1

PROIECT

COD DE PROIECTARE PENTRU STRUCTURI DIN ZIDRIE Indicativ CR 6

COMENTARII Redactarea a II-a

- FEBRUARIE 2013 -

2

COMENTARII GENERALE

Necesitatea codului CR 6-2013

Prevederile Codului CR 6-2006 au fost redactate, n mare parte, avnd ca obiectiv alinierea la standardul SR EN 1996-1-1. n perioada elaborrii Codului (2004-2005) a fost disponibil versiunea prEN 1996-1-1:2001 care a fost preluat n cea mai mare msur n textul Codului CR 6 - 2006. Ulterior a aprut i a fost adoptat standardul naional armonizat SR EN 1996-1-1:2006 prin traducerea versiunii EN 1996-1-1:2005 i Anexa Naional SR EN 1996-1-1/NB:2008. n aprilie 2009, standardul EN 1996-1-1 a primit un Corrigendum care a adus modificri i precizri la circa 10% din text. n ceea ce privete situaiile de proiectare care sunt luate n considerare, n preambulul SR EN 1996-1-1 se face precizarea c:

Standardul SR EN 1996-1-1 nu se refer la cerinele speciale de proiectare seismic. Prevederile referitoare la aceste cerine sunt date n standardul SR EN 1998-1 care completeaz standardul SR EN 1996-1-1 i este compatibil cu acesta.

Iat ns ce spune standardul SR EN 1998-1 Cap.9: Pentru verificarea siguranei contra prbuirii, rezistena de proiectare a fiecrui element structural trebuie evaluat n conformitate cu EN 1996-1-1:2004.

Din lectura celor dou texte o concluzie este evident: SR EN 1998-1 prevede verificarea siguranei seismice cu o reglementare care precizeaz de la nceput c nu are reguli de calcul i alctuire pentru proiectarea seismic. Aceste considerente justific necesitatea existenei unui Cod de proiectare pentru cldiri din zidrie specific zonelor seismice, care trebuie s conin prevederi care nu sunt contradictorii cu principiile din SR EN 1996-1-1 i SR EN 1998-1 i care trebuie s formuleze reguli de aplicare obligatorii conforme cu practica internaional recent i cu condiiile materiale i tehnologice specifice Romniei.

Structura sistemului de reglementri tehnice din Romnia referitoare la proiectarea elementelor de construcie i a structurilor din zidrie

Proiectarea cldirilor din zidrie este reglementat n Romnia de un sistem complex i coerent de documente normative care constituit din:

I. Codul CR 6-2013 aliniat cu standardele din seria SR EN 1996. Seria standardelor SR EN 1996 este compus din urmtoarele pri: - SR EN 1996-1-1: Reguli generale pentru structuri de zidrie armate i nearmate - SR EN 1996-1-2: Reguli generale - Calculul structurilor la foc - SR EN 1996-2: Proiectare, alegere materiale i execuie zidrie - SR EN 1996-3: Metode de calcul simplificate pentru construcii din zidrie nearmat.

3

Textele de referin ale EN 1996 au fost preluate prin traducere i sunt completate prin Anexele naionale, aprobate, la nivel naional, n anul 2008.

II. Reglementrile europene armonizate (SR EN) referitoare la cerinele de performan ale materialelor pentru zidrie i metodele de verificare a satisfacerii acestor cerine.

Principalele reglementri europene care au fost adoptate n Romnia privind materialele pentru zidrie se refer la:

Elemente pentru zidrie: - enunarea cerinelor: seria standardelor SR EN 771; - metode de ncercare: seria standardelor SR EN 772.

Mortare: - enunarea cerinelor: seria standardelor SR EN 998; - metode de ncercare: seria standardelor SR EN 1015.

Materiale auxiliare pentru zidrie - enunarea cerinelor: seria standardelor SR EN 845; - metode de ncercare: seria standardelor SR EN 846.

Standardele din seria SR EN 771 sunt bazate pe conceptul de performan, care se refer n primul rnd la cerinele pentru produsul finit, spre deosebire de standardele anterioare, prescriptive care stabileau compoziia calitativ i/sau cantitativ a materiei prime, tehnologiile de fabricaie i caracteristicile produsului (de aspect, geometrice i mecanice) . Standardele de produs din seria SR EN 771 au caracter obligatoriu pentru fabricanii elementelor pentru zidrie. Aceste standarde nu conin prevederi privind aspectul i proprietile fizice ale elementelor (informaii care au existat n standardele de produs abrogate STAS 457 , STAS 5185) . Din acest motiv n Codul de practic s-au introdus cerine de calitate care condiioneaz folosirea difereniat a elementelor pentru zidrie. Particularitatea principal a proiectrii structurilor din zidrie amplasate n zone seismice rezult din cerina ca structura s fie nzestrat cu o serie de proprieti specifice, suplimentare fa de cele cerute cldirilor care sunt solicitate numai de ncrcri gravitaionale:

ductilitate de ansamblu i local; capacitate de disipare a energiei seismice; degradare moderat a rezistenei i a rigiditii sub efectul ncrcrilor alternante

repetate. Din acest motiv, proiectarea seismic a structurilor din zidrie este conceptual diferit de proiectarea acestora pentru ncrcri gravitaionale dominante pentru care sigurana este asigurat numai prin satisfacerea cerinei de rezisten. Aceast deosebire justific prevederile prezentului Cod care sunt mai severe dect cele ale Codurilor similare din alte ri al cror regim seismic nu impune msuri speciale. Prevederea este justificat i de faptul c valoarea cea mai mic a acceleraiei seismice a terenului de pe teritoriul Romniei (ag = 0.10g) depete limita de seismicitate sczut - engl. low seismicity (ag = 0.08g) i este mult superioar limitei de seismicitate foarte sczut - engl. very low seismicity (ag

4

Metodele i procedeele de proiectare folosite pentru cldirile noi, stabilite n Codurile P 100-1/2012 i CR 6-2013 sunt conceptual diferite de cele utilizate pentru evaluarea cldirilor existente i pentru proiectarea msurilor de intervenie. Diferenele rezult din faptul c proiectarea cldirilor noi se bazeaz pe cele mai recente cunotine n domeniul alctuirii/detalierii structurale i folosete, n majoritatea cazurilor, materiale cu performane ridicate, n timp ce construciile existente sunt caracterizate de alctuiri empirice, inadecvate solicitrilor seismice i sunt realizate cu materiale care au rezistene mecanice slabe/modeste. n plus, cldirile din zidrie existente, aflate n zone seismice, au suportat, n timp, mai multe cutremure importante care au consumat, n mare parte, "rezervele naturale" de rezisten ale acestora care rezultau din alctuirea iniial.

5

CAPITOLUL 1. PREVEDERI GENERALE - Comentarii -

C.1.1.(5). Codul nu conine prevederi referitoare la cerinele de comportare a structurilor din zidrie la aciunea focului. Pentru aceste cerine se poate consulta standardul SR EN 1996-1-2 C1.1.(6) Necesitatea unor reglementri specifice pentru planeele mixte cu corpuri de umplutur ceramice sau din beton decurge din faptul c aceste subansambluri structurale sunt, de regul, produse de firm care includ prevederi cu caracter de proprietate comercial care nu pot fi ncadrate n reglementrile generale privind proiectarea i execuia construciilor. Comportarea lor la aciunea seismic depinde de modul de calcul i de detalierea constructiv a fiecrui procedeu propus i trebuie s fie fundamentate, n fiecare caz n parte, prin cercetrile proprii ale productorului. Aceste cercetri trebuie s fie efectuate n laboratoare recunoscute n condiii specifice solicitrilor seismice. Utilizarea n proiectare i n execuie a acestor sisteme de construcie trebuie s fac obiectul unor agremente eliberate n conformitate cu legislaia din Romnia C.1.1.(13) Condiiile de testare a proprietilor mecanice ale materialelor pentru zidrie folosite n Uniunea European, reglementate prin standardele SR EN, difer de cele folosite n alte ri dezvoltate (USA, Canada, Australia, etc) i, de asemenea, sunt diferite de cele care au fost utilizate n multe ri europene nainte de adoptarea reglementrilor armonizate (Euronorme). n literatura de specialitate exist numeroase lucrri care pun n eviden faptul c deosebirile de metodologie n ceea ce privete selectarea i pregtirea probelor i procedurile de ncercare pot genera rezultate care difer ntre ele cu pn la 40-50% . [Henriques,F.M.A, Charola,A. E. : Comparative Study of Standard Test Procedures for Mortars 8th International Congress on Deterioration and Conservation of Stone, Berlin 1996 ]. Diferene importante ntre rezultatele ncercrilor pe elemente pentru zidrie pot rezulta i din particularitile geometrice ale acestora. Spre exemplu, n cazul elementelor cu acelai volum de goluri verticale, alura curbei - la compresiune axial depinde esenial de grosimea pereilor exteriori i interiori. C1.1.(14) A se vedea:

ANEXA - Comentarii EXEMPLUL Nr.17.

C1.3. Definiii principale

C.1.3.1. Definiiile date mai sus corespund celor din standardul SR EN 1996-1-1 C.1.3.2 Definiiile date mai sus corespund celor din standardul SR EN 998-2 i sunt folosite i n standardul SR EN 1996-1-1

6

C1.3.3. Elemente pentru zidrie

C.1.3.3. Calitatea elementelor pentru zidrie se definete i n raport cu probabilitatea de atingere a unei valori specificate a rezistenei la compresiune (dup caz, rezistena medie sau rezistena caracteristic). Clasificarea elementelor pentru zidrie n categorii n funcie de gradul de ncredere al rezistenei la compresiune dat n Codul CR 6-2013 corespunde cerinelor standardelor din seria SR EN 771. Not. Atragem atenia c n textele traduse n limba romn ale SR EN 771 se folosete, eronat, termenul de clas legat de gradul de ncredere al rezistenei la compresiune . Termenii din versiunea original (EN 771-1, englez) sunt : Category I masonry units , Category II masonry units . Codul de proiectare P 100-1/2012 stabilete pentru situaia de proiectare seismic condiiile de utilizare a elementelor pentru zidrie n funcie de categoria n care sunt ncadrate:

I. Pentru executarea pereilor structurali din zidrie, indiferent de acceleraia terenului pentru proiectare ag, se vor folosi numai elemente pentru zidrie din categoria I, cu excepia urmtoarelor construcii unde se pot folosi i elemente din categoria II:

- cldiri din clasele de importan III i IV n zonele seismice cu ag 0,15g; - anexe gospodreti i construcii provizorii n toate zonele seismice.

II. Pentru executarea tuturor elementelor nestructurale de construcie din zidrie, n cldiri din clasele de importan I i II, indiferent de acceleraia terenului pentru proiectare ag, se vor folosi numai elemente pentru zidrie din categoria I. Pentru cldirile din clasele de importan III i IV i pentru anexe gospodreti i construcii provizorii pot fi folosite i elemente pentru zidrie din categoria II (cu excepia zidriilor care rmn aparente).

7

CAPITOLUL 2. BAZELE PROIECTRII - Comentarii -

C2.1. Cerine fundamentale

Cerinele fundamentale pe care trebuie s le satisfac toate cldirile din rile membre al Uniunii europene au fost stabilite prin Directiva 89/106/CEE - cunoscut sub numele de Directiva privind produsele pentru construcii (engl. Construction Directive Products - CPD)- adoptat de Comunitatea European pentru "a favoriza libera circulaie a produselor i serviciilor de construcii n rile Uniunii Europene". Aceste cerine, care au fost preluate n "Legea privind calitatea construciilor" nr.10/1995, cu modificrile ulterioare, sunt urmtoarele:

Rezistena mecanic i stabilitate Securitate la incendiu Igien, sntate i mediu Sigurana n exploatare Protecie mpotriva zgomotului Economie de energie i izolare termic

n prezent (2013) aceast Directiv a fost nlocuit cu Reglementarea Nr.305/2011 [REGULATION (EU) No 305/2011 OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 9 March 2011 laying down harmonised conditions for the marketing of construction products and repealing Council Directive 89/106/EEC] care a adugat o cerin suplimentar referitoare la

Folosirea raional (sustenabil) a resurselor naturale Aceast ultim cerin include explicit i cerina de "durabilitate", ceea ce nseamn c satisfacerea cerinelor utilizatorilor (cele eseniale i eventual i altele) trebuie asigurat pe ntreaga durat de exploatare prevzut prin tem, dac sunt respectate condiiile de exploatare i de ntreinere stabilite prin proiect. C2.1(1). Proiectarea complex a cldirilor cu perei structurali i nestructurali din zidrie i cu panouri de zidrie nrmat n cadre de beton armat/oel urmrete n primul rnd satisfacerea simultan a celor apte cerine eseniale stabilite prin Legea Nr.10/1995. n aceste condiii dimensiunile finale ale prilor/subansamblurilor/elementelor de construcie prevzute n proiecte trebuie s corespund valorii celei mai mari care rezult din calculule de specialitate sau din prevederile constructive corespunztoare tuturor celor ase cerine eseniale. Astfel, grosimea minim de 240 mm a pereilor structurali din zidrie, stabilit n acest Cod pentru satisfacerea cerinei de "rezisten mecanic i stabilitate trebuie s fie corectat , de exemplu, pentru a satisface cerina de izolare termic n cazul pereilor exteriori (dac nu se prevede un alt strat de material izolator). Cerine similare pot interveni pentru realizarea izolrii mpotriva zgomotului. Din acest motiv se recomand ca alegerea grosimii pereilor n faza de proiectare preliminar arhitectural-structural s se fac avnd n vedere satisfacerea tuturor cerinelor eseniale. C2.1(2) Principiile i regulile de baz date n Codul CR0-2012 sunt, practic, identice cu prevederile din standardul SR EN 1990 ceea ce creeaz premizele continuitii utilizrii metodelor i

8

procedeelor de proiectare propuse n Codul CR6-2013, pentru etapa urmtoare, pn la o eventual modificare a standardului SR EN 1990..

C2.1.1. Reliabilitate (siguran structural, siguran n exploatare, durabilitate) C2.1.1.(1) Proiectarea pentru satisfacerea cerinei de Rezisten mecanic i stabilitate urmrete n primul rnd meninerea integritii fizice (absenei avariilor) pentru cele mai probabile condiii de solicitare n exploatarea normal. n cazul solicitrilor rare, cu caracter excepional, cum sunt cutremurele, se admite producerea unor avarii limitate i reparabile. Prin adoptarea unei alctuiri arhitectural-structural favorabil, n cazul cutremurelor de proiectare, disiparea energiei seismice trebuie s se fac prin mecanisme convenabile, care s conduc la un rspuns seismic optim pentru condiiile de severitate a hazardului seismic de la amplasament. Prin proiectare, rspunsul seismic al cldirii (nivelul de performan seismic) trebuie s fie calibrat n raport cu clasa de importan-expunere a cldirii i cu nivelul hazardului seismic la amplasament (stabilite conform Codului P100-1). Alctuirea i detalierea structurii trebuie s aib n vedere i excluderea pericolului de prbuire progresiv n cazul unui fenomen neprevzut ( explozie / incendiu). Nivelul de siguran al cldirii corespunztor cerinelor eseniale i eventualelor cerine suplimentare ale investitorului/beneficiarului se realizeaz prin:

concepia de ansamblul arhitectural-structural a cldirii; utilizarea unor modele i metode de calcul/dimensionare adecvate solicitrilor; alegerea corespunztoare a materialelor; execuia cldirii cu respectarea regulilor tehnice/tehnologice adecvate.

Deteriorarea n timp a nivelului de siguran iniial sub efectul condiiilor normale de exploatare (asigurarea durabilitii) se evit/se limiteaz prin:

alegerea materialelor conform cerinelor de durabilitate formulate la Cap.4; respectarea condiiilor de exploatare stabilite prin tema de proiectare; efectuarea inspeciilor i a lucrrilor de ntreinere i reparaii curente n exploatare.

C2.1.2. Proiectarea duratei de exploatare i durabilitatea

C.2.1.2.(1) Durata de exploatare a cldirilor cu structura din zidrie trebuie s fie stabilit n concordan cu durata de via a tuturor cldirilor, recomandat n tabelul 2.1 din Codul CR0-2012.

Tabelul 2.1. (CR 0-2012) Durata de via proiectat a structurii construciei, n ani Exemple

100 Structuri pentru cldiri monumentale, i construcii inginereti importante

50 - 100 Structuri pentru cldiri i alte construcii curente

15 - 30 Structuri pentru construcii agricole sau similare

10-25 Pri de structur ce pot fi nlocuite 10 Structuri temporare

9

Evident, experiena utilizrii n Romnia a cldirilor cu perei structurali din zidrie arat c perioadele menionate n tabel sunt mult depite chiar n condiiile n care alctuirile structurale au fost inadecvate iar materialele au avut rezistene slabe/modeste. Datele recensmntului construciilor din 1992, care sunt puin modificate de datele recensmntului din anul 2002, au pus n eviden existena unui numr nsemnat de cldiri din zidrie a cror vechime depete 6080 de ani.

C2.2. Condiii tehnice asociate cerinei de "rezisten i stabilitate"

C2.2.1. Condiia de rezisten

C.2.2.1 Condiia de rezisten a structurilor din zidrie pentru solicitrile verticale, permanente i utile, este satisfcut, de regul, dac sunt respectate cerinele/limitrile constructive din acest Cod. n cazul solicitrilor seismice, satisfacerea condiiei de rezisten trebuie verificat prin calcul, aa cum cere Codul P 100-1/2012, chiar dac sunt ndeplinite cerinele i/sau limitrile constructive stabilite n Codurile CR 6-2013 i P 100-1/2012. Verificarea prin calcul a condiiei de rezisten pentru aciunea seismic nu este obligatorie pentru "cldirile simple din zidrie" care ndeplinesc condiiile speciale de alctuire stabilite prin Codul P 100-1/2012, Cap.8.

C2.2.3. Condiia de stabilitate.

C2.2.3.(2) O atenie special n ceea ce privete asigurarea stabilitii pereilor din zidrie (structurali , nestructurali i a panourilor de zidrie nrmat) trebuie acordat elementelor de construcie rezemate "n consol" (calcane , frontoane) precum i n cazul pereilor care nu sunt ncrcai direct (pereii "de contravntuire") n cazul cldirilor cu planee cu rigiditate nesemnificativ (planee cu grinzi i podin din lemn, planee cu grinzi i corpuri de umplutur i similare)

C2.2.4. Condiia de rigiditate

C2.2.4.(1) Limitele acceptabile ale deformaiilor inelastice ale elementelor structurale (driftul limit) depind de tipul elementelor pentru zidrie. Este posibil ca driftul limit (0.005h) prevzut n Codul P 100-1/2012 pentru verificrile la SLS s nu fie satisfctor pentru toate tipurile de elemente pentru zidrie, n particular pentru zidriile cu elemente din grupa 2S i pentru cele cu elemente din BCA. De exemplu, aa cum rezult din ncercrile pentru elementele din BCA [Zepeda,J.A.,Otlora,A.M., Alcocer,S.M. Estudio de evaluacin de las propiedades mecnicas del sistema Hebel, Centro Nacional de Prevencin de Desastres, Mexic, Abril 1998] ruperea se produce la o deformaie specific unghiular mai mic de 1.5 iar ruperea este de tip fragil, fr palier, dup atingerea efortului tangenial maxim. Argumentele de mai sus impun verificarea obligatorie a compatibilitii deformaiilor structurii cu deformaiile admisibile ale elementelor pentru zidrie n cazul panourilor de umplutur la cadre i n cazul pereilor nestructurali nenrmai.

10

(a) (b) Figura C.1. Ruperea prin for tietoare panourilor de zidrie cu blocuri din BCA

[Zepeda,J.A.,Otlora,A.M., Alcocer,S.M. Estudio de evaluacin de las propiedades mecnicas del sistema Hebel, Centro Nacional de Prevencin de Desastres, Mexic, Abril 1998]

C2.2.5. Condiia de ductilitate

Ductilitatea local a pereilor structurali nu poate fi asigurat dac se folosesc elemente pentru zidrie care nu au robusteea necesar cerut de standardul SR EN 1998-1. n particular ductilitatea local a pereilor din zidrie nu poate fi asigurat cu elemente cu perei subiri care cedeaz la deformaii specifice mici (uneori circa 1.01.2) prin ruperea pereilor interiori urmat de desprinderea pereilor exteriori. Ruperile cu caracter fragil la care se refer prevederea din acest articol sunt de dou categorii:

ruperea unui element structural (de exemplu, ruperea n scar/ n "X" a pereilor/spaleilor din for tietoare - figura C.2a);

ruperea local a zidriei prin depirea capacitii de rezisten a elementelor (de exemplu, expulzarea feelor laterale ale elementelor pentru zidrie cu goluri,- figura C.2b) [Tomazevic, M., Bosiljkov, V., Lutman,M Masonry research for Eurocodes Meeting CIB W023, Wall structures, Padova 2003]

(a) (b) Figura C.2. Ruperi fragile ale pereilor din zidrie

C2.3. Principiile proiectrii la stri limit ultime pentru cldiri din zidrie

C.2.3.(1). Principiile proiectrii la stri limit au fost introduse n Romnia prin standardul STAS 10100-75 (n prezent abrogat) i au fost utilizate n toate reglementrile ulterioare pentru proiectarea construciilor din toate materialele, inclusiv din zidrie (STAS 10104 i STAS 10109 - toate ediiile -, n prezent abrogate.).

11

Aceleai principii, reformulate n Codul CR 0-2012, se afl i la baza Codului CR 6-2013 i a Eurocodurilor structurale (inclusiv cele din seria SR EN 1996- pentru proiectarea cldirilor din zidrie) astfel nct Codul CR 6-2013 i reglementrile armonizate SR EN nu aduc nici o modificare a conceptelor de baz privind sigurana construciilor i a principiile de evaluare a acesteia care sunt cunoscute deja, de mult timp, de inginerii structuriti din Romnia. C2.3.(2) Prevederile referitoare la sigurana zidriilor n diferite etape ale execuiei trebuie s fie corelate cu tehnologiile de construcie utilizate i cu condiiile concrete n care se desfoar execuia. De exemplu, n cazul execuiei pe timp friguros se va ine seama de faptul c este necesar un timp mai lung pentru atingerea unei anumite rezistene a mortarului i/sau a betonului. Din acest motiv, specificaiile tehnice referitoare la sigurana n cursul execuiei trebuie formulate de proiectantul structurii mpreun cu executantul, pe baza particularitilor procedeelor tehnologice adoptate de acesta din urm.

C2.4. Variabile de baz

C2.4.1. Aciuni

Referitor la evaluarea i gruparea aciunilor, a se vedea Codul CR 0 -2012 i precizrile de la aliniatele urmtoare. C.2.4.1(4) Precizarea din (b) din acest paragraf are n vedere faptul c n Codul CR1 i n standardul SR EN 1991-1-1 nu exist nici o prevedere referitoare la verificarea rezistenei pereilor sub efectul ncrcrilor provenite din greutatea obiectelor suspendate. n cazul pereilor nestructurali subiri (de exemplu, din elemente crmizi - aezate pe cant), greutatea mobilierului (rafturi de bibliotec, dulapuri de buctrie) sau a echipamentelor (boilere) poate reprezenta o ncrcare critic n gruparea fundamental (care s condiioneze alegerea grosimii peretelui).

Figura C.3. ncrcarea pereilor din zidrie cu mobilier/echipament suspendat

12

C2.4.2. Caracteristicile fizice i mecanice ale materialelor i produselor

C2.4.2.1. Proprietile materialelor i produselor

C.2.4.2.1(2) Legea constitutiv - a zidriei solicitat la compresiune i valorile limit ale eforturilor unitare i deformaiilor specifice asociate definesc modul de comportare - ductil/fragil - al zidriei i particularitile asocierii zidriei cu betonul armat. Prevederile referitoare la calculul seciunilor de zidrie la for axial i ncovoiere n planul median al pereilor date la paragraful 6.6.3. din Cod sunt valabile numai dac form legii constitutive - este cea din figura 4.3.din Cod - de tip elasto-plastic cu ductilitate limitat - astfel nct s poat fi utilizat ipoteza simplificatoare a blocului dreptunghiular al eforturilor unitare de compresiune. n cazul zidriilor cu legi constitutive de tip fragil (relaie - liniar pn la rupere) aceast ipotez nu mai este valabil i , n consecin, relaiile de calcul din paragraful 6.6.3. din acest Cod au fost reformulate. n prezent comitetul tehnic SC6 al TC 250 nu a prevzut nici o alternativ pentru calculul zidriilor care au lege - de tip" fragil".

Figura C.4. Lege - de tip "fragil" pentru zidrie cu elemente din BCA [ Zepeda,J.A.,Otlora,A.M., Alcocer,S.M. Estudio de evaluacin de las propiedades mecnicas del

sistema Hebel, Centro Nacional de Prevencin de Desastres, Mexic, Abril 1998]

C2.4.2.2. Valorile caracteristice ale rezistenelor materialelor

C.2.4.2.2. (1) Pentru proiectarea construciilor conform Codului CR0, proprietile mecanice ale materialelor se definesc, pe baze statistice, prin:

valoarea medie; abaterea standard; legea de distribuie a valorilor.

Dac ntr-o serie de "n" ncercri pentru determinarea unei anumite proprieti mecanice a zidriei (rezistena de rupere la compresiune sau la forfecare, de exemplu) se obin rezultatele Ri , valoarea medie a seriei, Rmed, se calculeaz cu relaia

n

RR

n

1i

med

= (C.1)

mprtierea rezultatelor individuale fa de valoarea medie, Ri = Ri - Rmed, este o msur a

13

omogenitii proprietilor zidriei i definete abaterea standard a valorilor caracteristicii mecanice respective prin relaia:

n

Rn

1

2i

R

= (C.2)

Raportul

med

RR R

v

= (C.3)

reprezint coeficientul de variaie al rezultatelor seriei de ncercri. Valoarea medie i, n special, abaterea standard (sau coeficientul de variaie) constituie indicatori de calitate a caracteristicilor mecanice ale zidriei. Din acest motiv unele reglementri tehnice limiteaz superior valoarea acceptabil a coeficientului de variaie al materialelor pentru zidrie. Astfel, att Codul CR 6-2013 ct i standardul SR EN 1996-1-1 limiteaz coeficientul de variaie al rezistenei la compresiune a elementelor pentru zidrie la valoarea vR = 0.25. Orientativ, calitile zidriei, dar i ale materialelor constitutive, pot fi apreciate prin urmtoarele valori semnificative ale coeficientului de variaie:

vR = 0.10 calitate excelent; vR = 0.15 calitate normal; vR = 0.20 calitate mediocr. vR = 0.25 calitate slab

Definiia rezistenei caracteristice (Rk) a zidriei dat de standardul SR EN 1996-1-1 care a fost adoptat i n Codul CR6-2013 este urmtoarea:

"Valoarea rezistenei zidriei a crei probabilitate de a nu fi atins este de 5% ntr-o serie de ncercri presupus (ipotetic) nelimitat"

Definiia de mai sus se aplic rezistenelor zidriei n raport cu toate solicitrile (compresiune, ntindere, forfecare, ncovoiere).

Figura C.5. Definirea statistic a rezistenelor zidriei Conform acestei definiii, i dac se accept ipoteza distribuiei normale a seriei de rezultate, rezistena caracteristic se calculeaz din valorile rezistenei medii i a coeficientului de variaie prin relaia

Rk = Rmed (1-1.645vR) (C.4)

14

n figura C.5. sunt reprezentate repartiiile statistice normale cu coeficieni de variaie vR = 0.10 i vR = 0.20 pentru o zidrie cu rezistena medie la compresiune Rmed = 10N/mm2. Din formula (C4.3) rezult urmtoarele valori ale rezistenei caracteristice:

Rk = 8.35 N/mm2 pentru vR = 0.10 Rk / Rmed 0.83 Rk = 6.71 N/mm2 pentru vR = 0.20 Rk / Rmed 0.67

Diferena ntre cele dou valori caracteristice arat c, pentru a se obine acelai nivel de siguran, n cazul zidriilor cu calitate mediocr (vR =0.20) este necesar ca dimensionarea s se fac folosind o rezisten de proiectare mai mic cu circa 22% dect pentru zidriile de calitate excelent (vR = 0.10). n multe cazuri, n practic, aceast diferen poate impune adoptarea unor dimensiuni mai mari pentru elementele de construcie respective.

C2.4.2.3. Valori de proiectare ale proprietilor mecanice ale zidriei

C.2.4.2.3 (2). Conform definiiilor din Codul CR 0-2012 i din standardul SR EN 1990:2004, preluate i n standardul SR EN 1996-1-1,

"coeficientul parial pentru material (M) ine seama de incertitudinile modelului i de variaiile dimensionale"

i "acoper posibilitatea de abatere nefavorabil a caracteristicii materialului sau produsului de la valoarea ei caracteristic"

Avnd n vedere sporirea intervalului mediu de recuren (IMR) al cutremurului pentru proiectarea cldirilor la ULS, prin care aceast aciune devine un eveniment rar pe durata de existen a construcie (stabilit la 50 de ani conform Codului CR0-2012) s-a impus diferenierea coeficienilor pariali de siguran pentru zidrie. Rezistenele de proiectare ale pereilor structurali la starea limit ultim (ULS), pentru gruparea fundamental i pentru gruparea accidental de ncrcri, se determin cu valorile M date n tabelul 2.1.din acest Cod CR 6-2013, pentru situaia persistent de proiectare i pentru situaia tranzitorie de proiectare. Not. Aceste valori nu s-au modificat fa de ediia CR 6-2006. Rezistenele de proiectare ale pereilor structurali la starea limit ultim (ULS), pentru gruparea seismic de ncrcri, se calculeaz pe baza rezistenelor caracteristice folosind valorile coeficienilor pariali de siguran M din tabelul 8.13 din Codul P100-1/2013.

Tabelul 8.13 (P100-1/2013) Categoria

elementelor Mortar Tipul controlului la

execuie Redus Normal Special

Categoria I

De reet (G) preparat la antier 2.4 2.2 1.9 De reet (G) preparat sau

semifabricat industrial 2.2 1.9 1.8

Performant (T) i (G) --- 1.8 1.8

Categoria II De reet (G) preparat la antier 2.7 2.5 2.2

De reet (G) preparat sau semifabricat industrial 2.4 2.2 2.0

15

n cazul componentelor nestructurale din zidrie verificarea condiiei de siguran pentru starea limit ultim (USL) la eforturile din gruparea seismic de ncrcri se face cu urmtoarele valori ale coeficientului parial de siguran pentru material:

- componente nestructurale ataate anvelopei (A1z) i perei de nchidere (de faad) nrmai n cadre i nenrmai (A2z) : M = 1.9

- perei de compartimentare (interiori) nrmai n cadre i nenrmai (A3z) : M = 1.5 n acest caz, pentru eforturile provenite din ncrcrile din gruparea fundamental i gruparea accidental de ncrcri se folosesc coeficienii pariali de siguran din Codul CR 6-2013 (tabelul 2.1 din CR 6-2013).

2.4.2.3.1. Valori de proiectare ale rezistenelor zidriei pentru starea limit ultim (ULS) C.2.4.2.3.1.(1). n cazul n care coeficientul de siguran adoptat este M = 2.2, n proiect trebuie s se menioneze explicit condiiile pentru materiale date n acest articol al Codului iar controlul execuiei trebuie s confirme calitile stabilite de reglementri i specificate de proiectant. Aceste precizri se fac conform Anexei la Cod Asigurarea i controlul calitii execuiei prezint avantaje pentru toi participanii la procesul de construcie (investitor, proiectant, i executant). Principalul avantaj este c se creeaz condiiile ca structura rezultat s fie realizat n conformitate cu prevederile din planuri i din caietele de sarcini i, implicit, s aib nivelul de siguran care rezult din aplicarea reglementrilor de proiectare. Controlul trebuie s se refere la calitatea materialelor folosite, la poziionarea / detalierea armturilor, la execuia zidriei (n special raportul de esere i umplerea rosturilor cu mortar) i la ncadrarea n toleranele geometrice prevzute n norme. Dac din considerente economice i/sau tehnologice investitorul opteaz pentru materialele prevzute n aliniatul (2), proiectantul va dimensiona structura cu coeficientul de siguran pentru material M = 2.5 cu consecinele respective privind dimensiunile elementelor de zidrie i cantitatea de armtur rezultate din calcule. C.2.4.2.3.1.(2). Sporirea valorii coeficientului M n cazul zidriilor executate cu elemente din clasa II i/sau cu mortare preparate pe antier are n vedere probabilitatea sporit de nerealizare a rezistenei specificate n cazul acestor materiale. Exist, de exemplu, o probabilitate ridicat de nerealizare a rezistenei mortarelor "de reet" preparate la antier datorit controlului insuficient al calitii componentelor i, de multe ori, datorit dozajului aproximativ al acestora.

C.2.4.2.3.1. (3) Valoarea adoptat n Codul CR6-2013 pentru coeficientul M la zidria cu elemente din clasa II-a corespunde condiiilor normale de control descrise n Codul de practic. Valoarea este sporit i n cazul folosirii mortarelor preparate la antier. n standardul SR EN 1996-1-1 valorile coeficientului parial pentru material sunt stabilite n funcie de condiiile de control, grupate n 5 clase, pe baza criteriilor generale formulate n standardul SR EN 1990.

16

CAPITOLUL 3. MATERIALE - Comentarii -

C3.1. Elemente pentru zidrie

C3.1.1. Tipuri de elemente pentru zidrie

C.3.1.1.(1) Pentru fiecare livrare de elemente pentru zidrie, satisfacerea cerinelor din standardele SR EN 771-1 i SR EN 771-4 trebuie s fie confirmat de ctre furnizor prin aplicarea marcajului CE. n lipsa acestui marcaj utilizatorul produsului (executantul cldirii) trebuie s cear verificarea produselor conform standardelor de ncercri aferente fiecrei cerine (a se vedea i Codul de practic). Informaiile care trebuie s nsoeasc loturile de elemente pentru zidrie marcate cu simbolul CE i standardele pentru verificarea conformitii acestora sunt urmtoarele:

Dimensiuni i tolerane dimensionale verificare SR EN 772-16 Configuraia de ansamblul/detaliu verificare SR EN 772-3, SR EN772-9, SR EN

772-16 Categoria (I sau II) verificare SR EN 771-1 Densitatea aparent verificare SR EN 772-13 Rezistena caracteristic la compresiune (n direcia sarcinilor verticale) verificare

SR EN 772-1 Rezistena caracteristic la compresiune medie n direcie perpendicular pe

ncrcrile verticale, n planul peretelui verificare SR EN 772-1.

Figura C.6 .Marcajul CE pentru elemente din argil ars

17

C3.1.2. Gruparea elementelor pentru zidrie

C3.1.2.1. Gruparea n funcie de nivelul de ncredere al proprietilor mecanice

A se vedea comentariul C.1.3.3.

C3.1.2.2. Gruparea n funcie de caracteristicile geometrice

C3.1.2.2.(1) Geometria interioar a elementelor pentru zidrie, care este determinant att pentru proprietile mecanice ale acestora ct i pentru proprietile fizice care concur la satisfacerea altor categorii de cerine (izolare termic, acustic,etc.) este definit de urmtorii parametri (a se vedea figura 3.1 din Cod):

aria golurilor:

- aria total a golurilor A + a (n procente din aria brut); - aria fiecrui gol A i a (n procente din aria brut);

poziia golurilor n raport cu rostul orizontal al zidriei: vertical (perpendicular pe rostul de aezare) sau orizontal (paralel cu rostul de aezare);

grosimea pereilor: - grosimea minim a pereilor interiori (ti) i exteriori (te) n mm; - grosimea cumulat a pereilor interiori (ti) i exteriori (te) pe fiecare direcie (n

procente din dimensiunea elementului pe direcia respectiv); geometria pereilor interiori;

geometria feelor exterioare. Grosimea cumulat este grosimea pereilor interiori i exteriori, msurat orizontal, transversal elementului, la unghiuri drepte pe faa peretelui. n cazul golurilor conice sau a celor celulare, se utilizeaz valoarea medie a grosimii pereilor interiori i exteriori. Verificarea trebuie considerat ca un test de calitate i necesit a fi repetat numai n cazul unor schimbri eseniale la proiectarea dimensiunilor elementelor pentru zidrie. C3.1.2.2.(3&4) Prevederile din Codul P 100-1/2012 au n vedere asigurarea robusteei elementelor pentru zidrie aa cum cere standardul SR EN 1998-1, care este determinat, n primul rnd, de caracteristicile geometriei interioare ale elementelor Subliniem n acest context faptul c experiena curent n proiectarea zidriei cu elemente pline nu poate fi extins, necondiionat, la proiectarea zidriei cu elemente cu goluri de diferite tipuri. Este evident faptul c volumul de goluri i grosimea pereilor interiori i exteriori nu afecteaz n mod semnificativ mecanismul de rupere la sarcini verticale, care sunt ncrcrile dominante n rile n care s-a dezvoltat producia elementelor cu goluri mari i perei subiri. Cercetrile de laborator i examinarea situaiilor de avariere n urma unor cutremure puternice au artat ns c modul de cedare al zidriei la fore orizontale n planul peretelui depinde, n primul rnd, i n cea mai mare msur, de geometria interioar a elementelor pentru zidrie. .

18

Limitarea volumului de goluri are ca scop mpiedicarea folosirii elementelor cu goluri mari (elemente din argil sau din beton) care, datorit avantajelor de izolare termic sunt folosite de regul n zone neseismice. Limitele propuse n P 100-1/2012 i n CR 6-2013 au n vedere comportarea nefavorabil a elementelor cu perei subiri la compresiune i forfecare (n particular caracterul fragil al rupereii prin expulzarea pereilor exteriori). Constatrile dup ultimele cutremure au artat c elementele pentru zidrie cu goluri verticale i perei subiri au avut, n multe cazuri, o comportare nefavorabil. Din acest motiv mai multe ri au decis ca elementele pentru zidrie folosite n zone seismice s aib caracteristici ale geometriei interioare cu forme i cu dimensiuni pentru care performana seismic a fost favorabil..

(a) (b) Figura C.7. Elemente pentru zidrie folosite n: (a) America central i de sud (b) Australia

[Zepeda,J.A., Alcocer,S.M.,Flores,L.E. Earthquake-resistant construction with multi-perforated clay brick walls 12th WCEE ]

n USA, elementele pentru zidrie din argil ars sunt clasificate astfel: elemente pline pentru care procentul de goluri este 25% (conform standardelor

ASTM C 62 i ASTM C 216); elemente cu goluri, mprite n dou grupe (conform standardului ASTM C 652):

- cu procent de goluri 25% < 40%; - cu procent de goluri 40% < 60%.

Pentru ambele grupe de elemente cu goluri, grosimea pereilor este stabilit astfel: - pereii exteriori 19 mm; - pereii interiori 12 mm.

Se observ c grosimea minim a pereilor stabilit de ASTM este mult mai mare dect cea stabilit prin SR EN 1996-1-1 i preluat n Codurile P 100-1/2012 i CR 6 -2013 ceea ce asigur elementelor o robustee superioar i evitarea ruperilor fragile prin expulzarea feelor exterioare. Pentru crmizile cu goluri verticale, produse anterior n Romnia conform STAS 5185/2-86 (n prezent abrogat), forma i numrul golurilor puteau fi stabilite de ctre fabricant, cu respectarea urmtoarelor condiii:

Suprafaa total a golurilor s asigure o densitate aparent mai mic sau egal cu 1500 kg/m3. n condiiile n care porozitatea materialului este normal, corespunztoare densitii de 1800 kg/m3, rezult c aria total a golurilor verticale trebuie s fie de cel puin 16.66%.

Grosimea pereilor exteriori s se ncadreze ntre limitele 15 mm te 25 mm. Grosimea pereilor interiori s fie 8 mm. Aria unui gol dreptunghiular s fie 600 mm2 n condiiile n care latura mic

trebuie s fie 14 mm; Diametrul golurilor circulare s fie 18 mm

19

Abaterile de execuie la grosimea pereilor s fie +20% pentru crmizile de calitatea A i calitatea I-a i + 50% pentru crmizile de calitatea II-a; nu se admit abateri negative.

Este evident c, prin condiiile de mai sus, se asigura acestor elemente o robustee superioar n raport cu elementele folosite n prezent fr a ngrdi diversificarea opiunilor tehnologice de producie. Prevederea referitoare la continuitatea pereilor interiori ai elementului pentru zidrie atrage atenia asupra eforturilor suplimentare care rezult n cazul n care acetia nu au continuitate n direcie perpendicular pe planul peretelui. n cazul lipsei de continuitate (figura C8.b) forele de compresiune care se dezvolt n planul peretelui de zidrie produc ncovoierea nervurilor interioare ale elementului normal pe planul peretelui.

.

(a) (b) Figura C.8. Efectul continuitii pereilor interiori la elementele cu goluri verticale

C3.1.2.3. Gruparea n funcie de profilaia exterioar a elementului

C3.1.2.3.(1) n figura C.9 sunt prezentate cteva dintre profilaiile feelor verticale de tip "nut & feder" ale elementelor care se ntlnesc curent n practic. Este evident c fiecare tip de alctuire prezint caracteristici proprii de rezisten i de deformabilitate. Este vorba n primul rnd de rezistena la for tietoare n planul peretelui i de rezistena la ncovoiere perpendicular pe planul peretelui. Forma mbinrii afecteaz i legea constitutiv - i modulul de elasticitate longitudinal ale zidriei. Aceste considerente au stat la baza cerinei formulate n Cod privind comunicarea obligatorie de ctre furnizor a informaiilor respective. n lipsa acestor informaii exist riscul unor subdimensionri periculoase.

Figura C.9.Elemente cu mbinare vertical tip "nut & feder"

C3.1.2.4. Gruparea elementelor n funcie de densitatea aparent n stare uscat

C3.1.2.4.(3) Reglementrile din alte ri de exemplu, n Germania [DIN V 4165], n USA [ASTM C 1386], n Suedia [BFS 1998:39] ca i marii productori de BCA, folosesc ncadrarea n clase n funcie de dou criterii (densitatea n stare uscat i rezistena la compresiune) ceea ce permite proiectanilor corelarea proprietilor eseniale ale zidriei cu elemente din BCA avnd n vedere urmtoarele:

20

1. Rezistena la compresiune a elementelor din BCA depinde direct de densitatea n stare uscat a materialului

2. Specificarea de ctre proiectant a clasei de rezisten implic necesitatea cunoaterii densitii pentru calculul greutii proprii a zidriei.

3. Simultan cu rezistena la compresiune, valoarea densitii materialului condiioneaz i urmtoarele performane:

izolarea la zgomotul aerian; izolarea termic; rezistena la foc.

C.3.1.2.4 (4) Valoarea trost = 12 mm a fost adoptat innd seama de faptul c aceasta corespunde valorilor optime ale rezistenei la compresiune a zidriei aa cum rezult din figura C.10

Fig. C.10.Variaia rezistenei la compresiune n funcie de grosimea statului de mortar [Amrhein,J.E. Reinforced Masonry Engineering Handbook, Fifth Edition Updated, Masonry Institute of America, 1998]

Pentru evaluarea greutii pereilor tencuii, tencuiala se n calcul dup cum urmeaz : pentru greutatea specific a mortarului, n lipsa unor date mai precise, se folosesc

valorile medii ale intervalelor date n SR EN 1991-1-1 mortar = 20 kN/m3

n cazul pereilor ntr-un singur strat,cu tencuial pe ambele fee cu grosime standard de 20 mm: gtenc = 2 x 0.02 x mortar = 0.8 kN/m2

n cazul pereilor dublu strat cu gol interior tencuiala se consider aplicat pe o singur fa a fiecrui strat cu grosimea standard de 20 mm.

n aceste condiii, greutatea specific echivalent a tencuielii se obine mprind greutatea celor dou straturi de tencuial la grosimea peretelui netencuit. Pentru tencuiala standard menionat mai sus avem valoarea:

/

..

.

(C.5)

unde t este grosimea peretelui netencuit, n metri. Pentru tencuielile/finisajele speciale se ia greutatea comunicat de furnizor. Pentru toate calculele n care intervine greutatea proprie a pereilor din zidrie, la valoarea greutii proprii a zidriei determinate ca mai sus se adaug greutatea tencuielii i sporul de greutate corespunztor obiectelor suspendate.

21

Cu valorile greutii tencuielii stabilite ca mai sus greutatea proprie a pereilor cu elemente ceramice, tencuii pe ambele fee, pe m2 de perete, este urmtoarea (valori rotunjite):

Zidrie cu elemente ceramice pline - Tabelul C.1 Mortar G i T (zid = 18.0 kN/m3)

- tzid = 63 mm (nominal 75 mm) gzid = 1.95 kN/m2 - tzid = 115 mm (nominal 125 mm) gzid = 2.90 kN/m2 - tzid = 240 mm (nominal 250mm) gzid = 5.10 kN/m2 - tzid = 365 mm (nominal 375 mm) gzid = 7.35 kN/m2

Zidrie cu elemente ceramice cu goluri verticale Tabelul C.2

Grosime perete (mm)

25% goluri 45% goluri 55% goluri Mortar G i

T Mortar G Mortar T Mortar G Mortar T

zid=13.5 kN/m3

zid=10.7 kN/m3

zid=9.9 kN/m3

zid=9.0 kN/m3

zid=8.1 kN/m3

100 2.15 1.90 1.80 1.70 1.60 150 2.80 2.40 2.30 2.15 2.00 200 3.50 3.00 2.80 2.60 2.40 250 4.20 3.50 3.30 3.05 2.85 300 4.85 4.00 3.75 3.50 3.25 350 5.55 4.55 4.25 3.95 3.65 375 5.90 4.80 4.50 4.20 3.85

n cazul zidriei cu elemente din BCA greutatea peretelui depinde i de rezistena standardizat la compresiune a elementelor (fb):

Zidrie cu elemente din BCA Tabelul C.3

Grosime perete (mm)

fb = 3.0 N/mm2 fb = 4.0 N/mm2 fb = 5.0 N/mm2 fb = 6.0 N/mm2 zid (kN/m3) zid (kN/m3) zid (kN/m3) zid (kN/m3)

Mortar G

Mortar T

Mortar G

Mortar T

Mortar G

Mortar T

Mortar G

Mortar T

5.25 4.25 6.10 5.10 6.85 5.95 7.65 6.80 100 1.35 1.25 1.40 1.30 1.50 1.40 1.55 1.50 150 1.60 1.45 1.70 1.55 1.85 1.70 1.95 1.80 200 1.85 1.65 2.00 1.80 2.15 2.00 2.35 2.15 250 2.10 1.85 2.35 2.10 2.50 2.30 2.70 2.50 300 2.40 2.10 2.65 2.35 2.85 2.60 3.10 2.85 350 2.65 2.30 2.95 2.60 3.20 2.90 3.50 3.20

C3.1.3. Proprietile elementelor pentru zidrie

C3.1.3.1. Proprietile mecanice ale elementelor pentru zidrie

Proprietile de rezisten ale elementelor pentru zidrie, relevante pentru proiectarea construciilor din zidrie, sunt:

A. Rezistena la compresiune perpendicular pe rostul de aezare i paralel cu acesta B. Rezistena la ntindere axial

22

C. Rezistena la ntindere din ncovoiere D. Rezistena la forfecare prin lunecare pe rostul orizontal i prin cedare pe seciune

nclinat

C 3.1.3.1.1. Rezistena la compresiune a elementelor pentru zidrie

Principala caracteristic mecanic a elementelor pentru zidrie este rezistena la compresiune care condiioneaz, n cea mai mare msur, toate performanele zidriei. Rezistena sporit la compresiune a elementelor atrage dup sine creterea rezistenei la compresiune a masivului de zidrie i a modulului de elasticitate al acestuia precum i mbuntirea durabilitii zidriei. Rezistenele zidriei la alte solicitri simple (forfecare, ntindere axial, ntindere din ncovoiere) reprezint fraciuni din rezistena la compresiune. Valorile acestora cresc odat cu creterea rezistenei la compresiune dar relaiile respective nu sunt sistematice, aa cum se va arta n continuare. Rezistena la compresiune a elementelor pentru zidrie din argil ars depinde,n principal,de:

calitatea materiei prime;

procesul tehnologic de fabricaie: formare, uscare, ardere, rcire. Un studiu recent efectuat n Lituania asupra caracteristicilor mecanice i fizice ale crmizilor din argil ars [Kizinievi,V, Petrikaitis,F, Kizinievi,O., Influence of Technological Factors on the Physical-Mechanical Properties of Clay Masonry Units Materials Science (Mediagotyra). V.11, No. 1. 2005 ] a ncercat s cuantifice influenele negative i/sau pozitive care se datoreaz variabilitii aleatoare a mai multor factori care intervin n procesul de fabricaie.

Figura C.11. Factori care influeneaz rezistena la compresiune a elementelor din argil ars [Kizinievi,V, Petrikaitis,F, Kizinievi,O., Influence of Technological Factors on the Physical-

Mechanical Properties of Clay Masonry Units Materials Science (Mediagotyra). Vol. 11, No. 1. 2005 ] Cifrele din diagram se refer la efectele urmtorilor factori care intervin n procesul tehnologic (cu semnul minus efecte negative, cu semnul plus efecte pozitive):

1. Materiale fr plasticitate 2. Impuriti 3. Aditivi la ardere 4. Argila 5. Grad de compactare 6. Nivel de vacumare 7. Eficiena amestecrii 8. Durata de ardere.

Din graficul prezentat apare evident constatarea c efectele negative cele mai importante rezult din abaterile de la calitatea pastei din care se formeaz elementele.

23

n funcie de calitatea materiei prime i de rigoarea respectrii procesului tehnologic, se pot fabrica elemente pentru zidrie din argil ars ntr-o gam larg de valori ale rezistenei la compresiune. Astfel n USA i Canada elementele ceramice se produc cu rezistene la compresiune ntre 20 145 N/mm2 (valorile fabricate n mod curent sunt ntre 40 70 N/mm2). Valori ridicate ale rezistenei elementelor se obin i n alte ri (Italia, India,Australia,etc.). n Romnia, n prezent, cea mai ridicat valoare a rezistenei la compresiune a elementelor din producia curent este de 10 N/mm2 ca urmare a deficienelor care se manifest pe tot lanul tehnologic. Reamintim c STAS 1031-56 prevedea mrci de crmid (rezistene medii la compresiune) pn la 200 daN/cm2 (C200) adic 20 N/mm2. n perioada interbelic, n categoria 2-a erau ncadrate crmizile cu rezistena de 100 daN/cm2 n timp ce crmida dublu presat avea rezistena de rupere la compresiune ntre 250 350 daN/cm2 [Asquini, V. Indicator tehnic n construcii Ed. Cartea Romneasc, Bucureti, 1938]. Din aceste date rezult c declinul calitii produciei interne de crmizi n etapa actual este evident. Consecinele directe ale acestei situaii se vor regsi n scderea performanelor ateptate ale cldirilor cu structura din zidrie i, probabil a cldirilor la care zidria este folosit numai ca panou de umplutur la cadre. C3.1.3.1.1.(2) Deoarece rezistenele la compresiune obinute prin ncercrile efectuate la diferii productori sunt influenate, n mare msur, de umiditatea probei n momentul ncercrii, ca rezultat al modului de condiionare aplicat, i de dimensiunile probei, standardul SR EN 771-1 definete noiunea de "rezistena la compresiune standardizat" care ine seama de efectele acestor parametri permind astfel obinerea unor rezultate echivalente, indiferent de particularitile elementului testat i de modul de condiionare. n felul acesta, nivelul de asigurare rezultat din calculele de dimensionare/verificare rmne practic acelai, indiferent de dimensiunile elementelor folosite. Standardul SR EN 771-1 definete noiunea de rezisten la compresiune standardizat astfel:

Rezistena la compresiune standardizat, fb, este rezistena la compresiune a elementelor pentru zidrie transformat n rezistena la compresiune a unui element pentru zidrie uscat n aer echivalent, cu 100 mm lime x 100 mm nlime"

Pentru determinarea rezistenei standardizate fb rezultatele ncercrilor pe un eantion oarecare se corecteaz n funcie de:

1. Procedeul de condiionare a epruvetelor. 2. Dimensiunile epruvetelor.

1. n funcie de procedeul de condiionare, valoarea medie rezultat din ncercri (fmed) se corecteaz cu urmtorii factori de transformare (cond): condiionare prin uscare n aer sau la un coninut de ap de 6%: cond =1.00; condiionare prin uscare n etuv: cond = 0.80; condiionare prin imersie: cond =1.20.

Rezult valoarea rezistenei medii (fmed) corectat n funcie de modul de condiionare a epruvetelor (fmed,cond):

fmed,cond = cond fmed

24

2. Pentru stabilirea rezistenei standardizate la compresiune (fb) rezistena din ncercri, transformat n rezistena elementelor condiionate n aer (fmed,cond), se multiplic cu factorul de form determinat din tabelul A.1 din Anexa A (informativ) la standardul SR EN 772-1:

fb = fmed,cond Factorul de form depinde de nlimea elementului i de cea mai mic dimensiune orizontal a acestuia. Valorile factorului de form din tabelul A.1 al standardului SR EN 772-1 sunt reproduse n tabelul 3.1a din Cod. Introducerea rezistenei standardizate prin factorul elimin limitrile din reglementrile anterioare din Romnia (STAS 10104-75,de exemplu) care erau valabile numai pentru zidrii cu nlimea rndului 150 mm i permite astfel ca prevederile codului CR6-2006 i ale standardului SR EN 1996-1-1 s fie valabile pentru toate tipurile de elemente pentru zidrie indiferent de dimensiunile acestora (elimin necesitatea unor reglementri speciale pentru zidriile cu elemente avnd nlimea rndului > 150 mm). C3.1.3.1.1.(3) Obligaia de a declara rezistena standardizat (fb) provine din faptul c n toate relaiile de calcul din acest Cod i din standardul SR EN 1996-1-1 se folosete aceast mrime i nu rezistena medie. La proiectare nu se poate realiza transformarea rezistenei medii n rezisten standardizat deoarece nu sunt cunoscute condiiile de conservare a probelor nainte de ncercare care stabilesc valoarea coeficientului de transformare (a se vedea standardul SR EN 772 i comentariul de la paragraful anterior). C.3.1.3.1.1.(5) n cazul rezistenei caracteristice definit prin fractilul de 5% (pentru elementele din clasa I), relaia ntre rezistena caracteristic (fbk) i rezistena medie (fmed ) este:

)kv1(ff medbk = (C.6) unde

v - coeficientul de variaie al seriei de rezultate; k - coeficient care depinde de numrul probelor din serie (N), care are valorile din

tabelul C.5. n tabelul 2.5 sunt date i rapoartele fbk/fmed corespunztoare coeficienilor de variaie v = 0.15 i v = 0.25 (valoare care reprezint limita superioar a neomogenitii produciei acceptat de unele reglementri). n cazul elementelor cu coeficient de variaie mare rezult o diminuare drastic a rezistenei caracteristice (fbk) i, prin urmare, a rezistenei de proiectare (fbd), aa cum rezult din tabelul C.4 pentru valoarea limit acceptat v = 0.25. Tabelul C.5

N 10 12 16 20 25 30 k 2.13 2.06 1.98 1.93 1.88 1.645

fbk/fmed(v=0.15) 0.68 0.69 0.70 0.71 0.72 0.75 fbk/fmed(v=0.25) 0.47 0.49 0.51 0.52 0.53 0.59

C.3.1.3.1.1.(6) Pentru zidriile solicitate numai de ncrcri de tip gravitaional, valoarea relevant pentru proiectare a rezistenei la compresiune este cea n direcie perpendicular pe planul rosturilor

25

orizontale. n cazul zidriilor solicitate de fore seismice, i n particular pentru zidriile cu elementele cu goluri, rezistena la compresiune se determin att perpendicular pe direcia golurilor ct i paralel cu aceasta, deoarece aciunea simultan a ncrcrilor verticale i a forelor orizontale din cutremur face s se dezvolte n planul peretelui o stare de eforturi de compresiune bidirecional, cu o component important paralel cu rosturile orizontale (de aezare).

Figura C.12. Determinarea rezistenei la compresiune a elementelor pentru zidrie RD 1 - perpendicular pe planul de aezare (D1) RD 2 - n planul peretelui (D2)

ncercrile efectuate asupra crmizilor cu goluri au artat diferene mari de comportare n funcie de direcia de aplicare a sarcinii. Diferenele de rezisten pe cele dou direcii cresc odat cu creterea volumului de goluri. Un exemplu n acest sens, care justific i decizia de a nu folosi n Romnia elemente cu goluri verticale din grupele 3 i 4 conform clasificrii date n standardul SR EN 1996-1-1, este dat de ncercrile care s-au fcut pe crmizi cu un procent de goluri ntre 6570% [Pereira dos Santos,A.M. Resistencia das alvenarias compressao.Licenciatura em Engenharia Civil, Universidade do Minho, 1998] . Pentru cazul forelor aplicate perpendicular pe direcia golurilor ruperea a avut un caracter brusc concretizat prin spargerea feelor exterioare, independent de numrul de goluri. Valoarea efortului unitar de rupere perpendicular pe direcia golurilor a fost de numai 1N/mm2. Acelai mod de rupere, prin spargerea feelor exterioare, s-a constatat i n cazul ncercrii la compresiune paralel cu direcia golurilor dar pentru aceast solicitare valoarea efortului unitar de rupere a fost de 23 ori mai mare. Particularitile identificate explic n mare msur comportarea nefavorabil a elementelor cu goluri orizontale, chiar i n cazul n care sunt folosite pentru panouri de umplutur la cadre din beton armat.

(a) (b) (c) Figura C.13. Ruperea la compresiune a elementelor cu volum mare de goluri

[Pereira dos Santos,A.M. Resistencia das alvenarias compressao.Licenciatura em Engenharia Civil, Universidade do Minho, 1998]

(a) (b) Perpendicular pe direcia golurilor (c) Paralel cu direcia golurilor Valoarea minim a rezistenei standardizate la compresiune pentru elemente din argil ars, stabilit prin SR EN 771-1 este fb = 2.5 N/mm2. C3.1.3.1.1.(7) Alegerea rezistenelor (fb i fbh) implic parcurgerea urmtoarelor etape: I. Din tabelele 8.2 i 8.3, din Codul P 100-1/2012 se determin valorile minime necesare fk i fkh n funcie de acceleraia seismic de proiectare ag a amplasamentului i de nlimea cldirii (numrul de niveluri peste seciunea de ncastrare).

26

II. Calculul rezistenei caracteristice a zidriei la compresiune perpendicular pe rosturile de aezare (fk) se face conform Codului CR6-2013 cu relaia

= .

. (4.1) (CR 6-2013)

unde notaiile sunt urmtoarele: K - constant care depinde de tipul elementului pentru zidrie; fb - rezistena la compresiune standardizat a elementului pentru zidrie, pe direcia

normal pe rosturile orizontale, n N/mm2

fm - rezistena medie la compresiune a mortarului, n N/mm2 III. Valorile fb i fm care satisfac relaia (4.1) se aleg din tabelele 4.2a 4.2c din Codul CR6-2013 IV. Se verific apoi satisfacerea, conform prevederilor art.4.1.1.2.1 din Codul CR 6-2013, cu mortarul ales la III. , a valorii minime necesare fvk0 cerut conform tabelului 8.4 din Codul P 100-1/2012.

C3.1.3.2. Proprieti fizice ale elementelor pentru zidrie

C.3.1.3.2.(1) Cele trei proprieti menionate n acest articol joac un rol important n ceea ce privete rezistena i durabilitatea zidriilor. Referitor la densitatea aparent n funcie de densitatea aparent n stare uscat, elementele pentru zidrie din argil ars sunt clasificate, conform standardului SR EN 771-1, dup cum urmeaz:

Elemente LD (engl: low density): elemente pentru zidrie din argil ars cu densitatea aparent n stare uscat 1000 kg/m3.

Elemente HD (engl: high density): elemente pentru zidrie din argil ars cu densitatea aparent n stare uscat > 1000 kg/m3 i elemente pentru zidrii de faad.

Aceast clasificare are ca scop stabilirea domeniilor i condiiilor de utilizare pentru elementele respective din punct de vedere al cerinei de durabilitate . Standardul SR EN 771-1 stabilete obligaia productorului de a declara densitatea aparent i absolut n stare uscat a elementelor din clasa LD. Aceste valori trebuie s se ncadreze n clase de precizie, cu tolerane de 10% (precizie normal) respectiv de 5% (precizie ridicat). Pentru elementele HD cunoaterea densitii este necesar numai dac elementele sunt folosite n perei care trebuie s asigure cerine de izolare mpotriva zgomotului; n acest caz densitatea aparent i densitatea absolut trebuie declarate de productor. Densitatea aparent a elementelor pentru zidrie se determin conform standardului SR EN 772-13. n cazul elementelor din BCA, densitatea depinde de compoziia materialului i de cantitatea de ap nglobat n masa sa. La sfritul procesului de autoclavizare materialul conine ap n proporie de circa 30% din greutate. n timp, dup o perioad de 912 luni, excesul de ap se elimin rmnnd un coninut de ap de numai 5 8% din mas (denumit umiditate de echilibru).

27

Pentru definirea betonului celular autoclavizat standardul SR EN 771-4 folosete noiunea de densitate aparent n stare uscat care se determin conform procedurilor din standardul SR EN 772-13. Aceast valoare este necesar proiectanilor pentru a calcula:

ncrcarea din greutatea proprie; izolarea acustic mpotriva zgomotelor aeriene (acest calcul implic i cunoaterea

densitii absolute n stare uscat); izolarea termic; rezistena la foc.

A se vedea i EXEMPLUL NR.1 Referitor la absorbia de ap. Capacitatea elementelor pentru zidrie de a absorbi apa din mortar i/sau din mediul ambiant influeneaz n mare msur rezistenele mecanice ale zidriei precum i durabilitatea acesteia. La executarea zidriei, elementele, de regul uscate, vin n contact cu mortarul care conine o anumit cantitate de ap. n funcie de particularitile structurii elementului pentru zidrie, dar i de proprietile mortarului, o parte din apa din mortar este absorbit de element pn la realizarea unei stri aparente de saturaie superficial. n cazul n care elementele absorb o cantitate prea mare de ap din mortar este posibil ca, numai cu apa rmas, reacia chimic a cimentului s nu fie complet rezultnd astfel o scdere a rezistenei mortarului la compresiune i, mai ales, a aderenei sale la elementele pentru zidrie. Pentru a evalua cantitatea de ap preluat de elementele pentru zidrie n momentul punerii n oper se folosete noiunea de viteza iniial de absorbie, (engl. initial rate of absorption- IRA) definit prin cantitatea de ap absorbit de un element pentru zidrie cnd elementul este scufundat parial n ap, timp de un minut, exprimat n kg/m2 al suprafeei de contact. Se apreciaz c aderena maxim se obine n cazurile n care cantitatea de ap absorbit ntr-un minut variaz ntre 250 1500 g/m2 de suprafa exterioar imersat. Din aceste considerente, crmizile care au viteza iniial de absorbie mare (orientativ, mai mare dect 1500 g/m2/minut) trebuie umezite cu cteva ore nainte de punerea n oper i apoi lsate s se usuce la suprafa. Un test simplu, care se poate efectua la antier pentru a determina dac este necesar umezirea crmizilor, este propus de firma Hanson

"Se deseneaz pe faa de aezare a elementului un cerc cu diametrul de circa 25 mm. n interiorul acestei suprafee se picur, cu o pipet, 20 picturi de ap. Dac dup 90 de secunde apa a fost complet absorbit este recomandat umezirea crmizilor nainte de a fi puse n oper."

Crmizile care au suprafaa uscat dar sunt umede la interior realizeaz cea mai bun aderen. Dimpotriv, crmizile umede pe suprafaa exterioar nu permit dect o aderen slab i totodat sunt dificil de pus n oper deoarece au tendina de a se deplasa pe stratul de mortar.

Aderena crmizilor cu IRA foarte sczut poate fi egal sau mai ridicat dect cea a crmizilor cu IRA ridicat dac se aleg corespunztor mortarele. Astfel, aderena crmizilor cu valoare sczut IRA poate fi mbuntit dac se folosete un mortar cu capacitate mai mic de a reine apa [Gregg Borchelt,J., Tann, J.A. Bond Strength and Water Penetration of Low IRA Brick and Mortar Masonry Construction,2003].

28

Rezistena la ptrunderea apei nu influeneaz aderena astfel nct se pot realiza perei cu crmizi care au IRA redus fr ca acetia s aib permeabilitate la ap. Dac se folosesc crmizi pline i manoper foarte bun, rezistena la ptrunderea apei crete odat cu densitatea crmizilor i scade odat cu creterea absorbiei crmizilor. Standardul SR EN 771-1 stabilete c viteza iniial de absorbie trebuie declarat de productor, dac aceast informaie este relevant pentru proiect. ncercarea pentru determinarea vitezei iniiale de absorbie se face conform SR EN 772-11 pe un eantion de 10 elemente selectat conform anexei A la standardul SR EN 771-1. Avnd n vedere importana asigurrii condiiilor favorabile pentru realizarea aderenei, considerm c aceast informaie este relevant, deci obligatorie, n toate situaiile deoarece determin alegerea de ctre executant a unui mortar cu capacitate de retenie a apei adecvat vitezei iniiale de absorbie a elementelor pentru zidrie respective. Cantitatea total de ap care poate fi absorbit de un element de zidrie este i un indicator de durabilitate. Rezistena elementelor pentru zidrie la nghe-dezghe depinde de cantitatea de ap care poate ptrunde n porii elementului i care, prin mrirea volumului la temperaturi negative, poate produce deteriorarea acestuia. Aceast cantitate este definit prin coeficientul de saturaie care este raportul dintre:

cantitatea de ap absorbit la o imersare de 24 ore n ap rece i

cantitatea de ap absorbit la o imersare de 5 ore n ap fierbinte. Condiiile de calitate impuse de reglementrile tehnice pentru asigurarea durabilitii prevd limitarea capacitii de absorbie. Standardele americane ASTM C 62, ASTM C 216 i ASTM C 652 prevd, pentru elementele ceramice, o absorbie de ap cald de maximum 22% n cinci ore i coeficientul de saturaie de maximum 90%. n general, nu se poate stabili o relaie ntre viteza iniial de absorbie (IRA), definit ca mai sus, i cantitatea total de ap care poate fi absorbit de un element. n cazul elementelor care urmeaz a fi folosite n zidrii expuse mediului exterior fr a fi protejate, productorul trebuie s declare absorbia de ap pentru lotul respectiv, determinat n conformitate cu Anexa C la standardul SR EN 771-1. Standardele anterioare din Romnia (STAS 457-86 i STAS 5185/1-86 n prezent abrogate) au limitat nivelul absorbiei pentru elementele din argil ars dup cum urmeaz:

8 18 % pentru elemente pline de calitatea A; 8 16 % pentru elemente cu goluri verticale de calitatea A; 8 20% pentru elementele de calitatea I-a i a II-a.

Este recomandabil ca produsele folosite s se ncadreze ntre limitele de mai sus chiar dac standardul SR EN 771-1 nu cere n mod explicit acest lucru. Absorbia de ap a elementelor pentru zidrie din beton se msoar prin cantitatea total de ap necesar pentru umplerea porilor din corpul elementului. Din acest motiv betoanele uoare, care au agregate mai poroase, au o absorbie mai mare dect cea a betoanelor de greutate medie sau normal, cu agregate puin poroase sau chiar compacte. n standardele americane se stabilete corelarea cerinelor de rezisten cu cele de absorbie a apei i cu greutatea specific a betonului.

29

n tabelul C.6 sunt date valorile minime pentru cerinele absorbiei de ap i rezisten la compresiune n funcie de greutatea volumic a betonului pentru elementele din beton conform standardului ASTM C 90 iar n tabelul C7 sunt date aceleai valori pentru crmizile din beton conform standardului ASTM C 55. Tabelul C.6.

Categoria betonului

Densitatea uscat (t/m3)

Absorbia maxim de ap (kg/m3)

Rezistena minim la compresiune pe aria

net (N/mm2) Media 3 elemente

Pentru 1 element

Media 3 elemente

Pentru 1 element

Uor 1.68 288 320 13.1 11.7

Mediu 1.68 2.00 240 272 13.1 11.7

Normal 2.00 208 240 13.1 11.7 Tabelul C.7.

Rezistena medie la compresiune pe aria brut (N/mm2)

Absorbia maxim de ap (kg/m3) - valoare medie pe 3 probe

Clasa elementului

Media 3 elemente

Pentru 1 element

Beton uor 1.68 t/m3

Beton mediu 1.682.00t/m3

Beton normal 2.00 t/m3

N 24.1 20.7 240 208 160 S 17.2 13.8 288 240 208

Elementele din clasa N sunt folosite pentru placarea pereilor exteriori unde cerinele referitoare la rezisten ridicat, la ptrunderea umiditii i rezistena la nghe sunt cele mai importante. Referitor la coninutul de sruri solubile n prezena apei care migreaz, existena sulfailor solubili n ap (sulfaii de sodiu, de potasiu sau de magneziu) conduce, de regul, la degradarea zidriei, n special n condiiile unui nivel ridicat de umiditate. De exemplu, prezena unor cantiti mari de sulfat de magneziu produce modificarea aspectului exterior, sau chiar degradarea elementelor, prin fenomenul cunoscut sub denumirea de cripto-eflorescen (figura C.14b). Fenomenul este datorat cristalizrii srurilor solubile pe suprafaa elementelor sau n interiorul acestora, aproape de suprafa i nu trebuie confundat cu eflorescena obinuit care se produce la suprafaa elementelor din argil ars i care poate fi corectat chiar prin procesul natural de uscare. Mecanismul degradrii zidriei sub efectul sulfailor solubili este artat n figura C.14(a):

1. Zona n care sulfaii sunt dizolvai. 2. Sulfaii dizolvai ptrund n mortar i reacioneaz cu aluminatul tricalcic (C3Al) din

cimentul Portland. 3. Zona n care se produce umflarea i sfrmarea mortarului.

Aspectul zidriei care rezult din agresiunea sulfatic este artat n figurile C.14(b) i C.14(c).

30

(a) (b) (c) Figura C.14. Degradarea zidriei din cauza sulfailor solubili

[Piaggio,J.M.(ed) Mattoni faccia vista Produttori Andil Assolaterizi 2003] (a) Schema aciunii chimice (b) (c) Aspectul zidriei

Fenomenul nu se produce dac pentru fabricarea mortarului se folosete ciment rezistent la aciunea sulfailor. Cunoaterea coninutului de sruri solubile active (sodiu, potasiu, magneziu) este necesar, mai ales, n cazul n care elementele pentru zidrie sunt destinate a fi utilizate cu protecie limitat (de exemplu, numai cu un strat subire de tencuial). Valoarea maxim procentual a acestor substane determin clasificarea elementelor pentru zidrie n trei clase (S0, S1, S2), conform standardului SR EN 771-1. Tabelul C.8

Clasa Procentul total n mas Na+,K+ Mg+ S0 nu se cere nu se cere S1 0.17 0.08 S2 0.06 0.03

Utilizarea elementelor pentru zidrie din diferitele clase trebuie s fie corelat cu valorile coninutului de sruri i cu condiiile de expunere. n cazul zidriilor care rmn neprotejate (aparente), proiectantul trebuie s precizeze explicit clasa elementelor care pot fi utilizate. ncadrarea elementelor pentru zidrie din punct de vedere al gelivitii i al coninutului de sruri solubile, trebuie s fie comunicate de ctre productor/furnizor n avizul de nsoire a produselor, conform prevederilor din standardul SR EN 771-1.

C3.2. Mortare

Obinerea zidriilor de calitate superioar se realizeaz n mare msur prin folosirea mortarelor cu performane ridicate. n ansamblul zidriei, prin umplerea complet a spaiilor dintre elemente, constituind astfel masivul de zidrie, mortarul ndeplinete urmtoarele funciuni:

Asigur legtura ntre elementele pentru zidrie prin aderen i, dup ruperea aderenei, prin frecare.

Transmite i uniformizeaz eforturile interioare i unele deformaii ntre elementele pentru zidrie.

Asigur rezistena mecanic la compresiune, la ntindere i la forfecare. Asigur protecia mpotriva infiltraiilor de ap i de aer din exteriorul cldirii. Particip la imaginea plastic a cldirii prin culoare sau alctuirea special a rosturilor

(n cazul zidriilor aparente/netencuite).

31

Totodat, n mortarul dintre elemente se nglobeaz i se ancoreaz armturile i, eventual, piesele de prindere (conectori, ancore).

C3.2.1. Tipuri de mortare pentru zidrie

C3.2.1(3) Mortarele pentru rosturi subiri (T) se folosesc n Romnia de puin timp. Din acest motiv n continuare se prezint principalele proprieti ale acestora. Mortarele pentru rosturi subiri sunt mortare de ciment cu adaos de polimeri i alte componente speciale care au ca scop limitarea contraciei i mbuntirea lucrabilitii fr creterea cantitii de ap (lucrabilitatea se menine timp de circa dou ore). n multe cazuri, n mortare se adaug diferite tipuri de fibre care le sporesc rezistena i rigiditatea. n cazul n care zidria rmne aparent se poate folosi ciment alb sau se pot introduce colorani n amestec. Nisipul folosit este foarte fin, cu granule care, de regul, nu depesc 1 mm. Mortarul este dozat i amestecat la productor iar la antier necesit numai adugarea cantitii de ap stabilit prin fia tehnic. Este folosit la zidrii cu grosimea rosturilor de 1 3 mm dar utilizarea sa necesit prelucrarea feelor elementelor pentru zidrie pentru nlturarea denivelrilor din fabricaie.

(a) (b) (c) Figura.C.15. Execuia zidriilor cu mortare pentru rosturi subiri

(a) lefuirea suprafeei elementelor pentru folosirea mortarului pentru rosturi subiri Aplicarea mortarului pentru rosturi subiri (b) Prin pensulare (c) Prin imersare

Standardul SR EN 998-2 cere ca dimensiunea granulei de nisip n mortarul pentru rosturi subiri s fie 2 mm cu precizarea c productorul trebuie s declare aceast dimensiune. Acelai standard cere ca timpul de punere n oper s fie declarat de productorul mortarului. n felul acesta rosturile de mortar, verticale i orizontale, pot avea grosimi de maximum 3 mm ceea ce mbuntete performanele termice ale cldirii. Mortarele pentru rosturi subiri se pot aplica cu un dispozitiv de pensulare direct pe faa superioar a elementului deja aezat n perete sau prin imersarea n mortar a elementului care se aeaz n stratul urmtor (fig. C.15, b i c). n funcie de reeta folosit, mortarul pentru rosturi subiri se ntrete n primele 24 de ore pn la valori ale rezistenei la compresiune de circa 3 4 N/mm2 i poate atinge valori de pn la 30 N/mm2 dup 28 de zile de la punerea n oper. Uscarea rapid i rezistena timpurie ridicat, specifice acestor mortare, permit ritmuri de construcie mai rapide dect mortarele clasice. O proprietate important a mortarului pentru rosturi subiri este permeabilitatea redus la ap. Ca urmare, migrarea apei din mortar n crmid este mai mic ceea ce reduce riscul de eflorescen legat de reacia crmid-mortar.

C3.2.2. Prevederi pentru mortarele pentru zidrie

C.3.2.2.(3)

32

n practica curent, pentru construcii obinuite, proiectarea mortarului se face pe baza conceptului de reet. Prin reglementrile tehnice se stabilesc unele caracteristici mecanice (de obicei, rezistena la compresiune) care se atribuie, aprioric, mortarelor cu o anumit reet (compoziie). Reeta stabilete rapoartele cantitative, exprimate, de regul, n volum, ntre componentele care urmeaz s fie incluse n amestecul preparat n instalaii industriale sau la antier. Pentru mortarele preparate pe baza acestui concept, trebuie s se aib n vedere c nivelul de calitate prevzut (rezistena la compresiune, de exemplu) poate fi obinut numai dac sunt ndeplinite urmtoarele condiii:

materialele componente satisfac, fiecare, cerinele standardelor i/sau normelor de produs respective (n particular, cerinele standardelor SR EN);

la fabricarea mortarului exist un control riguros privind respectarea proporiilor stabilite i a tehnologiei de preparare.

C3.2.3. Proprietile mortarelor

C3.2.3.1. Rezistena la compresiune a mortarelor pentru zidrie

C.3.2.3.1.(1) Valoarea medie a rezistenei de rupere la compresiune a mortarelor variaz ntr-un domeniu foarte larg, n primul rnd, n funcie de liantul folosit:

mortare de var....................................... 0.1 1.0 N/mm2 mortare de ciment-var ........................ 1.5 25.0 N/mm2 mortare de ciment sau cu polimeri............ > 25.0 N/mm2

mprtierea mare a rezultatelor se explic prin faptul c rezistena la compresiune a mortarului este influenat de mai muli factori care, la rndul lor, pot avea variaii mari. Dintre aceti factori cei mai importani sunt:

Grosimea stratului ncercat. (a se vedea i comentariul 3.1.2.4 (4)) Din figura C.10 rezult c valoarea rezistenei la compresiune crete rapid dac grosimea stratului de mortar scade sub 25 mm iar rezistena maxim se obine pentru grosimi care corespund grosimii normale a rosturilor orizontale (circa 10 12 mm).

Capacitatea de reinere a apei mpotriva tendinei de infiltrare n blocuri care, la rndul su, este funcie de tipul liantului.

33

Figura C.16.Variaia rezistenei la compresiune i a capacitii de reinere a apei n funcie de dozajul mortarului

[Davison,J.I. Masonry Mortar Canadian Building Digest 163, National Research Council of Canada, Ottawa Ontario,1974]

Creterea n timp a rezistenei la compresiune a mortarului depinde, de tipul liantului i de condiiile de pstrare dup ntrire.

Cercetri mai vechi [Ivianschi,A.M., Ovecichin, A.M.,Elemente de construcie , vol.III Construcii de beton armat i de zidrie. Editura Cilor Ferate, Bucureti 1953] au propus urmtoarea relaie pentru determinarea rezistenei la compresiune a mortarului dup un numr de zile "z" de la vrsta standard de 28 de zile (dar cel mult 90 de zile)

( ) 11az

28aRR 28z

+=

(C.7)

n care coeficientul "a" depinde de marca mortarului: - a = 1.75 pentru mortar M10 i M5 - a = 2.50 pentru mortar M2.5 i M1

Cu aceti parametri se pot estima urmtoarele sporuri ale rezistenei zidriei cu mortare superioare (M10 i M5) la 60 de zile i respectiv la 90 de zile de la execuie:

R60/R28 +30% i R90/R28 + 40%. Aceste valori sunt orientative i ar putea s nu corespund cimenturilor contemporane Standardul SR EN 998-2, definete mortarele n funcie de rezistena medie la compresiune, exprimat prin litera M urmat de valoarea rezistenei la compresiune n N/mm2 (de exemplu: notaia M5 nseamn mortar cu rezistena medie la compresiune fm = 5 N/mm2). Standardul SR EN 998-2 prevede ase clase de rezisten (M1, M2.5, M5, M10, M15 i M20) i posibilitatea specificrii unei clase suplimentare Md cu o valoare a rezistenei la compresiune declarat de productor mai mare de 25 N/mm2. Trebuie menionat n mod special i faptul c unele ri din Uniunea european nu folosesc aceast scar de rezistene, pstrnd n continuare valorile tradiionale, de exemplu:

n Italia, se folosesc mortare M2, M4, M8 i M12 (conform UNI EN 998-2, Anexa naional i Norme tecniche 2008)

n Anglia se folosesc mortarele M2, M4, M6 i M12 (conform BS EN 998-2, Anexa naional).

34

n practica mondial exist mai multe de procedee pentru ncercarea mortarelor la compresiune ceea ce face dificil compararea valorilor obinute de diferii cercettori i chiar compararea valorilor incluse n reglementrile diferitelor ri. Astfel, ncercrile pot diferi n ceea ce privete:

dimensiunile i forma epruvetelor (cub/cilindru); condiiile de turnare (cu sau fr eliminarea apei nelegat chimic); condiiile de pstrare pn la ncercare.

Efectele modificrilor acestor factori pot fi, n unele cazuri, foarte importante. De exemplu, rezistena mortarelor turnate n tipare fr fund ajunge s fie pn la dublul celei obinute prin turnare n tipare complet nchise, din care nu se elimin apa nelegat chimic. Reglementarea european adoptat n Romnia pentru ncercarea mortarelor la compresiune este SR EN 1015-11. Conform procedurii din acest standard, rezistena la compresiune a mortarului (fm) se stabilete, ca medie a rezultatelor pe ase prisme de mortar cu dimensiunile 40 x 40 x 160 mm. ncercarea la compresiune este asociat, de regul, cu ncercarea la ncovoiere astfel nct rezistena la compresiune a mortarului se determin pe cele dou pri rezultate din ncercarea mortarului la ncovoiere. Cnd rezistena la ncovoiere nu este cerut, prile utilizate pentru ncercarea rezistenei la compresiune, sunt obinute din prisme printr-un procedeu care nu conduce la deteriorarea acestora. Rezistena mortarului n lucrare este ntotdeauna superioar celei msurate pe epruvete mici. Din acest motiv unii autori consider c ncercrile pe cuburi sau prisme nu sunt suficient de elocvente i c ncercarea pe panouri de zidrie este mult mai sigur. S-a constatat c, n multe cazuri, mortare cu rezultate nesatisfctoare la ncercrile de laborator au artat rezistene superioare n zidrie. Creterea rezistenei la compresiune a mortarului din masivul de zidrie n raport cu rezistena pe probe mici, este datorat urmtoarelor condiii specifice favorabile:

existena unui raport favorabil ntre grosimea mic stratului de mortar i limea blocului (grosimea straturilor de mortar variaz curent ntre 6 15 mm iar limea crmizilor este de circa 115 mm); pe msur ce crete grosimea stratului de mortar scade rezistena la compresiune a acestuia;

n masivul de zidrie, elementele mpiedic deformaia lateral liber a mortarului (produc un efect de confinare) i, n consecin, crete rezistena de rupere la compresiune a acestuia;

raportul ap/ciment este mai mic n cazul mortarului din zidrie datorit pierderilor de ap prin absorbia de ctre elementele pentru zidrie.

n realitate, n multe cazuri, este posibil ca rezistena n lucrare a mortarului s fie substanial redus fa de valoarea teoretic ca urmare a execuiei defectuoase care poate afecta n mare msur unele proprieti, spre exemplu, aderena. Testele au artat c sporirea rezistenei la compresiune a mortarului influeneaz numai n mic msur rezistena la compresiune a zidriei. Aceast concluzie se regsete n formula cu care se calculeaz rezistena la compresiune a zidriei conform standardului SR EN 1996-1-1 (a se vedea paragraful 4.2.1.5.1). C.3.2.3.1.(2) Pentru alegerea rezistenei mortarului a se vedea comentariul C3.1.3.1.1.(7)

35

C3.2.3.2. Aderena ntre elementele pentru zidrie i mortar

C.3.2.3.2.(1) Dintre proprietile mortarului ntrit, care au un rol important pentru calitatea zidriei i, implicit, pentru sigurana structurilor din zidrie, trebuie reinut mai nti aderena la elementele pentru zidrie. Aderena definete legtura ntre mortarul i elementul pentru zidrie i se cuantific prin rezistena la smulgere / desprindere a mortarului de pe element. Pentru masivul de zidrie, mortarul asigur, prin aderen:

rezistena la eforturile de ntindere i/sau forfecare provenite din ncrcrile exterioare;

rezistena la eforturile interioare datorate variaiilor dimensionale (din contracie sau din temperatur);

etaneitatea la ptrunderea apei i aerului. n mod simplificat, fenomenul de aderen poate fi explicat prin ptrunderea n porii elementelor pentru zidrie a unui amestec de ap i particule foarte fine de ciment provenit din mortar, care, dup hidratare, se ntrete formnd o pelicul cristalin, cu proprieti specifice, diferite de cele ale mortarului. Se realizeaz astfel o legtur intim, cu caracter complex, de natur mecanic i chimic, a mortarului cu elementul pentru zidrie. n exploatare, deteriorarea aderenei ntre mortar i elementele pentru zidrie alturate se poate produce:

cu caracter excepional, n urma aciunii unor fore orizontale de intensitate ridicat (cutremur, n cazul Romniei);

n condiii obinuite de ncrcare, ca urmare a cedrii fundaiilor sau a unor deformaii produse de variaiile de temperatur.

Ruperea aderenei are caracter fragil i, din acest motiv, n cazul solicitrilor cu intensitate ridicat, se propag rapid, fr a se putea realiza redistribuirea eforturilor ctre elementele neafectate. n cazul n care este produs de efectele tasrilor sau variaiilor de temperatur, ruperea aderenei nu pune, n general, probleme legate de sigurana structural a cldirii dar fisurile respective pot constitui surse de ptrundere a apei n cazul n care s-au produs n pereii exteriori. n toate cazurile, fisurarea rosturilor de mortar, ca urmare a ruperii aderenei, trebuie considerat ca fiind inacceptabil din considerente estetice. Valoarea (mrimea) aderenei este condiionat, n msur mai mic sau mai mare, de numeroi factori care pot fi grupai dup cum urmeaz:

a. Factori care depind de calitatea elementului pentru zidrie: - Viteza iniial de absorbie a apei Depirea valorilor limit inferioare sau

superioare conduce n general la valori reduse ale aderenei; pe elemente neabsorbante aderena este aproximativ 50% din cea a mortarului aplicat pe elementele cu capacitate mare de absorbie.

- Textura/rugozitatea i starea suprafeei elementului pe care se aplic mortarul Aderena este mai bun la crmizi n comparaie cu blocurile din BCA.

36

Figura C.17.Variaia aderenei mortarelor n funcie de capacitatea de absorbie a elementului pe care este aplicat

[Sandin,K. Mortars for Masonry and Rendering, Choice and Application Building Issues 1995 Vol.7 No.3] Clasificarea elementelor pentru zidrie n funcie de capacitatea de absorbie folosit n figura C.17 este urmtoarea:

Elemente absorbante: elemente uscate din argil ars sau din beton. Elemente neabsorbante: elemente umede din argil ars sau din beton, piatr

neporoas. b. Factori care depind de calitatea mortarului:

- Capacitatea mortarului de a reine apa Dincolo de anumite valori, aderena scade semnificativ. - Compoziia mortarului

Aderena este mai mare n cazul mortarelor cu dozaj ridicat de ciment. - Utilizarea adaosurilor pentru mbuntirea lucrabilitii Creterea, peste anumite limite, a cantitii de adaosuri de tip antrenori de aer

reduce aderena. - Contracia la priz i ntrire. Afecteaz, n primul rnd, mortarul din rosturile verticale (fr efort de

compresiune). c. Factori care depind de calitatea execuiei:

- Umplerea corect/complet a rosturilor cu mortar. - Starea de curenie a suprafeei elementelor n contact cu mortarul Existena petelor de ulei sau a altor impuriti pe suprafaa elementelor mpiedic

dezvoltarea mecanismului de formare a aderenei. - Condiiile de ntreinere a zidriei pn la ntrirea mortarului

Solicitarea mecanic a zidriei n stadiul iniial al procesului chimic de dezvoltare a aderenei duce la reducerea sau chiar la anularea acesteia.

n practic, pentru realizarea unei aderene ct mai bune, trebuie s se in seama, simultan, de toi aceti factori. De exemplu, n cazul elementelor pentru zidrie care au viteza iniial de absorbie a apei (IRA) mare, pentru asigurarea cantitii de ap necesar pentru reacia chimic a lianilor se pot lua una sau mai multe dintre urmtoarele msuri:

folosirea unui mortar cu capacitate ridicat de reinere a apei, rezultat care se poate obine i folosind aditivi speciali [Baker,L.R.,(ed) Australian Masonry Manual, Sydney, 1991];

sporirea cantitii de ap din mortar;

37

umezirea prealabil a elementelor pentru zidrie din argil ars; umezirea nu este necesar n cazul elementelor pentru zidrie din beton.

Fora de aderen, care se opune tendinei de separare a elementelor din masivul de zidrie, manifestat prin formarea fisurilor/crpturilor, depinde de doi factori:

gradul de aderare; rezistena unitar de aderen.

Gradul de aderare reprezint raportul dintre suprafaa pe care s-a realizat efectiv aderena mortarului la elementul pentru zidrie i suprafaa total a elementului pe care este aplicat mortarul.

(a) (b) Figura C.18. Aderena incomplet a mortarului pe element

(a) Pe zona poat nu s-a realizat aderena mortarului la element [Pluijm van der, R., Out-of-plane Bending of Masonry Behavior and Strength, PhD Thesis, Eindhoven

University of Technology, 1999] (b) Fotografia unei crmizi pe care mortarul nu a aderat complet

[Pereira dos Santos,A.M. Resistencia das alvenarias compressao.Licenciatura em Engenharia Civil, Universidade do Minho, 1998 ]

n funcie de condiiile concrete de execuie, raportul dintre suprafaa pe care se realizeaz aderena i suprafaa total a probei ncercate variaz n limite foarte largi. Astfel, cu ocazia ncercrilor s-au identificat chiar situaii n care acest raport a fost foarte sczut, aproximativ 1/3 - a se vedea figura C.18b. Suprafaa pe care se realizeaz efectiv aderena este mai mare dac pierderea apei din mortar este limitat. aa cum se ntmpl n cazul zidriilor realizate cu mortar cu capacitate de retenie a apei suficient de mare i cu elemente pentru zidrie cu rata iniial de absorbie mijlocie. Acestor condiii trebuie s li se adauge o execuie ngrijit mai ales n ceea ce privete umplerea complet cu mortar a rosturilor. Realizarea unui grad de aderare ridicat contribuie n acelai timp i la asigurarea etaneitii zidriei deoarece, prin zonele n care nu s-a realizat aderena mortarului la elemente, apa nu este mpiedicat s ptrund n masivul de zidrie. Rezistena unitar de aderen reprezint valoarea efortului unitar necesar pentru a rupe legtura (aderena) dintre mortar i elementul pentru zidrie. Se pot identifica dou tipuri de rezistene unitare de aderen: