sau de sulf

Ionii de clor, prezenti in sarurile folosite iarna pentru dezghetul carosabilului, penetreaza betonul. Substantele intalnite in aceste

procese sunt clorura de sodiu (NaCl) si clorura de calciu (CaCl2). Efectul clorurilor este coroziv asupra betonului dar ajungand la interior, de la o anumita concentratie, determina coroziunea electro chimica a fierului de armatura avand ca rezultat producerea oxidului de fier si clorura ferica. Agresivitatea clorurilor se manifesta divers in functie de tipul de saruri. Astfel Clorura de sodiu reactioneaza cu agregatele reactive din beton (reactie alcali-agregate) in timp ce Clorura de calciu reactioneaza cu pasta de ciment.

In mediul marin, pe terenuri argiloase cu continut mare de pirita sau in cazul apelor reziduale, agresivitatea este de natura sulfatica. Atacul coroziv asupra betonului este datorat substantelor acide cu pH scazut, sulfati care produc hidrogen sulfurat sau acid sulfuric, care se manifesta prin deteriorarea si exfolierea stratului de beton.

Cauze fizice

Agresiunea ciclurilor de inghet/dezghet

Apa se infiltreaza prin porii betonului in interiorul lui si in prezenta inghetului, prin modificarea volumului apei, determina mari presiuni care provoaca fisuri si crapaturi ale betonului. Prin inghet apa isi modifica volumul cu 9% !. Alternanta ciclurilor de inghet - dezghet accelereaza fenomenul de degradare, care este cu atat mai grav cu cat betonul este mai poros, cu cat stratul de acoperire cu beton peste armatura este mai redus si cu cat calitatea betonului este mai slaba.

Agresiuni cauzate de incendii

Structurile sunt supuse in acest caz la eforturi care uneori pot determina colapsul. Stratul de beton care acopera si protejaza

armaturile poate rezista pana la temperatura de + 650 grd C. Armaturile pot rezista pana la temperaturi de + 500 grd C. La structurile de beton armat supuse incendiilor, apare fenomenul de dilatare a fierului de armatura care este mai mare decat coeficientul de dilatare a betonului si care genereaza tensiuni ce provoaca fisuri si distrugeri ale structurii si desprinderea

completa a armaturii de beton. In functie de gravitatea cu care se manifesta un astfel de incendiu, cele doua materiale pot sa nu mai conlucreze si astfel se produce colapsul structurii din beton.

Agresiuni cauzate de contractii

Variatia umiditatii relative U.R.% a mediului determina modificari dimensionale ale structurilor din beton. Aceste modificari se

transpun in practica prin aparitia unor tensiuni care se manifesta prin aparitia de fisuri. Fisurile sunt de doua tipuri:

- fisuri datorate contractie plastice a betonului proaspat.

1- fisuri datorate contractie higrometrice a betonului intarit. In ambele cazuri fisurile apar ca urmare a evaporarii apei din beton in

ambient.

Cauze mecanice

Agresiunea provocata prin abraziune

Se manifesta prin distrugerea stratului superior al betonului datorita pulberilor de materiale mai dure decat betonul.

Agresiunea provocata prin eroziune

Se manifesta prin uzura suprafetei betonului datorita curgerii apei care contine materiale antrenate de apa. Eroziunea depinde de viteza apei, de geometria suprafetei din beton si de calitatea betonului.

Agresiunea provocata de apa prin smulgerea betonului

Se manifesta prin distrugerea suprafetei betonului datorita curgerii apei cu viteza mare. Fenomenul apare in canale si lucrari hidrotehnice unde viteza apei depaseste viteza de 12 m/sec iar suprafata betonului nu este neteda si compacta. Din cauza diferentei de presiune, apa in curgere creaza efectul de suctiune sau smulgere.

Agresiunea provocata prin suprasarcini si impact

Solicitarile de supragreutate neprevazute in faza de proiectare sau socurile mecanice accidentale sau ciclice pot genera in multe cazuri leziuni grave ale structurii de beton.

Repararea si consolidarea structurilor degradate din beton

Interventiile de reparare/ consolidare, dupa un studiu atent asupra structurii, se finalizeaza prin eliminarea cauzelor care auprovocat degradarea. Daca este vorba despre agresiuni datorate conditiilor de mediu, scopul principal al interventiei de reparare trebuie sa fie acela de a opri substantele chimice care penetreaza betonul si cauzeaza deteriorarea acestuia.

Cercetarea cauzelor degradarii betonului

Inainte de a incepe orice fel de interventie pentru reparare, este necesar sa se procedeze la o investigatie completa si amanuntita a structurii respective, determinand :

- Profunzimea de carbonatare a betonului.

- Grosimea stratului de beton care acopera armatura.

- Prezenta cel putin a fisurilor care indica ca in acel punct dilatarea betonului a depasit rezistenta la rupere.

- Cauza care a provocat dilatarea (coroziunea si expandarea fierului de armatura, sulfatarea, pozitionarea incorecta a fierului de

armatura).

CERINTELE DE CALITATE A MATERIALELOR DE REPARATII

Succesul interventiilor de reparatii este legat mai ales de alegerea potrivita a materialelor folosite.

Mortarele de reparatii, din linia Mapegrout: Mapegrout Tissotropico, Mapegrout T60, Mapegrout BM, Mapegrout Rapido,

Mapegrout Colabile, Planitop 430, Mapegrout Gunite, etc, trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:

- Aderenta foarte buna la betonul existent si la fierul de armatura.

- Coeficient de contractie foarte mic sau mai exact coeficientul de expansiune a materialului proaspat sa fie mai mare decat cel

de contractie in stare intarita (de aceea aceste materiale se numesc mortare cu contractie controlata).

- Rezistenta la factorii agresivi din mediu si un grad mare de impermeabilitate.

- Usurinta in aplicare.

Folosirea mortarelor traditionale pe baza de ciment s-a dovedit nesatisfacatoare deoarece contractia amestecului proaspat este una din cauzele cele mai frecvente ale insuccesului, care consta de obicei in desprinderea materialului de reparatie de suport sau aparitia de fisuri pe suprafetele reparate. Mortarele predozate de la MAPEI, sunt armate dispers cu microfibre care reduc aparitia fisurilor la intarire, au o expandare controlata (reducand astfel aparitia contractiilor la intarire) si produc in contact cu armatura sau cu un suport suficient de rugos o precompresiune in materialul de reparatii aplicat.

FAZE OPERATIVE

- Se trece la indepartarea manuala sau mecanica a partilor degradate din beton si la controlarea grosimii de carbonatare cu o solutie de fenolftaleina 1% in alcool etilic. (Fenolftaleina este un indicator care aplicat pe un beton carbonatat care are un pH de 8-9 ramane de culoarea trensparent, dar aplicat pe un beton sanatos care are un pH de 12-13, vireaza din culoarea transparent in culoare rosie).

- Indepartarea betonului degradat se face pana la decopertarea fierului de armatura. In unele cazuri indepartarea betonului va fi facuta pana la indepartarea completa a betonului carbonatat, caz in care armaturile nu vor mai conlucra cu betonul. - Reparatiile precedente, care nu sunt perfect aderente la suport, vor fi indepartate.

In cazul consolidarilor, cand grosimea de turnare sau de aplicare a mortarului de reparare este mare, la structura sau la elementul in discutie se adauga armatura metalica suplimentara.

Suprafata betonul care se va repara cu mortare speciale, va trebui sa fie foarte rugoasa, cu denivelari mai mari de 5 mm.

2Curatarea suprafetelor

Dupa indepartarea betonului degradat, trebuie sa se curete foarte bine suprafetele decopertate, pe care se vor aplica mortarelede reparatii. Procedeul de curatare cel mai eficient este hidrosablarea deoarece indeparteaza eficient de pe suport partile neaderente, urmele de uleiuri, grasimi, vopsea sau rugina. Prin aceaste operatiune se curata foarte bine si armaturile fiind aduse la stadiul de "metal alb". Un procedeu optim de indepartare a betonului degradat este folosirea apei de foarte inalta

presiune, la 2000-2500 de bari, cu ajutorul unor masini speciale. Astfel, in structura de beton, nu sunt induse vibratii puternice si nu apar alte fisuri. Suprafata betonului sanatos ramane foarte rugoasa.

Protectia armaturii

Dupa indepartarea betonului deteriorat si curatarea suprafetelor, armaturile existente se protejaza si se pasivizeaza cu un mortar special, pentru a preveni noile fenomene de coroziune. Cand armaturile existente sunt corodate si au sectiunea redusa cu mai mult de 30%, este necesar sa se adauge suplimentar noi armaturi care de asemenea se protejaza cu mortar anticoroziv. Materiale utilizate la repararea si refacerea structurilor degradate din beton Pentru repararea structurilor degradate din beton, conform SR EN 1504 - Produse si sisteme pentru repararea structurilor

din beton - se pot folosii urmatoarele tipuri de materiale speciale, impartite pe sectiuni.