Protecció de l’armadura contra la corrosió
Segons els Eurocodis actuals, s’estableix un gruix mínim de la capa de recobriment de formigó (cnom). El gruix d’aquesta capa de formigó és la distància mínima de la superfície exterior de l’element de formigó armat fins a la primera armadura. En els elements lineals, és l’estrep, i en els elements superficials és l’armadura longitudinal inferior. La capa nominal de recobriment es defineix com: cnom = cmin + Δcdev
cmin és la capa de recobriment mínima prescrita, el valor de la qual depèn de les condicions d’adherència del formigó i de l’armadura, de les condicions ambientals, del recobriment de l’armadura, etc. Δcdev és el valor que representa la desviació en l’execució. En funció de la classe d’exposició de l’element de formigó armat existeixen diferents valors de la capa nominal de recobriment; habitualment oscil·la de 2,5 cm a 3,5 cm. Per als fonaments s’adopta que és 5cm.
Comportament del morter de ciment i del formigó davant l’escalfament i el refredament freqüents
La resistència del formigó fresc es pot incrementar ràpidament mitjançant un escalfament progressiu amb vapor o mantenint-lo en aigua escalfada gradualment, i després refredant-lo suaument. D’aquesta manera, després d’un procediment d’un dia s’obtenen resistències que, amb el procediment habitual, s’assoleixen al cap de diverses setmanes. El grau d’efecte depèn del ciment i del tipus d’àrid, mentre que, tanmateix, amb el formigó magre s’aconsegueixen resultats molt millors que amb el formigó gras.
En cas que els escalfaments i refredaments es facin dins de marges amplis, en l’element de formigó apareixeran tensions considerables si els escalfaments i refredaments es realitzen ràpidament. En un cas així, i especialment amb repetició freqüent, cal comptar amb l’aparició d’esquerdes que penetren de fora cap a l’interior i afecten les característiques mecàniques del formigó. En aquest sentit, els diversos ciments es comporten de manera diferent, per la qual cosa, amb vista a l’aplicació pràctica, es recomana una elecció acurada del ciment.
Permeabilitat tèrmica del formigó
El coeficient de conductivitat tèrmica del formigó depèn de les propietats de l’àrid i del ciment, de la quantitat de ciment, de la quantitat d’aigua de pastat, de la humitat del formigó, així com del nivell de temperatura. En assaigs amb lloses de 10 cm de gruix i de formigó fortament assecat, s’ha determinat que el coeficient de conductivitat tèrmica λ és de 1,163 W/mK a 10 oC, i amb lloses de formigó que ha estat en aigua arriba fins a 2,326 W/mK. Les lloses més gruixudes donaven coeficients de conductivitat tèrmica més alts; el valor màxim era de 2,38 W/mK.
Expansió del formigó per la calor
L’expansió depèn en gran mesura de l’àrid, després de la humitat del formigó i també del ciment mateix. Els valors límit fins ara coneguts, a 0 fins a 40 oC, són d’aproximadament 6 fins a 13*10-6 m/m per cada grau.
Resistència a la càrrega repetida
1. Resistència a compressió per fatiga. El concepte de resistència per fatiga s’utilitza aquí en un sentit general; per a l’aplicació tècnica cal indicar sempre les resistències a fatiga (compressió, tracció, compressió i tracció alternes, flexió, tall, tall pur, vinclament) així com el mode de càrrega (només estàtica, només cíclica, parcialment estàtica i parcialment variable).
Resistència a compressió per fatiga deguda a càrrega constant: cal esperar que la resistència a la càrrega prolongada sigui com a mínim de ¾ de la resistència que es produeix en l’assaig ordinari a compressió.
Resistència a compressió per fatiga a causa de càrregues freqüents (resistència dinàmica bàsica): s’ha comprovat que la resistència dinàmica bàsica a compressió de pilars de formigó de composicions diverses, i especialment amb diferents quantitats de ciment i granulometries diferents, és com a mínim 0,5 de la resistència de prisma sota càrrega ordinària fins a la ruptura. En aquest cas es van aplicar 260 cicles de càrrega per minut; el nombre total de cicles per als quals es determinava aquesta resistència dinàmica bàsica va ser de dos milions. Amb l’augment del nombre de cicles per minut (es va assajar amb 10 a 450 cicles per minut), va augmentar també el nombre de repeticions que conduïa a la ruptura.
Resistència a compressió per fatiga sota l’acció simultània de càrregues estàtiques i repetides: Quan a les càrregues repetides s’hi afegien càrregues estàtiques, en augmentar aquestes últimes disminuïen els valors de les amplituds de les càrregues repetides, que normalment es repetien dos milions de vegades. Per exemple, la fig. 1 mostra que les amplituds de les càrregues repetides S eren:
- amb càrrega tranquil·la per a σu = 6 kg/cm2 S = 109 kg/cm2
- per a càrrega tranquil·la per a σu = 118 kg/cm2 S = 39 kg/cm2
- per a càrrega estàtica per a σu = 157 kg/cm2 S = 8 kg/cm2
Fig. 1
Fig. 2
2. Resistència a flexió del formigó sota fatiga. Els assaigs mostrats a la fig. 2 per a bigues mantingudes permanentment en estat humit van demostrar, sota una càrrega dinàmica bàsica, que la resistència a flexió sota fatiga és de 28 kg/cm2, mentre que la resistència a flexió ordinària era de 53 kg/cm2, cosa que correspon a una relació de 0,53.
Formigó lleuger
El formigó lleuger (formigó amb pes per sota de 18 kN/m3) s’obté amb l’ús d’àrids lleugers i porosos com ara: pedra tosca, escòria d’alt forn, escòria de caldera; a més, amb l’ús de morters de sorra i farina naturals o artificials amb additius que, en preparar el morter, alliberen gasos (formigó gasificat) o provoquen escumació al morter (formigó escumat).
El formigó lleuger, entre altres coses, s’utilitza molt per fabricar blocs de fàbrica i plaques de pedra tosca per a parets i cobertes; en estat sec és un mal conductor de la calor; la resistència és moderada, però s’ajusta fàcilment, de manera que es poden fabricar amb seguretat blocs lleugers per a murs de càrrega d’edificis d’habitatges.
Com a mitjà per provocar gasos en el formigó cel·lular s’utilitza pols d’alumini. En funció de la quantitat d’impureses, així com d’altres condicions, s’obté un material més o menys porós, amb un pes en estat sec d’uns 3 kN/m3 i superior.
1. Pes volumètric del formigó lleuger. Amb pedra tosca natural es poden garantir pesos volumètrics — entenent-ho en estat assecat a 105 oC — a partir de 7 kN/m3 cap amunt, amb resistències a compressió de 2 MPa. El pes volumètric que es pot esperar és aproximadament la suma de l’agregat i del ciment en estat apilat. El formigó cel·lular amb pesos volumètrics superiors a 8 kN/m3 és, per regla general, tècnicament inadequat.
2. Resistència a compressió del formigó lleuger. Per al formigó abocat es poden obtenir sense mesures especials resistències de 8 M Pa, i amb grava fins i tot de fins a 12 M Pa. Calen assaigs continus d’idoneïtat. El formigó porós (formigó cel·lular i formigó espumós) només és adequat per a murs portants després de l’enduriment sota pressió de vapor. Amb matèries primeres adequades es poden garantir densitats aparents de 6 kN/m3 i resistències a compressió de 5 M Pa.
3. Resistència a flexió del formigó lleuger. La relació entre la resistència a flexió i a compressió s’ha mostrat, dins dels límits de les necessitats pràctiques, relativament gran, i a mesura que augmenten les resistències aquesta relació disminueix.
4. Grau de contracció del formigó lleuger. El grau de contracció depèn principalment de l’elasticitat de l’agregat, així com de la quantitat de la composició del ciment endurit; la contracció del formigó lleuger és més gran que la del formigó de grava. El formigó de runa de maó va mostrar durant un any un grau total de contracció d’aproximadament 0,65 mm/m. Els elements lliurats recentment de pedra tosca natural, en 14 m mesos, es van escurçar aproximadament 0,8 mm/m. Les mostres de formigó cel·lular i de formigó escumós que van endurir a l’aire van mostrar contraccions encara molt més grans, fins i tot superiors a 2 mm/m. No s’ha d’oblidar que qualsevol formigó, quan s’humiteja amb la pluja i la neu fosa, s’infla, i en assecar-se posteriorment es torna a contreure.
Fig. 3
5. Coeficient de conductivitat tèrmica. El coef. de conductivitat tèrmica disminueix amb el pes volumètric i, mantenint la resta de condicions iguals, es fa tant més petit com més reduïts i més uniformement repartits són els seus porus d’aire. Per a formigó en massa assecat a l’aire era (λ = 0,4625 per a 9 kN/m3; λ = 0,58 – 0,7 per a 12 kN/m3; λ = 0,81 – 1,05 per a 16 kN/m3). Per a formigó cel·lular assecat a l’aire, les dades les dona la fig. 3.
NOTA:
- 0,1 kcal/mhoC = 0,1163 W/mK
- 0,1 kg/dm3 = 100 kg/m3 = 1 kN/m3