Influenta apei de amestecare asupra betonului

Dupa cum bine stim, betonul este o roca artificiala folosita ca material de constructie cu un spectru extrem de larg. Pentru prepararea betonului se folosesc trei elemente: ciment, agregate si apa. Fiecare dintre acestea indeplinesc roluri foarte importante, in egala masura, iar cantitatile lor se stabilesc in funtie de betonul de care avem nevoie. Apa folosita in amestecul de beton putem spune ca indeplineste un dublu rol. Aceasta participa la reactiile de hidratare in urma carora se produce intarirea hidraulica si, tot apa, asigura lucrabilitatea necesara punerii in opera a betonului.

Maxim 30% din totalul cantitatii de apa introdus in amestecul de obtinere a betonului se consuma pentru hidratarea cimentului. Este necesara o cantitate de apa minima de 35% pentru a se asigura o lucrabilitate la limita. Din aceasta se deduce faptul ca betonul contine intodeauna un exces de apa, fata de cantitatea necesara pentru reactiile chimice de hidratare a cimentului. Acest exces de apa se elimina prin evaporare. In urma evaporarii apei din surplus se creeaza, in structura pietrei de ciment, porii capilari si porii de gel. Cu cat cantitatea de apa si cantitatea de ciment dintr-un beton este mai ridicat cu atat volumul acestor pori este mai mare. Din aceasta cauza, influenta apei de amestecare asupra caracteristicilor betonului se apreciaza nu ca factor independent, ci prin raportul apa-ciment (A/C).

Variatia raportului apa-ciment la pastrarea constanta a dozajului de ciment se realizeaza practic prin schimbarea cantitatii de apa.

Exista totusi posibilitatea mentinerii unei consistente constante, prin corelarea raportului apa-ciment cu dozajul de ciment, conform figurii de mai jos.

Rezistentele mecanice variaza invers proportional cu raportul apa-ciment. Aceasta dependenta constituie una din legile fundamentale ale betonului. Aceasta lege este cunoscuta sub denumirea de legea raportului apa-ciment. Relatia de inversa proportionalitate dintre rezistente si raportul apa-ciment se explica prin compactitatea diferita, prin volumul variabil de pori din structura betonului, care este o consecinta a cantitatii de apa utilizata la preparare.

René Féret a fost primul cercetator care a stabilit o relatie de dependenta intre rezistenta la compresiune si raportul apa-ciment. Acesta a pornit de la ipoteza ca rezistenta R_b este proportionala cu patratul compactitatii α. Compactitatea fiind in functie de raportul apa-ciment (A/C), conform ecuatiei:

• K este coeficient experimental;
• α - compactitatea betonului (α = V/V^'_a, unde V este volumul fazei solide a betonului, iar V^'_a volumul aparent).

Astfel, inca din 1898, René Féret a stabilit principiile ce duc la optimizarea compozitiei betonului si astfel sunt obtinute betoane de inalta calitate.

Féret a demonstrat prin cercetarile sale ca rezistenta betonului scade odata cu cresterea volumului de apa de amestec.

Cum spuneam mai inainte, daca cantitatea de apa de amestec este mai mare decat cea strict necesara pentru hidratarea cimentului, in urma evaporarii acesteia rezulta pori (goluri de aer). In urma porilor rezultati betonul va avea o anumita porozitate, ceea ce il face un beton slab. Prin urmare, cu cat cantitatea de apa de amestec este mai scazuta cu atat betonul rezultat este mai rezistent.