Cuprins Prefa ..............................................................................................7 Tema 1. Cuno tin e generale despre materiale de construc ie i clasificarea lor. .................................................8 1.1.Scurt istoric al dezvolt rii materialelor de construc ie...............8 1.2.Obiectivul i importan a cursului materiale de construc ie...................................................................................9 1.3. Felurile materialelor naturale i artificiale...............................10 1.4.Cuno tin e despre structura materialelor...................................12 1.5.Clasificarea materialelor de construc ie....................................13 Tema2.Propriet ile principale ale materialelor de construc ie......................................................................................15 2.1. Propriet ile fizice ...................................................................15 2.2. Propriet ile chimice................................................................24 2.3. Propriet ile mecanice..............................................................26 Tema 3. Materiale de piatr natural .........................................33 3. 1. Generalit i..............................................................................33 3.2. Mineralele principale din care se formeaz rocile....................35 3.3. Clasificarea i utilizarea rocilor ca material de construc ie...........................................................................39 3.4. Materiale i produse din piatr natural ...................................50 3.5. Exploatarea i prelucrarea materialelor de piatr natural ...........................................................................51 3.6. M suri de protec ie contra degr d rii.......................................52 3.7. Transportarea i p strarea.........................................................53 Tema 4. Materiale ceramice.........................................................55 4.1 Generalit i................................................................................55 4.2. Materii prime............................................................................56 4.3. Propriet ile ceramice ale argilelor..........................................58 4.4. Fazele tehnologice ale produselor ceramice.............................62 4.5. Tratamente de suprafa ...........................................................63

1

Tema 5. Materiale de construc ie din sticl ................................65 5.1. Generalit i...............................................................................65 5.2. Fazele generale ale fabric rii sticlei. (Produsele 4 din mase topite)........................................................................66 5.3. Materiale de construc ie din sticl ............................................67 5.4. Materiale termoizolante din sticl ............................................69 5.5 Sitale..........................................................................................70 Tema 6. Lian i anorganici............................................................71 6.1. No iuni generale despre lian i...................................................71 6.2. Lian i de ipsos i anhidrit ........................................................73 6.3. Lianti de magnezie i dolomit..................................................76 6.4. Sticla solubil i cimentul acido-rezitent..................................77 6.5. Varul aerian..............................................................................79 6.6. Varul hidraulic..........................................................................80 6.7. Cimentul Portland i variet ile lui...........................................82 6.8. Cimenturi cu adaosuri hidraulice..............................................86 6.9. Lian i de var-puzolan i de var-zgur .....................................88 6.10. Ciment aluminos....................................................................89 6.11. Cimenturi expansive...............................................................90 6.12.Transportarea i p strarea materialelor liante..........................90 6.13. Coroziunea cimentului Portland.............................................91 Tema 7. Mortare de construc ie i betoane pe baz de substan e anorganice.....................................................................95 7.1. Clasificarea mortarelor i betoanelor........................................95 7.2. Materiale pentru prepararea mortarelor i betoanelor grele, u oare, celulare...............................................................98 7.3.Propriet ile amestecului de mortar i beton.............................99 7.4. Propriet ile mortarelor i betoanelor.....................................101 7.5. Alegerea dozajului pentru betoane i mortare........................105 7.6. Prepararea i transportarea mortarelor i betoanelor..............107

2

7.7. Turnarea amestecului de beton i ntre inerea acestuia..........108 7.8.Betoane grele cu destina ie special . Betoane pentru construc ii hidrotehnice i subterane........................................109 Tema 8. Produse de beton armat...............................................112 8.1. Scurte informa ii despre betonul armat..................................112 8.2. Clasificarea produselor prefabricate de beton i cerin ele generale fa de ele...................................................114 8.3. Nomenclatura produselor de beton armat..............................115 5 8.4. Metode industriale de producere a elementelor de beton Armat ..................................................................................... 116 8.5. Construc ii de ciment armat....................................................117 8.6. Transportarea i p strarea produselor de beton armat.(P.D.B.A.)......117 Tema 9. Materiale i produse pietroase artificiale pe baz de substan e.....119 9.1.Materiale i produse pietroase artificiale.................................119 9.2.Produse pe baz de var............................................................120 9.3.C r mid de var- zgur i var- cenu ....................................123 9.4.Betoane i prefabricate silico-calcare......................................123 9.5. Produse silico-calcare celulare...............................................124 9.6. Produse pe baz de ipsos........................................................125 9.7.Produse pe baz de azbociment...............................................126 Tema 10. Lemnul i produsele din lemn....................................129 10.1 Cuno tin e generale ......129 10.2. Speciile lemnoase locale folosite n construc e ...130 10.3. Structura lemnului.......131 10.4. Propriet ile fizice ale lemnului....134 10.5. Produse din lemn folosite n construci e......136 Tema 11. Materiale pentru color ri...139 11.1. Generalit i...........................................................................139

3

11.2. Clasificarea lucr rilor de colorare........................................139 11.3. Elementele compozi iei de vopsit.........................................140 11.4. Lian i.....................................................................................140 11.5. Pigmen i................................................................................142 11.6. Solven i.................................................................................142 11.7. Chituri...................................................................................142 11.8. Vopsele.................................................................................143 Tema 12. Materiale termoizolante.............................................144 12.1. Generalit i...........................................................................144 12.2. Clasificarea materialelor termoizolante...............................145 12.3. Structura i nsu irile materialelor termoizolante...............148 12.4. Folosirea materialelor termoizolante...................................148 12.5. Produse termoizolante minerale...........................................149 6 Tema 13. Materiale bituminoase................................................152 13.1 Cuno tin e de baz ................................................................152 13.2. Bitumuri de petrol i naturale...............................................154 13.3. Gudroane i smoal ..............................................................155 13.4. Mortare i betoane de asfalt i de gudron.............................156 13.5. No iuni generale despre materiale bituminoase i gudronoase pentru nvelitori i hidroizola ii... ..........................157 13.6. Materiale de bitum hidroizolante..........................................160 Tema 14. Materiale de construc ie din polimeri i mase plastice..........................................................................................162 14.1 ntroducere............................................................................162 14.2. Structura polimerilor .........................................................165 14.3. Comportarea polimerilor la tempera....166 14.4.Clasele polimerilor................................................................167 14.5. Mase plastice........................................................................168 14.6. Propriet ile principale ale maselor plastice n construc ie..........169

4

TEMA 2 PROPRIET ILE PRINCIPALE ALE Z C MINTELOR I MATERIALELOR DE CONSTRUC IE 2.1. Propriet ile fizice 2.1.1 Propriet ile de stare 2.1.2. Parametrii higroscopici 2.1.3. Rezisten a la nghe -dezghe 2.1.4. Propriet ile termice 2.2. Propriet ile chimice 2.3. Propriet ile mecanice 2.3.1. Propriet ile deformative Z c mintele i materialele de construc ie se caracterizeaz printr-o serie de propriet i comune - fizice, chimice, mecanice, tehnologice. 2.1. Propriet ile fizice 2.1.1 Propriet ile de stare Propriet ile fizice caracterizeaz starea fizic a materialului, precum i capacitatea lui de a reac iona la factorii externi, care nu-i schimb compozi ia chimic . Aceste propriet i determin domeniul de ntrebuin are a materialelor n construc ii. De multe ori n literatura tehnic se ntlne te no iunea Greutate. Greutatea G a unui corp reprezint for a cu care acesta este atras, n vacuum, spre centrul p mntului. Greutatea aceluia i corp variaz cu longitudinea i latitudinea locului unde se afl . Unitatea de m sur pentru greutate este Newtonul - N = 100 g. n leg tura cu ntroducerea sistemului interna ional de unit i (SI) n toate cazurile de cnt rire e obligator ca s fie ntrebuin at no iunea de masa materialului. Masa m a unui material (corp) reprezint cantitatea de materie corespunz toare; ea este invariabil i se exprim prin raportul dintre for a cu care corpul este atras spre p mnt (greutatea G a 16

5

corpului) i a accelera iei gravit ii din acel loc: m = G/g, kg. Masa corpului se determin prin cnt rire i are ca unitate de m sur kilogramul (kg), masa unui decimetru cub de ap distilat la 4 C. Densitatea aparent (medie, mijlocie) se nume te masa unei unit i de volum de material n stare natural , adic mpreun cu porii i golurile. Ea se exprim n g/cm3, kg/dm3, kg/m3. Dup densitatea aparent se poate de judecat despre rezisten , nsu iri termotehnice, izolarea acustic etc. Densitatea aparent se noteaz cu litera a i se determin cu ajutorul formulei: a = m/v. g/cm3 unde: m - este masa unei unit i de volum de material n stare natural ; v - volumul probei, cm3, dm3, m3. Densitatea n gr mad sau n vracuri g. Densitatea materialelor friabile (nisip, piatr spart , pietri ) se calculeaz mpreun cu golurile, de aceea se mai nume te densitate volumeric , n vrac sau n gr mad . g = m/Vg, g/cm3; kg/litru, kg/m3 Densitatea real (absolut , specific ) se nume te masa m a unei unit i de volumul V, de material n stare maximum ndensat , adic f r pori i goluri i se exprim n g/cm3, kg/dm3, kg/m3. Cunoscnd masa materialului uscat i compact m n grame i volumul lui n stare indensat V1 n centimetri cubi, densitatea real , notat cu litera se calculeaz dup formula urm toare: = m/V1 g /cm3, dm3, kg/m3. unde: m - este masa unei unit i de materiale g; V 1 - volumul probei n stare dens (indensat ), cm3. Coeficientul de compactare (densitate) KD a unui material se caracterizeaz prin gradul de completare a volumului cu substan solid . El se caracterizeaz prin raportul volumului de material n

6

stare presat V1 c tre volumul de material n stare natural V. KD = (V1/V) 100 sau raportul densit ii aparente (medii mijlocii) c tre densitatea real (absolut ). 17 KD = ( a/ ) 100 Din formula densit ii reale i a celei aparente se vede c : V = m/ a i V1 = m/ Prin urmare coeficientul de compactare este egal cu raportul dintre volumul real i aparent sau densitatea aparent i cea real : KD = V1/V; sau KD = ( a/ ) 100% Aproape toate materialele de construc ie au KD mai mic de 100% datorit con inutului mai mare sau mai mic de pori (goluri, fisuri). Porozitatea unui material este gradul de completare a volumului acestuia cu pori, goluri, fisuri etc. M rimea porozit ii (p) a unui material completeaz m rimea densit ii reale a lui pn la unitate sau pn la 100%, adic : P = 1 - KD; sau P = 1 - ( a / ) sau P = (( - a)/ ) . 100% Pentru materiale friabile, unde g - densitatea n gr mad , P = (( - g)/) 100% Dup porozitatea materialelor se pot trage concluzii despre densitatea lor aparent , real i domeniile de folosire. La materialele de construc ie porozitatea variaz n limite foarte mari. A a materiale ca sticla, o elul, bitumul au porozitate egal cu zero porii lipsesc, granitul i marmura - 0,22-0,84, c r mida 25 - 35%, betoanele celulare - pn la 85%, sunt unele materiale termoizolante foarte u oare - 95% i mai u oare. Densitatea i porozitatea materialelor au o mare influen asupra unor propriet i importante 18

7

ca: masa, rezisten a, conductibilitatea termic , absorb ia de ap , rezisten la nghe -dezghe repetate de mai multe ori etc. Materialele cu densitate real mare se remarc printr-o rezisten mecanic nalt i permealibitatea la ap redus . Materialele cu porozitate mare au propriet i termoizolatoare nalte. Deci, pentru construirea cl dirilor este bine s se ntrebuin eze materiale poroase care au n acela i timp o rezisten mecanic favorabil . Cu acest scop se recomand folosirea betoanelor u oare. n prezent blocurile i panourile din beton u or se folosesc pe larg n construc iile civile , industriale i agricole. Se deosebe te porozitate nchis i deschis . Porozitatea deschis este compus din volumul porilor n form de re ea de capilare, canale i fisuri care comunic ntre ele i cu suprafa a corpului. Porii i golurile nchise n corpul materialelor nu comunic ntre ele. Porozitatea deschis Pd (%) se poate determina prin mbibarea materialelor cu ap folosind egalitatea: Pd = L(mi - m)/(mi - ma) 100% unde: mi - masa modelului mbibat cu ap , g; m - masa modelului uscat, g; ma - masa modelului mbibat cu ap n ap la cnt rirea hidrostatic g. Dup valoarea porozit ii deschise se poate judeca despre rezisten a materialelor la nghe -dezge , permealibilitate etc. n timpul transportului, p str rii, exploat rii n construc ii de multe ori materialele de construc ie sunt atacate de aburi i ap , care ac ioneaz negativ asupra rezisten ei i durit ii lor. 2.1.2. Parametrii higroscopici Higroscopicitate- proprietatea materialelor de a absorbi umezeala din aer pe contul condens rii capilare, adic a form rii fazei lichide n capilare, pori, microfisurile absorbantului solid etc.

8

Gradul de higroscopicitate depinde de m rimea porozit ii deschise, 19 forma i valoarea lor. Materiale higroscopice se consider lemnul, materialele liante minerale, spumo- i gazobetonul etc. Absorbire capilar - proprietatea materialului cu pori s absorbe n el apa, cnd ntr n contact cu ea i s-o ridice n sus prin capilare. Ridicarea capilar a apei are loc sub influen a tensiunii suprafa ei vasului capilar, care se na te la hotarul dintre fazele solid i lichid . n l imea ridic rii apei n capilare se poate afla din formula: h = 2 cos /(9,81 . .g ). unde: - tensiunea atragerii; - unghiul marginal; r- raza capilarului; -densitatea real a apei; q - accelera ia c derii libere, m/s2. Volumul apei mbibat de material se afl dup formula: V= t unde: - constanta absorb iei; t - timpul . Umiditatea W(%) - cantitatea de ap con inut ntr-un corp solid sau ntr-o pulbere. n func ie de criteriul de referin umiditatea poate fi relativ sau absolut . Umiditatea absolut Wab - se nume te proprietatea unui material de a con ine ap i se determin prin raportul masei apei din material c tre masa lui n stare uscat : Wab=((m1-m)/m) 100 Umiditatea relativ - Wr (%) se exprim (n %) prin raportul dintre masa apei ma=(m1 - m) i masa materialului umed, m: Wr=(ma/m1) 100 n care m1 - masa materialului n stare umed , n kg;

9

m - masa materialului n stare uscat , n kg. 20 Absorb ia de ap - se nume te proprietatea unui material de a absorbi i a re ine apa n porii i capilarile care comunic cu exteriorul. Determinarea absob iei de ap se face n felul urm tor: proba de material uscat se cnt re te, apoi se introduce n ap i se ine acolo pn ce masa ei devine constant . Dup aceea se calculeaz diferen a dintre masa probei mbibate cu ap i masa ei n stare uscat . Absorb ia de ap se exprim n procente n raport cu masa probei de material uscat (absorb ia de ap n mas Wm) sau n procente n raport cu volumul ei (absorb ia de ap n volum Wv) i se calculeaz dup formulele: Wv = ((m1 - m)/v) 100; Wm = ((m1 - m)/m) 100. Absorb ia de ap indic gradul de m rime a masei materialului (pe contul apei mbibate), iar absorb ia apei de volum gradul de mbibare cu ap a volumului materialului. Pentru a trece de la masa apei absorbit la cea n volum se poate folosi formula: Wvol = Wm a. Absorb ia de ap n volum e totdeauna mai mic de 100%, iar cea n mas poate dep i 100% (de exemplu, la pl cile de turb i la alte materiale foarte poroase). Absorb ia de ap la diferite materiale de construc ie variaz n limite foarte largi: granitul 0,5%, betonul greu 3%, c r mida de argil 8%. Absorb ia de ap permite de a judeca despre porozitatea materialului, care determin ntr-o mare m sur conductibilitatea lui termic i rezisten a la nghe -dezge . Cedarea umidit ii - proprietatea unui material de a ceda apa este proprietatea contrar absorb iei de ap . Cedarea umidit ii se caracterizeaz prin viteza de uscare a materialului, adic prin cantitatea de ap (n procente de mas sau volum) pe care o pierde

10

materialul n timp de 24 ore, umiditatea relativ a aerului nconjur tor fiind de 60% i temperatura de +200 C + - 2 C. Rezisten a la ap - cre terea umidit ii materialelor, masa volumeric i conductibilitatea termic se m re te, iar rezisten a mecanic se mic oreaz (n urma sc derii atrac iei intermoleculare). Coeficientul de nmuiere - raportul dintre rezisten a mecanic 21 a materialului saturat cu ap i rezisten a lui n stare uscat se nume te coeficient de nmuiere. Acest coeficient caracterizeaz rezisten a materialului la ap , valoarea lui numeric variind de la zero (materiale din argil crud , de exemplu la lampaci, blocuri de p mnt), pn la unitate (o el, sticl , bitum). Materialele cu coeficientul la nmuiere mai mare de 0,8 fac parte din categoria materialelor rezistente la ap . Materialele pietroase i betoanele cu coeficientul de nmuiere mai mic de 0,8 nu pot fi ntrebuin ate n construc iile care n perioada exploat rii se vor afla n ap sau n condi ii de umiditate. La multe materiale pe m sura usc rii se restabilesc densitatea aparent i relativ , rezisten a, conductibilitatea de c ldur i rezisten a la nghe -dezghe . K]n = Rum/Ruscat unde Rum i Rusc -limitele rezisten ei la presiune a materialului umed i uscat. Permeabilitatea la ap - se nume te proprietatea unui material de a permite s treac prin el apa sub presiune. Aceast proprietate este deosebit de important pentru materialele ntrebuin ate n construc ii hidrotehnice i n alte construc ii aflate sub presiunea apei. Gradul permeabilit ii se caracterizeaz prin coeficientul de filtrare - cantitatea de ap , Va, care trece n timp de o ora (t = 1) printr-un m2 (S =m2) al suprafe ei materialului, cu grosime d = 1m i diferen a presiunii p = 133,3Pa.

11

M rimea permeabilit ii se caracterizeaz prin coeficientul de filtrare Kf: Kf = Va d /(S p t). Gradul de permeabilitate al materialelor depinde de structura lor. Dac porii sunt mari i comunic ntre ei, permeabilitatea este mai mare; dac porii sunt mai mici i n marea lor majoritate nchi i, permeabilitatea este mai mic . Materialele deosebit de compacte, de exemplu sticla, o elul, bitumul, precum i cele mai pu in compacte, cu porii nchi i, de exemplu, betonul cu dozaj special ales, sunt practic impermeabile la ap . De obicei Kf - se exprim n unitate de viteza M /24h, M/s. 22 2.1.3. Rezisten a la nghe dezghe Rezisten a la nghe -dezghe - se nume te proprietatea unui material mbibat cu ap la satura ie de a rezista la ac iunea relativ de nghe -dezge , adic de a suporta varia ii bru te de temperatur . La nghe apa se m re te n volum pn la 10%, iar ghea a formndu-se treptat apas asupra pere ilor porilor materialului. Dac apa umple complet porii deschi i ai materialului ea nu mai are posibilitate s se dilate liber la nghe , i atunci ghea a format poate distruge pere ii porilor, iar rezisten a materialului se mic oreaz . Materialele poroase sunt rezistente la nghe numai n cazurile cnd apa ocup nu mai mult de 90% din volumul porilor deschi i. Testarea rezisten ei la nghe a materialelor se face n felul urm tor: probele de material se cufund n ap i se las s se mbibe pn la satura ie, apoi se introduc ntr-o camer frigorific , unde se supun nghe ului. Temperatura n camera frigorific trebuie cobort pn la -15 C. Dup aceea probele se scot din camer i se dezghea n ap la temperatura camerei de locuit. n func ie de condi iile climaterice i de clasa construc iei, se efectueaz de la 10 pn la 200 de cicluri de nghe -dezghe .

12

Se consider rezistente la nghe -dezghe materialele care dup num rul de cicluri de nghe -dezghe stabilit pentru ele nu apar semne vizibile de distrugere (nu se f rm , nu crap , nu se stratific ) i pierd din mas cel mult 5%. Afar de aceasta, rezisten a mecanic a probei supuse ncerc rilor de rezisten la nghe nu trebuie s scad mai mult de 25% (la beton 15%). 2.1.4. Propriet ile termice Conductibilitatea termic [Vt/(m0C)] se nume te proprietatea unui material de a transmite c ldur prin grosimea sa. Ea se caracterizeaz prin cantitatea de c ldur care trece n timp de o or prin material cu grosimea de 1m pe suprafa de 1m2, diferen a de temperatur dintre cele dou suprafe e ale lui opuse fiind de 10 C. Pentru materialele din piatr conductibilitatea termic 23 se poate afla din formula empiric , avnd n vedere densitatea relativ r: = 1,16 (0,0196 + 0,22) r2 0,16 . Structura materialului are o influen esen ial asupra conductibilit ii lui termice. Capacitatea termic - proprietatea materialului de a absorbi la nc lzire o cantitate determinat de c ldur , ea se caracterizeaz prin capacitatea termic specific egal cu cantitatea de c ldur n Jouli, care trebuie consumat pentru a nc lzi 1 kg de material dat cu 10C [J/(kg0 C)]. Capacitatea termic e necesar pentru aprecierea i alegerea materialelor pentru construirea pere ilor din piatr , beton, beton-armat etc. Deforma ia termic liniar a materialelor - proprietatea materialelor de a se dilata la nc lzire. Aceast proprietate are o mare nsemn tate la determinarea locului i m rimii intervalelor ntre construc ii. Refractaritatea - se nume te proprietatea materialelor de a se

13

opune ac iunii ndelungate a temperaturii nalte f r a- i schimba forma. Rezisten a la foc - este proprietatea materialelor de construc ie de a rezista la ac iunea focului. n leg tur cu aceasta, materialele de construc ii se mpart n: ignifuge - greu nflamabile i nflamabile (arz toare). Absorb ia acustic ori fonic - se nume te capacitatea unui material de a absorbi sunetul. Gradul de absorbire acustic la diferite materiale se caracterizeaz prin absorb ia sunetului prin suprafa a de 1 m2 a unei ferestre deschise. Absorb ia acustic a materialului depinde de structura lui. Materialele cu pori mari deschi i (comunican i) absorb sunetul mai bine dect cele cu pori mici i nchi i. Materialele cu suprafa a neted absorb greu sunetul, cele cu suprafa grun uroas bine. Conductibilitatea acustic sau fonic - este proprietatea materialului de a permite sunetului s treac prin grosimea sa. Absorb ia acustic i conductibilitatea fonic sunt indicii fonoizolan i ai materialului, adic proprietatea lui de a reduce 24 nivelul t riei zgomotelor care p trund prin material. Capacitatea fonoizolant a materialelor sau a construc iilor din acestea se exprim n decibeli (db), ori prin diferen a de t rie a zgomotului n exteriorul i interiorul construc iei, t rie m surat in foni. De exemplu, dac t ria zgomotelor de pe strad este de 80 foni, iar a zgomotului din interiorul locuin ei - 30 foni, izola ia fonic a peretelui este egal cu 50 decibeli. Materialele care posed o absorb ie acustic nalt i conductibilitate fonic mic se numesc fonoizolante. De obicei materialele cu structura poroas au nalte propriet i fonoizolante. Din ele fac parte materialele termoizolante cu densitatea aparent 350 - 400 kg/m3 precum i cele acustice destinate special pentru

14

izolare acustic (vat mineral , pluta i pl ci de ardezie cu grosimea de 2 - 4 cm). 2.2. Propriet ile chimice Propriet ile chimice ale materialelor de construc ie caracterizeaz stabilitatea la ac iunea agen ilor chimici din mediul nconjur tor. Astfel, s rurile con inute n apele subterane ac ioneaz chimic cu unele elemente din piatra sau betonul funda iilor, provocnd dezagregarea acestora. Bioxidul de carbon i mai ales bioxidul de sulf (din atmosfera centrelor industriale) atac pn la dezagregare piatra de la zid ria exterioar a cl dirilor. Oxigenul din aer n mediul umed provoac oxidarea materialelor. Unele s ruri ale acidului sulfuric (sulfa ii) con inute n apa de mare, ori n apele subterane, au o ac iune agresiv asupra betoanelor obi nuite. Apele acidulate atac pietrele de calcar din construc ii producnd degajarea de bioxid de carbon (efervescen ), iar apele alcaline atac materialele de sticl . Pentru prentmpinarea ac iunii negative al agen ilor chimici din mediul nconjur tor fiecare material se protejeaz prin anumite metode. Dintre cele mai principale propriet i chimice ale materialelor fac parte: solubilitatea, adeziunea, rezisten a la corozie etc. 25 Solubilitatea (dizolvarea) - proprietatea unui material de a se dezagrega prin dispersia moleculelor intr-o substan lichid (dizolvant). Dizolvant - substan a care are proprietatea de a dizolva. Aderen a - alipirea unor corpuri solide sau lichide (faze) eterogene, a c ror suprafe e vin n contact una cu alta; este condi ionat de interac iunile intermoleculare. Se folose te pe larg n construc ii la lucr rile de zid rie, de tencuire, vopsire, sudare, spoire, acoperire, izolare etc. Coeziunea - atrac ia dintre particulele unuia i aceluia i corp

15

solid sau lichid, care duce la unirea acestor particule ntr-un corp unic. Se datoreaz for elor de interac iune intermolecular . Viscozitatea - proprietatea fluidelor, lichidelor i gazelor de a opune rezisten la deplasarea unei p r i a lor fa de alta. La curgerea laminar a unui lichid vscos printr-un tub, viteza lichidului cre te de la zero lng pere ii tubului pn la valoarea maximal pe ax . ntre straturile care se mi c cu vitez diferit ac ioneaz for e tangen iale de frecare intern . Gradul viscosit ii materialelor lichide i semilichide este determinat de puterea de coeziune intermolecular i depinde de temperatur i presiune (cu c derea temperaturii i presiunii viscozitatea cre te). Solidificare - nsu irea materialelor de a trece din stare lichid n stare solid (a deveni solid; a se int ri; a se nvrto i) datorit proceselor fizico - chimice ori chimice. De exemplu, amestecul de beton (mortar) n procesul solidific rii se transform n piatr artificial - beton (mortar). Rezisten a la coroziune - (anticorozivitate) este capacitatea materialului de a rezista la ac iunea coroziv a mediului. Mediul coroziv (subteran) poate fi lichid (apa, solu iile de s ruri, alcalii i acizi, solven ii organici) i mediul coroziv gazos n atmosfer (aburii, gazele industriale). Rezisten a la mprejur ri agresive - capacitatea materialului de a rezista la ac iunea apelor agresive (de mare, minerale i alte ape). Aceast rezisten este foarte important la construc iile hidrotehnice, unde adesea apele pentru irigare, de la asecarea 26 p mnturilor i subp mntene sunt mineralizate. Rezisten a atmosferic - proprietatea materialului de a rezista la ac iunea agen ilor din atmosfer . Bioxidul de carbon (CO2), bioxidul de sulf din atmosfera centrelor industriale atac

16

pn la dezagregare materialele de piatr natural i artificial , oxigenul din aer, n mediul, provoac oxidarea materialelor. nvechire - proprietatea materialelor de a- i pierde calit ile ini iale, prin trecerea timpului a ie i din uz. Toxicitate - nsu irea materialelor de a fi toxice, cu caracter toxic - care degaj substan e toxice (alcool, benzinuri, bitumuri, etc.) pot otr vi organismul. Putrezire - proprietatea materialelor de a- i pierde structura ini ial n rezultatul discompunerii (a deveni putred) sub ac iunea unor microorganisme, de exemplu lemnul, etc. Contractare - capacitatea materialelor de a- i mic ora dimensiunile i mic ora volumul n urma unor procese fizice sau chimice (r cire, uscare, ardere, etc). 2.3. Propriet ile mecanice . 2.3.1. Propriet ile deformative Cele mai importante propriet i deformative sunt: elasticitatea, plasticitatea, fragilitatea, modul de elasticitate (modul lui Iung) etc. Elasticitatea - este capacitatea materialului de a- i schimba forma sub ac iunea sarcinii, f r semne de distrugere, si de a- i p stra n ntregime aceast form ini ial dup nl turarea sarcinii. Materiale elastice, de exemplu, sunt: lemnul, o elul etc. Plasticitatea - este proprietatea unui material de a- i schimba dimensiunile i forma sub ac iunea sarcinilor, f r s apar fisuri, i de a- i p stra forma schimbat dup nl turarea sarcinilor. Ca exemple de materiale plastice pot fi numite bitumurile, amestecul de argil cu ap , pasta de cret etc. Fragilitatea - este proprietatea materialului de a se distruge 27 brusc sub apari ia eforturilor aplicate, f r apari ia deform rilor

17

evidente. Materialele fragile rezist slab la lovituri, de aceea ele nu pot fi folosite acolo unde ac ioneaz sarcini de oc. Drept exemplu de material fragil poate servi sticla i multe materiale de piatr . Modul de elasticitate este o caracteristic a rezisten ei unui material la deforma ii elastice. Este o m rime egal cu raportul dintre tensiune i deforma ia elastic relativ pe care o produce. Se deosebesc mai multe modurui de elasticitate: la ntindere comprimare axial (modul de forfecare); la comprimarea triaxial (modul de elasticitate volumeric ). Modul de elasticitate joac un rol important la calculul rezisten ei, rigidit ii, stabilit ii, precum i ca m sura a for ei leg turilor interatomice. Coeficientul Poisson (dup numele savantului francez S. D. Poisson) - este valoarea absolut a raportului dintre deforma ia transversal relativ i deforma ia longitudinal relativ a unei bare supuse ntinderii sau comprim rii longitudinale. Coeficientul Poisson caracterizeaz propriet ile elastice ale materialelor. Rezisten a. Materialele i detaliile n construc ii sunt supuse unor nc rcaturi care pot fi diferite dup valorile i modul de ac iune asupra materialului. nc rc turile exterioare asupra materialului provoac tensiunii interioare n material. n dependen de func ia materialului n construc ie, tensiunea interioar poate fi: ap sare sau compresiune, ntindere, ncovoiere, forfecare, oc etc. Materialele de piatra natural i artificial lucreaz de cele mai dese ori la compresie sau la ntindere. Rezisten a materialelor de construc ie la aceste sarcini se caracterizeaz prin limita de rezisten , adic tensiunea n material, corespunz tor sarcinii, sub ac iunea c reia se produce distrugerea probei. Tensiunea, corespunz toare nc rcaturii datorit c rei materialul se distruge - se nume te limita de rezisten i se exprim n Pa, Mpa (n unele c r i vechi se mai ntlnesc kg/cm2 (105 Pa). Pentru determinarea limitei de rezisten la compresie sau la

18

ntinderea materialelor se preg tesc probe n form de cuburi de diferite dimensiuni (cu muchia de la 3 pn la 30 cm) n 28 corespundere cu cerin ele STAS-ului Testarea unui material pentru a vedea cum rezist el la rupere sau deforma ie (schimbarea formei i dimensiunilor) sub ac iunea diferitor nc rc turi, se nume te verificarea rezisten ei materialului la aceste nc rc turi. Rezisten a mecanic este capacitatea materialelor de a se opune tensiunilor interioare, care apar n rezultatul ac iunii sarcinilor exterioare. n orice cl dire aproape toate construc iile ei sunt supuse diferitor sarcini (masa elementelor cl dirii, utilajului, mobilei, oamenilor care se afl n cl dire, ac iunea vntului etc.) datorit c rui fapt n elementele construc iei apar diferite deforma ii. n urma cercet rilor s-a stabilit c : deforma ia depinde de m rimea for ei exterioare i anume cu ct este mai mare efortul, cu att este mai mare i deforma ia; deforma iile pot fi elastice, care dispar dup nl turarea sarcinii i remanente (reziduale), care r mn dup nl turarea sarcinii; deforma iile depind nu numai de for ele care leau provocat, dar i de materiale; dac eforturile ating valori considerabile, materialul se distruge, de aceea, pentru a p stra calit ile de exploatare ale cl dirii, eforturile i deforma iile diferitelor p r i nu trebuie s dep easc anumite limite; sarcina exterioar creeaz n material for e interioare, care se opun deform rii i distrugerii lui. Aceste for e se numesc tensiuni i se noteaz cu litera sigma . Rezisten a mecanic a materialelor se caracterizeaz prin rezisten a de rupere sau rezisten a maxim . Rezisten a de rupere se nume te tensiune maxim , corespunz toare sarcinii, sub ac iunea c reia materialul se distruge. Pentru a calcula rezisten a de rupere la compresiune R (compr.), n MPa (sau la ntindere R nt.) trebuie s

19

mp r im for a de rupere P n kg la suprafa a ini ial a sec iunii transversale a epruvetei (probei de ncercare) Fo cm2. compr=(Pmax)/Fo 0,1 MPa Rezisten a de rupere la compresiune se determin n laboratoare cu ajutorul preselor, prin ncercarea epruvetelor de material, care au de obicei forma de cub; uneori se ncearc la 29 compresiune epruvete n forma de cilindru, prisme i jum t i de bare. Rezisten a de rupere la ntindere se determin cu ajutorul ma inilor de rupere, prin ncercarea epruvetelor preparate special, iar rezisten a de rupere la ncovoiere - cu ajutorul unor instala ii speciale prin ncercarea epruvetelor n form de bare ( Fig.2.1). Pentru o bar cu sec iune dreptunghiular tensiuile normale maxime la incoviere n kg/cm2 se determin dup formulele: n cazul unei sarcini concentrate la mijlocul epruvetei n = +3Pl / (2bh2); n cazul a dou sarcini egale, aplicate simetric: Fig.2.1 Schema de ncercare a epruvetei. n= 3P(b - a) / (bh2) unde: P este masa, kg (N, MN); l - distan a dintre reazeme, cm (m); b - l imea sec iunii transversale, cm (m); a - distan a dintre sarcini, cm (m). Rezisten a unor materiale de construc ie se caracterizeaz prin limita de rezisten a. Aceasta reprezint rezisten a de rupere la compresiune i ncovoiere, ob inut n urma ncerc rii epruvetelor de form i dimensiuni standarde. Pentru materialele de construc ie, ob inute pe baz de lian i anorganici, limita de rezisten se determin la vrsta, prev zut de STAS. Duritatea este capacitatea materialului de a opune rezisten la p trunderea n el a unui alt material mai tare. Duritatea se 30

20

determin prin diferite metode. Duritatea metalelor, lemnului, betonului i maselor plastice (cu excep ia celor poroase) se determin presnd n prob o bil , un con sau o piramid de o el. Despre duritatea materialului putem judeca dup adncimea p trunderii bilei (conului, piramidei) sau dup diametrul urmei ob inute. Duritatea mineralelor omogene (din piatr ) se determin dup scara durit ii de zece grade, tab.2.1. Tabelul 2.1. Scara durit ii mineralelor (dup Moos). MINERALUL Indicele durit ii Caracteristica durit ii Talc sau cret 1 Se zgrie u or cu unghia. Ghipsul bihidrut 2 Se zgrie cu unghia. Calcit sau anhidrit 3 Se zgrie u or cu un cutit de o el. Fluorin 4 Se zgrie cu un cu it de o el Printr-o ap sare u or . Apatit 5 Se zgrie cu un cu it de o el prin Ap sare puternic . Nu zgrie sticla. Ortoclaz 6 Zgrie u or sticla. Cuar 7 Zgrie u or sticla. Un cu it de o el nu las urme pe ele. Topaz 8 Zgrie u or sticla. Un cu it de o el nu las urme pe ele.

21

Corindon 9 Diamant 10 Mineralele sunt descrise pe scar n ordinea crescnd a durit ii. Fiecare urm tor mineral poate trasa o linie pe mineralul precedent. Dac la determinarea durit ii unui oarecare material se constat c proba lui las urm pe ghips, iar acest material poate fi 31 zgriat cu calcit, duritatea acestui material este egal cu 2,5. La unele materiale exist o oarecare interdependen ntre duritate i rezisten . Metodele aproximative de verificare a rezisten ei betonului sau metalului n construc ie se bazeaz pe m surarea durit ii lor. Abraziunea (roaderea) i uzura. Abraziunea este capacitatea materialului de a- i mic ora volumul i masa sub ac iunea for elor abrazive (de roadere). Abraziunea se determin n laboratoare cu ajutorul unor ma ini, numite discuri abrazive. M rimea abraziunii A n g/cm2se calculeaz cu ajutorul formulei: A=(m1-m2)/F1 , Unde: m1 - este masa probei uscate nainte de abraziune; m2 - este masa probei uscate dup abraziune; F1 suprafa de abraziune, cm2. De exemplu, pentru pl cile fibrolemnoase abraziunea este egal cu 0,08 g/cm2. Abraziunea depinde n mare m sur de rezisten . Dac n afar de abraziune asupra construc iei ac ioneaz i sarcini de oc, ea este supus uzurii. Din astfel de construc ii fac parte, de exemplu, pardoselele intreprindelor industriale, mbr c mintea rutier . ncercarea materialelor la uzur se face n tobe rotative, unde buc ile de material, aflndu-se n permanent mi care, se lovesc una de alta i se distrug par ial. TEMA 3 Z C MINTE I MATERIALE DIN PIATR

22

NATURAL 3. 1. Generalit i 3.2. Mineralele principale din care se formeaz rocile 3.2.1. Generalit i 3.2.2. Mineralele care formeaz rocile sedimentare 3.3. Clasificarea i utilizarea rocilor ca material de construc ie 3.3.1. Generalit i 3.3.2. Rocile eruptive masive intruzive (de adncime) 3.3.3. Rocile masive eruptive de suprafa 3.3.4. Rocile detritice 3.3.5. Rocile sedimentare 3.3.6. Rocile metamorfice 3.4. Materiale i produse din piatr natural 3.5. Exploatarea i prelucrarea materialelor de piatr natural 3.6. M suri de protec ie contra degr d rii 3.7. Transportarea i p strarea Scopul: a da studen ilor cuno tine despre roci i clasificarea lor; materiale i produse din piatr natural . 3. 1. Generalit i Rocile sunt materialele cele mai principale folosite n construc ii. Rocile se folosesc ca materiale de construc ie n form natural (nisip, pietri , piatr spart etc), a a cum au fost extrase din z c minte, sau dup o prelucrare mecanic coresponz toare (taiere, cioplire, lefuire, concasare, sortare, sp lare etc.). Ele se folosesc i n calitate de materie prim pentru ob inerea materialelor de construc ie artificiale - dup o prelucrare termic sau chimic , care 34 determin modificarea compozi iei lor. Din roci dup anumite prelucr ri se ob in diferite materiale de construc ii:

23

- calcarele, creta, ghipsul, magnezitul - sunt folosite ca materie prim la producerea lian ior ( calcarele sunt folosite i ca materie auxiliar la fabricarea maselor topite ca sticla i fonta); - argila i nisipul sunt utilizate pentru fabricarea c r mizilor, olanelor i altor pietre artificiale; - nisipul i pietri ul sunt utilizate pentru mortare i betoane; - diatomitul, tripolul sunt utilizate sub form de c r mizi poroase i ca material termoizolant monolit; - ardezia se folose te ca materie prim pentru fabricarea produselor de azbociment etc. Roc este un agregat mineral natural sau o combina ie natural de minerale, care au luat na tere n urma proceselor geologice. Rocile alc tuesc scoar a terestr , partea dur (tare) a p mntului numit litosfer . La adncimi variabile sub scoar a p mntului se g se te materie n stare topit , care se nume te magm . Magma este un amestec de diferi i oxizi, silica i, vapori de ap i gaze. In decursul miilor de ani magma erupe, adic iese la suprafa a p mntului sau n litosfer prin craterele vulcanelor. Magma ie it la suprafa a p mntului se nume te lav . Cu timpul lava Sub ac iunea agen ilor atmosferici, cu timpul, lava se solidific , contopindu-se cu scoar a p mntului. Prin roci se n elege masele minerale formate din unul sau mai multe minerale. Mineralele ce alc tuesc rocile sunt substan e formate din elemente simple chimice cu compozi ie bine definit , formate n scoar a p mntului n urma proceselor fizico - chimice, n general cristaline, foarte rar pot fi amorfe. Din grupa mineralelor fac parte cuar ul, mica, etc. Roca format dintr-un singur mineral se nume te simpl . De exemplu, ghipsul (CaSO4 2H2O), compus dintr-un mineral cu aceea i denumire. Roca se nume te compus , dac ea este format din dou sau

24

mai multe minerale. De exemplu, granitul este o roc compus din mai multe minerale, avnd n componen a sa cele mai principale 35 minerale : cuar , feldspat i mic . Componen a mineralogic a rocii depinde de con inutul mineralelor n ea. Forma, m rimea i a ezarea mineralelor n roc determin structura i textura ei. Compozi ia mineralogic i structura rocii determin propriet ile ei fizico-chimice. n dependen de condi iile form rii, rocile se mpart n trei grupe genetice: 1. rocile magmatice eruptive (primare), formate n urma r cirii i nt ririi magmei; 2. rocile sedimentare (secundare), formate n straturile de suprafa a p mntului din produsele de virtifecare ale rocilor eruptive; 3. rocile metamorfice sunt produse le cristaliz rii i adapt rii rocilor (eruptive i sedimentare) la schimb rile fizico-chimice n scoar a terestr (tabelul 3.1). 3.2. Mineralele principale din care se formeaz rocile 3.2.1. Generalit i Mineral (din lat. miner -minereu) - compus chimic, natural, reprezentat printr-un corp aproape omogen din punct de vedere al compozi iei chimice i al propriet ilor fizice. n scoar a p mntului sunt cunoscute circa 3000 tipuri de minerale, dintre care cele mai r spndite sunt: silica ii (constituie aproape 25% din num rul total de minerale), fosfa ii i analogii lor (aproximativ 18%), oxizii i hidroxizii (aproape 12,5%). Mineralele de asemenea ntr n componen a meteori ilor i altor obiecte cere ti-Lunii, Martie etc. Dup r spndirea n natur , toate mineralele se mpart n: formatoare de roci i formatoare de minereuri; adic minerale din care n principiu sunt compuse rocile i minereurile secundare,

25

con inutul lor n roci nu dep e te 1% i rare, care se ntlnesc rar n cantit i foarte mici cum sunt de exemplu, pietrele pre ioase, metalele native etc. Din num rul mare de minerale ce ntr n componen a scoar ei terestre numai unele formeaz rocile i determin propriet ile lor 36 fizico-chimice i mecanice. Fiecare mineral posed un complex de propriet i proprii specifice: componen a chimic , densitate, propriet i mecanice (duritate, rezisten a), coeziune, nsu iri optice (luciu, culoare, transparen , refrac ia luminii etc.), nsu irile termice, electrice i magnetice. Aceste nsu iri se i iau n considera ie la stabilirea mineralelor. Una dintre cele mai importante propriet i ale mineralelor este duritatea. n mineralogie cel mai des la determinarea durit ii se folose te metoda dup scara durit ii mineralelor, propus n 1811 de savantul neam F. Moos (vezi tabelul 2.1). Un semn important al mineralelor este clivajul - nsu ire a mineralelor s se desfac pe unele direc ii determinate, paralele re elei cristaline ce au compacitatea maxim a atomilor i coeziune mineral dintre straturi. Unul dintre indicii importan i al mineralelor este i forma cristalelor cu elementele de simetrie, suprafe ele plane, axele i centrele de simetrie. Rocile eruptive magmatice se formeaz din urm toarele minerale. Mineralele grupei cuar ului, care cuprind mineralele constituite din bioxidul de siliciu (SiO2) un rnd de minerale care reprezint modific ri ale bioxidului de siliciu - opalul, halcedonul i cuar ul sedimentar. Opalul (SiO2 mH2O) - hidroxidul se siliciu, con inutul de ap n mediu de la 2 pn la 14%, mai rar pn la 34%, dup mas . Opalul este un hidrogeu amorf i solid; n el se mai pot con ine i impurit i MgO, CaO, Al2O2 i Fe2O3; culoare alb -l ptoas (opalul

26

arz tor), verde (prozopal) etc.; poate fi incolor (hialit) i depinde de felul impurit ilor; dup scara mineralogic are duritatea 5,5-6,5; densitatea 1900 - 2500 Kg/m3. n decursul evolu iei geologice opalul i pierde apa i se transform n calgedon, iar apoi n cuar . Se ntlne te att n forma ii de roci curate (dar nu prea mari) opalul nobil cu un joc de culori de curcubeu (opalescen ), ct i n componentul util (varietatea chimic activ a bioxidului de siliciu) al rocilor organogene-diatomitului, tripolului, gaizitului. Calcedonul SiO2 - este o varietate a cuar ului cu structur fibroas sau ascuns fibroas cu con inut de ap pn la 1 - 1,5% i 37 impurit i mici de fier i aluminiu. Culoare alb , sur , galbendeschis , brun-cenu ie, verde. Densitatea 2,5 - 2,6 g/cm3 duritatea 6. Calcedonul este produsul cristaliz rii opalului sau este precipitat din solu ii suprasaturate, depunndu-se mpreun cu opalul i cuar ul. Cuar ul (SiO2) - este o modificare n form cristalin , ntr n componen a multelor roci (granitului, cuar ului, nisipului etc.).Constitue circa 12 % din scoar a terestr . De obicei e incolor, dar se ntlnesc variet i de diferite culori- de la fumuriu (rauhtopaz) pn la negru (marion), galben (citrin), violet (ametist) etc. Dup scara mineralogic are duritatea 7. Densitatea 2650 kg/m3. Rezisten a chimic este foarte nalt . Reac ioneaz numai cu acidul clorhidric i cu baze fierbin i. Limita de rezisten la compresie este mare - pn la 1000-2000 MPa. Datorit durit ii nalte i rezisten ei chimice, cuar ul la discompunerea rocilor cuar oase, de exemplu, granitul nu- i schimb nici componen a chimic , nici m rimea cristalelor i formeaz nisipuri cu granule m cate. n roci sedimentare se ntlne te cuar de provenien sedimentar . Cuar ul sedimentar se formeaz direct din solu ii suprasaturate i din perecristalizarea opalului i calcedonului. El umple fisurile,

27

golurile, porii i spa iile n gresii i calcare. Grupa feldspa ilor - grupa de minerale, care sunt cele mai r spndite dintre mineralele constituiente de roci i alc tuesc circa 60% din volumul rocilor magmatice sau aproape 50% din masa scoar ei terestre. Feldspa ii sunt minerale, care dup compozi ia chimic fac parte din alumosilica ii de potasiu i sodiu (feldspa ii alcalini sau feldspa ii potasici i sodici), de calciu i sodiu (plagioclazi sau feldspa ii calcaro-sodici), mai rar se ntlnesc alumosilica i de potasiu i bariu (feldspa ii barici). Din feldspa i sunt compuse majoritatea rocilor eruptive: granitul, sienitul, gabroul, andezitul, dioritul. n mineralogie se deosebesc ortoclazul (din gr. orthos-drept i clasis-despicare, rupere)- mineral principal constituent de roci, feldspat de potasiu K2O.Al2O3.6SiO2 are dou suprafe e plane, a ezate sub unghi drept una fa de alta, de aici i denumirea de 38 ortoclaz. Are culoarea alb , cenu ie, roz , duritatea 6-6,5, densitatea 2,55-2,63 g/cm3. Par ial se tope te, la 11700 C, iar complet la 14500 C. Ortoclazul este unul din componen ii principali ai graniturilor, porfirelor, gnaisurilor i altor roci eruptive acide i alcaline, precum i al unor roci metamorfice. Se folose te pe larg n stare pur n industria sticlei i a ceramicii fine (electroceramic ). Plagioclazuri - sunt feldspa ii de calciu i sodiu, se despic nclinat, formeaz un rnd izomorf de la albit (din lat. albus-alb) Na2O.Al2O3.6SiO2, care ntr n componen a rocilor acide pn la anotrit CaO.Al2O3.2SiO2 sau ca [Al2Si2O8] caracteristic pentru rocile bazice (gabrou, bazalt etc.). Unii feldspa i frumos colora i i cu iriza ie sunt pietre semipre ioase (piatra de lun , aventurinul, labradoritul, amazonitul); feldspa ii alcalini (n special, feldspa ii potasici-ortoclazul, microclinul) se folosesc ca materie prim la fabricarea ceramicii.

28

n compara ie cu cuar ul feldspa ii au rezisten a mult mai mic (120-170 MPa, la compresie). Dezagregarea feldspa ilor are oc sub ac iunea apei care con ine bioxidul de carbon. Ca urmare a dezagreg rii se formeaz minerale noi: caolinul, montmorilonitul etc. Caolinul- mineral argilos, silicat bazic de aluminiu Al4[Si4O10](OH) Are culoarea alb de diferite nuan e; este principalul constituient al argilelor caolinice i al caolinului; montmorilonitul este tot un mineral argilos alumosilicat hidratat de magneziu, aluminiu, fier trivalent, sodiu. n ap se umfl foarte tare, formeaz suspensii stabile i o mas vscoas . Montmorilonitul - este mineral constituent principal al argilelor montmorilonitice sau bentonitice (decolorate) folosite n diferite ramuri ale industriei. C tre mineralele colorate (nchis colorate), care se ntlnesc n rocile magmatice, se refer i silica ii de fier- magneziu i de magneziu. n grupa silica ilor de fiermagneziu mai r spndi i sunt olivinul, piroxenele ( de exemplu augitul). Mica - este alumosilicat hidratat de compozi ie complex . Dintre variet ile ei, mai des se ntlnesc muscovitul sau mica alb 39 transparent ; biotitul sau mica neagr sau brun . Toate variet ile de mic se desfac u or n placi sub iri. Minerale de culoare nchis haribonda, augitul, olivina. Aceste minerale sunt silica ii de fier i magneziu i au culoare nchis . Rocile care con in aceste minerale se deosebesc prin culoarea nchis , prin duritate mare i resisten dinamic nalt . 3.2.2. Mineralele care formeaz rocile sedimentare Calcitul - carbonat de calciu (CaCO3), care formeaz diferite variet i de calcar. Caolinul - alumosilicat-hidrat (Al2O3.2SiO2H2O) format prin

29

alterare Ca feldspa ilor. Magnezitul - carbonat de magneziu (MgCO3) a c rui duritate este mai mare dect al calcitului. Dolomitul - carbonat dublu de calciu i magneziu (CaCO3.MgCO3). Dup propriet ile fizice el ocup un loc mijlociu ntre calcit i magnezit. Ghipsul - sulfat de calciu dihidratat (CaSO4.2H2O). Cristalele ghipsului pot avea diferite forme: de creast , laminar , fibroas , aciform . Ghipsul pur are culoare alb , ns impurit ile i transmit cele mai variate nuan e. Anhidritul - sulfat de calciu anhidru (CaSO4), asem n tor la aspect cu ghipsul, dar are o duritate mai mare. 3.3. Clasificarea i utilizarea rocilor ca material de construc ie 3.3.1.Generalit i Dup modul cum iau na tere rocile se clasific n roci eruptive, roci sedimentare i roci metamorfice. Toate aceste roci se utilizeaz n construc ii sub form de blocuri sau pl ci pentru zidirea pere ilor i finisare, sub form de agregate friabile (nisip, pietri , piatr spart ) pentru preg tirea mortarelor i betoanelor, ca materiale pentru drumuri etc. 40 Materialele de piatr natural din roci sunt utilizate pe larg ca materiale de construc ie datorit unor propriet i importante ca: densitatea aparent , real i relativ , care variaz la diferite roci, rezisten a mare la compresie i la uzur , lucrabilitate, durabilitate mare etc. Rocile eruptive (magmatice) sau formate n urma r cirii i consolid rii maselor topite (magmelor) ie ite din adncul p mntului. Ele constituie cea mai mare parte a scoar ei terestre. Aceasta este neomogen compus din urm toarele trei straturi

30

interioare: bazalt; mai sus de el-stratul de granit i stratul de susrocile sedimentare. Stratul de bazalt e compus din roci bazice (SiO2 2500 kg/m3 (foarte grele); din betoane grele = 2200 - 2500 kg/m3; din betoane u urate = 1800 - 2200 kg/m3; din betoane u oare = 500 - 1800 kg/m3; din betoane foarte u oare < 500 kg/m3; Dup felul betoanelor i al lian ilor ntrebuin a i n beton, produsele prefabricate pot fi: - din betoane de ciment - pe baz de ciment Portland i de variet ile acestuia; 115 - din betoane silicate - pe baz de var sau de lian i mic ti; - din betoane celulare - pe baz de ciment Portland, var sau

109

lian i mic ti; - din betoane speciale - rezistente la temperaturi nalte, rezistente la ac iunea agen ilor chimici, decorative, hidratice (foarte grele). Dup structura interioar - produsele pot fi cu goluri sau compacte, fabricate din acela i fel de beton - ntr-un strat sau cu dou i mai multe straturi, fabricate din mai multe feluri de betoane, etc. Dup destina ie - se mpart n urm toerele grupe principale: - pentru cl diri publice i de locuit; - pentru cl diri industriale; - diverse construc ii pentru transport; - diverse construc ii hidrotehnice; - diverse construc ii agricole; - diverse construc ii de destina ie general . Cerin ele generale fa de produsele prefabricate de beton armat: ele trebuie s corespund standardelor de stat i condi iilor tehnice. 8.3. Nomenclatura produselor de beton armat Produsele de beton armat pot fi urm toarele: prefabricate pentru funda ii i p r ile subterane ale cl dirilor; pl ci de funda ie, blocuri de funda ie; produse prefabricate pentru carcasele cl dirilor; panouri i blocuri pentru pere i. elementele plan eelor intermediare (dintre etaje) cu goluri rotunde i ovale. panourile de plan eu - sunt mai late i afar de goluri i ovale mai pot fi i cu nervuri; elemente pentru sc ri, care con in pode ele sc rilor i rampele de sc ri. Elementele spa iale - camer , buc t rie, blocuri-apartamente ,

110

blocuri tehnico-sanitare etc. 116 8.4. Metode industriale de producere a elementelor de beton armat Scheme tehnologice de fabricare. Procesul fabric rii elementelor de beton armat con ine patru opera ii principale: prepararea amestecului de beton; preg tirea arm turii; modelarea; tratamentul umedo-termic. Ast zi pot fi eviden iate trei scheme principale de organizare a procesului tehnologic de fabricare a elementelor din beton atmat: 1.fabricarea elementelor n forme sta ionare, plasabile stend i caset ; 2.fabricarea elementelor n forme care se deplaseaz la fiecare post tehnologic. Aici se deosebesc: metoda conveier (maxim e olanat); metoda agregatelor n flux, n care mai multe opera ii se execut la un singur post; 3. fabricarea elementelor prin metoda model rii continue n vibrolaminator. n cazul metodei stend - produsele r mn pe un singur loc - pe stend - n cursul ntregului circuit tehnologic de fabricare. n cazul metodei caset modelarea i nt rirea produselor au loc ntr-o form vertical mobil -caset , care prezint un ir de sec ii formate de pere ii verticali din o el sau din beton. Caseta este amenajat cu mantale speciale pentru aburi, pentru nc lzirea produselor n procesul umido-termic. 3a. La fabricarea elementelor prin metoda flux, montarea armaturii, turnarea amestecului de beton n form i ndesarea se fac

111

la un singur post tehnologic, iar nt rirea produselor are loc n aparate speciale termice - camere de aburire sau aparate autoclave. 3b. n cazul conveier fiecare opera ie se execut la posturi speciale, separate, care n ansamblu formeaz o linie circuit nchis - conveier. Pe conveierul pulsar se mi c de la un post la altul 117 (peste 15 min.) vagonete - poduri de turnare, pe care se confec ioneaz produsele. nt rirea are loc n camere cu ac iune continu . 4.Modelarea continu prin vibrolaminare se realizeaz n laminatoare speciale. Laminatorul - reprezint o band metalic n continu mi care, compus din pl ci spa iale sau plane; primele asigur ob inerea suprafe ei cu nervuri a panoului, iar celelate - a suprafe ei netede. La nceputul laminarului, se a eaz pe banda n mi care continu mai nti arm tura, apoi se toarn amestecul de beton, care se ndeas prin vibra ie i, par ial, prin laminare. Produsul modelat, pe m sur mi c rii benzii, nimere te n zona trat rii umido-termice i dup ce se abure te timp de dou ore este scos n stare gata de pe band (25 m/or ). 8.5. Construc ii de ciment armat Se folosesc la elementele portante i de protec ie ale cl dirilor i construc iilor inginere ti, la executarea rezervuarelor, n construc iile navale etc. n compara ie cu cele din beton armat, aceste construc ii au pere i mai sub iri (15 - 20 mm), impermeabilitatea mai mare, fisurile (cr p turile)- mai dispersate i deschiderea acestora - mai lent . Neajunsuri - rezisten a la foc relativ mic i necesitatea protec iei anticorozive a suprafe ei betonului i arm turii. Construc iile de ciment armat se execut n cofraje de o el,

112

beton unilaterale - prin injectarea amestecului de beton. 8.6. Transportarea i p strarea produselor de beton armat (P.D.B.A.) P.D.B.A., expediate consumatorului, trebuie s corespund absolut tuturor cerin elor impuse de condi iile tehnice. M rimea rezisten ei de livrare a betonului nu trebuie s fie mai mic de 70% din marca betonului. 118 P.D.B.A. trebuie p strate n depozite utilate special, sortate dup categorii i tipodimensiuni i stivuite ngrijit pe stinghii de lemn. P.D.B.A. trebuie p strate n aceea i pozi ie, n care ele suport nc rc tura n cl dire. P.D.B.A. se transport cu autocamioanele sau pe calea ferat , axele lor longitudinale fiind orientate n direc ia mi c rii. P.D.B.A. trebuie desc rcate pe antier n raza de ac iune a macaralelor de montare. Un mare avantaj are procedeul mont rii prefabricatelor direct din mijloacele de transport (de pe vehicol). ntreb ri pentru repetare 1.Care sunt avantajele elementelor prefabricate de beton armat fa de cele monolite? 2.Dup ce criterii se clasific prefabricatele de beton armat? 3.De ce betonul se armeaz cu o el i ce procedee de armare exist ? 4.Cum se clasific produsele de beton armat dup destina ie? 5.Care sunt metodele de fabricare ale elementelor de beton armat? 6.Ce reguli sunt stabilite pentru recep ionarea, transportarea i p strarea produselor de beton armat? 119 TEMA 9 MATERIALE I PRODUSE PIETROASE

113

ARTIFICIALE PE BAZ DE SUBSTAN E 9.1. Materiale i produse pietroase artificiale 9.2. Produse pe baz de var 9.3. C r mid de var- zgur i var- cenu 9.4. Betoane i prefabricate silico-calcare 9.5. Produse silico-calcare celulare 9.6. Produse pe baz de ipsos 9.7. Produse pe ba de azbociment Scopul: a forma studen ilor cuno tin e despre materialele i produsele pietroase artificiale 9.1. Materiale i produse pietroase artificiale Materialele i produsele pietroase artificiale nearse se fabric dintr-un amestec de substan e liante, ap i agregate turnate n forme i prelucrate. Aceste materiale nu au nevoie de ardere. n procesul fabric rii, ele cap t rezisten datorit nt ririi materialelor care intr n componen a lor. n calitate de agregate se ntrebuin eaz nisip cuar os, zgur , cenu , rumegu de lemn; n calitate de materiale de armare - azbest, cl i de in, materiale sintetice. Prefabricatele din aceste materiale se pot clasifica dup felul liantului pe baz de: - var-c r mid , silico-calcare, calcar-zgur , calcar-cenu , produse de spumosilicat; - pl ci-ipsos de panouri de ipsos, ipsobeton, pl ci de placare; - ciment portland-prefabricate de beton i de beton armat, pl ci de asbociment i pl ci profilate pentru acoperi , evi de asbociment. 120 Materialele din var-nisip (var aerian i nisip cuar os) la temperatur obi nuit se nt resc ncet i au o rezisten redus . Dac ns amestecurile de var-nisip sau prefabricatele din ele sunt tratate cu aburi, ntr-un mediu umed (100%, la temperatur nalt -

114

aburire, se ob ine piatra artificial rezistent . Tratarea termoumed a produselor se face cu aburi sub presiune n autoclave. 9.2. Produse pe baz de var C r mida silico-calcar este o piatr artificial , preparat dintr-un amestec de lian i (5-8%) i nisip (92-95%) de presare i tratare ulterioar cu aburi n autoclave a produselor modelate. Varul cu stingere rapid (p n la 8 min). Varul trebuie s fie curat, s nu con in impurit i, care ncetinesc stingerea (buc i de var zgur arse excesiv ori nearse etc.) n afar de var, n calitate de lian i se utilizeaz amestecuri fin m cinate de var-nisip, var-zgur , var-cenu de termoelectrocentral i ciment-nisip, care corespund cerin elor din standardele respective. Nisipul cuar os se ntrebuin eaz nem cinat sau ntr-un amestec de nisip nem cinat n nisip m cinat fin cu con inutul nalt de siliciu (cel pu in 70%). Nisipul nu trebuie s con in impurit i de min , incluziuni mari de argil i impurit i organice, care provoac expandare i reduc rezisten a produsului. Con inutul impurit ilor sulfuroase trebuie limitat. Se admit cel pu in 10% de impurit i de argil distribuite uniform. Exist dou moduri de fabricare a c r mizii silico-calcare, care se deosebesc prin prepararea amestecului de var-nisip cu stingerea: a) n toba de stingere i b) n silosuri. a) La producerea c r mizii silico-calcare n toba de stingere nisipul i varul nestins fiind m cinat (varul n bulg ri nestins, m cinat n mori cu bile) se ncarc la bunc re, situate deasupra tobei stng torului. Nisipul din bunc re dozat n volum, iar varul mas se toarn periodic n toba de stingere nchis ermetic. n tob , materialele 121 uscate se amestec timp de 3-5 min, apoi se introduce abur proasp t

115

sub presiune 0,15 -0,2 Mpa i varul se stinge. n acest timp toba se rote te mereu. Stingerea varului dureaz pn la 50 min. b) La producerea c r mizii silico-calcare cu stingerea n silosuri, varul i nisipul se umeze te, iar apoi se toarn n silosul stng torului. Stingerea n silos decurge 7-12 ore, adic de 10-15 ori mai ncet dect n tobe. Dup stingerea n tob sau silos masa de var i nisip se ndreapt ntr-un malaxor cu palete cu ro i pentru umezire i amestecare suplimentar , dup ce aceast mas este dus la prese. Modelarea c r mizii n prese mecanice are loc sub presiunea de 15-20 Mpa. C r mida proasp t modelat se ncarc n vagonete i se ndreapt pentru nt rire n autoclave. Autoclava reprezint un cilindru de o el cu diametrul de 2-4m i lungimea pn la 20m, care se nchide la capete cu capace. n interior, pe partea de jos a autoclavei, sunt prev zute ine pentru deplasarea vagonetelor cu produsele proasp t modelate. n autoclav se introduce abur cu temperatura de 170-175 0 C sub presiunea de 8 atm. Sub ac iunea temperaturii nalte i a umidit ii, se produce reac ia chimic ntre var i bioxidul de siliciu n urma c reia se formeaz hidro-silicaul de calciu. Datorit acestei reac ii varul cimenteaz nisipul i se formeaz un material de piatr artificial , care atribuie c r mizii silico-calcare o rezisten nalt . Silicul de pe suprafa a granulelor de cuar interac ioneaz cu varul formnd hidrosilicat de calciu. Ca(OH)2+SiO2=CaOSiO2H2O Hidrosilica ii, cimentindu-se cu granulele de cuar , formeaz o substan pietroas cu rezisten nalt , care continu s creasc n aer pe contul moleculelor de var, care n-au intrat n reac ie Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O. 122 Dac se m re te presiunea i temperatura n autoclav , se

116

scurteaz timpul de nt rire a c r mizii. La fabricarea c r mizii silico-calcare se cheltuie te de dou ori mai pu in combustibil, de trei ori mai pu in energie electric i de 2 ori se simplific lucr rile manuale, iar costul ei (c r mizii silico-calcare) este cu 25-30% mai redus fa de costul c r mizii obi nuite de argil . C r mida silico-calcar (STAS 370-70) se fabric de dou feluri: 1. ordinar cu dimensiunile 250*120*66 mm i 2. modelar cu dimensiunile 250*120*88 mm. C r mida modular se confec ioneaz cu goluri tehnologice: masa ei n stare uscat 4,3 kg. Golurile tehnologice se dispun n direc ia perpendicular patului c r mizii. M rimea golurilor nestr punse nu se regleaz . Se admit urm toarele abateri ale dimensiunii c r mizii n lungime +3mm i grosime +2mm. Dup limita de rezisten la compresiune (75-250/10 Pa) exist c r mid silico-calcar de ase m rci: 75, 100, 125, 200, 250/10 Pa. C r mida aleas pentru placarea pere ilor trebuie s aib marca cel pu in 125/10 Pa. Absorb ia de ap este 8-16%. Rezisten a la nghe Rng 15. Densitatea aparent a=17501900 kg/m3 n func ie de componen a granulometric a nisipului utilizat i de gradul de presare. Conductibilitatea termic 0,81-0,87 Vt /(m k ) care aproape sunt egale cu a c r mizii de argil . Aceast c r mid nu se poate ntrebuin a la construc iile cu mare umiditate, la zidirea sobelor, co urilor de fum etc. n ultimul timp n loc de c r mid mic , care se a eaz manual, se utilizeaz blocuri mari cu goluri i panouri silico-calcare. n afar de aceasta se dezvolt produc ia panourilor pentru plan ee dintre etaje i a diferitor prefabricate din amestecuri silico-calcare. Tehnologia lor este aceea i ca i a c r mizii. C r mida silicocalcar se transport la antiere pe platform de acela i fel ca i c r mida de argil . ntre pachetele desc rcate trebuie prev zute

117

interspa ii pentru circula ie de 50-75cm. 123 9.3. C r mida de var - zgur i var - cenu C r mida de var-zgur se fabric din amestec de var i zgur de furnal granulat . Varul constituie 3...12% din amestec, zgura constituie 88-97%. C r mida de var-cenu se ob ine din amestec de var 20-25% i cenu 75-80%. Cenu a ca i varul este un material local ieftin. n procesul arderii combustibilului n cazanele termocentralelor, o parte din cenu , sub form de praf, r mne n focar (cenu remanent ), iar particulele sunt duse de gaze n hornuri, unde se capteaz i se re in de c tre cuptoarele de cenu , iar apoi se transport n afara s lii cazanelo - n halde de cenu (cenu are). Cenu a antrenat , fiind mai m runt dect cea remanent , nu trebuie m cinat . Majoritatea cenu elor con in o cantitate mic de oxid de calciu (pn la 5%) i n timpul amestecului cu ap nu se nt resc. Dac ns li se adaug var (sau ciment Portland), ele ncep s se nt reasc . Tratarea ulterioar cu aburi a amestecului n autoclav d posibilitatea de a ob ine produse cu rezisten suficient . Densitatea lor aparent a= 1400-1600 kg/m3, conductibilitatea termic 0,5-0,6 Vt /(m.k.). Dup limita de rezisten la compresiune ele se mpart n trei m rci 25, 50, 75 i este mai mic dect a celor de silico-calcar. Din aceast c r mid se pot executa pere ii cl dirilor cu n l imea pn la 3 etaje. 9.4. Betoane i prefabricate silico-calcare Betonul silico-calcar este un beton f r ciment, care se ob ine prin nt rire n autoclave a unui amestec compact compus din 7080% de nisip cuar os, 8-15% de nisip m cinat i 6-10 % var nestins macinat. Ca adaosuri, care pot m ri rezisten a mecanic la nghe , se ntrebuin eaz zgure de furnal, cenu e fin m cinate i altele. Tehnologia de produc ie a prefabricatelor n autoclave const

118

din urm toarele opera ii: 4 amestecul fin m cinat din var-nisip se ncarc n malaxorul de beton i se amestec cu nisip m cinat i ap ; 124 5 din acest amestec se modeleaz prefabricate; 6 nt rirea prefabricatelor se produce n autoclave la temperatura aburului saturat pn la 1800 C i presiune pn la 8 atm i mai mult. 7 Silicatul - este o varietate a betonului autoclav, numai c n componen a lui se ntrebuin eaz nisip, unde la o parte de nisip granulele se macin n praf, iar alt parte se zgre i se formeaz suprafe e noi curate (fe e proaspete) permi ndu-i nisipului s se realizeze mai activ n procesul fizico-chimic. 8 Produsele de silicalcit sunt mai tari i mai rezistente la ap . Prefabricatele din aceste betoane nu rezist la umezeal i pot fi ntrebuin ate la construc ie cu tehnologie "uscat ". 9.5. Produse silico-calcare celulare n momentul de fa sunt cunoscute dou feluri de produse silico-calcare: gazosilicat i spumosilicat. Prin introducerea i amestecarea n masele plastice de varnisip a unei spume special preparate se ob ine piatr artificial , care se nume te spumosilicat , iar prin introducerea i amestecarea ntr-o asemenea mas a unei substan e gazogene (pudur de aluminiu), uneori cu adausuri de 60-80 kg de ciment la 1m3 de prefabricare, se ob ine piatra artificial , care se nume te gazosilicat. Procesul de ob inere a produselor silico-calcare celulare con ine urm toarele opera ii: Prepararea liantului din var-nisip prin m cinarea mpreun a varului i a unei p r i de nisip. Prepararea masei de gazobeton sau spumobeton. Modelarea prefabricatului.

119

Produsele silico-calcare celulare se confec ioneaz n felul urm tor: Mai nti se prepar amestecul de var-nisip, care se compune din 15-20% var i nisip m cinat, uneori cu adaos de nisip nem cinat. 125 Apoi, n amestecul de var-nisip se adaug substan ele generatoare de spum ori gaz, clei de calofoniu, ob inut din clei de oase sau de piele, colofoniu, hidroxid de sodiu i ap , s pun vegetal din r d cini i ap , precum i generatorul de spum . Masa proasp t se toarn n forme, care au profilul i dimensiunile viitorului prefabricat. Tiparele, care se p streaz n prealabil timp de 2-4 ore, se transport cu vagonetele n autoclav , unde se trateaz cu aburi. Produsele silico-calcare celulare au densitate aparent 3001200 kg/m3 i rezisten la compresie 1,5-15.0 Mpa i mai mult. Gazo- i spumosilicatul celular cu densitatea aparent de 350500 kg/m3 se nume te termoizolant, iar mai sus de 500 kg/m3 constructiv. Din amestecuri silico-calcare celulare termoizolante se fabric diferite elemente de construc ie pentru izolarea termic a pere ilor, pardoselelor, nveli urilor i pentru executarea pere ilor interiori i exteriori ai diferitor cl diri. 9.6. Produse pe baz de ipsos Atunci cnd ipsosul se amestec numai cu ap , se confec ioneaz prefabricate din ipsos, iar cnd se amestec ipsosul cu ap cu agregate, se confec ioneaz beton de ipsos. Din beton de ipsos se fabric panouri pentru pere ii disp r itori. Tehnologia modern con ine urm toarele opera ii: 9 prepararea amestecului; 10 executarea carcaselor din ipci;

120

11 laminarea i uscarea prefabricatelor. Exist i metoda de fabricare n casete, care are indicii mai sc zu i fa de cei ai metodei laminare. Rezisten a la ap i al i indici se pot regla prin adaosuri plastificante speciale. Grosimea panourilor 8-12cm, limita de rezisten mecanic 3,5 Mpa, densitatea aparent 1250-1700 kg/m3 sunt suficiente pentru izolarea fonic i mecanic a pere ilor desp r itori. Umiditatea aerului nc perilor trebuie s nu dep easc 60%; conductibilitatea termic 126 e redus ; cuiele b tute n panou se in bine. Foile de ipsos pentru c ptu eeal sau tencueal uscat de ipsos sunt un material de finisare (n foi) fabricat din ipsos de construc ii narmat cu fibre vegetale i acoperit de ambele p r i cu carton. 9.7. Produse de azbociment Ca materiale ini iale pentru fabicarea produselor din azbociment servesc azbestul, cimentul Portland i apa. Azbestul este un material fibros fin, cu proprietatea de a se desface (dup o lucrare corespunz toare) n fire flexibile i sub iri pn la 0,5 mk. Procesul tehnologic const din urm toarele etape: 12 desfacerea azbestului mbog it; 13 prepararea masei de azbociment; 14 formarea produselor din mas azbociment; 15 nt rirea produselor formate; 16 prelucrarea mecanic a produselor. Propriet ile azbestului sunt urm toarele: 17 rezisten le foc; 18 rezisten la putrezire i nghe ; 19 permiabilitate mic la ap ; 20 rezisten mecanic nalt i durabil . Din azbociment se fabric : nvelitori - pl ci plane presate, foi profilate i plane:

121

21 conducte de ap i tuburi de canalizare i mufte pentru ele; 22 co uri de ventila ie etc. Pl cile plane presate pentru nvelitori se clasific dup destina ia lor n ordinare (400/400 mm), marginale (400/333 mm) i de friz (400/200 mm), grosimea lor e de 4 mm. Foile profilate pentru nvelitori pot fi ondulate (cu profil obi nuit i consolidat) i semiondulate necolorate i colorate. Foile ondulate cu profil obi nuit au lungimea de 1200 mm, l imea de 700 mm i grosimea pn la 5,5 mm, iar cele cu profil consolidat au lungimea 1750 mm i 2800 mm, l imea aproximativ de 994 mm, 127 grosimea de 8 mm. Foile semiondulate au grosime de 6-7 mm, lungime de 2500 sau 1250 mm i l imea de 1535 mm. Pl cile plane de placare se produc de 3 m rci: NP - nepresate; P - presate i PF - presate-finisate. Pl cile nepresate au l imea de la 600 pn la 1200 mm, l imea de 300-800 mm, grosimea 6-10 mm. Pl cile presate au lungimea de 600-1600 mm, l imea de 3001200 mm, grosimea de 4-10 mm. Absorb ia de ap a pl cilor nepresate nu trebuie s fie mai mare de 25 %, iar a celor presate - 18 % (dup mas ). Rezisten a la nghe -dezghe - nu mai mic de M ng.25. Pl cile plane de azbociment servesc pentru placarea pere ilor desp r itori i tavanelor diferitor cl diri. Toate produsele de azbociment se p streaz n cl diri nchise sau sub oproane. Se transport n stare orizontal n stive, fixate n a a fel ca s nu se loveasc una de alta. nc rcatul i desc rcatul - manual - cte o bucat ,iar cel mecanizat n stive, s nu fie lovite. Panourile de azbociment reprezint o construc ie de dimensiuni mari, compus din dou pl ci de azbociment, ntre care se afl un strat temoizolator (psl mineral ). Panourile au n l imea

122

de 2700mm, l imea de 3200mm i grosimea de 100-120mm (depinde de materialul termoizolant). Ele se ntrebuin eaz pentru executarea pere ilor exteriori ( i interiori) ai cl dirilor de locuit i administrative. 128 ntreb ri pentru repetare 1.Cum se clasific materialele pietroase artificiale pe baz de lian i? 2.Ce este c r mida silico-calcar i cum se ob ine ea? 3.Care sunt calit ile i neajunsurile c r mizii silico-calcare? 4.Ce feluri de produse silico-calcare cunoa te i? 5.Ce produse se ob in din ipsos i unde se ntrebuin eaz ele? 6.Numi i materialele ini iale pentru fabricarea produselor de azbociment. 7.Numi i etapele procesului tehnologic de fabricare a produselor de azbociment. 8.Ce produse de azbociment cunoa te i? 129 Tema 10 LEMNUL I PRODUSELE DIN LEMN 10.1 Cuno tin e generale 10.2. Speciile lemnoase locale folosite n construc ie 10.3. Structura lemnului 10.4. Propriet ile fizice ale lemnului 10.5. Produsele din lemn folosite n construc ie 10.1. Cuno tin e generale Datorit marii r spndiri a lemnului n natur , precum i a posibilit ii de a fi u or dobndit i prelucrat, lemnul este folosit pe la larg la tot felul de constuc ii. De exemplu, el este folosit la obiecte din lemn (case din lemn, poduri, garduri, depozite etc.). Lemnul este folosit pe larg la construirea tuturor cl dirilor unde se

123

ntrebuin eaz n calitate de prefabricate - u i, ferestre, c priori la acoperi uri, scnduri pentru podele etc.Lemnul ca material de construc ie are urm toarele avantaje : se poate ob ine n piese lungi i destul de groase, cu o anumit limit de rezisten ; se prelucreaz u or cu mecanizme- unelte ct i cu mecanizme de mn ; are o densitate redus 800kg/ m3; se asambleaz u or prin mbin ri, prin prindere cu scoabe, cuie, buloane sau prin ncleiere. Lemnul are ns i diferite neajunsuri prin faptul c se aprinde i arde u or, este pu in rezistent la ac iunea agen ilor externi, u or putreze te, fiind atacat de insecte ; are o rezisten mecanic mic . La construc ie se folosesc de cele mai multe ori r inoasele bradul i molidul au trunchi lung, drept i gros; u or se prelucreaz . Se folosesc i foioasele: stejarul, fagul, teiul etc. n construc ii materialul se folose te brut material rotund sau prelucrat cioplitur sau cherestea. Prin lemnul rotund se n elege materialul lemnos brut, 130 cu sec iune rotund , cojit sau necojit, cur it de crengi i de cioturi. Prin cioplitur se n elege orice pies cu muchiile ascu ite sau te ite, prelucrate din lemn rotund prin cioplire cu barda. Prin cherestea (materialul fasonat sau ecarisat) se n elege materialul lemnos parvenit din lemnul brut, t iat n direc ie logitudinal i avnd cel pu in dou fe e plane i paralele. 10.2 Speciile lemnoase locale folosite n construc ie Cele mai principale specii de lemn care cresc i sunt folosite ca materiale de construc ie sunt urm toarele: dintre r inoase: pinul, bradul i molidul, iar dintre foioase stejarul,fagul, teiul, mesteac nul alb, plopul etc. Pinul - n l imea 1,5 50 m, uneori -75m.Se ntrebuin eaz

124

ca material de construc ie i de finisaj. Bradul - are lemnul de culoare galben deschis pn la ro cat , cu inele anuale foarte vizibile (pronun ate); este elastic i se despic foarte bine. Spre deosebire de celelalte r inoase, bradul nu con ine r in n lemn, ci numai n coaj i din aceast cauz n aer liber fiind supus varia iilor mari de umiditate se altereaz (putreze te) destul de repede. Ca durabilitate bradul st n urma celorlalte r inoase i trebue folosit n medii uscate. El se ntrebuin eaz pentru du umele, astereal , grinzi de acoperit, poduri, schele, cofraje etc. Molidul este cea mai r spndit i, totodat , cea mai valoroas specie de r inoase. Este mai deschis la culoare dect bradul, are structur mai fin i mai omogen , se despic u or i se preluceaz bine (n atelier i pe antier) dnd suprafe e netede i 131 m t soase. Are r in de lemn i este mai durabil dect bradul, mai ales dac nu este supus alternativ la umezeal i uscare. Stejarul are lemnul are culoare galben- nchis , aproape uniform , dar cu trecerea timpului se nchide. Lemnul de stejar este greu, dens, foarte trainic. n aer liber.se folose te ca lemn de cherestea: grinzi, piloni de poduri, stlpi de telecomunica ii etc. Tufanul nu putreze te sub ap , ci dinpotriv se nt re te cu timpul i din aceast cauz , se folose te la lucr ri hidrotehnice i n general la construc ii de lemn expuse umidit ii. Fagul este specia forestier , culoarea lemnului este alb g lbuie, b tnd n roz. Lemnul fiind tare, este pu in trainic, putreze te u or n aer liber. Se folosr te n special pentru fabricarea furniturii,placajelor. Teiul are o culoare aproape alb i o structur aproape uniform ; marginile inelelor anuale i razele medulare abia se disting. Lemnul are fibre groase, este u or i moale. Se folose te

125

mai ales la fabricarea furniturii de baz i panourilor. 10.3 Structura lemnului Structura lemnului poate fi studiat examinnd sec iunea f cut prin trunchiul unui arbore dup trei direc ii principale (fig. 10.1) i anume: transversal , radial i tangen ial . 1 - sec iunea transversal din t ierea executat perpendicular pe axa longitudinial a trunchilui; 2 - sec iunea radial din t ierea longitudinal prin trunchi i anume prin axa lui; 3 - sec iunea tangen ial tot dintr-o t iere lonjitudinial , ns perpendicular pe raz , recpectiv perpendicular pe una dintre sec iunile radiane. 132 Dup modul de debitare (t iere) a bu teanului, fe ele scndurilor pot fi sau sec iuni radiale, sau sec iuni tangen iale, pe cnd capetele sunt totdeauna sec iuni transversale. Fig. 10.1. Sec iuni principale prin bu tean. Lemnul este o grupare de celule care mpreun sau diferen iat n ceea ce prive te forma i func iunea, dau na tere la un num r restrns de elemente anatomice. Vasele sunt formate din iruri lungi de celule, a ezate cap la cap, prin care circul substan ele nutritive. Fibrele sunt celule moarte, foarte alungite, sub iri, strns legate ntre ele n form de spori, astfel nct constitue armatura de sus inere i de rezisten a arborelui. Fibrele pot reprezenta 60 70 % din masa lemnnoas . esutul lemons. Paremchimul este un esut format din celule vii care serve te la depozitarea substan elor nutritive. Gruparea acestor elemente anatomice determin structura lemnului. . Dac se examineaz o sec iune transversal f cut prin

126

trunchiul unui arbore, se vede c acesta este format, de la exterior spre centru , din trei zone concentrice principale, avnd aspect diferit: scoar a, cambiul i lemnul (partea lemnoas ) (fig 10.2). Scoar a sau coaja formeaz nveli ul ap r tor al arborelui. 133 Cre terea arborilor n grosime se datore te multiplic rii celulelor unui esut generator numit cambiu, aflat ntre scoar i lemn. n fiecare an, cambiul d na tere unui singur inelar de lemn, care se adaug spre exerior la strcturi inelare mai vechi. Lemnul,sau partea lemnoas , este format dintr-un esut celular rezistent, de structur complex , repartizat n zone circulare concentrice, care apar n sec iune transversal sub form de inele anuale, iar n sec iune longitudinal , ca f ii mai mult sau mai pu in drepe i paralele cu axa. Din descrierea de mai sus se vede c lemnul nu are o structur omogen , la fel n toate direc iile, ci o structur celular i fibroas , organizat n mod diferit pe anumite direc ii, care corespud axei, razelor i conturului circular al trunchiului lemnos. Din cauza acestei structuri, propriet ile lemnului difer i ele, n geneal, dup acelea i direc ii. Fig.10.2 Sec iune trasversal prin truchiul unui arbore. 134 10.4. Propriet ile lemnului Cele mai principale propriet i ale lemnului, ca material de construc ie, sunt urm toarele. Datorit sructurii sale celulare, lemnul este un material poros. Prin porozitatea lemnului se n elege volumul porilor, exprimat n procente n raport cu volumul total al lemnului considerat n stare absolut uscat . Porozitatea lemnului se determin obi nuit. Dup dobndire, lemnul ncepe s se usuce, prin evaporarea

127

apei pe care o con ine. Lemnul p strat n aer liber se consider uscat atunci cnd umiditatea lui a sc zut la aproximativ 15-18%, iar p strat n nc peri nchise i nc lzite, se consider uscat atunci cnd umiditatea este de aproximativ 7-10%. Practica a stabilit urm toarele procente maxime de umiditate industrial : 8-10% pentru lemnul de mobilier i de c ptu eli interioare la ziduri i 12% pentru lemnul din care se execut u i i cercevele. n mediul umed se dezvolt bine ciupercile i putregaiul care atac i distrug substan a lemnoas .Pentru a feri lemnul de orice atac el trebuie folosit i men inut bine uscat.Varia ia con inutului de ap atrag dup sine varia ia volumului i d na tere jocului lemnului, ducnd asfel la deformare poate sl bi rezisten a mbin rilor-u ilor, ferestrelor, fermelor de acoperire etc. Cu ct lemnul este mai uscat cu att el este mai rezistent la solicit ri mecanice. Prin uscare lemnul i mic oreaz volumul. Aceast mic orare a volumului se nume te contragere, care are urm toarele valori medii: circa 0,1% n sensul fibrelor (longitudinii arborelui), 3-6% pe direc ia radial i 6-2% pe direc ia tangen ial . La o scndur t iat tangen ial n raport de inelele anuale, fa a dinspre inim se contrage mai pu in dect cea opus i din ceast cauz , prin uscare, scndura cap t o curb cu convexitate spre inim (fig.10.3,a). Acest fel de scnduri pot fi folosite n bune condi ii pentru confec ionarea plintelor i a ramelor nu prea late. La o scndur t iat radial, deforma iile se produc numai pe canturi i n m sur nensemnat ; scndura r mne plan i este bun pentru confec ionarea t blilor (fig.10.3,b ). 135 Contragerea este o proprietate negativ a lemnului, ea fiind cauza principal a cr p turilor i deforma iilor pieselor de cherestea.

128

Umflarea lemnului este fenomenul invers contragerii i const n m rirea volumului acestuia prin absorb ia de ap . Ca i contragerea, umflarea se produce neuniform pe cele trei direc ii principale i n acelea i propor ii ca i contragerea. Umflarea este o proprietate negativ la piesele de lemn, deoarece, pe lng varia ia dimensiunilor, mai provoac i mic orarea rezisten elor mecanice. Umflarea are un efect favorabil, de exemplu, la etan area jgheaburilor de lemn pentru scurgera apei. Higroscopicitatea lemnului. Lemnul fiind higroscopic, are proprietatea de a absorbi vaporii de ap din atmosfer , echilibrndu i umiditatea interioar n raport cu cea a atmosferei nconjur toare. .Unei anumite st ri de temperatur i de umiditate a atmosferii i corespunde o anumit umiditate a lemnului, care se nume te umiditate de echilibru a lemnului. Deoarece umiditatea aerului este schimb toare, higroscopicitatea duce fie la contragere, fie la umflarea lemnului, dup cum atmosfera este uscat sau saturat cu vapori; aceasta constituie jocul lemnului. Jocul lemnului este o proprietate negativ a acestuia pe care tehnica tinde pe ct e posibil s-o nl ture. Fig. 10.3.Deformarea scndurilor debitate din bu tean. a)- tangen ial ; b)- radial . 136 10.5. Materiale i piese din lemn T ierea lemnului n p dure, penru al transforma n material de construc ie, se execut atunci cnd arborii au atins vrsta de 80100 de ani. Dup ce au fost t ia i i dobor i la p mnt, arborii se cur pe loc de crengi i se p streaz n bu teni de diferite dimensiuni, care se cojesc imediat; numai unele specii se pot l sa necojite un anumit timp, pentru a evita cr p turile care s-ar putea produce n urma unei usc ri prea bru te. Dup retezarea lemnului

129

catarg n dependin de diametrul bu teanului la vrf se deosebesc: bu teni cu grosime la vrf mai mare de 120mm; bu teni, butuci cu grosime maximum de de 200mm; scurturi, butuci; lemn rotund, cu grosime de la 8 pn la 11cm.; pr jini cu grosime 3-7cm. Dup nsemn tate lemnul rotund (cu grosime mai mare de 12cm) se mparte n lemn rotund i se produce din pini, foioase, cedru i cteodat din brad i stejar. El este ntrebuin at pentru construc ii portante: piloni, pilo i, stlpi pentru linii aeriene, pentru poduri, obiecte hidotehnice avnd lungimea 3-6,5m cu scara peste 0,5m. n dependen de calitate i defecte, lemnul se mparte n patru calit i. n construc ii se ntrebui eaz lemnul de calitatea a doua i a treia. La orice pies de cherestea, suprafe ele longitudinale sunt cele mai late; fa a dinspre axa bu teanului se nume te fa a interioar ,iar cea opus fa a exterioar ; scndurile au dou fe e,iar grinzile, la care fe ele au aproximativ aceea i l ime, sunt socotite c au patru fe e; -canturile, sunt suprafe e nguste din lungul scndurilor; -capetele, sunt cele dou suprafe e dispuse transversal pe lungimea piesei; -muchiile sunt ceea ce rezult din intersec ia fe elor cu canturile i cu capetele, precum i a canturilor cu capetele. 137 Lemnul de cherestea se confec ioneaz prin debitarea bu tenilor n longitudine cu ajutorul ma inilor- unelte, care pot fi: fer straie circulare i fer straie-panglic . Prin debitare bu tenii sunt transforma i n jum t i, sferturi, grinzi, dulapuri, scnduri, l tunoaie, rigle i ipci, care la un loc , poart numele de cherestea sau lemn rie ecarisat , conform urm toarelor opera ii.

130

1. Jum t ile se confec ioneaz prin debitarea bu teanului n dou p r i egale, t ietura se face pe diametru i ax . 2. Sferturile se confec ioneaz prin debitarea bu teanului n sferturi n lungime. 3.Grinzele sunt piese de cherestea cu fe ele i canturile plane i paralele ntre ele, avnd grosimea i l imea de cel pu in 100mm i lungimea egal sau mai mare dect grosimea. 4.Dulapurile sunt piese de cherestea cu grosimea mai mare de 40mm, ns cel mult 100mm, cu l imea nu mai mare dect dublul grosimii. 5.Scndurile sunt piese de cherestea cu grosimea pn la 100mm i l imea mai mult dect dublul grosimii. Dup caracterul prelucr rii, materialele de cherestea se mpart n tivite i netivite. Scndurile i dulapii dup felul cum sunt prelucrate pot fi: - tivite n cazlul cnd au marginile longitudinale t iate drept cu ferestr ul, astfel nct s formeze canturi perpendiculare pe fe e, pe cel pu in jum tate din lugimea lor; - tivite curat, n cazul cnd tivirea se ob ine f r te ituri i cu muchii drepte i paralele pe toat lungimea; - semitivite, n cazul cnd au numai una dintre marginile longitudinale t iat drept i numai unul dintre canturi perpendicular pe fe e; - netivite, n cazul cnd au canturile te ite pe o lungime mai mare dect jum tate din lugimea lor. 6. L tunoaiele reprezint piese de cherestea t iat n longitudine din partea exterioar a bu teanului cu o fa (dreapt ) neted iar alta netivit . L tunoi este prima scndur t iat n lungul 138 unui trunchi (bu tean) de copac i care are numai o plat (fa ) , cealalt fiind rotunjit .

131

Dup gradul de prelucrare lemnul de cherestea poate fi geluit i ne geluit (rindeluit). Cnd grosimea e pn la 32 mm se nume te sub ire, iar cnd grosimea e mai mare se nume te gros. Cheresteaua de r inoase se produce de la 1 pn la 6,5 m lungime cu scara de 0,25 m. Scndurile i dulapii se sorteaz n cinci clase de calitate 1,2,3 i al 4-lea. Grinzile n-au sort selec ionat. n construc ii se ntrebuin eaz toate sorturile, iar n tmpl rie 1-ul i al 2-lea sort. L imea cherestelei depinde de grosime i poate fi maximal: la scnduri 250 mm, dulapi - 200 mm, grinzi- 250 mm. Pavele din lemn. La pavarea atelierelor i altor nc peri se ntrebuin az pavele din lemn (cu fibrele verticale). Du umele cu lamb i uluc. Pentru pardositul camerelor de locuit se folosesc du umele cu lamb i uluc, fabricate din scnduri r inoase. Scndurile i dulapii pentru pardosele se fabric cu canturi profile (lamb i uluc) n vederea mbin rii, care se prind n cuie pe du umea oarb sau pe grinzi oare Pervazurile se execut cu grosime i l ime egale , sau neegale, vnd profil diferit i servesc pentru unirea la col i dintre pardosele i pere i. Chenar (ancadrament) de u , de fereastr pentru (finisarea) ancadrarea u ilor i ferestrelor, pentru a nchide rosturile i cr p turile dintre u i perete. Parchetele sunt lamele prev zute cu lamb i uluc de form paralelipipedic care, a ezate dup anumite modele, servesc la pardositul locuin elor. Produse industriale din lemn. Panouri din lamele pentru pardosele (parchet lamelar). Acest parchet este constituit din lamele neprofilate pe canturri i la capete, asamblate n panouri prin lipire cu clei pe hrtie. Placajele de lemn sunt panouri alc tuite prin ncleierea unor

132

foi sub iri de furnir, a ezate cu fibrele ncruci ate. Tema 11 MATERIALE PENTRU COLOR RI 11.1. Generalit i 11.2. Clasificarea lucr rilor de colorare 11.3. Elementele compozi iei de vopsit 11.4. Lian i 11.5. Pigmen i 11.6. Solven i 11.7. Chituri 11.8. Vopsele Scopul lec iei: nsu irea de c tre studen i a materialelor pentru color ri. 11.1. Generalit i Pentru a ap ra construc iile de ac iunea mediului ambiant suprafa a lor se acoper cu un strat sub ire protector.Aplicarea acestui strat se face prin zugr vire sau vopsire (manual sau mecanizat) Prin vopsire se ob ine o pelicul sub ire aderent , elastic , care poate fi i colorat , neted hidro -, acido rezistent i rezistent la uzur etc.Ea se nt re te pe suprafa a materialului, datorit contactului ei cu aerul, printr-un dublu proces de