Condimentarea betonului

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Notă despre dezambiguizare.svg Dezambiguizare - "vindecare" se referă aici. Dacă sunteți în căutarea procesului chimic, consultați Tratarea (chimia) .

1leftarrow blue.svg Element principal: Beton .

Condimentarea unei plăci de beton acoperind-o cu un film de apă

Întărire (numită întărire turnare sau post-tratament) este setul de măsuri de protecție la care „tânăr“ betonul trebuie supus [1] , în scopul de a - l păstrați cald și umed, prevenind evaporarea apei din beton și protejându-l de căldură externă, vânt, îngheț, grindină și ploi abundente (care ar provoca spălare).

Termenul de întărire, pe de altă parte, are un sens mai larg, incluzând atât precauțiile / acțiunile menționate anterior, cât și agenții externi utilizați pentru a proteja betonul în timpul întăririi.

Conservarea căldurii și a umidității în interiorul conglomeratului de ciment asigură o hidratare perfectă a cimentului, cu consecințe pozitive asupra rezistenței mecanice a betonului și a celorlalte proprietăți ale acestuia, precum impermeabilitatea și reducerea contracției , garantând astfel realizarea caracteristicilor de performanță prescrise de proiectantul în ceea ce privește durabilitatea și rezistența mecanică .

Posttratarea trebuie să înceapă imediat după operațiile de turnare (finisare în cazul pardoselilor industriale) chiar dacă cea mai periculoasă fază, în cazul suprafețelor verticale, are loc imediat după îndepărtarea turnării , care trebuie să aibă loc atunci când betonul a obținut o rezistență mecanică astfel încât să garanteze absorbția tensiunilor la care va fi supus elementul imediat după demontare (aproximativ 5-10 MPa ). De fapt, după demontare, betonul deformat este la mila agenților atmosferici, prin urmare protecția sa necorespunzătoare poate compromite decisiv răspunsul final așteptat al betonului, chiar dacă acesta a fost realizat cu un design de amestec adecvat și instalat corect.

Condimentarea și durata lucrării concrete

Succesul unei lucrări de beton armat nu depinde doar de calitatea materialului utilizat și de metoda turnării: realizarea performanței programate de proiectantul structurilor depinde și de o întărire adecvată a turnării, care este o funcție a evenimente atmosferice existente în momentul demolării sale; un climat uscat, cald și vântos în momentul îndepărtării poate provoca, printre altele:

  • evaporarea ridicată a apei de hidratare de la suprafața turnării, cu o creștere consecventă a porozității suprafeței;
  • riscul de fisuri datorat contracției higrometrice mai mari;
  • rezistență mecanică mai mică a părții corticale;
  • rezistență mai mică la abraziune (pardoseli industriale).

Aceste fenomene fac ca stratul extern al conglomeratului să fie mai puțin compact, permițând agenților agresivi să pătrundă mai ușor spre interior, cu o reducere consecventă a durabilității și, prin urmare, în viața utilă a materialului și, prin urmare, a lucrării. Pe de altă parte, un climat rece determină o încetinire a hidratării cimentului și, prin urmare, la întărirea scoarței turnate, cu consecința necesității unor perioade de decapare mult mai lungi.

Influența temperaturii asupra performanțelor mecanice

Temperatura exterioară, împreună cu umiditatea aerului și acțiunea vântului, joacă un rol important asupra valorii rezistenței mecanice a betonului: s-a constatat că, cu întărirea scurtă pe măsură ce temperatura crește, valoarea rezistența mecanică la compresiune crește, de asemenea, în timp ce cu întărirea îndelungată pe măsură ce temperatura scade, valoarea rezistenței mecanice la compresiune crește.

Cum poate fi explicat acest comportament? Temperaturile scăzute încetinesc reacțiile de hidratare ale cimentului , prin urmare, cu o întărire scurtă, gradul de hidratare a matricei de ciment scade odată cu temperatura și, odată cu aceasta, rezistența la compresiune a materialului [2] . La întărirea îndelungată, cimentul, dacă betonul a suferit o întărire adecvată, a atins un grad de hidratare egal cu 1 indiferent de temperatura externă. Prin urmare, se crede că creșterea rezistenței la compresiune pe măsură ce temperatura scade este legată de calitatea silicaților de calciu hidrați (CSH [3] ) care sunt responsabili de rezistența mecanică a conglomeratului. CSH-urile care se formează la temperaturi scăzute sunt mecanic de o calitate mai bună decât cele care se formează la temperaturi mai ridicate. Prin urmare, dacă este adevărat că la temperaturi ridicate pentru întărirea scurtă, CSH este produs în cantități mai mari, ca urmare a gradului mai mare de hidratare a cimentului, dar de calitate mai mică, cu întărire îndelungată, cât de mult este hidratarea cimentului este complet și gradul de hidratare este egal cu 1, cantitatea de CSH produsă este mai mult sau mai puțin aceeași atât la temperaturi scăzute, cât și la temperaturi ridicate, dar în primul caz silicații de calciu hidratați au o calitate mai bună și, prin urmare, garantează o rezistență mecanică mai mare.

Clima de vară

Vara, este de obicei în prezența unui climat cald și uscat ( HR <95%).

În prezența temperaturilor ambiante ridicate, betonul proaspăt își pierde mai repede funcționarea datorită vitezei mai mari a reacțiilor de hidratare.

Mai mult, betonul cel mai exterior, care constituie capacul de beton, datorită evaporării mai mari a suprafeței, care crește dacă se adaugă acțiunea vântului împreună cu climatul uscat și cald, se poate usca prematur provocând:

  • o porozitate mai mare a suprafeței datorită hidratării mai scăzute a cimentului la suprafață din cauza lipsei de apă, rezultând o calitate mai scăzută a capacului de beton și, prin urmare, o protecție mai mică pentru armăturile subiacente. Evaporarea excesivă poate provoca blocarea gradului de hidratare a cimentului din cauza lipsei de apă cu oprirea consecventă a procesului de întărire a părții corticale a betonului;
  • riscul formării fisurilor de suprafață, datorită atât contracției plastice mai mari a betonului proaspăt, cât și contracției higrometrice mai mari a betonului întărit, care poate afecta și armăturile . De asemenea, în acest caz, durabilitatea materialului este compromisă. Formarea fisurilor este cauzată de formarea forțelor de tracțiune induse de retragerea părții corticale opuse de miezul interior al conglomeratului (încă umed și, prin urmare, nu este încă expus la contracție). Când tensiunea la întindere depășește valoarea rezistenței la întindere a betonului, se generează fisuri,
  • rezistență mecanică mai mică a părții corticale în comparație cu partea cea mai interioară;
  • rezistență mecanică mai mică a betonului în loc comparativ cu cea a exemplarelor cubice pregătite de către șeful de șantier;
  • rezistență mai mică la abraziunea suprafeței, care de exemplu în cazul pardoselilor industriale este considerabil penalizantă;
  • pierderea crescută a lucrabilității ;
  • risc mai mare de a forma articulații reci ;
  • Dificultate mai mare în controlul conținutului aerului reținut

Clima de iarnă

Probleme similare apar și în zonele cu climă rece, faptul de viteza de hidratare cimentului scade odată cu scăderea temperaturii , cu o alungire consecutivă a timpului luat și întărire a betonului cu amânarea formei de stripare și cu riscul unei prea scurte ori întărire. Sub La 5 ° C există o încetinire marcată a timpilor de fixare, ceea ce implică timpi de întărire mai mari în cofraj care afectează productivitatea șantierului. Mai mult, dacă temperatura externă scade sub zero, apa de amestecare îngheață, compromitând performanța finală. Sub aproximativ -10 ° C procesul de setare încetează chiar.

Ciclul de îngheț - dezgheț

După cum se știe, atunci când trece de la lichid la faza solidă, apa are o creștere a volumului de aproximativ 9%. Când porii betonului sunt saturați cu apă și nu au un volum de goluri care compensează creșterea volumului de apă în timpul tranziției sale [4] , creșterea volumului de apă, cauzată de îngheț, nu mai este capabilă să să fie conținut în pori. În aceste condiții, se generează presiuni în interiorul conglomeratului capabile să distrugă progresiv betonul, mai ales dacă fenomenul se repetă ciclic, din cauza unei defecțiuni tipice de oboseală .

Fenomenul este similar cu cel al unei sticle de apă care, dacă este introdusă plină sau aproape plină în congelator, se rupe ca urmare a schimbării stării apei. Porii cei mai supuși acestui fenomen sunt cei capilari cu dimensiuni cuprinse între 0,1 și 100 μm , în cele inferioare înghețul are loc la temperaturi mult sub 0 ° C. Cea mai periculoasă situație se găsește atunci când partea corticală a betonului este foarte poroasă, iar gerul găsește porii saturați cu apă în urma unei ploi anterioare. Fenomenul degradant se manifestă sub formă de fisuri, descuamări și detașări de suprafață.

Remedii

Metodele de îmbunătățire a rezistenței betonului întărit la acțiunea înghețului sunt următoarele:

  • utilizați un design mix cu valori scăzute ale raportului apă / ciment, efectuați o compactare adecvată a turnării și o întărire adecvată a acestuia. Acest lucru permite un beton compact care împiedică intrarea apei de ploaie;
  • introduceți în matricea de ciment, prin intermediul aditivilor de aerare adecvați, bule de aer cu dimensiuni mai mari de 100 µm (100 - 300 µm). Acești macropori, inițial anhidri, primesc apa provenită din porii capilari în interiorul cărora începe congelarea. Partea înghețată, în creștere în volum, împinge apa care nu este încă înghețată, care este găzduită de bulele de aer, spre exteriorul porilor capilari. În acest fel, înghețarea nu provoacă apariția unor tensiuni interne excesive. Pentru ca acest mecanism să fie eficient, este necesar ca traseul apei care nu este încă înghețată spre macropori să nu fie lung, de aceea distanța bulelor de aer nu trebuie să depășească câteva sute de μm (în medie de la 200 la 400 µm). Spațierea dintre bule macro este menționată prin numele englez de spacing . Procentul volumului bulelor de aer în raport cu cel al betonului trebuie să fie de aproximativ 4-6%, care ajunge la aproximativ 8% în cazul agregatelor cu un diametru maxim <20 mm [5] . Prezența bulelor de aer în procentul indicat mai sus determină, cu același design al amestecului, o reducere a Rck a betonului de aproximativ 20%. Pentru a compensa această reducere, raportul apă / ciment al betonului celular trebuie redus în mod corespunzător.
  • utilizarea agregatelor care nu congelează.

În timpul fazei de instalare, pentru a accelera fazele de reglare și întărire a conglomeratului, pentru a asigura realizarea, într-un timp relativ scurt, a unei rezistențe mecanice adecvate (aproximativ 5-10 MPa) necesare pentru izbucnirea turnării , este în schimb recomandabil:

  • evitați aruncarea în după-amiaza târzie pentru a preveni ca fazele de întărire și de întărire să coincidă cu cele mai reci ore de noapte;
  • protejați piesele turnate fără cofraj, cum ar fi pardoselile industriale sau elementele bidimensionale (plăci de fundație, plăci etc.), cu materiale care garantează izolația termică, cum ar fi panourile din polistiren , pentru a nu dispersa căldura de hidratare produsă de ciment și păstra temperatura de turnare în jurul valorilor acceptabile;
  • utilizați cimenturi cu întărire rapidă (clasa 4.25R sau 5.25R);
  • folosiți apă fierbinte pentru amestec;
  • folosiți setarea aditivilor de accelerare.

Evaporarea suprafeței

Polimerizarea trebuie să garanteze hidratarea completă a cimentului de care depinde îmbunătățirea progresivă a rezistenței mecanice și a celorlalte proprietăți (impermeabilitate, durabilitate etc.) ale betonului.

Din formula Powers care leagă rezistența mecanică a pastei de ciment Portland cu raportul w / c și gradul de hidratare al cimentului α :

MPa

unde K = 250 MPa când porozitatea capilară este zero.

Se poate observa că, cu același raport apă / ciment, rezistența pastei de ciment și, prin urmare, a betonului crește odată cu creșterea gradului de hidratare, prin urmare, principalul pericol în timpul întăririi rămâne evaporarea excesivă a suprafeței, ceea ce produce uscarea precocitatea zonei corticale a betonului, poate provoca hidratarea incompletă a cimentului pielii care, pe lângă compromiterea rezistenței mecanice a părții exterioare a conglomeratului, ar face suprafața conglomeratului mai permeabilă și, prin urmare, mai ușor atacat de agenți atmosferici.

Trebuie reamintit faptul că rezistența betonului depinde și de gradul de compactare a materialului și, în prezența ciclurilor de îngheț-dezgheț, de asemenea de prezența macro-bulelor generate de aditivi de aerare; structurile în care suprafața specifică expusă atmosferei este mai mare (pardoseli industriale, plăci, pardoseli etc.) sunt cele mai supuse acțiunilor de evaporare amânate între interiorul conglomeratului și partea sa corticală, deci o evaporare ridicată din corticală , determină o deshidratare mai rapidă a părții superficiale în comparație cu cea mai internă și apariția tensiunilor mecanice de tracțiune în zona exterioară derivate din variații volumetrice amânate între cele două părți, care pot provoca declanșarea fisurilor . Evaporarea excesivă determină, de asemenea, rezistența mecanică a probei de beton prelevată din gura malaxorului și întărită în condiții optime (întărită pe umid cu RH> 95% și temperatură în jur de 20 ° C) va fi mult mai mare decât cea a betonului echivalent în loc pentru care nu se adoptă nici una dintre următoarele măsuri de precauție.

Cu toate acestea, s-a demonstrat că, dacă turnarea este menținută umedă timp de aproximativ 7 zile și apoi lăsată să se maturizeze într-un mediu cu RH = 50%, rezistența mecanică a turnării la 28 de zile va fi ușor mai mică decât cea a betonului probă.

Factori care influențează

Evaporarea în zona externă este reglementată de factori precum:

Pe măsură ce temperatura externă și viteza vântului cresc și umiditatea relativă scade, evaporarea crește.

Precauții

Începând de la sfârșitul așezării betonului, următoarele măsuri pot fi utilizate pentru a menține betonul umed:

  • umectarea continuă a cofrajelor atunci când acestea sunt construite cu plăci de lemn (prima umectare trebuie efectuată chiar înainte de turnare);
  • amânarea cofrajului pentru un timp adecvat (3-7 zile);
  • întărirea adecvată umedă a pieselor turnate imediat după îndepărtarea lor, dacă îndepărtarea are loc înainte de 7 zile și, în general, a tuturor acelor suprafețe care, începând de la instalarea lor, rămân fără cofraj, cum ar fi extradosul plăcilor de fundație. Acest lucru garantează un climat saturat cu umiditate pentru betonul care tocmai a fost demolidat, ceea ce permite hidratarea completă a cimentului cortical, eliminând astfel toate defectele care sunt create ca urmare a evaporării excesive a suprafeței. În mod normal, în condiții normale sau favorabile, perioada minimă de maturare umedă a pieselor turnate nu trebuie să fie niciodată mai mică de 3 zile. În cazul în care turnarea are loc într-un climat deosebit de cald și uscat, trebuie prevăzută o perioadă de maturare umedă a pieselor turnate pentru cel puțin 3-7 zile; această perioadă trebuie să fie mai lungă în cazul climelor uscate și reci în momentul decupării [6] . În cazul în care turnarea are loc într-un climat dur (temperaturi apropiate de +5 ° C) trebuie solicitate prescripții specifice pentru betonul care trebuie turnat, trebuie stabilite cele mai potrivite perioade de turnare și trebuie asigurată protecția suprafeței pentru turnare. Condimentarea protejată poate fi implementată în diferite moduri:
    • acoperirea suprafeței turnării cu foi sau foi impermeabile (de ex. foi de polietilenă) - blochează evacuarea aburului creând un mediu saturat de umiditate. Este important ca marginile foilor să fie sigilate corespunzător pentru a evita formarea de curenți de aer sub foaie care ar putea reduce conținutul de umiditate al suprafeței turnate;
    • acoperirea suprafeței turnării cu foi sau foi permeabile (de exemplu, pungi de iută sau țesături nețesute) - păstrate în permanență umede, evită pierderea apei de hidratare;
    • pulverizarea apei - pulverizarea apei reci ar trebui evitată deoarece, provocând modificări termice între partea interioară (căldura de hidratare) și suprafața betonului, ar putea declanșa fisuri. Acest expedient este frecvent utilizat în domeniul betonului prefabricat, unde cu pulverizatoare automate apa este nebulizată pe articolele care așteaptă depozitare înainte de expediere la șantier;
    • pentru structuri bidimensionale ( pardoseli , dale, pardoseli industriale, dale de fundație etc.) extradosul poate fi păstrat permanent acoperit de o peliculă de apă;
  • de asemenea, este posibil să se utilizeze agenți de întărire sau compuși de întărire sau agenți de întărire corespunzători , pe bază de parafină sau rășini dizolvate într-un solvent, care sunt pulverizate pe beton imediat după decupare. Odată ce solventul s-a evaporat, pe suprafața piesei turnate se formează o membrană anti-evaporare pe bază de ceară care garantează o întărire adecvată pe teren umed. Cu toate acestea, agenții de întărire au dezavantajul că, odată ce filmul s-a întărit, acesta trebuie îndepărtat mecanic în corespondență cu îmbinările de turnare pentru a nu compromite aderența cu turnarea ulterioară.

Clase de condimente

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Cofraj § cofraj .

Standardul UNI EN 13670-1 indică duratele minime de întărire recomandate pentru a preveni formarea fisurilor induse de contracția higrometrică . Stabilește 4 clase de întărire care corespund timpilor minimi de întărire a betonului turnat, în funcție de temperatura suprafeței [7] și de dezvoltarea rezistenței la 20 ° C.

Dezvoltarea rezistenței se măsoară prin raport unde este:

este rezistența medie a betonului după 2 zile la 20 ° C;
este rezistența medie a betonului după 28 de zile la 20 ° C.

Aceste valori fiind caracteristice betonului trebuie furnizate de producător. Pentru fiecare clasă de întărire (cu excepția 1) există patru tipuri de dezvoltare a rezistenței la 20 ° C (UNI EN 206-1):

  • rapid r ≥ 0,5
  • medie 0,3 ≤ r <0,5
  • lent 0,15 ≤ r <0,3
  • foarte lent r <0,15

Betonul preparat cu Portland și cimenturile mixte (CEM I și CEM II) dezvoltă în mod normal rezistență rapid; cimenturile pozzolanice (CEM IV), furnalul (CEM III) și amestecurile (CEM V) au o rezistență medie sau lentă.

Adaosurile de tip II (cenușă zburătoare și zgură de furnal la sol) încetinesc dezvoltarea rezistenței.

la care corespund cât mai mulți timpi minimi de întărire.

  • clasa de întărire 1: există un singur timp minim de întărire de 12 ore;
  • clasa de întărire 2 - garantează o rezistență mecanică a suprafeței betonului egală cu 35% Rck: în funcție de temperatura suprafeței, timpul de întărire poate varia de la 1 - 2,5 zile [8] pentru 25 ° C până la 2-11 zile pentru temperaturi egale cu 5 ° C;
  • clasa de întărire 3 - garantează o rezistență mecanică a suprafeței betonului egală cu 50% Rck: în funcție de temperatura suprafeței, timpul de întărire poate varia de la 1,5-3,5 zile pentru 25 ° C la 3,5-18 zile pentru temperaturi de 5 ° C;
  • clasa de întărire 4 - garantează o rezistență mecanică a suprafeței betonului egală cu 70% Rck: în funcție de temperatura suprafeței, timpul de întărire poate varia de la 3-6 zile pentru 25 ° C la 9-30 de zile pentru temperaturi egale cu 5 ° C.

Clasa de întărire trebuie să fie aleasă de proiectant [9] în funcție de clasa de expunere, tipul de beton, capacul de beton, condițiile climatice și dimensiunea elementelor turnate, prin urmare dacă, de exemplu:

  • este prevăzut un beton preparat cu un ciment de întărire rapidă, care garantează un raport r ≥ 0,5,
  • structura de protejat are o suprafață foarte expusă agenților atmosferici (cum ar fi, de exemplu, o podea); care vor intra în contact cu soluri agresive (de ex. clasa de expunere XA3) și pentru care mediul de întărire a betonului nu este optim (temperaturi ridicate și vânt puternic).

este recomandabil să se asigure o clasă de întărire 4. În acest scop, alegând o protecție care determină o temperatură a suprafeței de 25 ° C, este necesar să se asigure o întărire a turnării timp de cel puțin 3 zile.

Notă

  1. ^ beton călit, a cărui călire tocmai a început
  2. ^ așa cum se va vedea mai târziu cu formula Powers, rezistența mecanică depinde și de gradul de hidratare
  3. ^ simbolul CSH nu este o formulă chimică, ci mai degrabă inițialele în limba engleză ale silicatului de calciu hidratat
  4. ^ această situație apare atunci când gradul de saturație al betonului este mai mare de 91,7%, ceea ce reprezintă gradul de saturație critică
  5. ^ Pe măsură ce diametrul agregatului crește, datorită regulii lui Lyse , volumul de apă din amestec scade pentru o anumită clasă de consistență, deci pentru același raport apă / ciment, dozajul de ciment și, în consecință, volumul scade din pasta de ciment care trebuie să fie protejat de ciclul de îngheț-dezgheț. Prin urmare, volumul de aer încorporat scade odată cu creșterea dimensiunii maxime a agregatului.
  6. ^ Standardul ACI 318 prevede un condiment umed ≥ 7 zile.
  7. ^ temperatura suprafeței poate diferi de temperatura ambiantă în funcție de tipul de protecție aplicat
  8. ^ prima valoare corespunde unei dezvoltări rapide, a doua cu una lentă
  9. ^ NTC la punctul 4.1.7 prevede că: toate proiectele trebuie să conțină descrierea specificațiilor de execuție în funcție de particularitatea lucrării, climă, tehnologia construcției. În special, documentul de proiectare trebuie să conțină o descriere detaliată a măsurilor de precauție care trebuie luate pentru amestecuri, pentru întărirea pieselor turnate, pentru dezizolare și pentru instalarea elementelor structurale. În acest scop, se poate face trimitere la standardul UNI EN 13670-1: 2001 „Executarea structurilor de beton - Cerințe comune”.

Elemente conexe

Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Seasoning_of_concrete&oldid=113740562#Ciclo_gelo_-_disgelo ”