În timpul turnării unui perete din beton armat, cofrajul trebuie să reziste unor forțe importante, chiar înainte ca elementul să înceapă să capete rezistență. Betonul proaspăt exercită presiune asupra panourilor, iar aceasta se modifică în funcție de înălțimea de turnare, consistența amestecului și ritmul în care betonul este introdus în cofraj. Calcularea corectă a presiunii este esențială pentru alegerea echipamentelor, stabilirea vitezei de betonare și prevenirea deformărilor sau a cedării cofrajului.
Ce reprezintă presiunea betonului proaspăt?
Imediat după turnare, betonul are un comportament apropiat de cel al unui fluid, exercitând presiune laterală asupra pereților cofrajului. Aceasta crește odată cu adâncimea față de suprafața betonului proaspăt, motiv pentru care solicitările pot fi mai mari în partea inferioară a panourilor.
Pe măsură ce betonul începe să facă priză, comportamentul său se schimbă, iar distribuția presiunii poate deveni diferită de cea hidrostatică. Tocmai de aceea, înălțimea peretelui reprezintă doar unul dintre factorii care trebuie luați în calcul. Importantă este și presiunea, care se exprimă în kN/m², unitate echivalentă cu kPa, și reprezintă un criteriu important în proiectarea și verificarea cofrajelor.
Cum se calculează presiunea betonului?
Pentru o estimare simplificată se poate utiliza formula presiunii hidrostatice:
p = γ × h
Unde:
- p reprezintă presiunea exercitată de beton, exprimată în kN/m²;
- γ este greutatea volumică a betonului proaspăt, exprimată în kN/m³;
- h reprezintă adâncimea față de suprafața betonului, exprimată în metri.
De exemplu, pentru un beton cu greutatea volumică de aproximativ 24 kN/m³ și o înălțime de turnare de 3 metri, presiunea hidrostatică maximă la baza cofrajului ar fi de 72 kN/m². Acest calcul presupune însă că betonul exercită o presiune complet hidrostatică. Rezultatul este util ca reper, însă presiunea reală de proiectare trebuie determinată prin metode care țin cont de caracteristicile betonului și de condițiile de turnare.
Ce factori modifică presiunea în timpul betonării?
Viteza de turnare are o influență majoră. Dacă betonul este introdus rapid, nivelul său crește înainte ca straturile inferioare să înceapă să se rigidizeze suficient, ceea ce poate genera presiuni laterale mai mari.
Temperatura influențează, la rândul ei, timpul de priză. La temperaturi scăzute, întărirea betonului poate fi mai lentă, iar cofrajul poate rămâne solicitat pentru o perioadă mai lungă. Consistența amestecului, compoziția betonului, aditivii utilizați și modul de vibrare sunt alte aspecte care trebuie analizate. În special pentru betoanele autocompactante sau pentru amestecurile cu întărire întârziată, calculul presiunii necesită o atenție suplimentară.
Cum influențează presiunea alegerea sistemului de cofrare?
Sistemele de cofrare pentru pereți trebuie selectate astfel încât să poată prelua solicitările rezultate din turnare, în configurația prevăzută în proiect. De exemplu, sistemul RASTO are o presiune maximă admisă a betonului proaspăt de până la 60 kN/m², în timp ce MANTO poate ajunge la 80 kN/m², în funcție de configurație și de condițiile tehnice aplicabile.
Aceste valori trebuie corelate cu înălțimea elementului, dispunerea panourilor, numărul și poziția tiranților, îmbinările și celelalte componente ale ansamblului. Astfel, capacitatea sistemului nu poate fi evaluată exclusiv după rezistența panourilor, deoarece fiecare accesoriu contribuie la preluarea și transmiterea încărcărilor.
De ce calculul trebuie făcut înainte de începerea turnării?
Presiunea betonului trebuie analizată încă din etapa de proiectare a cofrajului, pentru ca planul de panotaj și condițiile de betonare să fie stabilite corespunzător, iar echipele din șantier trebuie să respecte atât configurația indicată de proiectant, cât și viteza maximă de turnare prevăzută.
Pentru sprijinirea acestor verificări, Hünnebeck pune la dispoziție inclusiv un calculator online pentru estimarea presiunii betonului proaspăt și a vitezei de betonare, bazat pe standardul german DIN 18218, dedicat determinării presiunii exercitate de betonul proaspăt asupra cofrajelor verticale. Deși DIN 18218 nu este un standard european armonizat, EN 12812, standardul european privind cerințele de performanță și proiectarea generală a eșafodajelor de susținere, admite utilizarea acestei metode, alături de alte metode de calcul. În lipsa unui standard european dedicat care să trateze la fel de specific acest calcul, DIN 18218 reprezintă o referință tehnică utilă.
