REZERVOARE DIN BETON ARMAT

ASPECTE TEHNOLOGICE

Definiţie şi rol

Rezervoarele sunt construcţii inginereşti, destinate înmagazinării lichidelor (apă, produse petroliere, lichide alimentare, etc.) sau desfăşurării unor procese tehnologice industriale (omogenizări, decantări, etc.).

Rezervoarele sunt concepute si alcătuite în mai multe variante structurale, în funcţie de destinaţie si tehnologia de executare.

Alcătuire

În ansamblu, un rezervor se compune din 2 părţi:

- rezervorul propriu-zis, care cuprinde:

radierul general; peretele de închidere pe contur; planşeul de acoperiş;

- casa vanelor.

Clasificări

1. După tipul betonului în structură:

- din beton monolit

beton armat; beton precomprimat;

- din beton prefabricat;

2. După formă:

- cilindrice;- prismatice (pătrate,dreptunghiulare, poligonale)- forme speciale (lentilă, etc.);

3. După poziţia faţă de terenul natural:

- cu o încăpere;- cu camere paralele;- cu camere”ochelari”;- cu camere concentrice.

În funcţie de materialul înmagazinat, rezervorul este asigurat din punct

de vedere al permeabilităţii, prin compactitatea betonului utilizat si prin

straturile protectoare interioare (mortare torcretate, căptuşeli, etc.) sau prin

precomprimare.

Dacă lichidele înmagazinate au acţiuni dăunătoare asupra betonului se

realizează protecţii din sticlă, portelan, ceramica, materiale polimerice

speciale.

Amplasarea rezervoarelor la sol se realizează numai pe terenuri

stabile, deoarece rezervoarele au rigiditate redusă in raport cu întinderea lor

spaţială.

Amplasarea rezervoarelor de înalţime (pe clădiri), se realizează astfel

încât să nu afecteze rigiditatea şi stabilitatea clădirilor.

Forma rezervoarelor este dependentă de natura şi de cantitatea

lichidului înmagazinat. Astfel, pentru apă de exemplu, la o cantitate de

maximum 5000 mc, se recomandă forma circulară în plan. Peste această

cantitate, forma rezultă in urma unor calcule tehnico-economice.

Fundaţiile rezervoarelor, indiferent de forma lor, se realizează de tip

radier.

Se recomandă, indiferent de tipul rezervoarelor, ca acestea să aibă

două compartimente, ce pot fi exploatate separat, deoarece fiecare dintre ele

intră periodic in reparaţii curente şi se curăţă.

Rosturi de turnare

Pozitia rosturilor de turnare a) vertical; b) orizontal; c) de dilatatie si de tasare

Rezemari alunecatoare pereti rezervoare precomprimate

1 – inel de rezemare; 2 – fundatie inelara

Imbinari pereti rezervor cu radierul

a) imbinari monolite; b) reazeme simple; c) articulatie fixa1 – perete; 2 – inel radier; 3 – mortar sau beton matare; 4 – benzi cauciuc; 5 – franghie grudonata; 6 – hidroizolatie cauciu; 7 – bulon fixare; 8 – mastic bitum; 9 – beton completare; 10 – beton egalizare; 11 – dren; 12 – beton protectie armature pretensionata

Aspecte tehnologice de realizare a rezervoarelor

din beton armat monolit

Principalele etape tehnologice pentru realizarea acestor tipuri de

rezervoare, sunt urmatoarele:

- realizarea lucrărilor de terasamente;

- realizarea radierului;

- verificarea poziţionarii corecte a armăturilor la racordarea cu

radierul;

- curăţarea zonei de rost radier-perete;

- montarea eventualelor piese de etansare;

- montarea variantei de cofraj aleasă.

Realizarea pereţilor

In funcţie de mărimea şi forma rezervorului, se adoptă una din soluţiile

de realizare a peretilor, in tronsoane orizontale sau în tronsoane verticale.

Varianta cu tronsoane orizontale fără refolosirea cofrajelor

Observaţie

Această variantă se utilizează de regulă pentru rezervoare de

capacităţi mici si mijlocii.

Tehnologia acestei variante presupune cofrarea integrală a feţei

interioare a peretelui rezervorului. Faţa exterioară se cofrează progresiv, cu

panouri de cca.1,00 m înaltime, montate pe măsura punerii in lucrare a

betonului.

Principalele operaţii tehnologice sunt urmatoarele:

montarea cofrajului pe faţa interioară a peretelui (poate fi cofraj

din lemn sau metal);

verificarea si asigurarea stabilităţii si verticalităţii acestui cofraj;

montarea armăturii şi a pieselor ce rămân înglobate în beton

(teci, plăcuţe metalice, etc.);

montarea panourilor pe tronsonul I al feţei exterioare;

verificarea verticalităţii cofrajului în ansamblu, a stabilităţii şi

etanşeităţii lui;

betonarea primului tronson; aceasta se face continuă şi în

straturi de cca. 50 cm, betonul compactându-se cu mare atenţie;

Observaţie

Dacă intervalul de betonare între două straturi depăşeşte 2 ore, se tratează

suprafaţa betonului vechi prin udare abundentă cu apă, se aşteaptă

zvântarea, apoi se aplică un strat de mortar de ciment (1 … 2 cm grosime),

cu dozajul 1:3.

montarea panourilor pe tronsonul al doilea al feţei exterioare şi

betonarea acestuia, ş.a.m.d.;

decofrarea pereţilor rezervorului (aceasta nu se realizează de

regulă mai devreme de 14 zile);

protejarea betonului prin menţinerea umidităţii (se face până la

28 zile, iar dacă este vânt sau soare, feţele pereţilor se

protejează cu prelate);

Observaţie

Această metodă implică manoperă mare şi blocarea unui număr însemnat de

panouri de cofraj în şantier.

Varianta cu tronsoane orizontale cu refolosirea cofrajelor

(cofraje păşitoare)

Observaţie

Această variantă presupune refolosirea cofrajelor pe nivele de betonare (de

regulă un rezervor are 2 … 3 nivele de betonare).

Principalele operaţii tehnologice sunt următoarele:

montarea cofrajului pe faţa interioară a peretelui, pentru primul

nivel de betonare;

montarea armăturii şi a pieselor înglobate;

montarea cofrajului pe faţa exterioară a peretelui, pentru primul

nivel de betonare;

asigurarea verticalităţii, stabilităţii şi etanşeităţii cofrajului pentru

primul nivel de betonare;

punerea în lucrare a betonului în primul nivel de betonare, cu

compactarea atentă a acestuia;

aşteptarea obţinerii rezistenţei minime de decofrare a nivelului I

de betoane;

demontarea cofrajului de pe nivelul I de betonare;

curăţarea şi spălarea abundentă cu apă a zonei betonate vechi

peste care se betonează nivelul II;

după zvântare, pe această suprafaţă se aplică un strat de mortar

de ciment de (1 … 2 cm grosime), cu dozaj 1: 3

Varianta cu tronsoane orizontale

Observaţie

Această variantă se utilizează pentru rezervoare de capacităţi mari.

Pentru această variantă se pot utiliza cofraje demontabile (manoperă

mare) sau sisteme de cofraje rulante (panourile mari având înalţimea

rezervorului şi deplasându-se pe orizontală pe o cale proprie de rulare).

Dacă se folosesc panouri demontabile, operaţiunile tehnologice sunt

urmatoarele:

montarea cofrajului pe tronsonul I, la faţa interioară a peretelui, pe

toată înaţtimea acestuia şi asigurarea stabilităţii cofrajului;

montarea armăturilor şi a pieselor înglobate (inclusiv a piesei de

etanşare dintre tronsoanele verticale);

montarea unui cofraj pe faţa exterioară a peretelui, cu înalţimea

de 1,00 m;

betonarea acestei zone cofrate;

montarea cofrajului exterior de cca. 1,00 m, pentru a doua zona

de betonare, ş.a.m.d.

Observaţie

Pentru reluările betonărilor, se procedează la prevederea straturilor de

mortar de ciment de 1 … 2 cm grosime, cu dozaj 1:3.

Dacă se foloseste sistemul la care se cofrează pereţii rezervorului din

tronsonul I pe toată înalţimea sa, betonarea se realizează cu un jgheab mobil

deplasat pe cofraj şi alimentat din benă, sau cu pompa.

Observţie

Între tronsoanele verticale se prevăd rosturi verticale cu laţimea de 15

… 30 cm. În aceste rosturi se poziţioneaza o tablă cu profil ondulat din cupru,

încastrată în tronsoanele adiacente 20 … 30 cm.

Rostul se betonează la cca. 30 zile după realizarea pereţilor

rezervorului.

Executare pereti monoliti

a) turnare dupa inele orizontale cu cofraj refolosibil mobil pe verticala;

b) turnarea pe tronsoane verticale cu cofraj refolosibil deplasat pe

orizontala

Aspecte tehnologice de realizare a rezervoarelor din beton armat

monolit, precomprimate

Observaţie

Această variantă se adoptă numai pentru rezervoare cilindrice.

In vederea reducerii consumului de otel, se recomandă

precomprimarea cu armatura postintinsa.

Sisteme de precomprimare:

1. cu fascicule în teci la interiorul peretelui şi ancorate in nervuri

verticale continue.

În prima etapă se realizează lucrările de terasamente şi infrastructura

(cu ajutorul cofrajelor de inventar). Apoi se execută cofrajul rezervorului, într-o

variantă potrivită (de regulă cu cofraje glisante). În pereţii rezervorului se

dispun armăturile constructive din oţel moale şi se poziţionează fasciculele de

armături în teci de tablă sau tuburi din PVC. După punerea în lucrare a

betonului în pereţii rezervorului şi după atingerea gradului de maturizare

necesar, se pun sub tensiune armăturile de înaltă rezistenţă, prin întinderea

lor cu prese rezemate pe nervurile verticale. După întindere, fasciculele se

fixează la capete în ancoraje (rezemate pe nervurile verticale) şi se injectează

canalele cu lapte de ciment sau răşini speciale, până când tot spaţiul dintre

armături şi teacă este umplut perfect. Pentru evitarea pierderii tensiunii din

armături, datorate frecării acesteia de peretele tecii, fasciculul nu se

realizează sub forma unui inel complet, ci se fragmentează în trei sau patru

tronsoane identice. Fiecare tronson se întinde la ambele capete. De

asemenea, nu toate fasciculele se întind şi se ancorează pe aceleaşi nervuri

verticale, ci succesiv, de la un inel la altul. Din acest motiv, este necesar un

număr dublu de nervuri verticale, faţă de numărul fasciculelor dintr-un inel.

Acest procedeu este un consumator mare de materiale şi impune mărirea

grosimii peretelui rezervorului.

Alcatuire inele din segmente de cablu

a) pentru 4 si 8 pilastri; b) ancorare cablu in pilastri

1 – placa metalica; 2 – blocaj; 3 – cablu; 4 – plase; 5 - teaca

Precomprimare continua din aproape in aproape

a) cu pilastri; b) cu nise

1 – armature pretensionata; 2 – pilastri; 3 – presa; 4 – nisa

2. cu fascicule pe exteriorul peretelui rezervorului, ancorate într-o

singură bară metalică (procedeul Mo-Ta-La).

Procedeul Mo-Ta-La elimină dezavantajul consumului sporit de

materiale şi nu necesită mărirea grosimii peretelui rezervorului. Fasciculele

aşezate pe faţa exterioară a peretelui, se ancorează într-o singură bară

metalică verticală cu diametrul minim de 70 mm. În timpul pretensionării unui

fascicul, acesta este susţinut de penduli aşezaţi din loc în loc. După

pretensionare, efortul din fascicul se transmite peretelui, treptat, pendul cu

pendul, presele menţinându-se sub presiune constantă pentru a compensa

diferenţele de alungire. Fasciculele se protejează cu mortar de ciment.

Procedeul Mo - Ta –La

1 – bara verticala de ancoraj; 2 – presa; 3 – pendul contrafrecarii

3. prin înfăşurare continuă a sârmelor pe exteriorul peretelui rezervorului

Acest procedeu se utilizează pentru rezervore de mari dimensiuni (10-

45 m diametru şi 10 m înălţime), prin înfăşurarea unei sârme de 2…5 mm din

oţel superior. Tensionarea se realizează prin diferite sisteme de maşini cu

unul sau două cărucioare. La cel cu două cărucioare, unul se deplasează pe

marginea superioară a peretelui, iar celălalt este suspendat şi realizează

înfăşurarea sub tensiune a sârmei. Înfăşurarea se face de sus în jos cu o

viteză de 20, 40 sau 60 m/min. Din loc în loc sârma se prinde de peretele

rezervorului, pentru ca în cazul ruperii sârmei sau la terminarea unui colac să

nu se producă desfăşurarea completă. Înfăşurarea se poate face pe baza

unui program care fixează distanţa între spire şi modul de înfăşurare (într-o

treaptă sau mai multe trepte). Procedeul de înfăşurare în mai multe trepte se

aplică pentru a evita apariţia unor momente de încovoiere respectiv forţe

tăietoare mari în porţiunea de trecere de la partea înfăşurată la cea

neînfăşurată, ceea ce ar putea conduce la forfecarea orizontală a peretelui

rezervorului. Protecţia sârmelor se realizează cu ajutorul unui mortar torcretat

în grosime de 25-30 mm; în cazul mai multor straturi suprapuse de armături,

peste fiecare strat se aplică mortar torcretat de 10 mm grosime. Dacă golurile

prevăzute în peretele rezervorului sunt mici (100-200 mm), înfăşurarea se

continuă peste ele, ulterior sârmele deviindu-se ca să ocolească aceste

goluri. Golurile mari necesită întreruperea înfăşurării.

Avantajele acestui procedeu constau în simplificarea operaţiunilor de armare

şi betonare a peretelui rezervorului, utilizarea raţională a oţelului de înaltă

rezistenţă, absenţa frecărilor, reducerea manoperei, şi altele.

Schema infasurare sarma tensionata

1 – carucior superior; 2 – carucior suspendat; 3 – colac de sarma; 4 – sarma

pretensionata; 5 – lant Gall; 6 – reazem central; 7 - scara

Observaţie

Acoperişurile rezervoarelor din beton armat turnat monolit se pot realiza sub

formă de planşeu ciupercă (dacă există stâlpi centrali), planşee cu grinzi pe

două direcţii şi placă sau cupolă.

4. alte sisteme de precomprimare

Pretensionare electrotermica

a) cu blocare speciala; b) cu inel inchis; c)protectia armaturii dupa

pretensionare

1 – armature inelara; 2 – blocaj; 3 – perete din beton; 4 – protectia armaturii

(mortar sau beton torcretat);

Cu bare pretensionate manual

a) blocare in nise; b) blocare in pilastri; c) detaliu blocare; d) chei

dinamometrice

Prin frangerea traseului

Schema armaturi

Prin utilizarea cimenturilor expansive

a) impiedicare expansiunii prin cercuri de armatura; b) impiedicarea

expansiunii prin reactiunea stancii

1 – prefabricate; 2 – mortar expansiv; 3 – armatura; 4 – perete de stanca

Cu armatura verticala

a) dispunerea armaturii; b) ancorarea cablurilor; c) ancorarea barelor;

1 – cablu; 2 – bara; 3 – ancoraj cablu; 4 – ancoraj bara; 5 – stut

dezaerare; 6 – freta; 7 – bratara; 8 – dorn; 9 – teaca; 10 – perete beton;

11 – radier; 12 – blocaj superior

Prin incarcarea rezervorului cu apa

a) sectiune in plan; b) sectiune verticala; c) realizarea peretelui exterior;

Aspecte rezervoare prefabricate

Peretii prefabricati la rezervoare, conduc la ridicare industrializarii.

Prefabricatele pentru peretii rezervoarelor se executa dupa doua sisteme:

- sub forma de panouri mari sau fasii, fara talpa inferioara, rezemate pe un

prag al radierului sau intr-un ului din marginea radierului;

- sub forma de panouri mari sau fasii cu evazarea marginii inferioare.

Rosturi intre panouri de pereti

1 – mortar batut; 2 – mastic bituminos

Panouri prefabricate – rezervoare cilindrice

a) plane; b) cu talpa inferioara; c) chesoane

Decantor din panouri prefabricate

a) sectiune longitudinala; b) detaliu imbinare panou; c) detaliu imbinare

panouri-radier; d) panou

1 – rost vertical; 2 – azbociment; 3 – mastic; 4 – radier; 5 – beton egalizare