Mașinabilitate
Lucrabilitatea este capacitatea unui material sau, în orice caz, a unui amestec de a se mișca și deforma sub acțiunea unei forțe externe .
Lucrabilitatea betonului
Generalitate
Lucrabilitatea betonului proaspăt [1] , ( lucrabilitate ) este lucrarea internă utilă necesară pentru a obține compactarea completă a conglomeratului.
Două proprietăți ale betonului proaspăt depind de lucrabilitate:
- mobilitatea, de care depinde ușurința desfășurării activităților necesare instalării materialului proaspăt, precum transportul și turnarea;
- compactabilitatea de care depinde ușurința de a elimina, prin vibrații , tot aerul prins în betonul proaspăt, pentru a asigura densitatea maximă a conglomeratului odată întărit și garantarea unei suprafețe de contact mai mari între armătură și beton.
O prelucrare necorespunzătoare ar putea duce la formarea de macro-goluri în betonul întărit, a cărui prezență ar putea afecta negativ rezistența mecanică finală a conglomeratului, aderența oțel-beton și, de asemenea, protecția armăturilor împotriva coroziunii cu reducerea consecventă a gradul de durabilitate al betonului.de material. Deoarece lucrabilitatea nu este o cantitate măsurabilă, este corelată cu o altă cantitate ușor măsurabilă desemnată prin termenul „consistență” de legislația actuală [ în ce țară? ] .
Factori care influențează
Mașinabilitatea este influențată de mulți factori, printre care principalii sunt:
- pentru un tip dat de agregat, lucrabilitatea amestecului depinde de conținutul de apă al betonului, indiferent de raportul apă / ciment ( regula Lyse ).
- dimensiunile agregatelor și curba granulometrică: pentru aceeași cantitate de apă utilizată pentru ambalarea amestecului, lucrabilitatea crește proporțional cu diametrul maxim al agregatului [2] , de fapt cu cât diametrul agregatului este mai mare, cu atât suprafața sa specifică este mai mică [3] , cu atât este mai puțină apă necesară pentru a-și uda suprafața;
- natura agregatelor: pentru aceeași cantitate de apă utilizată la fabricarea betonului, agregatele de origine aluvială garantează o prelucrare mai mare decât agregatele zdrobitoare. De fapt, cu aceleași dimensiuni, acestea din urmă având o rugozitate mai mare a suprafeței prezintă o frecare mai mare spre pasta de ciment și, prin urmare, necesită mai multă apă decât cele aluvionare, care au de obicei o suprafață netedă;
- tip de ciment: cu cât este mai scurt timpul de prindere, cu atât este mai scăzută lucrabilitatea betonului;
- temperatura: la temperaturi peste 25 ° C, procesul de hidratare a cimentului este atât de rapid încât determină betonul să se fixeze într-un timp mult mai scurt decât în mod normal, provocând o pierdere a lucrabilității amestecului;
- prezența aditivilor : aditivii fluidificatori sau super-plastifianți fac betonul mai funcțional fără a fi nevoie să variați conținutul de apă.
Metode de măsurare
Conform standardelor UNI EN 206 - 2006 și UNI 11104: 2004, lucrabilitatea betonului proaspăt și, prin urmare, consistența acestuia, trebuie determinată prin intermediul unor teste ale căror rezultate definesc clasa de consistență a betonului. Printre testele raportate de legislația menționată mai sus, cele mai cunoscute sunt cele efectuate folosind:
Măsurarea lucrabilității trebuie efectuată după descărcarea a cel puțin 0,3 m 3 de beton din malaxor.
Clase de consistență ale betonului
- Clase de consistență prin coborârea la conul Abrams :
- S1 - consistență umedă: scădere de la 10 la 40 mm
- S2 - consistență plastică: coborâre ( scădere ) de la 50 la 90 mm
- S3 - consistență semi-fluidă: coborâre ( scădere ) de la 100 la 150 mm
- S4 - consistența fluidului: scăderea ( scăderea ) de la 160 la 210 mm
- S5 - consistență super-fluidă: coborâre ( scădere ) ≥ 220 mm.
- Clase de consistență folosind metoda Vebè :
- V0 - timpul Vebè: ≥ 31 s
- V1 - timpul Vebè: de la 30 la 21 s
- V2 - timpul Vebè: de la 20 la 11 s
- V3 - timpul Vebè: de la 10 la 6 s
- V4 - timpul Vebè: de la 5 la 3 s
- Clase de consistență prin măsurarea compactabilității:
- C0 - indicele de compactabilitate: ≥ 1,46
- C1 - indice de compactabilitate: de la 1,45 la 1,26
- C2 - indice de compactabilitate: de la 1,25 la 1,11
- C3 - indice de compactabilitate: de la 1,10 la 1,04
- C4 (numai pentru beton ușor) - indice de compactabilitate: <1,04
- Clase de consistență prin măsurarea răspândirii :
- F1 - diametru de împrăștiere: ≤ 340 mm
- F2 - diametru de împrăștiere: de la 350 la 410 mm
- F3 - diametru de împrăștiere: de la 420 la 480 mm
- F4 - diametru de împrăștiere: de la 490 la 550 mm
- F5 - diametru de împrăștiere: de la 560 la 620 mm
- F6 - diametru de împrăștiere: ≥ 630 mm
În Italia, consistența betonului este exprimată în termeni de scădere a claselor la con sau clase de împrăștiere.
Mașinabilitate în proiectare
La proiectarea unei structuri, pentru a defini proiectarea mixtă a betonului care trebuie utilizat, trebuie definită și clasa de consistență a acestuia.
Clasa de consistență trebuie evaluată în funcție de structura care urmează să fie construită (forma elementelor, dimensiunile minime ale elementelor, densitatea armăturilor etc.) pentru a facilita operația de instalare (turnare, compactare etc.). ).
De exemplu, pentru a arunca în prezența armăturilor foarte dense sau în interiorul cofrajelor pentru elementele cu secțiune redusă sau formă complexă și, în orice caz, în prezența obstacolelor care pot compromite fluxul de beton în interiorul cofrajelor, este necesar să se o clasă de consistență ridicată (de exemplu S5).
Cu referire la clasele de coborâre la con, de regulă:
- dacă urmează să fie construit un baraj sau un trotuar cu o mașină de finisare vibratorie, un beton cu consistența S1 este obligatoriu;
- dacă structuri, cum ar fi coșuri de fum, rezervoare suspendate etc., urmează să fie construite cu tehnica de cofraj de urcare sau structuri cu o anumită pantă (de exemplu, căptușeala unui canal hidraulic), un beton cu consistența S2 sau cel mult S3 trebuie prescris ;
- în cazul în care urmează să fie construite structuri fără armături sau armături reduse, trebuie prescris un beton cu consistență S3,
- în toate celelalte cazuri trebuie utilizat betonul S4 sau S5.
Adăugarea de apă
Apa este unul dintre ingredientele principale pentru ambalarea unui beton.
Fără apă, hidratarea cimentului nu poate avea loc și, prin urmare, nu se poate produce beton .
Apa potrivită este cea care garantează atât lucrabilitatea necesară, cât și rezistența mecanică și durabilitatea necesare.
Cu aceleași caracteristici ale ingredientelor utilizate, pe măsură ce crește cantitatea de apă, crește lucrabilitatea betonului (regula Lyse); dar cantitățile de apă mai mari decât valoarea corectă determină, de asemenea, o scădere a rezistenței mecanice și a durabilității materialului finit, deoarece se obține un beton mai poros și supus unor deformări amânate ( contracție și curgere ) mai accentuate.
Procedura de adăugare a apei în betonieră pentru a obține un beton mai fluid a fost folosită frecvent în trecut pe șantierele de construcții, deoarece nu a dus la o creștere substanțială a costului produsului finit.
Remedii
Pentru a crește clasa de consistență, conținutul de apă din amestec poate fi mărit, dar, pentru a nu avea un produs finit slab, cantitatea de ciment trebuie, de asemenea, să fie mărită proporțional, astfel încât să nu se varieze raportul apă / ciment prevăzut în amestec proiect (proiectarea amestecului și, în consecință, valoarea rezistenței mecanice a conglomeratului, conform celor stabilite de legea lui Abrams, care arată că, pe măsură ce crește w / c, rezistența mecanică scade exponențial [4] :
- R = a 1 / (a 2 a / c )
unde este:
- R este rezistența medie la compresiune
- a 1 și 2 sunt constante care depind de tipul de ciment, de tipul specimenului și de timpul de întărire (de exemplu, 28 de zile), precum și de temperatura la care apare acest lucru.
De asemenea, este posibil să se utilizeze agregate mai favorabile reologic, cum ar fi cele cu un diametru mai mare, cu o formă rotunjită și o suprafață netedă.
Pentru a crește clasa consistența betonului fără a crește conținutul de apă și ciment, este posibil să se utilizeze adecvat sau super - fluidizare-plastifiere aditivi .
Cu toate acestea, ambele metode conduc la costuri mai ridicate ale produsului finit comparativ cu cel al unei clase de consistență mai mici, de fapt, în primul caz, trebuie utilizată o doză mai mare de ciment, în timp ce în al doilea costul mai mare este legat de utilizarea unui aditiv. .
Notă
- ^ beton care nu s-a stabilit încă
- ^ Regula Lyse, formulată de norvegianul Inge Martin Lyse, care poate fi exprimată cu două propoziții echivalente: 1) pe măsură ce crește diametrul maxim al agregatului, apa de amestecare necesară pentru a obține o anumită lucrabilitate a betonului proaspăt scade, indiferent de ciment dozare; 2) odată fixat diametrul maxim al unui agregat dat, este necesar să se mărească apa de amestecare pentru a crește lucrabilitatea betonului proaspăt.
- ^ suprafața specifică este dată de raportul dintre suprafața elementului și volumul acestuia
- ^ Rezistența mecanică a betonului depinde nu numai de dozajul cimentului, ci și de raportul apă / ciment
Bibliografie
- Mario Collepardi, Silvia Collepardi, Roberto Troli - Cei doi piloni ai betonului logic - JURNALUL ENCO
- AA.VV. - A pentru apă - JURNAL ENCO
- Mario Collepardi - L pentru fiabilitate - JURNAL ENCO
