Condimentarea betonului

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Notă despre dezambiguizare.svg Dezambiguizare - „întărire“ se referă aici. Dacă sunteți în căutarea pentru procesul chimic, a se vedea de întărire (chimie) .

1leftarrow blue.svg Element principal: Beton .

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

Polimerizarea (numită și întărirea pieselor turnate sau post-tratament ) este ansamblul măsurilor de protecție la care trebuie supus betonul „tânăr” [1] , pentru a-l menține cald și umed, prevenind evaporarea apei din beton și protejând de căldură externă, vânt, îngheț, grindină și ploi abundente (care ar provoca spălare).

Întărirea pe termen lung, pe de altă parte, are un sens mai larg, incluzând atât măsurile de precauție menționate mai sus / acțiunile și agenții externi utilizați pentru protejarea betonului în timpul întăririi.

Conservarea căldurii și umidității în interiorul conglomeratului de ciment asigură o perfectă hidratare a cimentului , cu repercusiuni pozitive ulterioare asupra rezistenței mecanice a betonului și asupra altor proprietăți sale, cum ar fi impermeabilitate și reducerea contracției , garantând astfel atingerea caracteristicilor de performanță prevăzute de proiectantul în termeni de durabilitate și rezistență mecanică .

Post-tratament trebuie să înceapă imediat după operațiile de turnare (finisare în cazul pardoselilor industriale) , chiar dacă cea mai fază periculoasă, în cazul suprafețelor verticale, se produce imediat după turnarea a fost îndepărtată, care trebuie să aibă loc atunci când betonul a atins o rezistență mecanică astfel încât să garanteze absorbția solicitărilor la care elementul va fi supus imediat după demontare (aproximativ 5-10 MPa ). De fapt, după dezmembrarea, betonul este deformat la mila agenților atmosferici, prin urmare , protecția sa necorespunzătoare poate compromite în mod decisiv răspunsul așteptat finală a betonului, chiar dacă acest lucru a fost realizat cu un adecvat lucrabilităŃii 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 piesei turnate, cu o creștere în consecință a suprafeței de porozitate ;
  • riscul de fisurare datorită mai mare contracție higrometric ;
  • rezistență mecanică mai mică a părții corticale;
  • rezistență mai mică la abraziune (pardoseli industriale).

Aceste fenomene fac stratul exterior al conglomeratului mai puțin compact, care să permită agenților agresivi să pătrundă mai ușor spre interior , cu o reducere ulterioară 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: sa constatat că cu scurt de întărire deoarece temperatura crește, valoarea de rezistența mecanică la compresiune crește., în timp ce cu întărire timp cât temperatura scade valoarea rezistenței mecanice la compresiune crește.

Cum poate fi explicat acest comportament? Temperaturile scăzute încetini hidratare reacțiile cimentului , prin urmare , cu întărire scurt gradul de hidratare a matricei de ciment scade cu temperatura și cu ea 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 , deoarece temperatura scade este legată de calitatea silicaților de calciu hidratat (CSH [3] ) care sunt responsabile 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

În timpul verii, este de obicei , în prezența unui climat cald și uscat ( RH <95%).

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

Mai mult, betonul exterior, constituind beton capacul , datorită evaporării suprafață mai mare, care crește dacă se adaugă acțiunea vântului în conjuncție cu uscat și climatul cald, se poate usca prematur provocând:

  • o suprafață mai mare porozitate datorită hidratării inferioare a cimentului pe suprafata din cauza lipsei de apă, rezultând o calitate inferioară a capacului din beton și , prin urmare , mai puțină protecție pentru întăririle 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;
  • risc de formare de fisuri de suprafață, datorită atât mai mare contracție plastică a betonului proaspăt și la o mai mare contracție higrometric a betonului intarit, ceea ce poate afecta și întăriri . De asemenea , în acest caz, durabilitatea materialului este compromisă. Formarea fisurilor este cauzată de formarea de tracțiune forțelor induse prin retragerea părții cortical opus miezul interior al conglomeratului (încă umed și , prin urmare , nu a fost 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 a crescut lucrabilitate ;
  • risc mai mare de formare a rosturilor la rece ;
  • 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 5 ° C , există o încetinire marcată în perioade de setare, care implică ori mai lung de întărire în cofraj , care afectează productivitatea șantierului de construcție. 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, presiunile sunt generate în interiorul conglomeratului capabil să distrugă progresiv betonul, mai ales dacă fenomenul se repetă ciclic, din cauza unui tipic eșec la 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 pm , în cele mai mici de congelare 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 mici ale raportului apă / ciment, să efectueze o adecvată compactare a turnării și o întărire adecvată a acestora. Acest lucru permite un beton compact care împiedică intrarea apei de ploaie;
  • introduce în matricea de ciment, prin intermediul adecvate aditivi de aerare , bule de aer cu dimensiuni mai mari de 100 um (100 - 300 pm). 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). Distanța dintre bulele macro este menționată cu numele în limba engleză a spațiere. Procentul din volumul bulelor de aer în raport cu cea a betonului trebuie să fie de aproximativ 4-6% , care merge la circa 8% în cazul agregatelor cu un diametru maxim <20 mm [5] . Prezența bulelor de aer în procentul indicat mai sus stabilește, cu același design mix, o reducere a ck R a betonului de circa 20%. Pentru a compensa această reducere, raportul apă / ciment al betonului celular trebuie redus în mod corespunzător.
  • utilizarea de non-congelare agregatelor .

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

Întărire trebuie să garanteze hidratarea completă a cimentului pe care imbunatatirea progresiva a rezistenței mecanice și în celelalte proprietăți (impermeabilitate, durabilitate, etc.) a betonului depinde.

Din formula Puteri care se referă rezistența mecanică a pastei de ciment Portland cu w / c raportul și gradul de hidratare al cimentului subunitatea:

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 precocitatea uscării 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 agenții atmosferici.

Trebuie amintit faptul că rezistența betonului depinde și de gradul de compactare a materialului și, în prezența a ciclurilor de îngheț-dezgheț, de asemenea , prezența macro-bule generate de gazeificarea aditivi; 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);
  • întărire umedă adecvată a pieselor turnate imediat după îndepărtarea lor, în cazul în care eliminarea are loc înainte de 7 zile, și , în general , a tuturor acelor suprafețe care, pornind de la instalarea lor, nu rămân cofraje , cum ar fi extradosul dale 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 mare în cazul uscat și climă rece , la momentul de stripare [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:
    • care acoperă suprafața piesei turnate cu foi impermeabile sau foi (foi de exemplu , polietilenă) - blochează evadarea aburului crearea unui mediu saturat cu 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;
    • care acoperă suprafața piesei turnate cu foi sau foi permeabile ( de exemplu , saci de iută sau tricot) - păstrat în mod constant umed, se evită pierderea de apă de hidratare;
    • apă pulverizată - jetul de apă rece trebuie evitate deoarece cauzând schimbări termice între partea interioară (caldura de hidratare) și suprafața betonului ar putea declanșa cracare. 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 ( atice , dale, pardoseli industriale, dale de fundație etc.) extrados pot fi păstrate în permanență acoperită de o peliculă de apă;
  • este de asemenea posibil să se utilizeze agenți de întărire adecvați sau compuși de întărire sau de agenți de întărire, pe baza de parafină sau rășini dizolvate într - un solvent, care sunt pulverizate pe betonul proaspăt turnat imediat după striparea acestuia. 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: Cofraje § cofraje .

Standardul UNI EN 13670-1 indică timpii minime de întărire protejate recomandat pentru a preveni formarea de fisuri induse de contracție higrometrice . Ea stabilește 4 clase de întărire , care corespund la minimul protejat ori a betonului turnat cu întărire, în funcție de temperatura suprafeței [7] și 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 ales de către proiectant [9] pe baza clasei de expuneri, tipul betonului, betonului capacul , condițiile climatice și dimensiunea elementelor turnate, prin urmare , dacă , de exemplu:

  • este prevăzut un beton preparat cu un ciment cu 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. ^ Betonul intarit, rigidizarea care 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 a Silicat de calciu nestins
  4. ^ Această situație apare atunci când gradul de saturare a 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 fi diferită de temperatura ambiantă , în funcție de tipul de protecție aplicat
  8. ^ Prima valoare corespunde unei dezvoltări rapide, al doilea la unul lent
  9. ^ NTC la punctul 4.1.7 prevăd următoarele : toate proiectele trebuie să conțină descrierea specificațiilor de execuție în funcție de specificul lucrării, clima, tehnologia de construcție. 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 “