Asigurarea Calitatii Lucrarilor de Constructii

DURABILITATEA BETONULUI

CONSIDERAȚII GENERALE

Cunoașterea cauzelor și factorilor de degradarea a betonului și betonului armat prezintă o importanță deosebită, având la bază noțiunea de durabilitate. Aceasta implică, pe lângă realizarea inițială a unor caracteristici (reglementate tehnic) pentru diferite componente sau elementele de construcție, și menținerea lor nealterată în timp (sau înscrierea în toleranțe admise).

Durabilitatea betonului poate fi definit ca fiind „capacitatea acestuia de a-și păstra proprietățile fizico-chimice și mecanice în timp, la acțiunea distructivă și agresivă a mediului exterior, care provoacă degradări și uneori distrugeri ale elementelor de construcții”.

Principalii factori de care depinde durabilitatea unei construcții sunt: calitatea materialelor utilizate, calitatea executării lucrărilor, întreținerea construcțiilor și acțiunile fizico – chimico – mecanice care solicită construcția.

TIPURI PRINCIPALE DE DEGRADĂRI PRIN COROZIUNE ALE ELEMENTELOR DIN BETON ȘI BETON ARMAT

Cauzele principale care influențează negativ durabilitatea betonului, sunt: coroziunea armăturilor, coroziunea chimică a betonului (coroziunea sulfatică, coroziunea acidă, coroziunea/ acțiunea de levigare), gelivitatea , permeabilitatea , reacția agregatelor cu cimentul, abraziunea, carbonatarea, eforturile interne, solicitările exterioare, cristalizarea sărurilor și umezirea alternantă.

Principalele cauze externe și interne care conduc la deteriorarea elementelor de beton se pot grupa astfel:

• cauze externe:

– fizice (temperaturi extreme, umeziri alternante, acțiuni electrolitice etc.);

– chimice (acțiuni ale lichidelor sau gazelor nocive – acizi, săruri și levigări etc.);

– mecanice (solicitări exterioare, abraziuni, curgeri lente etc.);

– tehnologice (preparare, punere în lucrare, tratare ulterioară defectoasă etc.).

• cauze interne: reacții alcalii-agregat, variații de volum, expansiuni ale unor componenți interni, permeabilități etc.

COROZIUNEA OȚELULUI

Coroziunea oțelului reprezintă un caz de alterare a proprietăților fizico – chimico – mecanice ale acestora, datorită unor agenții chimici care acționează în prezența umidității și / sau factorii care favorizează degradarea în ansamblu, precum și de caracteristicile metalului.

Agenții și factorii care favorizează coroziunea oțelului nu sunt întotdeauna aceiași, iar viteza de degradare a acestora este, de regulă, diferită.

Factori principali agresivi se regăsesc în stare:

• gazoasă (gaze de diferite feluri, ceață provenită din condensul aburilor ce apar în urma variației umidității sau datorită caracteristicilor de exploatare a instalațiilor);

• lichidă (ape pluviale, soluții acide sau alcaline, soluții de săruri, lichide organice, soluții tehnologice etc.);

• solidă (săruri, cenuși zburătoare, praf, pământ etc.)

Cauzele principale care conduc la degradarea armăturilor de oțel sunt: natura și concentrația agenților corozivi, pH-ul și aciditatea totală, temperatură, gradul de umiditate și presiunea mediului, însorirea directă, șocurile de presiune și temperatura, factorii biologici, micșorarea sau stagnarea agentului agresiv, gradul de aerare, natura, forma geometrică și natura suprafeței armăturii, valoarea tensiunii electromotare a pilei formate, timpul etc.

Tabel 1-1. Clasificarea mediilor în funcție de clasa lor de agresivitate

10128

Tabel 1-2. Clase de agresivitate a mediilor cu factori agresivi în stare gazoasă

OBSERVAȚII:

1. Dacă temperatura mediului este de 70…80 oC și umiditatea relativă a aerului mai mare de 75%, clasa de agresivitate rezultă din tabelul 1-1.

2. Dacă temperatura mediului este de 70…80 oC și umiditatea relativă a aerului mai mare de 75%, clasa de agresivitate rezultă din tabelul 1-1, la aprecierea proiectantului, poate fi sporită cu o unitate.

3. În cazul în care concentrațiile de gaze sunt mai mari decât la gazele din grupa C și umiditatea relativă a aerului

este mai mică decât 60%, mediile respective se consideră în clasa 4 m.

4. În cazul în care gazele sunt în grupa C și umiditatea relativă a aerului este mai mare de 75%, în cazurile în care după aplicarea corecțiilor precizate la obs. 1. și 2 rezultă o clasă de agresivitate mai mare de 4 m, precum și în cazurile în care concentrațiile de gaze sunt mai mari decât la gazele din grupa C și umiditatea relativă a aerului

mai mare de 60%, mediile respective se consideră cazuri speciale și se analizează fiecare în parte de către o

persoană sau instituție abilitată.

4. În cazul prezenței mai multor gaze agresive din grupe diferite, clasa de agresivitate se stabilește pentru gazul cel mai agresiv.

Tabel 1-3. Încadrarea gazelor în grupe

OBSERVAȚIE: Determinarea concentrației se realizează pentru: dioxid de sulf STAS 10194-75, hidrogen

sulfurat STAS 10814-76, acid clorhidric STAS 10943-77, clor gazos STAS 10946-77, amoniac STAS 10812-76, oxizi de azot STAS 10329-75 și acid fluorhidric, conform reglementărilor tehnice specifice.

Tabel 1-4. Clase de agresivitate a mediilor cu factori agresivi în stare solidă în interiorul clădirilor

Tabel 1-5. Clase de agresivitate a mediilor cu factori agresivi în stare solidă în exteriorul clădirilor (în aer liber)

Tabel 1-6. Caracterizarea generală a mediilor solide cu agresivitate mare

OBSERVAȚIE: * solidele sunt puternic agresive

Fenomenul de coroziune a armăturilor din oțel prezintă o complexitate foarte mare, el desfășurându-se pe mai multe planuri:

• coroziunea chimică – metalele sunt produse artificiale – nenaturale, instabil din punct de vedere chimic, având tendința să reacționeze cu oxigenul, apa și alte substanțe prezente în mediul înconjurător. Odată aceste reacții terminate, el se întoarce în stadiul natural, mult mai stabil din punct de vedere chimic, acela de minereu. Coroziunea chimică a oțelului se finalizează prin formarea oxidului în contact cu oxigenul sau a rugini (oxidul hidros) în contact cu apa.

Din fericire, conversia acestor metale este oprită tocmai de începuturile stadiilor proceselor care tind să-l readucă la starea naturală. Paradoxal, reacția inițială a metalului cu mediul înconjurător produce în cele mai multe cazuri o peliculă foarte subțire protectoare de produși de coroziune. Această peliculă atâta timp cât nu este compromisă, protejează suprafața metalului contra acțiunii mediului agresiv și dă posibilitatea miezului metalului să rămână perfect stabil. Coroziunea rezultă tocmai din penetrarea acestei pelicule protectoare.

Temperaturile înalte accelerează reacțiile chimice de coroziune (acest tip de coroziune sau, altfel spus, oxidarea dusă la extrem, reprezintă chiar fenomenul arderii metalului), peliculele naturale ne mai putând să se opună procesului de coroziune în această situație.

• coroziunea electrochimică (galvanică) – metalele în contact cu soluții de electroliți au tendința de a trimite ioni în soluție, această tendință este direct proporțională cu tensiunea de dizolvare și invers proporțională cu potențialul de electrod al metalului expus acțiunii mediului agresiv.

Procesul de coroziune electrochimică implică în afară de prezența metalului și a mediului agresiv (soluția de electrolit) și existența unui anod, a unui catod și a unui conductor metalic prin care să se poate deplasa electronii deveniți liberi prin trecerea ionilor din metal în soluția de electrolit.

Eterogenitățile suprafeței metalului dau naștere la diferențe locale de potențial care în prezența mediului agresiv (soluția de electrolit) creează microelemente (pile electrice), aceste microelemete galvanice dizolvă parțial metalul în soluție, localizând distrugerea pe anumite porțiuni ale suprafeței metalice (porțiuni anodice), în timp ce restul suprafeței lucrează catodic, rămânând neatacată

Ecuațiile acestor reacții chimice, sunt următoarele:

La anod: Fe = Fe 2+ + 2e

La catod: O2 + 2 H2O + 4e = 4OH

Un caz aparte îl constituie curenții de dispersie (curenții vagabonzi) care pot atinge uneori intensități foarte mari (sute de amperi) și care provoacă în armături fenomene de electroliză care conduc la apariția unor produși de coroziune, având un volum dublu față de volumul metalului din care provin (și care pot crea eforturi în beton de până la 30 N/mm2).

• coroziunea specială – precum coroziunea și fisurarea erozivă, coroziunea sub tensiune (dacă armătura este supusă unor solicitări mecanice, pelicula protectoare se poate degrada prin rupere și permite, prin fisuri apărute, ca mediul agresiv să o corodeze etc.

• coroziunea biologică (biocoroziune, biochimic) – mecanismele acestui tip de coroziune depind de natura agenților ce o determină (bacterii, mușchi, ciuperci, alge

– coroziune transcristalină – apariția unor microfisuri datorate tensiunii dezvoltate în structura oțelului ;

– coroziune selectivă – atacarea preferențială a unor microcristale

– coroziune generală – specifică atacului corosiv al ionilor de clor în concentrații ridicate asupra întregii suprafețe a oțelului, având ca efect reducerea generală a secțiunii de oțel, mergând până la “dizolvarea” completă a oțelului pe anumite zone.

Etapele principale ale desfășurării procesului de coroziune sunt:

• inițierea coroziunii – perioadă în care agenții agresivi pătrund până la suprafața armăturii, prin stratul de acoperire cu beton și inițiază coroziunea oțelului;

• propagarea coroziunii – perioada în care coroziunea se desfășoară cu o anumită viteză, conducând la formarea produșilor de coroziune ai oțelului (rugina), cu volum mai mare în comparație cu cel al oțelului și, în final, la fisurarea, desprinderea și expulzarea betonului de acoperire.

De menționat este faptul că procesul de coroziune a oțelului este însoțit, în general, de o mărire a volumului acestuia (volumul oxidului, provenit din coroziune este de cca. 8 ori mai mare decât cel al metalului din care a provine), fapt care conduce la exercitarea unor presiuni asupra betonului adiacent armăturii și respectiv la apariția unor eforturi de întindere în masa acestuia. Atunci când acestea depășesc valoarea rezistenței la întindere a betonului, se declanșează procesele de fisurare a betonului din stratul de acoperire, fenomen care favorizează accelerarea procesului de coroziune. În cele mai multe din cazuri, stratul de acoperire cu beton poate fi îndepărtat, armătura ajungând să fie lipsită de protecție.

COROZIUNEA BETONULUI

Coroziunea betonului reprezintă un caz de alterare a proprietăților fizico – chimico – mecanice ale acestora, datorită unor agenții chimici (din mediul înconjurător sau dizolvați în apele sau soluțiile care ajung în contact cu elementele de construcții) și / sau factorii care favorizează degradarea pietrei de ciment și a betonului în ansamblu.

Studiul durabilității betonului implică o analiză a conglomeratului, dar și a componenților săi, separat, luându-se în considerare:

• cauzele externe, din mediul înconjurător (de ex.: coroziunea datorată carbonatării1 , a atacului clorurilor de altă origine decât cea marină, a atacului clorurilor din apa de mare, a mediului chimic agresiv, precum și a fenomenului de îngheț-dezgheț etc.);

• cauzele interne, din interiorul masei betonului (de ex.: reacția alcalii-agregat).

Coroziunea betonului la acțiuni chimice agresive, depinde de mai mulți factori, grupați în trei categorii:

• factori fizici: temperatura (influențează mecanismele de întărire), contracții (influențează fenomenele de microfisurare), variații de temperatură ale mediului agresiv, mișcarea mediului agresiv, solubilizarea produselor de hidratare ale cimentului;

• factori chimici: apar multiple reacții chimice nocive, între produșii de hidratare ai cimentului și elementele agenților agresivi, deosebite prin rezultatul produșilor de interacțiune;

• factori biochimici: mecanismele coroziunii biochimice depind de natura agenților ce o determină (bacterii, mușchi, ciuperci, alge etc.) respectiv prin substanțele secretate de acestea, fie prin transformările ce le produc unor substanțe din mediu înconjurător.

Evoluția betonului și conservarea durabilității, depind de evoluțiile separate ale mediului cât și a materialului (a componenților betonului, a compoziției chimice și mineralogice) și de influențarea lor reciprocă în acest proces.

Clasele de expunere și condițiile de mediu, la care elementele de construcții pot fi expuse sunt prezentate în tabelele urmatoare

Tabel 1-7. Clase de expunere a construcțiilor în condițiile de mediu

Observație: Clasele de expunere 5 (a,b,c,d) se pot întâlni in practica singure sau în combinație cu celelalte clase

de expunere.

Tabel 1-8. Regimuri de expunere ale construcțiilor situate în zona litoralului

Observație:

Părțile construcțiilor din beton din zone în care au loc infiltrații ale apei de mare, sunt solicitate ca și betonul de sub apă.

În cazul elementelor având părți expuse concomitent în două sau trei regiuni arătate în tabel, la proiectare se va

considera întregul element expus în condițiile cele mai severe.

Tabel 1-9. Criterii pentru aprecierea gradelor de agresivitate ale apelor naturale (cu excepția apei din

Marea Neagră)

OBSERVAȚIE: * Pentru stabilirea tipului si dozajului de ciment pentru agresivitatea sulfatică foarte intensă se diferențiază trei cazuri funcție de conținutul de (SO4 2-) mg/dm3 astfel: foarte intensa 1 (1001 – 2500); foarte intensa 2 (2501 – 5000) și foarte intensa 3 (> 5000).

Tabel 1-10. Criterii pentru aprecierea gradelor de agresivitate zona Marea Neagră,

OBSERVAȚII: N – normal; M – moderat; S – sever; I – agresivitate intensa; S – agresivitate slaba.

Tabel 1-11. Clasele de expunere la acțiunea mediului înconjurător,

Tabel 1-12. Agresivității chimice

Moskvin V. M. (1952) a stabilit următoarele mecanisme ale coroziunii betonului:

• coroziune de tipul I 2 , datorată dizolvării unor produși de hidratare a cimentului.

Compușii rezultați sunt levigați cu ușurință. Prezența unor săruri care nu reacționează

direct cu componenții betonului, schimbă concentrația ionicã a soluției, accelerând coroziunea;

• coroziune de tip II, se datorează reacțiilor chimice dintre componenți ai mediului agresiv și ai cimentului. Produșii rezultați pot fi solubili și levigați sau nesolubili și precipitați în mase gelice. De obicei acest tip de coroziune apare în prezența apelor carbonice a diverselor soluții acide;

• coroziune de tip III, se datorează reacțiilor chimice dintre constituenți ai mediului agresiv și piatra de ciment. În urma reacțiilor chimice, se formează produși cu proprietatea de mărire importantă a volumului, ceea ce duce la apariția unor tensiuni în masa betonului, distrugându-l. Dintre factorii care determină asemenea fenomene, se pot aminti apele sulfatice, gaze conținând SO2 sau H2S etc.

Conform PC-1/1990 coroziunea betonului se pot clasifica în:

• coroziune alcalină, produsă de soluțiile cu caracter alcalin (hidroxizi de sodiu și potasiu), prin reacția de schimb de ioni și prin cristalizarea carbonaților cu mărire de volum, având ca efect final distrugerea pietrei de ciment;

• coroziune acidă, produsă de gazele, vaporii și soluțiile cu caracter acid (clor, acid clorhidric, acid hipocloros, acid cloros, acid cloric, acid percloric etc.), constând în interacțiunea chimică dintre constituenții mediului agresiv și cei ai pietrei de ciment, rezultatul final fiind dezalcalinizarea (până la dezagregare) și distrugerea liantului (a pietrei de ciment).

Acțiunea corozivă a acizilor are loc în medii cu pH < 6,5. Acizii se găsesc în general în ape (naturale, reziduale, industriale). Dintre cei mai des întâlniți se pot aminti: clorhidric, sulfuric, sulfuros, azotic, fluorhidric, acetic, lactic, formic, humic, produși din fermentații etc. Pericolul apare atunci când masa de beton are în volumul său o suficientă rețea de microfisuri, care va permite infiltrarea acestor acizi până la armătură. Corodarea armăturii va conduce și la dislocări în straturile de acoperire cu beton.

• coroziune prin cristalizare, produsă de soluțiile concentrate de cloruri, în urma pătrunderii acestora în beton prin fenomene de ascensiune capilară sau permeabilitate,

CONSIDERAȚII GENERALE

Conform definiției date de Steopoe Al. (1964), betoanele sunt “amestecuri bine omogenizat de liant, nisip, pietriș sau piatră spartă și apă, care după întărire dau un material cu aspect de conglomerat”.

Dintre alte definiții date betonului se pot reține următoarele:

• Avram C. (1971), betonul este “un material compozit obținut din amestecuri artificiale, bine omogenizate, care după întărire are un aspect de conglomerat, cu rezistențe

mecanice și fizico-chimice”.

• Teoreanu I., Moldovan V., Nicolescu L. (1982), betonul este „un conglomerat coerent alcătuit din piatră de ciment și agregate”.

• Popa R., Teodorescu M. (1984), betonul este „un material compozit obținut din amestecuri artificiale, bine omogenizate, care după întărire are un aspect de conglomerat

cu rezistențe mecanice și fizico-chimice”.

• DEX (1998), betonul este „un amestec de pietriș, nisip, ciment și apă, care se transformă

prin uscare într-o masă foarte rezistentă și se folosește în construcții”.

• NE 012-1999, betonul este „un material compozit obținut prin omogenizarea amestecului de ciment, agregate și apă format prin întărirea pastei de ciment (ciment și apă). Pe

lângă aceste componente de bază, betonul mai poate conține adaosuri și / sau aditivi”.

• NE 013-2002, betonul este „un material compozit obținut prin amestecul omogen al cimentului, nisipului, pietrișului și apei, la care se adaugă în situațiile motivate tehnic, aditivi și / sau adaosuri minerale, ale căror proprietăți se dezvoltă prin hidratarea și

întărirea cimentului”.

Clasificarea betoanelor se poate realiza după mai multe criterii, dintre care se pot menționa:

• după compoziție (tipul liantului, agregatului, adaosului, aditivilor):

– betoane cu lianți minerali (ciment cu sau fără adaos);

– betoane cu lianți pe bază de zgură și cenuși active;

– betoane cu lianți organici (rășini sintetice);

– betoane cu diferite tipuri de agregate naturale (balastieră, concasaj etc.);

– betoane cu agregate ușoare (poroase, naturale sau artificiale etc.).

• după densitate aparentă:

– beton ușor – beton având densitate aparentă în stare uscată (105 oC) de maximum 2000 kg/m3;

– beton cu densitate normală (semigreu și greu) – beton având densitate aparentă

în stare uscată (105 oC) de maximum 2500 kg/m3;

– beton foarte greu – beton având densitate aparentă în stare uscată (105 oC) mai mare de 2500 kg/m3.

• după modul de punere în lucrare:

– betoane cu punere în lucrare obișnuită;

– betoane cu punere în lucrare prin pompare;

– betoane cu punere în lucrare prin injectare;

– betoane cu punere în lucrare prin torcretare;

– betoane cu punere în lucrare turnare sub apă etc.

• după modul de compactare:

– betoane compactate manual;

– betoane compactate mecanic.

• după modul de întărire:

– betoane cu întărire normală;

– betoane cu întărire accelerată prin tratare termică.

• după modul de armare: betoane simple sau armate (cu armătură elastică, rigidă, dispersă);

• după capacitatea de izolație termică și rezistență la mediile chimice agresive:

– betoane de izolație cu λ ≤ 0,30 kcal/mhoC; Rc < 10 N/mm2;

– betoane de izolație – rezistență λ ≤ 0,70 kcal/mhoC; Rc <15…45 N/mm2;

– betoane refractare rezistente la T = 1100 oC….1300 oC;

– betoane foarte refractare rezistente T > 1300 oC;

– betoane rezistente acțiunii chimic – agresive (mediu marin, rezistente la sulfați, antiacide etc.);

• după domeniile de utilizare: pentru construcții civile, industriale, agricole, drumuri, construcții hidrotehnice, împotriva radiațiilor, decorative etc.

CIMENTUL

CARACTERISTICI STRUCTURALE ȘI DE COMPOZIȚIE ALE CIMENTULUI PORTLAND

Cimentul este un material pulverulent (având dimensiunile particulelor de 0,5 până la

50 μm), de natură bazică, hidrofil, instabil din punct de vedere chimic. Amestecat cu apa formează paste tixotrope3, care fac priză și se întăresc în timp, formând “piatra” de ciment.

Încă din antichitate o serie de lianți naturali, destinați să lege într-un tot elementele aflate sub formă de particule sau bucăți erau folosiți în construcții: gipsul de către egipteni și argila, varul, calcarul și tuful vulcanic de către romani și greci. Produsul obținut de către romani, din amestecuri de nisip, piatră spartă, tuf vulcanic și apă a fost denumit “caementum”

– “ciment” sau “mortarium” – “mortar”.

În perioada Evului Mediu, datorită evenimentelor furtunoase care au însoțit prăbușirea orânduiri sclavagiste, numeroase realizări ale moșteniri științifice a lumii antice au fost îngropate pentru multe secole, sub ruine. Ceea ce a rămas din această moștenire (păstrată într- o mare măsură datorită Bizanțului și apoi a arabilor) a fost adaptat nevoilor și cerințelor societății feudale medievale.

Începând cu epoca Renașterii (sec. XVI), oamenii de știință s-au educat și instruit, studiind experiența lumii antice care a avut o deosebită importanță în dezvoltarea gândirii tehnice. De abia, începând cu secolul al XVIII–lea, datorită revoluției industriale, a început dezvoltarea reală a preocupărilor legate de cercetarea și aplicarea noilor descoperiri ale cimentului. Astfel, în anul 1824, Aspdin J., un zidar din Anglia, a obținut patentul pentru “cimentul Portland”. Inventatorul a încălzit într-un cuptor un amestec de calcar și argilă, și a măcinat fin amestecul, realizând cimentul hidraulic: numit de către el – ciment Portland, deoarece se asemăna cu piatra de Portland – un calcar exploatat pe insula Portland aflată pe coasta Britanică. Datorită aceste invenții, Aspdin J. a pus bazele progresului în domeniul tehnologiei cimentului și al lucrărilor de construcții din beton și beton armat.

TIPURI DE CIMENT

Principalele criterii de clasificare ale cimenturilor sunt:

• după caracteristicile clincherului: cimenturi Portland normale, cimenturi Portland alitice și cimenturi Portland belitice.

• după conținutul și natura adaosurilor: cimenturi fără adaos și cimenturi cu adaos.

• după domeniile de utilizare: cimenturi pentru construcții obișnuite, cimenturi pentru elemente prefabricate și cimenturi pentru domenii cu condiții specifice (de ex.: hidrotehnice, rezistente la agresivitatea sulfatică, construcții rutiere, de sondă, cimenturi albe și colorate, expansive pentru etanșări la lucrări speciale, rezistente la temperaturi ridicate).

Conform NE 012-1999, SR EN 196-2/1995 și SR EN 197-1/2002, cimenturile Portland se clasifică în următoarele grupe, diferențiate în funcție de procentul de clincher și adaosuri folosite în fabricație: ciment Portland (tip I), ciment Portland compozit (tip II), ciment de furnal (tip III), ciment puzzolanic (tip IV) și ciment compozit (tip V).

Tabel 2-3. Principalele tipuri de ciment

CARACTERISTICILE ȘI PROPRIETĂȚILE CIMENTULUI PORTLAND

Cimenturile folosite la prepararea betoanelor se caracterizează prin: densitate, finețe de măcinare, stare de conservare, căldură de hidratare, timp de priză, rezistență mecanică, durabilitatea și contracția și expansiunea.

Astfel, dintre principalele proprietăți ale cimentului se pot enumera:

1. Densitatea absolută a cimentului Portland variază între 3050…3150 kg/m3 în funcție de compoziția mineralogică a cimentului.

2. Finețea de măcinare (SR 227/2-98; SR EN 196-6/94) influențează viteza de hidratare a particulelor. Se exprimă cantitativ prin suprafața specifică, uzual cuprinsă între 3000 (cm2/g) – cimenturi obișnuite…5500 (cm2/g) – cimenturi cu întărire rapidă.

3. Starea de conservare, este determinată de hidrofilia granulelor de ciment și umiditatea mediului care provoacă, prin păstrare, o hidratare prematură și, în funcție de evoluția hidratării, alterarea cimentului.

Starea de conservare se apreciază prin examinarea probelor de ciment, funcție de gradul de alterare a acestora. După gradul de alterare se pot distinge, trei stadii:

• stadiul I de alterare care indică început de alterare – evidențiat prin formarea de cocoloașe (aglomerări) ale particulelor de ciment, care se sfărâmă ușor și integral la

strângerea lor între degete;

• stadiul II de alterare care indică alterare parțială – evidențiat prin formarea de cocoloașe (bulgări), care sfărâmă parțial la strângerea lor între degete;

• stadiul III de alterare care indică alterare totală – evidențiat prin formare de piatră

de ciment.

AGREGATE

Agregatele sunt materiale inerte, granulare care în amestec cu un liant, se folosesc la prepararea mortarelor și betoanelor de ciment și la alte lucrări de construcții.

Principalele criterii de clasificare ale agregatelor sunt:

1. Domeniul de utilizare: refractare, acidorezistente, decorative etc.

2. Mărimea granulelor:

a. provenit din sfărmarea naturală a rocilor: mărunt – nisip (0…7 mm), mare – pietriș

(7…71 mm), piatră mare (71…125 mm), balast (0…31 mm sau 0…71 mm);

b. provenit prin sfărmarea artificială a rocilor: nisip de concasare (0…7 mm), piatră

spartă (7…71 mm), 71…125 mm).

3. Natura petrografică și mineralogică:

a. roci magmatice formate din rocă topită (magmă) pe, sau sub crusta terestră.

Acestea din urmă se pot repartiza în două categorii: roci plutonice și hipoabisale. Rocile plutonice sunt formate al adâncime, în mase mari și se caracterizează prin

structura lor cristalină grosieră, ale căror cristale sunt vizibile clar cu ochiul libere. Rocile hipoabisale formează corpuri mai mici, la adâncime redusă, sub crusta terestră și au o structură cristalină fină. Rocile vulcanice sau extrusive se formează din lave sau din elemente piroclastice la suprafața pământului și au o structură foarte fină sau sticloasă. De ex. granit, slenit, diorit, gabrou, porfir, porfirit, diabaz, melafir, trahit, andezit, bazalt etc.;

b. roci sedimentare formate la suprafața pământului prin acumularea sau precipitarea elementelor ce rezultă din alterarea și eroziunea rocilor deja existente. Ele se pot forma, de asemenea, prin acumularea de resturi organice. Formațiunile pot rămâne mobile sau sunt solidificate, fiind în general întrepătrunse. De ex. anhidrit, ipsos, calcar, cretă, dolomită, chert, gresie șistoasă, brecie, arcoză, grauwacke, calcit, cuarțit, șist argilos, siltstone, concreționat etc.;

c. roci metamorfice formate din roci preexistente sub acțiunea căldurii și /sau presiunii din crusta terestră, responsabile de transformările mineralogice și structurale. Structura rocilor metamorfice fiind de regulă anizotropă. De ex. amfibolit, gnais, corneană, cuarțit, ardezie cuarțoasă, granulit, marmură etc.

4. Forma granulelor: pietriș (cu forma rotunjită și suprafața relativ netedă), piatră spartă și nisip ( cu formă neregulată unghiulară și suprafață aspră), naturale (formă sferică, ovoidală, plate, lamelare, aciculare) sau artificiale (formă cubică, paralelipipedice, alungită).

5. Densitățile: densitatea reală (ρ), densitatea aparentă (ρa), densitate în grămadă / vrac (ρg).

6. Structură: compact sau poros.

7. Numărul fracțiunilor granulometrice: monogranular sau bigranular.

8. Proveniență: din sfărmarea naturală a rocilor (nisip 0…7 mm, pietriș 7…71 mm, piatra mare 71…125 mm, balast – amestec natural de nisip și pietriș 0…31 mm sau 0…71 mm) sau din sfărmarea artificială a rocilor – concasare (nisipul de concasare 0…7 mm, piatra spartă

7…71 mm, piatra spartă mare 71…125 mm).

9. Granulozitate: granulozitate continuă sau granulozitate discontinuă.

ASIGURAREA CALITĂȚII LUCRĂRILOR DE CONSTRUCȚII

CONSIDERAȚII GENERALE

Realizarea într-un interval de timp relativ mic a unui volum mare de construcții cu complexitate tehnicã sporită, cu eficiență economică maximă impune adoptarea de concepții, metode de proiectare și de executare moderne care implică necesitatea aplicării unui control eficient a calității lucrărilor care poate și trebuie să cuprindă toate fazele și aspectele activității de construcții: cercetare – proiectare – executare pe parcurs și final, inclusiv în perioada de exploatare.

În ramura construcțiilor drept principii și norme de bază pot fi reținute următoarele:

• îmbunătățirea continuã a concepției de proiectare, a procedeelor de executare, a calității materialelor, introducerea de noi tehnici și soluții constructive, precum respectarea

riguroasă a normelor de exploatare care constituie o obligație de bază pentru toți cei care concură la realizarea și exploatarea construcțiilor;

• caracteristicile tehnice de bază și nivelul calitativ al construcțiilor se stabilesc în mod unitar prin standarde, norme tehnice, caiete de sarcini și sunt obligatorii pentru toți cei care participă la proiectarea, executarea și exploatarea construcțiilor;

• construcțiile trebuie să creeze condiții normale de muncă și de viață pentru cei ce la folosesc, să răspundă pe deplin scopului pentru care au fost realizate.

În prezent controlul calității face parte chiar din procesul de lucru, care permite asigurarea și verificarea calității în timpul procesului de executare.

Această nouă orientare tehnologică, denumită controlul calității, facilitează asigurarea calității de la început, eliminând refacerile de lucrări impuse de controlul de calitate.

Calitatea, conform, reprezintă ansamblul de caracteristici și proprietăți ale unui obiect (entități), care îi conferă acestuia aptitudinea de a satisface necesitățile exprimate și implicite.

Condiția de calitate este definită ca “totalitatea condițiilor individuale luate în considerare în cadrul proprietății unei entități într-o anumită etapă de concretizare”.

Controlul calității constituie activitățile menite să definească și să cuantifice conformitatea unui produs.

În vederea prevenirii fenomenelor negative legate de deficiențele de calitate, în legislația statelor avansate au apărut măsuri concrete pentru instituirea sub diverse forme a unui control organizat al calității în domeniul construcțiilor (normative, reglementări, prescripții tehnice, standarde, legi, decrete etc).

Asigurarea calității se definește ca fiind ansamblul activităților planificate și sistematice implementate în cadrul sistemului calității pentru furnizarea încrederii corespunzătoare că un obiect (entitate) va satisface condițiile referitoare la calitate.

Asigurarea calității implică o permanentă evaluare a exigențelor de performanță și factorilor care influențează modificări ale nivelelor acestora în timpul exploatării, acționând pentru eliminarea neconcordanțelor, începând cu depistarea cauzelor.

Entitatea reprezintă un produs, o activitate, un proces, un serviciu, un program de prelucrare a datelor, un proiect etc., iar proprietatea se referă la totalitatea caracteristicilor și a valorilor acestora atribuite unei entități.

Evoluția în timp a aspectelor legate de calitate a avut un caracter pronunțat crescător în ceea ce privește conceptul de definire a elementelor care contribuie la obținerea unui sistem coerent de asigurare a calității, ceea ce a impus adoptarea unor terminologii adecvate, unui limbaj comun tuturor celor care sunt obligați prin lege să vegheze asupra calității.

La creșterea calități obiectelor realizate concură toate sectoarele: cercetare, proiectare, procedee de realizare, control pe faze și final, utilizarea, funcționarea și consumul, între acestea stabilindu-se nu un ciclu închis, ci o spirală a calității.

Principalele componente ale spiralei creșterii calității sunt:

• cercetarea științifică, acestea constituind fiecare început de ciclu;

• proiectarea obiectului;

• încercările de laborator și șantierele experimentale;

• proiectarea procedeelor de realizare, cu creșterea parametrilor mijloacelor de producție;

• calitatea întrărilor în proces, respectiv calitatea materiilor și materialelor;

• exigența controlului pe faze și controlul final;

• factorul uman – nu în ultimă instanță – ridicarea calificării și a conștiinței profesionale.

DEFINIREA CALITĂȚII PRODUSULUI ÎN STANDARDELE INTERNAȚIONALE

Prin standardizarea se înțelege reglementarea unitară a producției și a consumului, prin elaborarea și introducerea în practică a standardelor, promovându-se raționalizarea și asigurarea calității.

Datorită faptului că progresul tehnic poate avea și efecte negative, standardele au devenit sursă de încredere pentru utilizarea tehnicii. Astfel, prescripțiile cuprinse în ele oferă o garanție a evitării eventualelor consecințe nocive ale tehnicii. De aceea ele au o importanță deosebită pentru păstrarea datelor și pentru protecția consumatorilor, a muncii în scopul evitării accidentelor, a mediului înconjurător etc.

Standardizarea se efectuează la nivel național, european și internațional.

Organizația Internațională pentru Standardizare ISO și Comisia Internațională de Electrotehnică CEI (International Electro Technical Commission) formează împreună sistemul internațional de standardizare care cuprinde în prezent peste 86 de țări membre printre care și România.

Comitetul European pentru Standardizare (CEN) și Comitetul European pentru Standardizare în Electrotehnică (CENELEC) formează instituția de standardizare europeană. Membrii ei sunt institute naționale de standardizare ale țărilor membre ale Comunității Europene și ale zonei europene de comerț liber.

Spre deosebire de standardele internaționale ISO/CEN care pot fi preluate nemodificate (notate la noi în țară SR ISO sau SR CEI), modificate (notate SR- ) sau parțial modificate (notate SR-EN), standardele europene CEN/CENELEC trebuie preluate integral de către toate țările membre.

Standardele internaționale ISO 9000 se bazează pe înțelegerea faptului că întreaga activitate este realizată printr-un proces. Fiecare proces are intrări și ieșiri. Ieșirile reprezintă rezultatele procesului (care pot fi materiale sau nemateriale (fig. 5-2). Procesul fiind în esență o transformare care adaugă valoare, care implică persoane sau alte resurse.

Produsul la rândul lui reprezintă rezultatul dintre activități sau procese, putând fi material sau nematerial. Produsele (conform ISO 9000) se clasifică în produse hardware (componente, subansamble etc.), produse software (programe de calcul, proceduri, informații tec.), materiale procesate sau servicii (bănci, asigurări etc.)

Cerințele, reprezintă expresii ale nevoilor exprimate în termeni calitativi sau cantitativi, fiind de tipul:

• cerințe ale utilizatorului;

• cerințe ale societății (legi, reglementări, coduri, specificații etc.);

• cerințe ale firmei (referitoare la managementul firmei).

Cerințele de asigurare a calității pot fi:

• fără clauze contractuale de asigurare a calității – dacă riscul noncalității este neglijabil sau dacă certificarea produsului în conformitate cu standardul recomandat conferă o

încredere suficientă;

• cu clauze contractuale de asigurare a calității – caracteristicile de performanță ale produsului sunt exprimate prin specificații iar alegerea unui model standardizat pentru asigurarea calității se realizează în conformitate cu standardele ISO 9000, 9001, 9002,

9003.

Asigurarea calității presupune activități de conducere, planificare, dirijare și control a acestuia.

Planificarea, mijloacele necesare cât și modul de asigurare a calității formează sistemul de asigurare a calității. Evaluarea eficienței sistemului de asigurare a calității sau a elementelor sale printr-o analiză sistematică și independentă se numește auditul calității.

Conform ISO 9004 “Managementul calității și elemente ale sistemului calității” trebuie avut în vedere următoarele elemente pentru implementarea unui sistem de asigurare a calității: problemele de management, principiile sistemului asigurării calității, auditurile interne ale calității, considerații asupra economicității costurilor cât și asupra elementelor asigurării calității (marketing, proiectare, aprovizionare, pregătirea fabricației, producție, dovada calității, verificare mijloace de măsurare, tratare neconformități, măsuri corective, tratare produse și după vânzare – service, înregistrări calitate, asigurare și garantare produse, proceduri statistice etc.).

Dacă un cumpărător dorește să câștige încrederea în capacitatea de asigurare a calității a societății producătoare, el poate solicita un audit al calității care să demonstreze principalele elemente de asigurare a calității.

În acest scop se folosesc standardele SR ISO 9001, 9002, 9003, fiecare dintre ele clarificând unele concepte și probleme specifice, privind managementul, organizarea activității și asigurarea calității în proiectare, producție, service cât și pentru inspecții și încercări finale.

ISO 9001 prevede condițiile referitoare la sistemul calității aplicabile atunci când trebuie demonstrată capacitatea unui furnizor de a proiecta și de a livra produse conforme. Condițiile specificate vizează obținerea satisfacției clienților prin prevenirea neconformității în toate etapele, de la proiectare până la service.

ISO 9002 prevede condițiile referitoare la sistemul calității aplicabile atunci când trebuie demonstrată capabilitatea unui furnizor de a livra produse conforme cu un proiect stabilit. Condițiile vizează obținerea satisfacției clienților prin prevenirea neconformității în toate etapele, de la producție până la service.

ISO 9003 prevede condițiile referitoare la sistemul calității aplicabile atunci când trebuie demonstrată capabilitatea unui furnizor de a depista orice neconformitate ale produsului și de a controla modul de tratare a acestora în timpul inspecțiilor și încercărilor finale.

Standardele ISO conțin recomandări privind asigurarea calității. Ele descriu elementele sistemului calității și procedurile de implementare a lor pentru situații contractuale, pentru obținerea unei aprobări sau a unei înregistrări, în scopul certificării sau înregistrării unei oferte.

Procedura se definește ca fiind “un mod specificat de efectuare a unei activități”. Astfel, o procedură. Scrisă sau documentată conține de regulă scopul și domeniul de aplicare a unei activități. Este vorba în principiu de un ansamblu de reguli scrise, proprii unei activități (organizații), unui sector, unui atelier, unei operații de fabricație sau de inspecție, unei acțiuni de asigurare a calității etc.

Standardul ISO 8402/1995 privitor la “Managementul calității și asigurarea calității – Vocabular” clasifică procedurile în: organizatorice – care reprezintă baza generală a sistemului calității (ISO 9001, 9002, 9003) și operaționale care se referă la activitățile tehnice (instrucțiuni de lucru, metode de control și de eșantionare.

Instrumentele și tehnicile de bază folosite la îmbunătățirea calității se pot clasifica după cum urmează:

• instrumente pentru date numerice – deciziile luate sunt bazate pe date numerice de tipul diferențe, tendințe și modificări ale datelor numerice care se bazează pe interpretări statistice;

• instrumente pentru date care nu sunt exprimate numeric – datele înregistrate prin intermediul acestor instrumente sunt folositoare în domeniul cercetării, dezvoltării și

managementului.

Funcție de exprimarea datelor înregistrate există o gamă largă de instrumente și tehnici precum:

• formulare de colectare a datelor, folosite la colectarea sistematică a datelor în scopul obținerii unei imagini clare a faptelor;

• diagrame de afinitate, folosite în scopul organizării pe grupe a unui număr mare de idei, opinii sau considerente referitoare la un anumit subiect;

• benchmarking, utilizat pentru compararea unui proces sau mai multor procese similare în scopul identificării posibilităților de îmbunătățire a calității;

• brainstorming, utilizat pentru identificarea soluțiilor posibile ale problemelor și a modalităților de îmbunătățire a calității;

• diagrama cauză-efect, folosită pentru analizarea și comunicarea relațiilor din diagrama cauză-efect în scopul înlesnirii rezolvării problemelor;

• diagrama de flux, folosită pentru descrierea unui proces existent sau pentru proiectarea unui proces nou;

• diagrama arbore, utilizată pentru indicarea relațiilor dintre subiect și elementele sale componente;

• fișa de control, folosită pentru evaluarea stabilității procesului și pentru determinarea momentului în care un proces necesită ajustări;

• histograma, folosită pentru reprezentarea grafică a configurației de dispersie a datelor

și pentru comunicarea vizuală a informațiilor referitoare la comportarea procesului;

• diagrama Pareto, folosită pentru reprezentarea grafică, în ordinea importanței, a contribuției fiecărei entități la efectul total, în scopul clasificării posibilităților de

îmbunătățire;

• diagrama de dispersie, folosită pentru identificarea și confirmarea relațiilor dintre două ansambluri de date asociate, în scopul confirmării relațiilor anticipate dintre acestea.

Acțiunile corective reprezintă soluționarea problemelor legate de calitate și luarea măsurilor necesare pentru a reduce la minimum posibilitățile de repetare. Aceste măsuri rezultă din audituri și din raporturi de neconformitate care sunt analizate de conducerea societății sau reclamate de client. Aceste măsuri pot necesita măsuri de îmbunătățire în ceea ce privește organizarea, procedurile, calificarea mijloacelor materiale și umane etc.

Acțiunile preventive reprezintă acțiuni întreprinse pentru eliminarea cauzelor unor neconformități a defectelor sau a altor situații nedorite, dar posibile, în scopul prevenirii apariției acestora .

Ele necesită aceleași tipuri de măsuri de îmbunătățire a organizării ca și acțiunile corective, dar necesită totodată și o analiză a problemelor potențiale în raport cu importanța riscurilor implicate (satisfacerea climatului, fiabilitate, securitate etc.).

Acțiunile corective și preventive trebuie să fie întreprinse în stadiul tratării neconformității sau a nesatisfacerii unei cerințe specificate. De asemenea, aceste acțiuni trebuie să fie urmărite de compartimentul de asigurare a calității prin intermediul unor documente corespunzătoare, astfel încât să se asigure implementarea efectivă a acestora.

EFECTELE UNEI CALITĂȚI DEFICITARE DE REALIZARE A UNEI CONSTRUCȚII

Efectele negative provocate de calitatea deficitară de realizare a unei construcții pot să

conducă la fenomene nedorite, precum:

• punerea în funcțiune cu întârziere a unor obiective;

• compromiterea parțială sau integrală a construcției datorită unor deficiențe ascunse;

• îngreunarea executării proceselor următoare și mărirea consumului de materiale;

• mărirea costului (cheltuieli suplimentare provocate de slaba calitate a materialelor și a lucrărilor).

Practica activității de construcții arată că principalii factori care influențează

negativ calitatea, sunt:

• calitatea necorespunzătoare în proiectare ce poate fi provocată de: date incomplete sau inexacte despre obiectul de realizat, ipoteze de calcul incorecte și combinații de

ipoteze insuficiente, utilizarea unor metode de calcul incorecte sau insuficiente și utilizarea unor materiale noi insuficient studiate și experimentate, etc.;

• calitatea necorespunzătoare a materialelor componente: folosirea unor materiale necorespunzătoare, nerespectarea condițiilor tehnice, nerespectarea proiectului,

folosirea unei forțe de muncă insuficient calificată și nerespectarea succesiunii proceselor tehnologice, etc.;

• calitatea inferioară a executării, care poate fi provocată de: nerespectarea condițiilor tehnice stabilite prin proiect și prin caietul de sarcini și nerespectarea succesiunii

proceselor tehnologice etc.;

• calitatea necorespunzătoare a întreținerii și urmăririi în timp.

Acești factori pot să intervină cu o pondere diferită în funcție de tipul construcției și de

condițiile specifice de realizare.

ORGANIZAREA GENERALĂ A CONTROLULUI DE CALITATE

Pentru a putea exercita un control eficace trebuie să se elaboreze și să se folosească sisteme de control capabile să informeze corect și precis și să determine corecțiile necesare în timp util. În ultima vreme s-au elaborat tehnologii moderne de executare a controlului care includ echipamente de control automat asigurând astfel calitatea cerută de proiect.

Rolul fiecărui factor care participă la realizarea construcției:

• Beneficiarul – stabilește un program prin care definește obiectivele calității și cere organizarea controlului calității după anumite norme.

• Proiectantul – elaborează prescripții pentru organizarea controlului calității specifice fiecărui caz în parte.

• Organele de studii și cercetări – contribuie la crearea condițiilor pentru asigurarea calității conform specificațiilor.

• Constructorii și fabricanții – organizează asigurarea calității conform specificațiilor contractuale.

• Controlul exterior – este efectuat de o persoană desemnată de beneficiar (diriginte) care examinează și avizează modul în care se efectuează controlul interior (efectuat de către proiectant și executant).

În prezent calitatea se asigură prin realizarea unui control sistematic în toate etapele de realizare a construcției.

Asigurarea calității construcțiilor se poate obține prin următoarele modalități de control:

• Controlul în timpul proiectării. Se referă la:

– concepția generală a structurii;

– bazele de calcul;

– concordanțele cu principalele cerințe și cu condițiile de executare;

– gradul de definire (măsura în care calculele acoperă complet necesitățile);

– utilizarea metodelor de calcul relevante;

– evitarea discrepanțelor între diferitele părți ale calculului;

– acțiunile luate în considerare;

– factorii de siguranță adoptați;

– nivelul de siguranță adoptat;

– metodele de proiectare aplicate;

– calitatea efectivă a calculelor.

• Controlul preventiv. Se referă la examineze din timp a documentației de proiect pentru a sesizarea eventualelor deficiențe ale acestora: omisiuni, imprecizii, erori care ar putea

preveni efectele negative. De asemenea, verificarea materiilor prime, semifabricatelor, fabricatelor, se efectuează conform prevederii documentelor acestora.

• Autocontrolul sau controlul executantului constă în extragerea unui eșantion din lot, verificarea caracteristicilor de calitate ale acestuia și tragerea concluziilor pentru întreg

lotul de produse. Reprezintă cea mai eficientă metodă de control, realizând conștientizarea muncitorilor asupra necesității realizării produselor de calitate. Funcțiile operaționale în autocontrol sunt: controlul operației anterioare, cu admiteri sau respingeri, remedierea defectului anterior, executarea operației curente și controlul cu decizia de admis – retuș – rebut.

• Controlul (tehnologic) operativ. Se efectuează direct la locul de lucru, efectuat de către

șeful de echipă, maistru, șeful de șantier și face parte din procesul de producție. La

realizarea acestui control se folosesc instrucțiuni tehnice și caietul de sarcini, instrumente, aparate și echipamente de măsură și control.

Se urmăresc următoarele aspecte:

– calitatea materialelor, subansamblelor etc. – se apreciază prin examinarea respectării condițiilor de fabricație prevăzute în standardele, normele și specificațiile prevăzute. Prin aceasta urmărindu-se încadrarea în câmpul valorilor admisibile. Depășirea acestor valorilor limită conduce la respingerea calitativă a materialului sau produsului respectiv.

– calitatea lucrărilor – se apreciază prin prelevări de probe sau încercări nedistructive asupra elementelor de construcții.

• Controlul intermediar. Se efectuează pentru recepția unor lucrări care pot sã rămână ascunse prin înglobare sau prin acoperire și care pot periclita rezistența, stabilitatea, durabilitatea sau funcționalitatea construcției sau/și la terminarea unor faze de lucrări (terasamente, infrastructuri, suprastructuri, finisaje etc.), în cazul în care sunt implicate mai multe societăți de construcții.

• Controlul final. Se efectuează după terminarea construcției prin recepția provizorie a lucrărilor și apoi recepția finală după circa un an. Se stabilesc defectele lucrărilor care se

remediază pe cheltuiala constructorului.

• Controlul în timpul exploatării construcției. Urmărirea comportării construcției se face pe baza unui program stabilit de proiectant, care va trebui să cuprindă, în principal,

următoarele:

– documentația tehnică (cartea tehnică a construcției) care trebuie să conțină prevederi ale proiectantului privind programele de urmărire curentă și specială – dacă este cazul; elementele de construcție care sunt supuse urmăririi și în care se găsesc aparate de măsură și control; fenomenele supuse urmăririi; modul de observare al fenomenelor; metodele de măsurare și analiză; frecvența măsurătorilor; modul de înregistrare și păstrare a datelor; modul de prelucrare și transmitere a datelor; parametrii care se urmăresc, documentația de interpretare a urmăririi; lista prescripțiilor de bază);

– aparatura și echipamentele necesare.

Printre alte tipuri de metode de control se pot menționa:

• Control integral constă în controlul caracteristicilor de calitate la fiecare produs în parte

Controlul integral prezintă o serie de neajunsuri, de aceea se mai denumește și regula celor 4N.

N1 – neeconomic implică un număr mare de controlori de calitate și de mijloace de măsurare, volumul de muncă și timpul necesar acestei realizării acestui control este mare.

N2 – neaplicabil în cazurile controlului distructiv.

N3 – nefiabil, datorită monotoniei operației de control (puterea de percepere a operatorului este diminuată de oboseală, de rutină și chiar de plictiseală), conducând în final la acceptarea unor piese neconforme sau respingerea unora corespunzătoare calitativ.

N4 – neantrenant pentru executant.

• Controlul prin sondaj empiric constă în extragerea unui eșantion din lot, verificarea caracteristicilor de calitate ale acestuia și tragerea concluziilor pentru întregul lot de produse (aplicat la producția de serie sau de masă, unde controlul integral ar fi prea costisitor și greu de realizat).

Metoda nefiind o metodă științifică bazată pe calcule statistico – matematice și neavând la bază o analiză aprofundată, are următoarele dezavantaje: nu oferă suficiente informații asupra calității elementelor studiate în baza cărora să se poată elimina eventualele deficiențe, nu se poate aprecia riscul la care este supus atât producătorul, cât și beneficiarul și nu permite luarea deciziilor privind reglajul parametrilor procesului de fabricație.

• Controlul statistic al calității (control de conformitate sau control de acceptabilitate)

este un control prin sondaj, dar implică efectuarea unei analize statistico – matematice,

având la bază o analiză aprofundată, asupra stabilității procesului de fabricație. Se aplică la recepția loturilor de produse finite sau pe fluxul de fabricație. Pe baza studiului statistic realizat, precum și în funcție de nivelul înțelegerii dintre furnizor și beneficiar, se stabilește un plan de control. În funcție de mărimea lotului și de nivelul de calitate stabilit se prelevă, din lotul finit sau direct din fluxul tehnologic, un eșantion care se controlează și la care se calculează media valorilor măsurate (care oferă informații asupra stabilității procesului ca precizie). Rezultatele obținute în urma acestui tip de control se trec în fișa de control.

CONTROLUL CALITĂȚII LUCRĂRILOR DE CONSTRUCȚII

CONSIDERAȚII GENERALE

În situația în care cantități mari de beton sunt puse în lucrare, în timp relativ scurt trebuie avute în vedere responsabilitățile și riscurile care converg din aceasta: responsabilitatea producătorului referitor la calitatea betonului (a produsului semifabricat) și ceea a antreprenorului (constructorului) privitoare la calitatea execuției (a produsului finit).

În afara responsabilităților celor doi factori menționați mai sus, conceptul clasic de evaluare a calității betonului este bazat pe rezultatele metodelor de control distructive pe epruvete turnate, întărite și încercate conform specificațiilor standardizate. În trecut se accepta rezistența epruvetei ca rezistență a structurii. Ținându-se cont de faptul că betonul este un material eterogen, calitatea sa depinde nu numai de constituenții acestuia și de omogenitatea lor, dar și de alți parametrii cum sunt turnarea, compactarea și întărirea, care pot varia pe ansamblul unei structuri, ceea ce arată din nou diferența dintre structură și epruvetele standardizate.

Un aspect foarte important privitor la realizarea construcțiilor este conceptul de calitate. Astfel, conform acestui concept, calitatea betonul se determină prin încercări, după

28 de zile, pe epruvete standard, dar este în general recunoscut faptul că aceste epruvete nu oglindesc adevărata calitate a elementelor de construcții.

În prezent este recunoscut faptul că epruvetele cubice și cilindrice standard nu reflectă în totalitate adevărata calitate a structurii, doar o “calitate potențială”. Pentru determinarea calității reale fără a degrada o structură/element existent se folosesc metode nedistructive de determinare a calității.

Studiile și cercetările recente referitoare la metodele nedistructive pentru determinarea calității betonului în lume, arată noua tendință de dezvoltarea a acestora. În cele ce urmează s- a încercat să se treacă în revistă principalele tipuri de metode nedistructive de control al calității betonului care există în lume și în România.

Controlul calității lucrărilor de beton și beton armat este necesar pentru respectarea și aplicarea prevederilor din normele și reglementările specifice, în limitele abaterilor admisibile, respectându-se mai multe etape și anume:

• permanent pe parcursul executării pentru toate categoriile de lucrări (înainte ca ele se devină lucrări ascunse prin înglobare sau acoperire);

• la terminarea unei faze de lucru, la recepția preliminară sau finală;

• în timpul exploatării.

CLASIFICAREA ÎNCERCĂRILOR PENTRU CONTROLUL NEDISTRUCTIV AL CALITĂȚII BETONULUI

Eficiența controlului de calitate, în scopul evaluării corecte a caracteristicilor dorite, depinde în mare măsură de alegerea judicioasă a metodei de control. Aceste metode se se pot clasifica în:

• metode semidistructive sau metode parțial distructive, care cauzează mici degradări locale de suprafață, putându-se realiza cu mijloace mecanice, termice sau chimice;

• metode nedistructive care permite obținerea de informații cifrice sau de altă natură

asupra defectelor, anomaliilor, deformațiilor geometrice sau a stărilor fizice ale

obiectului de controlat (materiale componente, ansambluri etc.), prin mijloace care nu cauzează nici o degradare elementului studiat.

Metoda de control adoptată se stabilește funcție de o serie de factori precum: specificul lucrării, volumul lucrărilor de control, accesibilitate, performanțele aparatului, precizia de examinare, caracteristicile materialului și dimensiunile elementului examinat precum și gradul de calificare a personalului.

Metodele de control nedistructiv a calității permit obținerea de informații cifrice sau de altă natură asupra defectelor, anomaliilor, deformațiilor geometrice sau stărilor fizice ale elementului studiat prin mijloace care nu alterează aptitudinea de întrebuințare a acestuia.

Clasificarea a reglementărilor internaționale privitoare la metode nedistructive de încercare a betonului

Principalele metode de control nedistructiv sunt: acustic, mecanic sau de duritate superficială, atomic / radiații penetrante (electromagnetice sau optice), electric sau electromagnetic, magnetic, termic, substanțe penetrante (lichide sau gaze), optic, unde radio și metode combinate.

Clasificare a metodelor nedistructive de încercare a betonului funcție de obiectul de studiat

Metode de control nedistructiv. Clasificare

101

METODE ACUSTICE

Examinarea cu ultrasunete se bazează pe analiza undelor elastice excitate apărute în elementul studiat și pe monitorizarea fie a semnalului transmis (denumită tehnica prin transmisie) fie a semnalului reflectat sau de difracție provenit de la orice suprafață sau discontinuitate (denumită tehnica cu impuls reflectat).

Defectoscopia cu ultrasunete presupune utilizarea unor vibrații mecanice cu frecvențe superioare frecvenței sunetelor, cuprinse între 20 KHz și 20 MHz. O proprietate importantă a lor, utilizată în defectoscopie, este capacitatea de a fi reflectate puternic de suprafețele de separare dintre două medii cu densității diferite. Pentru ca defectele să fie puse în evidență este necesar ca dimensiunea lor să fie mai mare decât lungimea de undă a ultrasunetelor folosite. Calitatea materialului se stabilește folosind scări etalon, ce au indicate numărul maxim de defecte admisibile sau clase de calitate cu mărimi și frecvențe de defecte admisibile.

Se pot distinge următoarele metode: metoda de vibrații proprii (rezonanță), metoda prin șoc, metode elastice cu impuls ultrasonic, metoda carotajului sonic, metoda undelor de suprafață și metoda emisiei acustice.

METODA DE VIBRAȚII PROPRII

Metoda nedistructivă de vibrații proprii (denumită metoda de rezonanță) se bazează pe măsurarea frecvenței proprii de vibrație a epruvetelor cu ajutorul fenomenului de rezonanță și apoi deducerea modulului de elasticitate dinamic Ed. (STAS 6652/1-82; Bălan S, Arcan M., 1965; James Instruments).

Metodele de rezonanță cu măsurarea frecvenței proprii se bazează pe punerea în vibrare a unei epruvete de formă prismatică și pe identificarea frecvenței proprii de vibrare, cu ajutorul fenomenului de rezonanță, realizat prin variația frecvenței excitației exterioare până la coincidența cu frecvența proprie de oscilația a epruvetei.

Principiul de funcționare a aparatului constă în introducerea piesei de examinat într- un fascicul de ultrasunete produs de un vibrator piezoelectric sau magnetostrictiv; varierea frecvenței acestora până când apare fenomenul de rezonanța; notarea frecvenței; varierea în continuare a frecvenței până la următoarea rezonanță. Cunoscând cele două frecvențe succesive, rezultă lungimea parcursă. Dacă această lungime corespunde cu grosimea piesei înseamnă că nu există defecte pe direcția în care s-au proiectat ultrasunetele.

METODA PRIN ȘOC

Metoda prin șoc se bazează pe punerea în vibrație a unei epruvete, a unui element sau a unei structuri cu ajutorul unui șoc de mică intensitate, și pe măsurarea perioadei sau frecvenței proprii de oscilație și eventual a decrementului logaritmic de amortizare a oscilațiilor epruvetei sau elementului, în vederea determinării calității betonului din element.

Șocul poate fie exercitat longitudinal, transversal centric sau transversal excentric, obținându-se frecvența proprie longitudinală de încovoiere sau de torsiune a epruvetei ori elementului, sau decrementului corespunzător.

METODE ELASTICE CU IMPULS ULTRASONIC

Metode elastice cu impuls ultrasonic se bazează pe măsurarea tipului sau vitezei de propagare și eventual a atenuării impulsurilor ultrasonice în beton. Undele transmise fiind afectate de discontinuitățile și neomogenitățile materialului. Defectul fiind înregistrat printr-o anulare sau atenuare a energiei transmise.

• Metoda tipului sau vitezei de propagare constă în producerea unor impulsuri alcătuite din oscilații neamortizate de frecvență relativ joasă (40…150 Hz), ce se aplică betonului cu ajutorul unui palpator – emițător simultan cu deschiderea bazei de timp și al căror timp sau viteză de propagare prin beton este determinată cu ajutorul unui palpator – receptor care aplică semnalul recepționat pentru încheierea bazei de timp.

METODA CAROTAJULUI SONIC

Metoda carotajului sonic se bazează pe glisarea în lungul unor canale circulare umplute cu apă a unor palpatori ultrasonici, cu polarizare radială, rezistenți la

imersie șipe măsurarea timpului de propagare și eventual a amplitudinii semnalului ultrasonic, după propagarea sa prin beton, între emițător și receptor, în vederea determinării calității betonului

METODA UNDELOR DE SUPRAFAȚĂ

Metoda undelor de suprafață se bazează pe măsurarea vitezei de fază a undelor de încovoiere excitate în plăci la diverse frecvențe, în vederea trasării curbei de dispersie corespunzătoare, curbă ce poate fi folosită ulterior la determinarea vitezei undelor de suprafață sau grosimii plăcii.

Metoda analizei spectrale a undelor de suprafață (SASW Spectral Analysis of Surface Waves) este utilizată mai ales la suprafețe cu o singură față vizibilă (pavaje, dale, drumuri etc.) fiind o variantă a metodei impact-ecou.

Metoda a fost dezvoltată în scopul determinării proprietăților elementelor de construcții realizate în straturi.

Principiul de funcționare constă în lovirea suprafeței și înregistrarea prin două receptoare, a vitezei undelor de suprafață și a lungimii de undă. Viteze mari corespund unui modul de elasticitate mare, deci a unei calități superioare a materialului.