Proprietatile zidariilor

PROPRIETATILE ZIDARIILOR

I. Proprietatile mecanice ale zidariei

1. DEFINITII

1.1. Tipuri de elemente pentru zidarie

Pentru executarea zidariilor se pot utiliza orice elemente pentru zidarie corespunzatoare normelor europene asimilate in Romania (SR EN) :

elemente pentru zidarie ceramice - document normativ de referinta SR EN 771-1;

elemente pentru zidarie din silico-calcar - document normativ de referinta SR EN 771-2;

elemente pentru zidarie din beton (cu agregate obisnuite sau usoare) - document normativ de referinta SR EN 771-3;

elemente pentru zidarie din BCA - document normativ de referinta SR EN 771-4;

elemente pentru zidarie din piatra artificiala - document normativ de referinta SR EN 771-5;

elemente pentru zidarie din piatra cioplita - document normativ de referinta SR EN 771-6;

Elementele pentru zidarie produse in mod curent in Romania se incadreaza in standardele de referinta mentionate dupa cum urmeaza:

caramizi ceramice pline document normativ de referinta SR EN 771-1

elemente HD: element de argila arsa cu densitate aparenta, in stare uscata, mare > 1000 Kg/m³, utilizat pentru zidarii neprotejate si protejate        (exemplu: 240 x 115 x 63 mm);

caramizi si blocuri ceramice cu goluri verticale document normativ de referinta SR EN 771-1

elemente HD element de argila arsa cu densitate aparenta, in stare uscata, mare > 1000 Kg/m³, utilizat pentru zidarii neprotejate si protejate  (exemple: 240 x 115 x 88, 240 x 115 x 138, 290 x 140 x 88, 290 x 140 x 138, 290 x 240 x 138, 290 x 240 x 188, 365 x 180 x 138)

elemente LD element de argila arsa cu densitate aparenta, in stare uscata, mica < 1000 Kg/m³, utilizat pentru zidarii protejate;

elemente pentru zidarie din beton cu agregate obisnuite (grele)(document normativ de referinta C14/1-94) (exemplu : 240 x 290 x 138);

elemente pentru zidarie din beton cu agregate usoare (document normativ de referinta SR EN 771-3 Elemente pentru zidarie din beton cu agregate usoare);

elemente pentru zidarie din beton celular autoclavizat (document normativ de referinta SR EN 771-4 Elemente pentru zidarie din beton autoclavizat);

(exemple: 240 x 300 x 600, 200 x 240 x 600, 150 x 300 x 600

elemente pentru zidarie din piatra naturala cioplita prelucrata (document normativ de referinta SR EN 771-6 Elemente pentru zidarie din piatra naturala).

1.2. Gruparea elementelor pentru zidarie

Gruparea in functie de nivelul de incredere al proprietatilor mecanice

Elementele pentru zidarie se clasifica in doua clase, in functie de probabilitatea de nerealizare a rezistentei la compresiune specificata de producator,.

a). Gruparea in functie de caracteristicile geometrice

Elementele pentru zidarie se grupeaza in functie de valorile urmatorilor parametri geometrici:

volumul golurilor (% din volumul brut);

volumul fiecarui gol (% din volumul brut);

grosimea minima a peretilor interiori si exteriori (mm);

grosimea cumulata a peretilor interiori si exteriori pe fiecare directie (% din dimensiunea elementului pe directia respectiva). luand ca document normativ de referinta EN 1996-1-1-1 (EC6)

Gruparea elementelor pentru zidarie in functie de caracteristicile geometrice se utilizeaza pentru:

• determinarea rezistentei la compresiune a zidariei;
• stabilirea domeniului si conditiilor de utilizare pentru elementele respective conform Codului P100-1/2006, CR6-2006.

Elementele pentru zidarie mentionate se incadreaza in grupe,(in functie de caracteristicile geometrice mentionate), dupa cum urmeaza:

Grupa 1

• caramizi ceramice pline 240 x 115 x 63 , document normativ de referinta SR EN 771-1;
• caramizi ceramice cu goluri rotunde de uscare, document normativ de referinta SR EN 771-1;
• blocuri cu goluri din beton usor cu volumul golurilor 25% , document normativ de referinta SR EN 771-4.
• blocuri pline din beton celular autoclavizat, document normativ de referinta SR EN 771-4.

Grupa 2

• caramizi ceramice pline cu goluri dreptunghiulare de uscare, document normativ de referinta SR EN 771-1;
• caramizi si blocuri ceramice cu goluri verticale, document normativ de referinta SR EN 771-1;
• blocuri cu goluri din beton usor cu volumul golurilor cuprins intre 25% 50% , document normativ de referinta SR EN 771-4;
• blocuri cu goluri din beton obisnuit cu volumul golurilor cuprins intre 25% 50% , document normativ de referinta SR EN 771-3.

Elementele pentru zidarie cu goluri verticale incadrate avand ca document de referinta EN 1996-1-1-1 in grupa 2, pot fi folosite, in conditiile de proiectare si de executie stabilite prin CR6-2006 si prin Codul P100-1/2006, numai daca respecta urmatoarele cerinte geometrice:

• volumul golurilor 50% din volumul total;
• grosimea peretilor exteriori t_e 15 mm sau 11 mm t_e < 15 mm(grupa 2S);
• grosimea peretilor interiori t_i 10 mm sau 6 mm t_i <10 mm (grupa 2S);
• peretii verticali interiori sunt realizati continuu pe toata lungimea elementului.

(Blocurile ceramice cu goluri verticale de tip POROTHERM fac parte din grupa 2S-fara sa indeplineasca ultima cerinta pe ambele directii ale blocului.)

b). Gruparea in functie de profilatia exterioara a elementului

Din punct de vedere al profilului fetelor exterioare, elementele pentru zidarie folosite in mod curent in Romania, se clasifica dupa cum urmeaza:

• elemente cu toate fetele plane (fara amprente sau profilatie; cu/fara cavitate interioara de prindere);
• elemente cu locas de mortar;
• elemente cu locas de mortar si amprente suplimentare pentru mortar;
• elemente cu profilatie 'nut si feder'-nu se utilizeaza in elemente portante.

2. Rezistenta la compresiune a elementelor (blocurilor) pentru zidarie

Rezistenta la compresiune a elementelor pentru zidarie, utilizata pentru determinarea rezistentelor de proiectare la compresiune si forfecare, va fi rezistenta la compresiune standardizata, f_b

f_b=f_medxd

unde d=0.811.12, in functie de dimensiunile blocurilor de zidarie.

Rezistenta la compresiune a elementelor pentru zidarie este definita prin doua valori, dupa pozitia fortei de compresiune in raport cu fata de pozare:

• normal pe fata de pozare f_b;
• paralel cu fata de pozare in planul peretelui f_bh (compresiune pe capete).

Zidaria cu rosturi verticale umplute partial sau neumplute si zidaria cu rosturi intrerupte (cu mortarul aplicat numai pe peretii exteriori ai elementelor pentru zidarie cu goluri verticale) nu poate fi folosita in prezent in Romania deoarece lipsesc date suficient de sigure privind comportarea acestora la actiunea seismica.

Zidaria cu rosturi verticale tip 'nut si feder/lamba si uluc', indiferent de tipul si dimensiunile elementelor pentru zidarie, va fi utilizata numai pentru elemente nestructurale, si numai in conformitate cu prevederile din CodCR6-2006 si din Codul P100-1/2006.

2.1. Rezistenta la compresiune a zidariei

2.1.1. Rezistenta caracteristica la compresiune a zidariei

Rezistenta caracteristica la compresiune a zidariei, f_k, pe directie normala rosturilor orizontale se determina cu relatia:

unde:

K=0.450.50 - constanta care depinde de tipul elementului pentru zidarie si de tipul mortarului;

f_b= f_med d - rezistenta la compresiune standardizata a elementului pentru zidarie, pe directia normala pe rosturile orizontale, in N/mm² definita luand ca document normativ de referinta  SR EN 771-1

f_m - rezistenta medie la compresiune a mortarului, in N/mm²;

Formula poate fi folosita pentru determinarea rezistentei caracteristice la compresiune a zidariei numai daca sunt satisfacute toate conditiile specificate in continuare:

rezistenta elementului pentru zidarie f_b 75 N/mm² ;

rezistenta mortarului satisface conditiile f_m 20 N/mm² si f_m 2f_b ;

zidaria este alcatuita in conformitate cu prevederile din Cod CR6-2006;

coeficientul de variatie a rezistentei elementelor pentru zidarie este

toate rosturile zidariei sunt umplute cu mortar;

grosimea zidariei este egala cu latimea sau lungimea elementului pentru zidarie, astfel incat nu exista rost de mortar paralel cu fata peretelui pe toata lungimea acestuia sau pe orice portiune din perete (figura a.); in cazul in care exista rost de mortar paralel cu fata peretelui (figura b.) valoarea rezultata din relatia se reduce cu 20%.

Referat: Evaluarea competentei antreprenoriale Referat: Prezentarea Fondurilor Europene

Alcatuirea zidariei

(a) Fara rost de mortar paralel cu planul peretelui (b) Cu rost de mortar paralel cu planul peretelui

Rezistenta caracteristica la compresiune (f_k in N/mm²) a zidariilor cu caramizi pline din argila arsa 240 x 115 x 63 mm , de ex.

Rezistenta caracteristica la compresiune, pe directie paralela cu rosturile orizontale, poate fi determinata deasemeni cu relatia prezentata in care:

• f_bh rezistenta la compresiune standardizata a elementului pentru zidarie pe directie paralela cu rostul orizontal;
• factorul de transformare d din tabel. va fi luat
• pentru elementele pentru zidarie din grupa 2, coeficientul K va fi  multiplicat cu 0,5;
• pentru elementele pentru zidarie din grupa 2S coeficientul K va fi multiplicat cu 0.4.

2.1.2. Rezistenta de proiectare ( de calcul) la compresiune a zidariei

Rezistenta unitara de proiectare la compresiune a zidariei se va determina cu relatia

unde:

• m_z =0.751.25(2.0 la calc. in faza de executie)- coeficientul conditiilor de lucru,
• f_k - rezistenta caracteristica la compresiune a zidariei
• g_M - coeficientul de siguranta al materialului, in consecinta conditiilor de control al calitati productiei de materiale(elemente/mortar) si a executiei.

2.2. Rezistenta zidariei la forfecare in rost orizontal

2.2.1. Rezistenta unitara caracteristica a zidariei la forfecare in rost orizontal

Rezistenta unitara caracteristica initiala la forfecare a zidariei - f_vk0, in N/mm², vor fi luate din preluat din documentul normativ de referinta SR EN 1996-1-1.)

Rezistenta unitara caracteristica initiala la forfecare a zidariei (f_vk0) in N/mm²

Rezistenta unitara caracteristica la forfecare a zidariei, f_vk, realizata cu mortar pentru zidarie pentru utilizare generala (G), cu toate rosturile umplute, se va lua egala cu cea mai mica dintre valorile:

i . Pentru elemente pentru zidarie din grupa 1

f_vk= f_vk0+0,4 s_d

f_vk= (0,034 f_b+0.14 s_d

ii . Pentru elemente pentru zidarie din grupa 2

f_vk= f_vk0+0,4 s_d

f_vk= 0,9 (0,034 f_b+0,14 s_d

unde:

• f_vk0 - rezistenta unitara caracteristica initiala la forfecare, conform tabelului 4.3;
• s_d efortul unitar de compresiune perpendicular pe planul de forfecare in peretele de zidarie, in sectiunea considerata, corespunzator incarcarilor de proiectare;

f_b -   rezistenta standardizata la compresiune a elementelor pentru zidarie.

2.2.2. Rezistenta de proiectare (de calcul) a zidariei la forfecare in rost orizontal

Rezistenta unitara de proiectare a zidariei la forfecare in rost orizontal, f_vd, se va calcula cu formula:

in care:

• coeficientul de siguranta pentru material g_M se va lua la fel ca si la solicitarea de compresiune.;
• coeficientul conditiilor de lucru m_z se va lua la fel ca si la solicitarea de compresiune.;

2.3. Rezistenta unitara la intindere din incovoiere perpendicular pe planul zidariei

In cazul solicitarii la incovoiere, produsa de forte perpendiculare pe planul zidariei, vor fi luate in considerare rezistentele corespunzatoare urmatoarelor situatii de rupere:

• rezistenta la incovoiere dupa un plan de rupere paralel cu rosturile orizontale, f_x1;
• rezistenta la incovoiere dupa un plan de rupere perpendicular pe rosturile orizontale, f_x2.

Ruperea zidariei incovoiate perpendicular pe planul peretelui

(a) Plan de rupere paralel     (b) Plan de rupere perpendicular

cu rosturile orizontale, f_x1                 pe rosturile orizontale, f_x2

2.3.1. Rezistentele unitare caracteristice la intindere din incovoiere perpendicular pe planul zidariei

In cazul in care nu sunt disponibile date experimentale valorile rezistentelor unitare caracteristice la incovoiere ale zidariei, cu toate rosturile complet umplute, realizata cu mortar pentru zidarie pentru utilizare generala (G), f_xk1 si f_xk2, in N/mm², se vor lua din tabele.

Rezistente unitare caracteristice la incovoiere perpendicular pe planul zidariei

^* Mortarul M10 nu se foloseste pentru elemente cu f_med = 5 N/mm² si pentru elemente din BCA

In cazul zidariilor cu rosturi verticale de tip 'nut si feder',(lamba si uluc) rezistentele caracteristice la incovoiere f_xk1 si f_xk2 vor fi declarate de producator.

2.3.2. Rezistentele unitare de proiectare la intindere din incovoiere perpendicular pe planul zidariei

Rezistentele de proiectare la intindere din incovoiere, perpendicular pe planul peretelui ale zidariei se vor calcula cu formulele:

     

in care

• coeficientul de siguranta pentru material, g_M , se va lua la fel ca si la solicitarea de compresiune.;
• coeficientul conditiilor de lucru, m_z, se va lua la fel ca si la solicitarea de compresiune.;

II. Proprietati de deformabilitate ale zidariei.

1. Relatia efort unitar - deformatie specifica (s e

Pentru calculul rezistentei sectiunilor elementelor structurale si nestructurale din zidarie, se foloseste o lege (relatia efort unitar - deformatie specifica) de tip elasto-plastic cu ductilitate limitata si fara rezistenta la intindere, care poate avea una dintre urmatoarele forme:

liniar - parabolica;

parabolic - dreptunghiulara;

dreptunghiulara.

Aceasta diagrama rezulta din comportarea cvasi-elastica a blocului de zidarie respectiv pronuntat plastica a mortarului.

Relatia efort-deformatie pentru zidaria solicitata la compresiune axiala

Pentru simplificarea relatiilor de calcul, in Codul CR6 se foloseste relatia s e de forma dreptunghiulara

2. Modulul de elasticitate al zidariei

2.1. Modulul de elasticitate longitudinal

Pentru calculul deformatiilor longitudinale ale elementelor structurale si nestructurale din zidarie simpla se folosesc, in functie de situatia de proiectare respectiva, urmatoarele valori ale modulului de elasticitate longitudinal:

• modulul de elasticitate secant de scurta durata, E_z;
• modulul de elasticitate de lunga durata, E_z,ld.

Modulul de elasticitate secant de scurta durata E_z.

E_z.=α f_k

unde "" este caracteristica de elasticitate a zidarie, cu valori intre 4001000.

ZIDARIA NEARMATA-SIMPLA

Modulul de elasticitate secant de scurta durata al zidariei nearmate, simple, ZNA (E_z), va fi luat din tabel, in functie de rezistenta caracteristica a zidariei la compresiune f_k.

Valorile modulului de elasticitate secant de scurta durata al zidariei (E_z)

ZIDARIE ARMATA-ZA

In cazul zidariei simple cu armaturi in rosturile orizontale valorile E_z stabilite ca mai sus vor fi majorate cu 10%.

ZIDARIA CONFINATA-ZC

Modulul de elasticitate echivalent de scurta durata al zidariei confinate (ZC) si al zidariei cu inima armata (ZIA) se va calcula cu relatia

 

unde

E_z si E_b - modulii de elasticitate longitudinali ai zidariei si betonului;

I_z si I_b   - momentele de inertie ale sectiunilor de zidarie si de beton,

calculate in raport cu axele principale de inertie ale peretelui.

ZIDARIA CONFINATA si ARMATA

In cazul zidariei confinate si cu armaturi in rosturile orizontale (ZC+AR), valorile date de relatie se vor majora cu 10%.

Modulul de elasticitate de lunga durata E_z,ld

Se va determina din valoarea modulului secant de scurta durata E_z , redusa conform relatiei ( ), pentru a tine cont de efectele curgerii lente,:

unde

F coeficientul final de curgere lenta dat in tabele

Comportarea sub sarcini de lunga durata depinde de marimea efortului de compresiune pe sectiunea elementului.

s < sel

s > sel

Modulul de elasticitate transversal

Modulul de elasticitate transversal, G_z, pentru zidaria nearmata, cu elemente pentru zidarie din toate grupele (1, 2, 2S),  se determina cu relatia:

G_z = 0.4 E_z

unde

E_z - modulul de elasticitate secant de scurta durata, cu valorile corespunzatoare situatiei de proiectare respective.

In lipsa unor date mai exacte, stabilite prin incercari, modulul de deformatie transversala echivalent pentru peretii de zidarie confinata (ZC) se va calcula cu relatia:

G_ZC(ZIA) = 0,40 E_ZC(ZIA)

III. Proprietatile fizice ale zidariei

Urmatoarele proprietati fizice ale zidariei sunt relevante pentru comportarea zidariilor:

curgerea lenta;

variatiile de volum datorate modificarilor umiditatii;

dilatarea termica.

Valorile de proiectare ale acestor proprietati trebuie sa fie determinate prin incercari.

In absenta unor date mai exacte, valorile de proiectare respective vor fi luate, orientativ, in limitele indicate in tabele.

Valorile principalelor proprietati fizice ale zidariei

IV. Durabilitatea zidariei

1.Generalitati

Cladirile din zidarie vor fi proiectate astfel incat sa aiba durabilitatea necesara pentru a fi utilizate in conformitate cu cerintele si cu durata de exploatare stabilite prin tema de proiectare, in conditiile specifice ale mediului inconjurator.

1.1. Clasificarea conditiilor de mediu inconjurator

Conditii de microclimat de expunere

La proiectarea cladirilor din zidarie vor fi luate in considerare conditiile de microclimat la care va fi expusa zidaria in timpul exploatarii.

Pentru stabilirea conditiilor de microclimat de expunere ale zidariei, se va tine seama si de:

efectul finisajelor si al placajelor de protectie;

modul in care detaliile de finisaj impiedica mentinerea/acumularea apei pe fatade.

Conditiile de microclimat de expunere a zidariei terminate se incadreaza in clase de expunere, definite dupa cum urmeaza:

MX1 - mediu ambiant uscat;

MX2 - expus la umiditate sau umezire;

MX3 - expus la umezire cu cicluri de inghet-dezghet;

MX4 - expus la aer saturat de sare, apa de mare sau alte ape cu saruri;

MX5 - mediu ambiant chimic agresiv;

Pentru determinarea clasei de expunere se vor lua in considerare:

factorii climatici specifici ai amplasamentului:

ploaia si zapada;

actiunea simultana a vantului cu ploaia;

variatiile de temperatura;

variatiile umiditatii

severitatea expunerii la umezire;

expunerea la cicluri inghet/dezghet;

prezenta compusilor/substantelor chimice care, in contact cu apa, pot conduce la reactii care afecteaza integritatea zidariei.

1.2. Durabilitatea componentelor zidariei

Elemente pentru zidarie

Elementele pentru zidarie vor fi suficient de durabile pentru a rezista, in conditiile relevante de expunere, pe toata durata de exploatare proiectata a cladirii.

In cazul zidariilor aparente se vor respecta prevederile documentului normativ de referinta SR EN 771-1 privind conditiile de folosire a elementelor pentru zidarie in functie de densitatea acestora.

Mortar

Mortarul pentru zidarie va fi suficient de durabil pentru a rezista, in conditiile relevante de microclimat de expunere, pe toata durata de exploatare proiectata a cladirii si nu va contine componenti care pot avea efect daunator asupra proprietatilor sau durabilitatii mortarului, otelului sau altor materiale cu care se afla in contact.

Otel pentru armaturi

Otelul pentru armaturi, inglobat in beton sau in mortar, va fi suficient de durabil, astfel ca, atunci cand este pus in opera in conditiile prevazute la capitolul 8, sa reziste la conditiile locale de expunere pe toata durata de exploatare proiectata a cladirii.

Pentru asigurarea durabilitatii se va folosi otel pentru beton armat (otel carbon), protejat prin masurile date in continuare, sau otel rezistent la coroziune.

Pentru clasa de expunere MX1, otelul poate fi neprotejat (cu exceptia zidariei de placaj).

Pentru clasele de expunere MX2 si MX3, protectia otelului se poate realiza prin:

inglobare in mortar sau beton;

galvanizare;

acoperire cu rasini epoxidice;

sau printr-o combinatie a acestor procedee.

Protectia armaturilor prin inglobare in mortar trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:

tipul si marca minima a mortarului vor fi:

mortar de ciment-var M5 -  pentru incaperi cu umiditate relativa interioara permanenta a aerului

mortar de ciment cu adaos de plastifianti M10 - pentru incaperi cu umiditate relativa interioara permanenta a aerului > 60%;

acoperirea laterala cu mortar a barelor dispuse in rosturile orizontale va fi       20 mm la peretii care se tencuiesc ulterior si 35 mm la peretii care raman netencuiti; grosimea stratului de protectie va fi sporita pana la 45 mm in cazul peretilor care trebuie sa ramana netencuiti (zidarie aparenta sau de placaj), in conditiile de expunere MX4 si MX5;

zidaria va fi tencuita cu mortar M2.5.

Protectia armaturilor din elementele de confinare prin inglobare in beton se asigura prin prevederea in proiecte a unui strat de acoperire minim a carui grosime va corespunde cerintelor din documentul normativ de referinta STAS 10107/0-90, Art.6.1.

(7) Protectia prin galvanizare se va realiza cu o acoperire de zinc de minimum

900 g/ m² sau cu o acoperire de zinc de minimum 60 g/m² completata cu o acoperire cu rasina epoxidica cu grosime medie recomandata 100 mm.

NOTA: Otelul va fi galvanizat dupa fasonare.

Durabilitatea betoanelor

Pentru betoanele care intra in alcatuirea cladirilor de zidarie se vor avea in vedere prevederile generale referitoare la durabilitate prezentate in documentul normativ de referinta STAS 10107/0-90 NE 012-99 si masurile specifice din prezentul Cod.

Straturi de rupere a capilaritatii-hidroizolatii

Straturile pentru ruperea capilaritatii vor avea durabilitatea corespunzatoare tipului de cladire la care se utilizeaza si conditiilor de mediu respective; ele vor fi alcatuite din materiale care sa nu poata fi strapunse la utilizare si vor fi capabile sa reziste la eforturile mecanice fara sa favorizeze producerea condensului.

Straturile pentru ruperea capilaritatii pot fi realizate din :

materiale plastice;

tencuieli hidrofuge.

Elemente de legatura pentru pereti

Elementele de legatura pentru pereti si prinderile lor vor fi capabile sa reziste la actiunea relevanta a mediului inconjurator si la miscarile relative intre straturi. Ele vor avea rezistenta la coroziune corespunzatoare mediului in care sunt utilizate.

Elementele de ancorare ale placajelor din zidarie sau ale stratului exterior al fatadelor ventilate (cu gol de aer) vor fi executate din otel inoxidabil.

Eclise, scoabe si corniere

Eclisele, ancorele, scoabele si cornierele inglobate in zidarie vor avea rezistenta la coroziune corespunzatoare conditiilor de mediu in care sunt utilizate. Protectia acestora se va realiza cu orice procedeu recunoscut in practica curenta pentru conditii de mediu similare.

Durabilitatea zidariei aflata sub nivelul terenului

Zidaria aflata sub nivelul terenului va fi proiectata astfel incat sa nu fie afectata defavorabil de conditiile terenului sau va fi protejata in mod corespunzator.

In acest scop:

se vor lua masuri pentru a proteja zidaria de efectele umezelii provenite din  contactul cu pamantul, mai ales impotriva propagarii umiditatii prin capilaritate;

in cazul in care, prin studiul geotehnic efectuat pe amplasament, se constata ca terenul contine substante chimice care pot afecta integritatea si durabilitatea zidariei, aceasta va fi proiectata din materiale rezistente la aceste substante sau va fi protejata corespunzator (de exemplu, cu tencuieli rezistente la actiunile chimice respective).