UNIVERSITATEA TEHNICĂ A MOLDOVEI

Cu titlu de manuscris

CZU: 624.153.522

Gersh FISHMAN

TEHNOLOGIA BETONĂRII CONSTRUCŢIILOR MONOLITE DIN BETOANE UŞOARE

DE ÎNALTĂ PERFORMANŢĂ

05. 23. 08 – Specialitatea: Tehnologia i organizarea construcţiilor

AUTOREFERATUL

tezei de doctor în tehnică

Chişinău 2006

- 2 -

Teza a fost realizată la catedra tehnologia construcţiilor a Universităţii Tehnice a Moldovei

Conducător ştiinţific: Nicolae PRUTEANU, doctor în tehnică, conferenţiar universitar

Consultant ştiinţific: Ariel GOLDMAN, doctor în ştiinţe tehnologice, profesor universitar (Israel).

Referenţi oficiali: Alexandru MENEILIUC, doctor habilitat în tehnică, profesor universitar, Odesa, Ucraina;

Valeriu LAZARENCO, doctor în tehnică, conferenţiar universitar.

Susţinerea va avea loc la 15 mai- 2006, ora 1500-, în şedinţa Consiliului Ştiinţific Specializat Dh 31.05.23.08-01

din cadrul Universităţii Tehnice a Moldovei, mun. Chişinău, bd. Dacia, 41, aula 10 – 229.

Teza de doctorat şi autoreferatul pot fi consultate la biblioteca Universităţii Tehnice a Moldovei, mun. Chişinău,

str. Studenţilor, 9 , Republica Moldova, MD 2069.

Autoreferatul a fost expediat la ---------------------------- 2006

Secretar ştiinţific al Consiliului Ştiinţific Specializat,

doctor în tehnică, profesor universitar interimar Pavel VÎRLAN

Conducător ştiinţific,

doctor în tehnică, conferenţiar universitar Nicolae PRUTEANU

Autor Gersh FISHMAN

- 3 -

PRELIMINARII

Actualitatea cercetării

Încă de la sfârşitul anilor 80 ai secolului trecut cei mai de vază specialişti din domeniul

elaborării noilor tehnologii de betonare a construcţiilor monolite au lansat şi dezvoltă concepţia

betoanelor de generaţie nouă, care vor avea un rol aparte şi foarte important în edificarea

construcţiilor inginereşti sofisticate ale secolului XXI. Prin aceasta se subînţeleg betoanele cu

proprietăţi de exploatare de înaltă performanţă aşa-numitele «High Performance Concrete», care

actualmente sunt solicitate nu numai datorită capacităţii lor de a face faţă acţiunilor negative

crescânde ale factorilor naturali, precum şi a celor de origine tehnogenă, dar şi noilor cerinţe

estetice ce sunt înaintate faţă de construcţiile inginereşti contemporane. Realizarea concepţiei

betoanelor cu proprietăţi exploataţionale înalte este posibilă, în primul rând, datorită utilizării

complexe a superplastificatorilor şi a microsilicei. Combinarea optimală a adausurilor

menţionate, iar în caz de necesitate adăugarea la ele în cantităţi mici a altor substanţe organice

sau minerale, permite de a dirija proprietăţile reologice ale amestecurilor de betoane şi de a

modifica structura pietrei de ciment la micronivel în aşa mod, ca să i se atribuie betonului

proprietăţile necesare care asigură fiabilitatea înaltă la exploatarea construcţiilor. A devenit reală

posibilitatea de a mări brusc proprietăţile mecanice ale betoanelor, de a utiliza pe scară largă, nu

numai betoanele obişnuite, dar şi cele de înaltă performanţă. Această creştere înaltă a durităţii

poate crea proprietăţi tehnologice importante. Micşorând întrucâtva duritatea betonului pot fi

esenţial îmbunătăţite alte proprietăţi ale lui cum ar fi greutatea specifică şi proprietăţile termice.

Deşi tehnologiile date au atins performanţe înalte, totuşi până în prezent nu au fost găsite

soluţii la un şir de probleme.

Greutatea proprie înaltă a construcţiilor necesită de a efectua lucrări suplimentare de

termoizolare a pereţilor portanţi ai clădirilor, de a majora consumul de oţel-beton pentru a

asigura rezistenţa antiseismică a clădirilor, de a mări dimensiunile fundaţiilor, precum şi alte

lucrări complementare ce contribuie la creşterea esenţială a costului construcţiei. Reieşind din

cele expuse, problemele perfecţionării tehnologiei de utilizare a betoanelor de înaltă performanţă

cu proprietăţi tehnologice necesare, micşorarea greutăţii construcţiilor şi reducerea, în acelaşi

timp, a cheltuielilor materiale la executarea şi exploatarea construcţiilor rămâne până în prezent

o problemă destul de actuală.

În anul 1999, autorul în comun cu dr. A. Goldman (Tehnion, Israel), au lansat ideea de a

introduce în amestecul proaspăt de beton un agregat uşor, care nu va intra în reacţia chimică cu

componentele betonului. Agregatul uşor în cazul dat juca rolul de reglator al structurii interne a

- 4 -

betonului uşor. Implementarea noii tehnologii, din acest punct de vedere, asigură aceleaşi

posibilităţi de extindere a proprietăţilor, care ne permit să afirmăm că acestea sunt posibilităţi

tehnologice principial noi.

Scopul cercetării constă în elaborarea unei tehnologii eficiente de betonare a construcţiilor

monolite din betoane de înaltă performanţă cu mezostructura reglabilă, proprietăţi termotehnice

îmbunătăţite, ce permite de a obţine o structură omogenă cu un randament înalt de utilizare a

durităţii betonului.

Pentru atingerea scopului scontat au fost soluţionate următoarele probleme:

- definirea caracterului mişcării particulelor solide în medii vâscoase supuse vibraţiilor;

- definirea procesului de formare a fisurilor în beton şi a fost soluţionată problema

randamentului înalt de utilizare a durităţii betonului;

- elaborarea metodicii investigaţiilor pentru a obţine rezultate veridice la cercetarea

betoanelor uşoare de înaltă performanţă în procesele de malaxare, punere în operă şi

îngrijire;

- elaborarea metodicii investigaţiilor procesului de formare a fisurilor în betoanele cu

agregate sferice uşoare;

- stabilirea dependenţei proprietăţilor fizico-mecanice ale betonului de compoziţia lui şi de

volumul agregatului uşor;

- cercetarea pe cale analitică şi experimentală a mecanismului segregării amestecului de

beton în compoziţia căruia intră agregate de densitate mică;

- optimizarea regimului tehnologic de compactare a amestecului de beton în compoziţia

căruia intră agregate de densitate mică în dependenţă de proprietăţile agregatului şi

proprietăţile reologice ale betonului;

- elaborarea tehnologiei betonării construcţiilor monolite din betoane uşoare de înaltă

performanţă cu proprietăţi termotehnice îmbunătăţite şi structură reglabilă;

- a fost evaluată eficienţa economică a tehnologiei executării construcţiilor monolite din

betoane uşoare de înaltă performanţă cu proprietăţi termotehnice îmbunătăţite şi structură

reglabilă.

Semnificaţia teoretică şi valoarea ştiinţifică a cercetării:

- teoretic a fost definit caracterul mişcării particulelor solide în medii vâscoase supuse

vibraţiilor;

- teoretic a fost definit procesul de formare a fisurilor în beton şi experimental a fost

- 5 -

soluţionată problema randamentului înalt de utilizare a durităţii betonului;

- teoretic şi experimental a fost stabilită dependenţa proprietăţilor fizico-mecanice ale

betonului de compoziţia lui şi de volumul agregatului uşor;

- a fost elaborată tehnologia betonării construcţiilor monolite din betoane uşoare de înaltă

performanţă cu proprietăţi termotehnice îmbunătăţite şi structură reglabilă.

Valoarea practică a cercetării rezidă în:

- elaborarea recomandărilor pentru alegerea compoziţiei amestecului de beton şi regimurile

tehnologice de betonare a construcţiilor monolite din betoane uşoare de înaltă

performanţă cu proprietăţi termotehnice îmbunătăţite şi structură reglabilă (hotărârea

pozitivă de eliberare a patentului № 2772(13) В1);

- elaborarea recomandărilor privind stabilirea regimului tehnologic de punere în operă a

amestecurilor din betoane uşoare de înaltă performanţă cu proprietăţi termotehnice

îmbunătăţite şi structură reglabilă;

- micşorarea cheltuielilor materiale la executarea şi exploatarea edificiilor din betoane

uşoare de înaltă performanţă cu proprietăţi termotehnice îmbunătăţite şi structură

reglabilă.

Aprobarea rezultatelor cercetării:

Valoarea conceptuală şi rezultatele cercetării au fost confirmate la simpozioanele tehnico-

ştiinţifice ale Universităţii Tehnice a Moldovei desfăşurate la 19.10.2004 şi 05.07.2005; la

conferinţa a VI-a tehnico-ştiinţifică din Israel din 28-29 noiembrie 2005, precum şi la seminarele

tehnico-ştiinţifice din cadrul catedrei „Tehnologia construcţiilor” a UTM care au avut loc la

19.10.2004 şi 29.06.2005.

Tezele principale şi concluziile lucrării de cercetare au fost expuse în 5 publicaţii ştiinţifice şi

un brevetul de invenţie nr. 2772, C2, Int. Cl. C04B 38/08 (200.01).

Tezele înaintate spre susţinere:

- tehnologia elaborată de preparare şi punere în operă a betoanelor uşoare de înaltă

performanţă;

- recomandările privind stabilirea regimurilor tehnologice de compactare a betoanelor uşoare

de înaltă performanţă cu mezostructura dirijată în dependenţă de proprietăţile reologice ale

amestecului de beton;

- recomandările privind alegerea compoziţiei betoanelor uşoare de înaltă performanţă cu

- 6 -

mezostructura dirijată;

- teoria caracterului mişcării particulelor solide în medii vâscoase supuse vibraţiilor;

- cercetările teoretice ale procesului de formare a fisurilor în betoanele uşoare de înaltă

performanţă cu agregate sferice şi elipsoide;

- dependenţa stabilită a proprietăţilor fizico-mecanice ale betoanelor uşoare de înaltă

performanţă cu mezostructura dirijată de compoziţia lui şi de volumul agregatului uşor.

Structura şi volumul tezei.

Teza este constituită din preliminări, cinci capitole, concluzii generale şi bibliografia ce

conţine 125 de surse. Teza conţine 166 pagini, care includ 17 fotografii, 24 tabele, 9 grafice şi 17

desene şi schiţe tehnice. Lucrarea a fost elaborată în cadrul catedrei „Tehnologia construcţiilor” a

Universităţii Tehnice a Moldovei, partea experimentală a fost efectuată în laboratorul ştiinţific al

Colegiului Academic din or. Ariel, Israel.

CONŢINUTUL PRINCIPAL AL TEZEI

În preliminarii a fost fundamentată actualitatea tezei de doctor în tehnică, a fost

caracterizată succint starea de lucruri în domeniul de cercetare, au fost evidenţiate problemele-

cheie ce necesită a fi rezolvate, a fost formulat scopul lucrării, au fost indicate sarcinile propuse

spre soliţionare, este descrisă noutatea ştiinţifică şi valoarea practică a rezultatelor cercetării.

În primul capitol este evaluată starea de lucruri în domeniul examinat şi au fost formulate

problemele şi sarcinile ce necesită de a fi soluţionate. Sunt examinate noile tipuri de betoane şi

tehnologii eficiente de ultimă oră. Sunt examinate şi cercetate teoriile contemporane din

domeniul reologiei betoanelor, influenţa adausurilor minerale disperse asupra durităţii betoanelor

şi în particular a microsilicei, mecanismul de interacţiune a superplastificatorilor de ultima

generaţie cu componentele amestecului de beton, mecanismul de fisurare la distrugerea

betonului, precum şi alte probleme ce favorizează posibilitatea determinării scopurilor şi

sarcinile cercetării.

În capitolul doi sunt prezentate cercetările teoretice privind caracterul mişcării particulelor

solide într-un mediu vâscos supus vibraţiilor. Rezultatele cercetărilor teoretice au fost puse la

baza determinării parametrilor sursei vibraţiilor pentru compactarea eficientă a amestecului de

beton uşor cu prevenirea fenomenului de segregare în dependenţă de proprietăţile reologice ale

amestecului de beton şi parametrii agregatului uşor. Rezultatele teoretice obţinute au fost

confirmate ulterior în rezultatul investigaţiilor experimentale şi rezultatele practice.

În capitolul trei au fost definite investigaţiile experimentale, este descris mersul şi

rezultatele cercetărilor. Este prezentat procesul dezvoltării fisurilor în corpul betonului preparat

- 7 -

şi pus în operă conform tehnologiei propuse de autor sub acţiunea sarcinilor de compresiune

axială. Mecanismul fisurării a fost studiat cu utilizarea tomografiei computerizate (CT). Sunt

prezentate rezultatele determinării unuia dintre parametrii de bază ai reologiei - coeficientul

diferenţial de vâscozitate a amestecului de beton preparat conform noii tehnologii şi care are o

influenţă primordială asupra stabilirii parametrilor tehnologici în procesul de punere în operă a

betonului propus. Sunt prezentate rezultatele particularităţilor tehnologice la betonarea unei

porţiuni de perete monolit din betonul nou propus.

În capitolul patru sunt prezentate recomandările privind tehnologia betonării construcţiilor

monolite din betoane uşoare de înaltă performanţă. Sunt evidenţiaţi factorii tehnologici care

influenţează asupra lucrabilităţii amestecului de beton, segregării lui, precum şi influenţa

tehnologiei propuse asupra fisurabilităţii betonului nou. Este prezentată compoziţia propusă a

betoanelor uşoare de înaltă performanţă cu mezostructură dirijată. Este elaborată în baza

cercetărilor teoretice şi experimentale fişa procesului de betonare a construcţiilor monolite din

betoane uşoare de înaltă performanţă.

În capitolul cinci este efectuată evaluarea economică a tehnologiei de utilizare a betoanelor

uşoare de înaltă performanţă cu mezostructură dirijată la betonarea construcţiilor monolite. Sunt

prezentate calculele unor elemente constructive ce demonstrează eficienţa economică la

utilizarea noului tip de beton şi a noii tehnologii. Este determinată manopera de punere în operă a

betonului nou la betonarea pereţilor portanţi monoliţi ai edificiilor. Este prezentată evaluarea

economică a noii tehnologii de betonare şi a noului tip de beton în cazul construcţiilor supuse

acţiunilor seismice. Este prezentat calculul determinării coeficientului de transfer termic al

noului tip de beton.

În concluziile generale succint sunt formulate concluziile şi rezultatele tezei.

DATE GENERALE DESPRE TEZĂ

Realizarea conceptului betoanelor cu proprietăţi exploataţionale înalte a devenit posibilă

în mare măsură datorită utilizării complexe a superplastificatorilor de nouă generaţie şi a

microsilicei. Corelarea optimală a adausurilor menţionate, iar în caz de necesitate şi introducerea

în cantităţi mici a unor minerale de origine organică, permite dirijarea proprietăţilor reologice ale

amestecurilor de beton şi modificarea sitructurii pietrei de beton la micronivel, astfel atribuind

betonului proprietăţi exploataţionale performante şi fiabilitate înaltă construcţiei. Aceste

modificări ale compoziţiei amestecului de beton permit dirijarea comportamentului ei şi conduc

la distribuirea uniformă a agregatului uşor în masa vâscoasă. Din mecanica fisurării este

cunoscut faptul, că o metodă eficientă de diminuare a fisurilor este instalarea în calea lor a

- 8 -

golurilor sferice sau elipsoidale. Aceste goluri micşorează concentraţia tensiunilor şi măresc

rezistenţa la fisurare a corpului solid. Crearea unei astfel de macrostructuri în corpul betonului

permite de a crea betoane uşoare (densitatea de 1600-1800 kg/m.3) de performanţă înaltă

(rezistenţa de 250-350 kg/cm.2) cu proprietăţi termotehnice îmbunătăţite.

Pentru a verifica ipotezele menţionate mai sus au fost efectuate două serii de

experimente. Prima serie a fost efectuată la Institutul de Standarde al Israelului în anul 2001. A

doua serie de experimente a fost efectuată în laboratorul de cercetări ale materialelor de

construcţie al Colegiului Academic din or. Ariel, Israel în anii 2002 - 2005.

Şarja de bază a betonului uşor de înaltă performanţă ce conţine circa 25% din volum de

agregate uşoare următoarea componenţă (kg/m.3):

Ciment Portland М 300 ............................................300

Nisip……………………..........................................425

Prundiş (fracţiunea 5-15 mm.)................................. 950

Microsilice dispersă……...........................................30

Modificator al proprietăţilor reologice.......................6

Apă…………………………………………………130

Agregat uşor ............................................ ..25% din volum

În calitate de agregat uşor pot fi utilizaţi componenţi organici sau minerali ce sunt în stare

să creeze în corpul betonului incluziuni sferice sau eliptice. În calitate de agregate de umplutură

pot fi utilizaţi polimeri expandaţi, bule cave de polimeri sau de sticlă.. Aceste agregate de

umplutură sunt inerte şi nu interacţionează sau intră în reacţii chimice cu cimentul şi alte

componente ale amestecului de beton. Densitatea spaţiilor create de agregatele de umplutură este

cuprinsă în limitele 5 ÷ 25 kg/m.3. În calitate de modificator al proprietăţilor reologice ale

amestecului de beton sunt utilizaţi superplastificatori de ultima generaţie de tipul

policarboxilazei sau alţi polimeri. A fost efectuată o cercetare minuţioasă a materialelor ce pot fi

utilizate în calitate de agregat de umplutură. Granulele de polistiren expandat corespund perfect

cerinţelor înaintate faţă de agregatul de umplutură.

Influenţa micosilicei asupra proprietăţilor tehnologice şi durităţii betonului

Microsilicea dispersă este un produs adiacent al procesului metalurgic, care se obţine în

rezultatul reacţiei de oxido-reducere a siliciului cu ajutorul carbonului în cuptoarele electrice de

frecvenţă înaltă. Microsilicea dispersă (prăfoasă) este constituită din particule sferice minuscule

de siliciu amorf cu suprafaţa specifică de 20 m2/g. Diametrul mediu al particulelor este de 0,1

mc, ce este de circa 100 ori mai puţin decât diametrul mediu al particulei de ciment. Siliciul sub

- 9 -

această formă intră uşor în reacţie cu hidroxidul de calciu, care se formează în procesul de

hidratare a cimentului, în aşa fel mărind cantitatea silicaţilor hidroactivi de tipul CSH în

rezultatul reacţiei: SiO2+xCa(OH)2+yH2OxCaO-SiO2-(x+y)H2O.

Adăugarea microsilicei în cantitate de doar 2-5% conduce la compactarea structurii zonei

de frontieră din contul umplerii spaţiilor libere dintre particulele de ciment.

Ca rezultat se elimină apa fizic legată, care micşorează porozitatea zonei de frontieră şi

măreşte aderenţa pastei de ciment la agregate şi armătură.

În cazul utilizării a 15% de adaos de microsilice, fiecărei particule de ciment din

amestecul de beton îi revin peste 2 mln. de particule de siliciu disper amorf, prin aceasta se

explică influenţa acestui adaos asupra proprietăţii amestecului de beton şi a construcţiei betonate.

Mărirea densităţii pastei de ciment a necesitat cercetarea profundă teoretică şi experimentală a

procesului de compactare a betonului propus pentru a preîntâmpina procesul de segregare al

amestecului la punerea lui în operă. Ca rezultat au fost elaborate regimurile tehnologice necesare

la betonarea construcţiilor monolite. Majoritatea cercetătorilor, de asemenea, confirmă că

microsilicea este unul dintre factorii de bază ce influenţează asupra procesului de transformare a

porilor din beton, care au un impact important asupra proprietăţilor fizico-mecanice ale

betonului.

Mecanismul acţiunii superplastificatorilor şi influenţa lor asupra proprietăţilor

tehnologice ale amestecului de beton

Mecanismul acţiunii superplastificatorilor în formă simplă poate fi prezentat în felul

următor: deoarece superplastificatorii se atribuie la substanţe cu suprafeţe active acţiunea lor de

bază constă în adsorbţia moleculelor lor pe suprafaţa particulelor de ciment şi a cristalelor noi ce

se formează, creînd pelicule foarte subţiri mono sau bimoleculare, totodată micşorând energia de

adghezie facilitând dezintegrarea particulelor (vezi des. 1, a).

Des. 1. Principiul de acţiune al superplastificatorilor tradiţionali

I – particula de ciment, II - molecula

- 10 -

Concomitent se eliberează apa imobilizată, care joacă rolul de ulei plastifiator. În afară de

aceasta, stratul adsorbit netezeşte suprafaţa particulelor, micşorând coeficientul de frecare dintre

ele. Şi, în sfârşit, crearea unei sarcini de acelaşi semn în rezultatul adsorbţiei

superplastificatorului pe suprafaţa particulei în faza solidă exclude posibilitatea coeziunii

particulelor din contul forţelor electrostatice ceea ce conduce la micşorarea vâscozităţii

amestecului. În procesul hidratării odată cu creşterea noilor cristale treptat se diminuează forţa de

respingere electrostatică şi amestecul îşi pierde starea de lichefiere (des. 1, в).

Spre deosebire de superplastificatorii tradiţionali, acţiunea superplastificatorilor

contemporani de generaţia a patra, graţie structurii deosebite a polimerilor utilizaţi, se bazează,

în mare măsură, pe efectul sferic, datorită căruia se micşorează frecarea dintre componentele

amestecului de beton. Aceşti superplastificatori în multe ţări sunt denumiţi supersuper sau

hipersuperplastificatori. Utilizarea diferitori tipuri de superplastificatori în compoziţiile

amestecurilor de betoane cu păstrarea raportului apă ciment conduce la mărirea lucrabilităţii

acestor amestecuri în comparaţie cu amestecurile de control fără superplastificatori. Utilizarea

superplastificatorilor de generaţia a patra în amestecul propus a permis micşorarea raportului de

apă ciment până la valoarea de circa 0,32÷0,36, totodată lucrabilitatea înaltă a acestei compoziţii

a permis de a reduce durata de vibrare a amestecului de beton la compactare cu circa 40 %.

Unele aspecte privind mecanismul de fisurare a betonului.

Betonul fiind un material compozit în rezultatul deformaţiilor plastice se fisurează. O

măsură eficientă de micşorare a fisurabilităţii unui compozit este crearea unor goluri sferice sau

elipsoidale în calea fisurilor, aceste goluri diminuează concentrările tensiunilor apărute şi

stopează formarea şi dezvoltarea fisurilor. În lucrarea dată a fost efectuat un studiu teoretic şi

investigaţii practice pentru a se determina măsurile eficiente de micşorare a fisurabilităţii

betoanelor uşoare de înaltă performanţă. Pe baza studiului efectuat s-a constatat că în calitate de

agregat uşor de umplutură este binevenită utilizarea particulelor sferice de polistiren expandat,

care formează în corpul construcţiei spaţii sferice, iar în rezultatul compresiunii ele devin

elipsoidale. Tehnologia elaborată a permis de a distribui uniform agregatul uşor de umplutură în

volumul construcţiei betonate ce permite utilizarea cu randament maxim a proprietăţilor fizico-

mecanice ale betonului propus.

Aspectele teoretice la cercetarea proprietăţilor reologice şi tehnologice ale amestecului de

beton

Pentru explicarea proceselor care au loc în amestecul de beton proaspăt preparat, a fost

cercetat teoretic privind mecanismul privind mişcarea particulelor solide în medii vâscoase

- 11 -

supuse vibraţiilor. Mecanismul mişcării particulelor în medii vâscoase a fost studiat de un şir de

cercetători. În acest context pot fi evidenţiate lucrările atare savanţi ca: Stocs, Navie, Reinholds

şi alţii. Mecanica lichidelor a atins rezultate performante şi este utilizată în diferite domenii de

activitate. Cât priveşte amestecurile de beton, aici sunt o mulţime de factori puţin studiaţi, care

nu permit de a descrie mecanismul mişcării particulelor solide în acest mediu vâscos şi, în

deosebi, sub acţiunea factorilor externi cum ar fi vibraţiile. Noile tipuri de betoane, inclusiv şi

amestecul de beton preparat conform compoziţiei şi tehnologiei propuse, au cu totul alte

proprietăţi reologice.

Particulele uşoare de formă geometrică regulată cu proprietăţi fizico-mecanice cunoscute,

ce intră în componenţa amestecului proaspăt preparat, radical îi schimbă proprietăţile lui

reologice. Aceasta a necesitat efectuarea unor investigaţii teoretice pentru a determina legităţile

interacţiunii componentelor amestecului betonului propus proaspăt preparat supus vibraţiilor

externe.

Analiza teoretică a ecuaţiilor mişcării particulelor solide în mediul vâscos supus oscilaţiilor

circulare a arătat că pentru a obţine viteza maximală de imersare (ieşire din imersare) nu este

necesar de a aplica acceleraţii ale vibraţiilor foarte mari, deoarece efectul maximal poate fi

căpătat la frecvenţe egale cu:

Unde: ωm- frecvenţa oscilaţiilor, Hţ; η – vâscozitatea mediului, Pa/sec; R – raza particulei, m;

ρ – densitatea particulei.

De aici se poate constata că betoanele asemănătoare celui propus, ce conţin particule cu densitate

foarte mică, nu necesită vibrare îndelungată pentru compactare. Aceste amestecuri nu se

recomandă de a fi vibrate la frecvenţe egale sau apropiate de ωm, pentru a nu provoca procesul

de segregare a amestecului de beton.

Această concluzie a fost pe deplin confirmată la betonarea mostrelor de beton şi a unui

fragment de perete monolit, arătând posibilitatea micşorării considerabile a manoperei la

lucrările de betonare din contul micşorării timpului de tunare şi compactare a amestecului de

beton.

Pentru efectuarea cercetărilor experimentale au fost preparate patru compoziţii de

amestecuri de beton cu conţinut diferit de agregat uşor de umplutură. Pentru cercetări au fost

utilizate mostre de beton cu dimensiunile 100/100/100 mm în vârstă de 1; 7 şi 28 zile.

Determinarea modulului de deformare şi al mecanismului de dezvoltare a fisurilor la acţiunea

sarcinilor de presiune axială s-au efectuat pe mostre cu dimensiunile 70/70/280 mm.

Rezultatele obţinute sunt prezentate în tabelul 1:

029/2 ρηω Rm =

- 12 -

Tabelul 1

Proprietăţile fizico-mecanice Şarja nr. 1 Şarja nr. 2 Şarja nr. 3 Şarja nr. 4

Rezistenţa la compresiune axială

(MPa) la vărsta :

1 zi 34,7 … 29 20,4

7 zile 71,3 17 45,8 33,1

28 zile 84,7 21,8 54,7 38.6

Greutatea specifică a amestecului

preparat (kg/m3)

2445 1614 2223 2074

Volumul agregatului uşor (%) 0 41 13 23

Tasarea conului (cm) 11 17 9 17

Modului deformaţiilor (MPa) 47800 … 38600 30400

Influenţa volumului agregatului uşor de umplutură asupra durităţii betonului în timp este

prezentat pe graficul din des. 2.

Des. 2

În baza rezultatelor încercărilor a fost construit un grafic tridimensional (des. 3), pe baza

căruia poate fi determinată dependenţa dintre duritatea betonului propus, densitatea lui şi

conţinutul de agregare uşoară de umplutură.

fc (MPa) --t (days)

34.7

71.3

84.7

17

21.8

29

45.8

54.7

20.4

33.1

38.8

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1 7 30

t(days)

fc(M

Pa)

fc1(Mpa)fc2(Mpa)fc3(Mpa)fc4(Mpa)

- 13 -

Desenul 3

Pe baza prelucrării statistice a rezultatelor încercărilor a fost obţinut modelul

matematic care descrie legităţile evidenţiate mai sus şi prezintă o ecuaţie exponenţială de

forma următoare:

unde : ƒc- duritatea betonului, ρ – densitatea, vol.% - volumul de agregat uşor de umplutură.

Una din mostrele de beton de înaltă performanţă cu dimensiunile 100/100/100 mm a fost

supusă încerării la presiune axială în Centrul de Încecări al SA „Inmacomproiect” al Republicii

Moldova. Rezultatele încercărilor au confirmat obiectivitatea şi veridicitatea încercărilor de

laborator efectuate în Israel. Rezistenţa la compresiune axială al mostrei încercate a constituit –

84.0 МPа.

Rezultatele încercărilor, de asemenea, au demonstrat că distribuirea agregatului uşor este

destul de omogen pe tot volumul mostrei de beton.

Distribuirea uniformă a agregatului uşor a fost atinsă datorită utilizării legităţilor

determinate pe cale teoretică, care au fost confirmate pe cale experimentală la alegerea

compoziţiei şargei de beton în dependenţă de proprietăţile reologice şi tehnologice dorite şi de

utilizare a parametrilor de vibrare externă la compactarea efectivă fără producerea segregării a

ρ0928.091.100 −⋅= efc%03.02.84 vol

c ef ⋅−⋅=

- 14 -

amestecului de beton.,

Influenţa coeficientului diferenţial de vâscozitate asupra parametrilor tehnologici ai

amestecului de beton

Vâscozitatea plastică este caracterizată de coeficientul diferenţial de vâscozitate – η, care este

direct proporţional cu forţa de forfecare şi deplasarea lichidului. Determinarea acestui parametru

reologic a fost efectuată cu ajutorul unui aparat de laborator standardizat Ve-Be, cu utilizarea

modelului reologic propus de savantul Bingham. Modelul (desenul 4) dat se bazează pe doi

parametri şi se utilizează pentru studierea vâscozităţii plastice a lichidelor.

Desenul 4

Determinarea valorii tensiunii de forfecare (Pa) a fost efectuată cu utilizarea formulei

propusă de savantul rus G. Sirotkin în brevetul de invenţie № 718784 ( URSS):

t×= τη unde )22

( RRhPg γπ

τ +=

unde: g – acceleraţia căderii libere (g = 9.81 m/sec2);

P – masa greutăţii, kg;

R – raza corpului aparatului, сm;

h – înălţimea de cădere a greutăţii, сm;

γ – greutatea specifică a amestecului de beton, kg/сm3;

t – timpul căderii greutăţii, sec;

τ – valoarea tensiunii de forfecare, Pa;

η – coeficientul diferenţial de vâscozitate, Pа*sec.

Valoarea medie a coeficientului diferenţial de vâscozitate determinată din datele indicate în

tabelul 2 este egală: – η = 1,16 Pa*sec. Parametrul menţionat a fost utilizat pe parcursul

efectuării cercetărilor experimentale şi la betonarea unei porţiuni de perete monolit. Astfel,

reieşind din valoarea lui, au fost calculaţi parametrii optimali ai vibraţiilor externe circulare

(amplitudinea şi frecvenţa vibraţiilor) utilizate la compactarea amestecului de beton, precum şi

timpul maximal de compactare a betonului fără a se observa fenomenul de segregare. Parametrii

- 15 -

tehnologici determinaţi teoretic au fost confirmaţi la efectuarea betonării mostrelor de beton şi

betonarea unui sector de perete monolit.

Tabelul 2

Nr.

amestecului

P,

kg

R,

cm

h.

cm

γ,

Kg/cm2

t,

sec

τ,

Pa

η,

Pa*sec

1 10,7 12 0,7 0,16 10 11,395 1,1395

2 10,7 12 0,6 0,16 10 11.726 1,1726

3 10,7 12 0,6 0,16 10 11.726 1.1726

Tehnologia betonării construcţiilor verticale din betoane uşoare de înaltă performanţă

Tehnologia betonării construcţiilor verticale (stâlpi, pereţi portanţi şi despărţitori) din

betoane uşoare de înaltă performanţă conţine următoarele operaţii de bază:

- prepararea amestecului de beton;

- instalarea cofrajului;

- transportarea şi turnarea amestecului în cofraj;

- compactarea amestecului prin intermediul vibraţiilor circulare;

- decofrarea construcţiei;

- îngrijirea betonului până la atingerea de el a durităţii de proiect.

Pentru compoziţia de preparare a betoanelor uşoare de performanţă înaltă a fost prezentată

cererea de brevet de invenţie pe marginea căreia în luna mai a anului 2005 a fost primită

hotărârea pozitivă de eliberare a brevetului de invenţie № 2004 0215.

Şarja de beton conţine următoarele componente, în % de masă:

Ciment portland 15…20

Nisip 14…20

Microsilice 3…15

Superplastificator pe bază de eter de policarboxilază 1..…3

Apă restul

Agregat uşor de umplutură de formă sferică cu diametrul 5…15 mm în cantitate de 13-41 % din

volumul amestecului de beton.

În calitate de agregat uşor de umplutură pot fi utilizaţi polimerii expandaţi de formă

sferică sau bule cave de polimeri ori sticlă.

Greutatea specifică a amestecului proaspăt preparat poate fi cuprins în limitele

1600…2445 kg/m3, iar rezistenţa la compresiune axială se află în limitele 21…85 MPa,

cumulând astfel proprietăţile betoanelor grele (rezistenţă înaltă) şi cele ale betoanelor uşoare

- 16 -

(greutate specifică şi transfer de căldură mic).

Pentru prepararea amestecului de beton propus este utilizată materia primă locală

(prundiş, nisip, inclusiv cel pe bază de carbonaţi) şi ciment portland de marca M 300-500.

Microsilicea şi superplastificatorii de generaţia a patra pe baza eterului de policarboxilază în

Moldova nu se produc şi ele trebuie importate.

Betonul uşor de înaltă performanţă poate fi preparat nemijlocit la şantier. În acest scop în

betonieră se încarcă toate componentele cu excepţia agregatului uşor. Componentele introduse se

malaxează timp de 8-10 min, apoi în betonieră se introduce cantitatea necesară de agregat uşor

de umplutură şi amestecul nou se malaxează timp de 2-4 min. Amestecul preparat se descarcă în

buncăr sau în pompa de beton, de unde este transportat către locul de punere în operă. Alegerea

prealabilă a componenţei şarjei de beton se efectuează în baza graficului spaţial prezentat

în des. 3.

Cofrajul este executat din materiale şi tehnologii tradiţionale pentru construcţia concretă.

Transportarea amestecului de beton către locul de punere în operă de asemenea se efectuează

cu utilaje tradiţionale, buncăr sau pompă de beton.

Transportarea amestecului de beton către cofraj este de dorit să se facă cu pompa de beton,

deoarece în acest caz se efectuează o malaxare suplimentară a componentelor amestecului.

Înălţimea maximală de betonare a construcţiilor verticale nu va depăşi 5.0 m. La înălţimi mai

mari poate apărea efectul de segregare a amestecului de beton. În cazul betonării construcţiilor

mai înalte decât înălţimea menţionată este necesar de a efectua întreruperi tehnologice de 30-60

minute pentru ca amestecul turnat şi compactat să se taseze. O atenţie deosebită la betonarea

construcţiilor înalte, ale stâlpilor şi pereţilor se va acorda preîntâmpinării segregării amestecului

de beton în urma efectului de ricoşet al agregatelor măşcate de la pereţii cofrajului şi al armăturii.

Pentru a micşora ricoşetul nu se va admite căderea amestecului la turnare în cofraj sub unghi

faţă de verticală.

Amestecul turnat se compactează eficient cu ajutorul vibraţiei. Pentru preîntâmpinarea ieşirii

din imersare a agregatului uşor de umplutură se vor utiliza vibratori cu frecvenţă joasă şi înaltă.

În acest caz agregatele uşoare nu se vor segrega, iar bulele de aer se vor îndepărta destul de

intensiv, durata de vibrare a amestecului nu va depăşi 10 sec. într-o poziţie a vibratorului.

Distanţa dintre poziţiile vibratorului se va stabili cu coeficientul 1,2 ÷ 1,4 faţă de betoanele

obişnuite.

Rezistenţa de decofrare a acestui beton se atinge la vârsta de 24 ore..

Tehnologia propusă de betonare a construcţiilor verticale din betoane uşoare de înaltă

performanţă permite de a micşora cu 40 % manopera la punerea în operă a 1 m3 de amestec de

beton şi de a mări rulajul cofrajului de două ori din contul decofrării mai rapide a construcţiei.

- 17 -

Tehnologia betonării construcţiilor orizontale din betoane uşoare de înaltă performanţă

Tehnologia betonării construcţiilor orizontale (rigle, planşee, pardoseli) din betoane uşoare

de înaltă performanţă conţine următoarele operaţii de bază:

- prepararea amestecului de beton;

- instalarea cofrajului;

- transportarea şi turnarea amestecului în cofraj;

- compactarea amestecului prin intermediul vibraţiilor circulare;

- decofrarea construcţiei;

- îngrijirea betonului până la atingerea de el a durităţii de proiect.

Prepararea amestecului de beton este similară ca şi în cazul construcţiilor verticale. La

betonarea riglelor şi planşeelor pot fi utilizate următoarele scheme de transportare a amestecului

de beton proaspăt preparat: buncărul – construcţia, buncărul – macaraua – construcţia, buncărul

– macaraua – jgheabul - construcţia, pompa de beton – conducta de beton – construcţia.

Betonarea riglelor şi planşeelor ce trebuie executate monolit împreună cu stâlpii sau pereţii se

va efectua nu mai târziu de 30 – 60 min după betonarea construcţiei verticale.

La grosimi de până la 60 сm riglele şi planşeele se betonează concomitent într-un strat. La

grosimi mai mari betonarea se va efectua în două straturi şi în acest caz frontiera dintre straturi

va trece prin riglă la o distanţă de 20 - 30 сm mai jos de planşeu. În cazul riglelor mai înalte de

80 сm ele se vor betona separat de planşee şi se va crea un rost tehnologic la o distanţă de 30 сm

mai jos de planşeu.

Riglele şi grinzile se vor betona în straturi cu grosimea de 30-50 сm şi se vor compacta cu

pervibratoare de frecvenţă înaltă..

Planşeele cu grosimea mai mare de 250 mm cu armătură unilaterală şi cele cu grosimea mai

mare de 120 mm cu armătură dublă se vor vibra mai întâi cu pervibratorul de frecvenţă înaltă,

apoi suprafaţa lor se va netezi cu vibratoare plate de suprafaţă.

La betonarea planşeelor plate rostul de lucru poate fi creat în orice loc, dar numai în direcţia

deschiderii mai mici.

Ca şi la compactarea construcţiilor verticale durata vibrării pe un loc nu va depăşi 10 sec.

Rezistenţa de decofrare a acestor construcţii betonate cu amestecul de beton propus, de

regulă, se extinde în vârsta de 6 – 7 zile, ce este de două ori mai repede decît în cazul betoanelor

obişnuite şi ce măreşte rulajul cofrajului de două ori.

Totodată, datorită modificării proprietăţilor reologice ale amestecului de beton propus, se

micşorează cu circa 40 % manopera la punerea în operă a betonului. Pe baza rezultatelor de

cronometrare a operaţiilor de bază la betonarea construcţiilor cu amestecul de beton uşor de

- 18 -

înaltă performanţă a fost elaborată fişa procesului de lucru (vezi tabelele 3 şi 4)

Tabelul 3

Fişa procesului de lucru

Eficacitatea utilizării fişei Fişa procesului de lucru

Fişa tehnologică tip

Productivitatea unui muncitor în zi, m3 de beton

10 6

Manopera la betonarea 1 m3 de construcţie, om oră

0,82 1,38

Timpul de menţinere a construcţiei în cofraj, ore

24 48

Executori : betonist cat. IV (B1) betonişti cat. III (B2, B3)

Tabelul 4

Graficul operaţiilor de lucru

Total muncă operativă pentru compactarea 1 m 3 de construcţie:

50 om min (0,82 om ore)

La încercarea mostrelor şi construcţiilor betonate conform noii tehnologii s-a constatat

că în acest caz randamentul utilizării capacităţii portante a construcţiilor monolite este maximal.

Astfel a fost supusă analizei la tomografice computerizată una din prismele de beton care în

Minute Ore Denumirea lucrării 5 10 15 20 25 4 8 12 16 20 24

Durata lucrării, min.

(ore)

Manopera, om min.

1. Turnarea amestecului de beton

__ B2 B3 __ 20 40

2. Compactarea cu vibratorul

_ _ B1 _ _ 10 10

3. Menţinerea construcţiei în cofraj, ore

__ __ __ __ __ __ (24) ore

- 19 -

prealabil a fost supusă acţiunii compresiunii axiale până la momentul distrugerii ei. La această

prismă au fost efectuate fotografii röntgen cu pasul 0.6 mm prin toate secţiunile mostrei. Pe

fotografiile obţinute este clar văzută dezvoltarea fisurii din interiorul betonului. (vezi des 5).

La examinarea fotografiilor menţionare s-a constatat că introducerea agregatelor de

umplutură de formă sferică şi distribuirea lor uniformă în corpul construcţiei de beton, obţinută

datorită tehnologiei noi de dirijare cu proprietăţile reologice ale amestecului de beton, a condus

la stoparea fisurilor apărute în urma solicitărilor în golurile formate. Acest fapt a fost demonstrat

teoretic de un şir de savanţi, inclusiv şi de autorul tezei, dar demonstrarea practică a acestui

fenomen în cazul betoanelor a fost efectuată pentru prima dată în această lucrare.

Desenul 5

Eficacitatea economică de utilizare a noii tehnologii pe baza betoanelor uşoare de înaltă

performanţă

Pentru determinare efectului economic de utilizare a noii tehnologii de betonare a

construcţiilor monolite cu betoane uşoare de înaltă performanţă au fost efectuate următoarele

calcule ale unor elemente constructive ţinând cont de micşorarea greutăţii lor proprii:

- calculul riglei monolite cu patru deschideri şi al planşeului monolit.

Compararea consumului de armătură la diferite greutăţi specifice ale betonului;

- calculul fundaţiei monolite pahar.

Compararea consumului de armătură la diferite greutăţi specifice ale betonului.

Determinarea costului 1 m3 de beton;

- compararea costului 1 m3 de beton propus cu costul betonului obişnuit;

- determinarea manoperei la betonarea pereţilor portanţi monoliţi;

- determinarea eficacităţii economice a tehnologiei şi amestecului de beton propus

la acţiunile seismice;

- determinarea coeficientului termic al betonului propus.

Datele obţinute au fost introduse în tabelul 5.

- 20 -

Tabelul 5

Devieri %

Betonul propus Betonul obişnuit

Indicii

-26.7 % 9.21 сm2 în secţiune 12.56 сm2 în

secţiune

Rigla planşeului (consumul armăturii)

-22.6 %

2.57 m3 pentru un fundament

3.32 m3 pentru un fundament

Fundaţii pahar (consumul de beton)

+23 % 66.65 $ 54 $ Sinecostul 1 m3 de beton

-40.5 %

0.82

1.38

Manopera la betonare (om-ore/m3)

-50.0 %

1

2

Timpul de menţinere în cofraj (zile)

-85 % 1 7 Atingerea a 50 % de rezistenţă (zile)

-33.3 %

231

346

Forţa orizontală la acţiunea seismică (t)

Este analogic betoanelor uşoare

0.118

2.1

Coeficientul transferului

termic λ ⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

⋅ 0Cmw

După cum reiese din tabel sinecostul mai mare al betonului uşor de performanţă înaltă se

compensează prin micşorarea consumului de armătură, şi al materialelor de construcţie de bază,

precum şi al cheltuielilor de exploatare a construcţiei.

Astfel: costul unei fundaţii pahar din beton simplu este de - 3.32 м3 х 54 $ = 179.28 $,

costul unei fundaţii pahar din beton uşor de înaltă performanţă este de 2.57 м3 х 66.65 $ =

171.29 $ , efectul economic la o fundaţie constituie (179.28 $ - 171.29 $ = 7.99 $ ) 7.99 $

(calculul costului a fost efectuat în baza preţurilor medii de piaţă din Israel).

Compararea acestor date arată că betonul uşor de înaltă performanţă are avantaje

potenţiale esenţiale, astfel rezistenţa lui înaltă comparativă cu cea a betoanelor constructive

este completată cu transferul termic mic şi densitatea mică comparative cu proprietăţile

betoanelor uşoare. Aceste avantaje prezintă un interes vădit atât din punct de vedere

ingineresc, cât şi din punct de vedere economic.

- 21 -

CONCLUZII GENERALE

1. Tehnologia nouă de betonare a diferitelor tipuri de construcţii monolite din betoane

uşoare de înaltă performanţă permite de a dirija mezostructura pietrei de ciment, până la 33 %,

de a micşora greutatea proprie a construcţiilor datorită cărui fapt se îmbunătăţesc esenţial

proprietăţile antiseismice ale edificiilor, datorită caracteristicilor reologice îmbunătăţite şi

datorită creşterii mai rapide a rezistenţei de proiect a pietrei de ciment cu circa 40 % se

micşorează manopera la punerea în operă a betonului şi de două ori se măreşte rulajul cofrajului.

2. A fost elaborată receptura betonului uşor de înaltă performanţă. Densitatea amestecului

proaspăt preparat se află în limitele 1600÷2400 kg/m3, iar rezistenţa la compresiune axială în

limitele 21÷85 MPа, cumulând astfel cele mai bune proprietăţi ale betoanelor grele (rezistenţa

înaltă) şi ale celor uşoare (transferul termic mic).

Receptura propusă permite de a dirija formarea mezostructurii şi utilizarea maximală a

proprietăţilor fizico-mecanice ale pietrei de ciment.

3. A fost elaborat modelul matematic al dependenţei rezistenţei pietrei de ciment de

greutatea specifică şi conţinutul volumeric al agregatului uşor de umplutură.

4. A fost determinat coeficientul diferenţial de vâscozitate al amestecului de beton elaborat.

5. Au fost obţinute pe cale teoretică ecuaţiile generale ale mişcării particulelor solide în

medii vâscoase supuse vibraţiilor care corelează cu legităţile teoretice cunoscute.

6. Pentru a obţine vitezele maximale de imersare (ieşire din imersare) a particulelor nu este

necesar de a utiliza acceleraţii mari ale vibraţiilor, deoarece efectul maximal se obţine la

frecvenţe egale cu :

De aici reiese că betoanele similare cu cel propus, ce conţin particule sferice de densitate foarte

mică, nu necesită compactare îndelungată şi nu trebuie compactate la frecvenţa indicată.

7. Au fost elaborate fişele tehnologice de betonare a construcţiilor monolite din betoane

uşoare de înaltă performanţă ce permit de a micşora cu 40 % manopera procesului de turnare şi

compactare a amestecului de beton.

8. Efectul economic al noii tehnologii de betonare a construcţiilor monolite din betoane

uşoare de înaltă performanţă constă în micşorarea cu circa 33 % a greutăţii proprii a

construcţiilor portante, ce permite de a micşora dimensiunile fundaţiilor şi cantitatea de

armătură, mărirea de două ori a rulajului cofrajelor şi îmbunătăţirea proprietăţilor termotehnice şi

de fonoizolare a pereţilor.

029/2 ρηω Rm =

- 22 -

Tezele principale şi concluziile lucrării de cercetare au fost expuse în următoarele

publicaţii:

1. Fishman G., Stress concentration examples . Part-1. Circular hole. ,MERIDIAN

INGINERESC”, 2004, vol.3 pp. 46-48. Technichal University of Moldova. Moldavian

Engineering Association.

2. Fishman G., Stress concentration examples . Part-2. Elliptical hole.,MERIDIAN

INGINERESC”, 2005, vol.1, pp Technichal University of Moldova. Moldavian Engineering

Association.

3. Фишман Г., Гольдман А., Технология облегченных бетонов с регулируемым

пустотообразованием. .,MERIDIAN INGINERESC”, 2005, vol. 4, pp. 82-85. Universitatea

Tehnica a Moldovei.

4. Pruteanu N., Fisman G., Studii teoretice al mişcarii particulelor sferice in medii vâscoase

supuse vibratiilor. .,MERIDIAN, №3., 2004. Universitatea Tehnica a Moldovei.

5. Goldman A., Fishman G., Controlling pore system in structural lightweight concrete.

Proceedings, 4th National Congress of the Israeli Society of Civil , Structural , and Infra-

Structural Engineers, Tel-Aviv, Israel, November 28-29, 2005.

6. Pruteanu N., Fisman G., Goldman A., Compoziţie pentru prepararea betonului uşor de înalta

rezistenţă. Brevet de invenţie, nr. 2772, C2, Int. Cl. C04B 38/08 (200.01).

- 23 -

ADNOTARE

la teza Ghersh FISHMAN „Tehnologia betonării construcţiilor monolite din

betoane uşoare de înaltă performanţă”

Teza este consacrată elaborării unei tehnologii noi de betonare a diferitelor tipuri de

construcţii monolite din betoane uşoare de înaltă performanţă care permite de a dirija

mezostructura pietrei de ciment şi de a micşora până la 33 % greutatea proprie a construcţiilor ce

permite de a îmbunătăţi esenţial proprietăţile antiseismice ale edificiilor iar datorită

caracteristicilor reologice îmbunătăţite şi creşterii mai rapide a rezistenţei de proiect a pietrei de

ciment se micşorează manopera la punerea în operă a betonului cu circa 40 % şi de două ori se

măreşte rulajul cofrajului.

A fost prezentată receptura betonului uşor de înaltă performanţă. Densitatea amestecului

proaspăt preparat se află în limitele 1600÷2400 kg/m3, iar rezistenţa la compresiune axială în

limitele 21÷85 MPа, cumulând astfel cele mai bune proprietăţi ale betoanelor grele (rezistenţa

înaltă) şi ale celor uşoare (transferul termic mic).

A fost elaborat modelul matematic al dependenţei rezistenţei pietrei de ciment de greutatea

specifică şi conţinutul volumeric al agregatului uşor de umplutură.

A fost determinat coeficientul diferenţial de vâscozitate al amestecului de beton elaborat.

Au fost obţinute pe cale teoretică ecuaţiile generale ale mişcării particulelor solide în medii

vâscoase supuse vibraţiilor care corelează cu legităţile teoretice cunoscute.

Au fost determinaţi pe cala teoretică şi verificaţi experimental parametrii tehnologici de

compactare prin vibrare a amestecurilor de betoane cu agregate uşoare, care permit compactarea

eficientă a acestor amestecuri fără a fi afectate de procesul de segregare.

Au fost elaborate fişele tehnologice de betonare a construcţiilor monolite din betoane

uşoare de înaltă performanţă ce permit de a micşora cu 40 % manopera procesului de turnare şi

compactare a amestecului de beton.

Rezultatele principale obţinute au fost publicate în cinci articole ştiinţifice şi un brevet de

invenţie. Teza este scrisă în limba rusă, conţine 166 pagini, 17 fotografii, 24 tabele, 9 grafice şi

17 desene şi schiţe tehnice şi 125referinţe.

Cuvinte cheie: BETOANE DE ÎNALTĂ PERFORMANŢĂ, MICROSILICE,

HIPERPLASTIFIANŢI, TEHNOLOGIA ВETONĂRII, PARAMETRI TEHNOLOGICI,

MANOPERĂ.

- 24 -

АННОТАЦИЯ

к диссертации Г. Фишмана ”Технология изготовления несущих

элементов из легких конструкционных бетонов„ Диссертация посвящена разработке технологии бетонирования разнотипных

монолитных конструкций из легкой бетонной смеси которая позволяет регулировать

мезоструктуру цементного камня, до 33 % снижает собственный вес несущих

конструкций за счет чего существенно улучшаются сейсмостойкость зданий и

сооружений, уменьшить на 40 % трудозатраты при укладке бетонной смеси за счет

улучшенных реологических характеристик и за счет более высокой скорости нарастания

прочности цементного камня и в два раза увеличить оборачиваемость опалубочных

систем.

Разработана рецептура облегченного высокопрочного бетона. Плотность

свежеприготовленной смеси находится в пределах 1600…2400 кг/м3 и прочность на

сжатие в пределах 12…85 МПа, совмещая таким образом свойства тяжелых(высокую

прочность) и легких бетонов (низкий теплообмен).

Разработаны математические модели зависимости прочности цементного камня от

плотности и объемного содержания легкого наполнителя.

Определено значение дифференциального коэффициента вязкости для разработанной

бетонной смеси.

Получены обобщающие теоретические зависимости движения твердых частиц в

вязких жидкостях, которые согласуются с ранее известными теоретическими

зависимостями.

Были определены теоретически и подтверждены экспериментально технологические

параметры вибрирования для эффективного уплотнения без расслоения бетонных смесей

содержащих легкий заполнитель.

Разработаны технологические карты процесса укладки облегченных высокопрочных

бетонов, которые на 40 % снижают трудозатраты процессов укладки.

Основные положения диссертации изложены в пяти научных статьях и в одном

патенте на изобретение. Диссертация написана на русском языке и содержит: 166 страниц,

17 фотографий, 24 таблиц, 9 графиков, 17 рисунков и чертежей и списка ссылок из 125

наименований.

Ключевые слова: ТЕХНОЛОГИЯ ВЕТОНИРОВАНИЯ, ВЫСОКО ПРОЧНЫЕ

БЕТОНЫ, МИКРОСИЛИКАТ, ГИПЕРПЛАСТИФМКАТОРЫ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ

ПАРАМЕТРЫ, ТРУДОЕМКОСТЬ.

- 25 -

SUMMARY

Of the thesis of Ghersh FISHMAN

” Manufacturing techniques of carrying elements from easy

constructional concrete „

The dissertation is devoted to development of technology of concreting of polytypic

monolithic designs from an easy concrete mix which allows to adjust mesostructure a cement

stone, up to 33 % reduces a body weight of carrying designs due to that essentially seismic

stability of buildings and constructions improve, to reduce by 40 % of an expenditure of labour

at stacking a concrete mix due to improved rheological characteristics and for the account of

higher speed of increase of durability of a cement stone and twice to increase turnaround casing

systems.

The compounding of the facilitated high-strength concrete is developed. The density of a

just prepared mix is within the limits of 1600 … 2400 kg / m3 and durability on compression

within the limits of 12 … 85 MPa, combining thus properties heavy (high durability) and easy

concrete (low heat exchange).

Mathematical models of dependence of durability of a cement stone from density and the

volumetric contents of easy filling are developed.

Value of differential factor of viscosity for the developed concrete mix is determined.

Generalizing theoretical dependences of movement of firm particles in viscous liquids which

will be coordinated to earlier known theoretical dependences are received.

Experimentally technological parameters of vibrating for effective condensation without

stratification of concrete mixes containing easy filler have been determined theoretically and

confirmed.

Technological maps of process of stacking of the facilitated high-strength concrete which on

40 % reduce expenditures of labour of processes of stacking are developed.

Substantive provisions of the dissertation are stated in five scientific articles and in one

patent for the invention. The dissertation is written in Russian and contains: 166 pages, 17 photos,

24 tables, 9 schedules, 17 figures and drawings and the list of references from 125 names.

Key words: TECHNOLOGY of CONCRETING, HIGHLY STRONG CONCRETE,

MICROSILICATE, HYPERSOFTENERS, TECHNOLOGICAL PARAMETERS, LABOUR

INPUT.