«

»

IPSOS ARMAT (I). Proprietati. Utilizari

Share

gips copyConstructiile sunt domeniul ce a solicitat mereu materiale care sa corespunda exigentelor esentiale ale utilizatorilor, cum sunt rezistenta si stabilitatea mecanica, protectia la foc, izolarea ter­mica si fonica etc. Asa a aparut necesitatea conceperii de materiale noi, care sa sa­tisfaca, simultan, cerinte majore diferite, cerinte pe care materialele clasice nu le puteau asigura, de exemplu: rezistenta mecanica si siguranta maxima la foc. A fost motivul care a determinat cresterea pe plan mondial a consumului de pro­duse pe baza de ipsos armat mai ales la sistemele interioare usoare, cerinta impusa si de consumul redus de energie necesar la fabricatia sa.

Materialul compozit – ipsos armat – este un amestec heterogen a doua sau mai multe faze omogene, reunite prin aderenta reciproca. Aceste materi­ale, constituite din matrici armate cu fibre diverse, ofera proprietati mecanice si fizice performante, determinate, in special, de densitatea mica si de rezistenta ridicata la incovoiere si impact.

Inglobarea fibrelor intr-o matrice conduce la marirea rezistentei la intindere a compozitului. Proprie­ta­tile matricii sunt complementare cu cele ale fibrelor; astfel, rigiditatea matricii este completata de rezis­tenta fibrelor, rezultand un compozit cu rezistenta sporita la intindere.

Mecanismele care determina ener­gia necesara ruperii materialu­lui compozit sunt: frecarea si deformatia diferentiata dintre fibre si matrice, dar si formarea fisurilor secundare. Aceste mecanisme disipatoare de energie depind de: pro­centul de armare, lungimea si diametrul fibrelor.

Studiul proprietatilor materialelor compozite, realizate dintr-o matrice casanta armata cu fibre elastice (in particular matricea din ipsos armata cu fibre de sticla), releva mecanismul comportarii compozitelor fibrate cu armare discontinua.

La solicitari exterioare, in interi­orul materialului compozit se pro­duce un transfer de eforturi dinspre matrice spre fibre. In consecinta, materialul compozit poate prelua eforturi de intindere.

Analiza fenomenului de cedare sub incarcare a materialului com­pozit armat cu fibre discontinui con­duce la stabilirea limitei pentru lungimea fibrelor inglobate.

Dezvoltarea fisurilor in materi­alele compozite fibrate cu armare dispersa este in corelatie cu meca­nisme de absorbtie a energiei: smul­gerea fibrelor si fisurarea multipla transfera efortul de la matricea fisurata la fibre.

In studiul ipsosului armat – mate­rial compozit – se pune accent pe imbunatatirea proprietatilor matricii, in sensul unei conlucrari superioare cu armatura fibroasa.

Proprietatile mecanice ale ipso­sului armat sunt influentate de den­sitate, care, la randul ei, depinde in mod direct de raportul apa – ipsos. Higroscopicitatea ipsosului se mani­festa proportional cu cresterea umi­ditatii relative a aerului, con­ducand la micsorarea rezistentelor mecanice.

Pentru stabilirea exacta a tipului de priza a ipsosului se utilizeaza procedee care imbina actiunea mecanica asupra pastei proaspete cu indicarea optica a consistentei caracteristice fiecarui moment al evolutiei fenomenului de priza.

Hidrofugarea matricii de ipsos se poate obtine prin: acoperirea super­ficiala, adaugarea de substante hidrofobizante in compozitie, com­bi­narea cu lianti hidraulici.

Matricea ipsosului armat poseda particularitati specifice, ca urmare a apartenentei la sistemul sulfatului de calciu.

Solutiile de imbunatatire a pro­prietatilor pastei proaspete de ipsos au scopul de a controla timpul de punere in opera, cat si comportarea favorabila a matricii intarite in me­diul umed. Interferentele propri­e­tatilor matricii cu cele ale fibrelor necesita cunoasterea, in detaliu, a parame­trilor fizico-chimici specifici acestor componenti.

Matricea ipsosului armat poate fi ipsosul natural sau artificial. Gradul de puritate al rocii de gips si forma granulelor influenteaza semnificativ structura cristalina si reactivitatea tipurilor de ipsos obtinute.

Tipurile de ipsos a si b, cu propri­etati diferite, sunt influentate de para­metrii tehnologici de deshi­dratare a rocii de gips, de tempera­tura si pre­siunea vaporilor de apa. Parametri de fabricatie dirijeaza si timpul de priza al ipsosului. Caracteristicile matricii sunt dependente, in timpul procesului de punere in opera, de viteza si intensitatea deru­larii proce­sului de hidratare.

Proprietatile armaturii sunt com­plementare matricii, conlucrand efi­cient pentru transmiterea eforturilor dinspre matrice spre fibre. Fibrele de sticla prezinta interes datorita caracteristicilor tehnice si econo­mice atractive. Tehnologia de fabri­catie a fibrelor de sticla permite obtinerea de semifabricate eficiente (tesaturi, maturi, roving) ca material de armare a compozitelor pe baza de lianti anorganici si organici.

Proprietatile mecanice ale ipso­sului armat se afla sub directa influ­enta a factorilor ce afecteaza con­lu­crarea intre fibre si matrice: raportul apa-ipsos, lungimea fibrelor de sti­cla, procentul de armare cu fibre, umiditatea matricii de ipsos.

Cresterea raportului apa-ipsos (A/l) conduce la scaderea rezis­tentei la intindere din incovoiere, iar in cazul rezistentei la compresiune, se constata o influenta indirecta a raportului. Lungimea fibrelor dis­perse ale armaturii influenteaza rezistenta la intindere din incovoiere la valori reduse, iar la valori mai mari manifesta tendinte de reducere datorita aglomerarii fibrelor.

Marirea procentului de armare cu fibre genereaza o crestere impor­tanta a rezistentei la intindere a compozitului pana spre limita inter­valului de variatie, cand influenta este inversa, urmare a formarii de discontinuitati in matrice in zonele cu aglomerari de fibre. Efectul adi­tivilor de tipul compusilor vinilici (aracet), dizolvati in apa de ameste­care, este constant crescator pe tot intervalul de variatie, ca urmare a consolidarii atat a structurii matricii, cat si a aderentei fibre – matrice.

Continutul de apa legata fizic in porii matricii (umiditatea) influ­en­tea­za negativ caracteristicile mecanice, diferentiat in functie de modul de uscare initiala a probelor, care poate fi naturala sau artificiala. Astfel, dupa imersarea probelor, rezistentele ipsosului armat se reduc diferentiat la solicitarile de intindere si compresiune, prezen­tand, dupa reuscare, un caracter reversibil pentru aceste solicitari.

Studiul comportarii la curgere lenta s-a efectuat pentru simularea incarcarii in exploatare a placilor din ipsos armat supuse, perioade importante de timp, unor incercari constante. Experimentarile de curgere lenta au relevat o com­portare cvasi­elastica a ipsosului armat sub forma de probe-placi, in conditiile unui regim de umiditate si nivel de incarcare reduse. Deformatiile remanente au avut o valoare nesemnificativa, stabilizandu-se dupa o perioada (1.000 ore) de mentinere a incarcarii. Ele au avut o pondere mica din deformatia totala din curgere lenta.

Cuplul „umiditate relativa – incarcare” influenteaza caracterul elastic al deformatiei de curgere lenta. Se remarca tendinta de aparitie a unei deformatii plastice ireversibile la umiditati relative si incarcari mari. Delimitarea precisa a influentei umi­ditatii asupra deformatiei de curgere lenta a devenit posibila prin conceperea unui ansamblu original format din: dispozitive de incercare, incinta izolata hidrofug, instalatie de dirijare a umiditatii relative.

In cadrul incercarii la soc, lucrul mecanic de fisurare creste pro­portional cu procentul de armare la probele-placi din ipsos armat cu grosime mare, avand o influenta nesemnificativa la cele cu grosime redusa. Variatia lucrului mecanic din soc la rupere este proportionala cu procentul de armare. Valoarea ma­xima a lucrului mecanic este in functie de tehnologia de fabricatie (uniformitatea repartitiei fibrelor de armare). Rezistentele din soc la fisurare si la rupere s-au comparat cu rezistentele unor materiale cla­sice, uzuale: lemn si PFL.

Pentru dimensionarea, rezemarea si fixarea corecta a ele­mentelor din ipsos armat in cadrul sistemelor interioare este necesara, in cazul soli­citarii la soc, evaluarea incarcarii la rupere, dar si aprecierea nivelului de aparitie a primei fisuri. Aceste nivele ale lucru­lui mecanic de impact au fost deter­minate experimental cu o metoda care consemneaza istoria fisurarii probelor-placi, oferind astfel o imagine gradata a comportarii la soc.

Ipsosul sau ipsosul armat sunt materiale cu mare eficacitate la pro­tectia contra focului a structurilor din materiale vulnerabile la actiunea focului (otel, lemn). La incendiu, apa legata chimic din ipsos se elimina, actionand ca apa de stingere, cu consum de energie, reducand din energia termica a incendiului.

Rezistenta la foc a elementelor structurale din otel protejate la foc cu placi din ipsos armat este in functie de grosimea protectiei, de greu­tatea pe unitate de lungime a ele­mentului structural si de perime­trul incalzit desfasurat interior al pro­tectiei la foc.

In cazul elementelor structurale din lemn, protectia cu placi din ipsos armat conduce la o marire substantiala a rezistentei la foc. Aceasta este influentata de gro­simea placilor de protectie din ipsos armat, de dimensiunile geometrice ale elementului structural, de numarul laturilor acestuia expuse la foc, de valoarea efortului si de pozitia (orizontal sau vertical) din elementul structural, iar la stalpi, de lungimea libera a acestora.

Ipsosul armat (ipsos carton, ipsos armat dispers cu fibre de sti­cla) se utilizeaza eficient la struc­turile interioare ale cladirilor.

Sistemele cu frecventa mare de utilizare sunt: placari uscate cu/fara termoizolatie, pereti de comparti­men­tare din schelet si placi, tavane functionale suspendate si pardoseli prefabricate.

Placarile uscate, cu sau fara ter­moizolatie suplimentara, au avanta­jul unui timp redus de montaj si a unui surplus de izolare termica a anvelopei, ceea ce conduce la o economie de combustibil in ex­ploatare.

Peretii interiori de comparti­men­tare cu schelet, izolatie si placi din ipsos armat, conceputi in diverse variante, satisfac, in conditii optime, exigentele de rezistenta, si­guranta la foc si acustice.

Tavanele suspendate din schelet si placi din ipsos armat satisfac ce­rintele acustice, de siguranta la foc, termoizolatoare si estetice, reali­zandu-se cu o tehnologie simpla de montaj.

Pardoselile uscate prefabricate poseda avantajul unei greutati reduse, executii rapide si confort in exploatare.

Elementele interioare din sis­teme cu placi din ipsos armat (placari, pereti de compartimentare, tavane suspendate, pardoseli) se realizea­za cu productivitate ridicata si o satis­fa­cere maxima a exi­gentelor specifice. 

(Va urma) 

Autori:
prof. univ. dr. ing. Alexandru Ciornei
dr. ing. Ionel Vidrascu 

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 126 – iunie 2016, pag. 20

 



Daca v-a placut articolul de mai sus
abonati-va aici la newsletter-ul Revistei Constructiilor
pentru a primi, prin email, informatii de actualitate din aceeasi categorie!
Share

Permanent link to this article: http://www.revistaconstructiilor.eu/index.php/2016/06/01/ipsos-armat-i-proprietati-utilizari/

Lasă un răspuns

Adresa de email nu va fi publicata.