Contingut d'additius i consum d'aigua

La dosi de la mescla i la quantitat d'aigua són paràmetres importants en el disseny de la mescla de formigó. Tots dos són antagònics i s'unifiquen mútuament, s'influeixen i s'interrelacionen entre ells. Només coordinant i equilibrant aquests dos factors es pot obtenir un formigó satisfactori. Per determinar aquests factors, cal parar atenció a la seva coordinació. Les mescles de formigó requereixen una certa quantitat de pasta per aconseguir una treballabilitat satisfactòria; no sempre és millor utilitzar menys aigua. En el disseny de la mescla, si la mescla és insuficient, augmentarà la demanda d'aigua i donarà lloc a una mala dinàmica del formigó (pobre fluïdesa, mescla lenta). Per contra, si la barreja és massa i l'aigua és insuficient, la pasta de formigó tendeix a tornar-se enganxosa i fins i tot sagnar. A més, una barreja excessiva pot fer que el formigó sigui sensible a l'aigua, fent que la mescla sigui difícil de controlar.

1. Dosificació de la mescla

Amb la condició que les quantitats de ciment, additius minerals i agregats siguin constants, hi ha una combinació adequada d'aigua i dosificació d'additius que pot fer que la cohesió, la fluïdesa i la retenció d'aigua del formigó arribi a un estat relativament òptim. Quan s'utilitzen additius, la dosi determinada ha de tenir un excedent admissible per garantir la seguretat de la treballabilitat del formigó. Per exemple, si la dosi màxima de la mescla és del 2,2%, la dosi s'hauria d'establir al voltant de l'1,8%, permetent un espai d'ajust de 0,3%-0,5%.

Si la quantitat d'aigua es determina primer durant el disseny de la barreja, la dosi de la barreja es pot avaluar en funció de la taxa de reducció d'aigua i després es pot confirmar mitjançant la mescla d'assaig. Alternativament, amb quantitats fixes de ciment, additius minerals i àrids, la quantitat d'aigua es pot estimar inicialment en funció dels requisits de treballabilitat del formigó. Per exemple, si la mida màxima de l'agregat és de 31,5 mm, el mòdul de finesa de la sorra és de 2,6 i la caiguda objectiu és de 180mm, la quantitat bàsica d'aigua és de 227,5 kg/m³. Si la dosi de la mescla és del 2,0% amb una taxa de reducció d'aigua del 25%, la quantitat d'aigua per al formigó amb additiu és d'aproximadament 170 kg/m³.

La dosificació de la mescla està influenciada no només per la qualitat del ciment sinó també per la qualitat dels additius minerals i els àrids. Per a una combinació establerta de materials, la quantitat òptima d'aigua i la dosi de la barreja difereixen i s'han de determinar mitjançant proves. Durant la mescla de prova, els criteris inclouen una distribució uniforme dels components de la mescla de formigó, pasta completa, fluïdesa satisfactòria, sense sagnat i segregació.

Si la caiguda de la mescla és massa gran, provocant un sagnat greu i una segregació, primer s'ha de reduir la quantitat d'aigua durant l'ajust. Si la caiguda és una mica massa petita, la dosi de la barreja es pot ajustar aproximadament un {{0}},1%. Si la caiguda és massa petita, la quantitat d'aigua s'ha d'augmentar segons l'experiència, ja que augmentar la quantitat d'aigua en 5 kg/m³ pot augmentar la caiguda en 20 mm. El canvi en la caiguda amb un augment del 0,1% en la dosi de la barreja s'ha de determinar mitjançant proves, ja que diferents tipus d'additius i fabricants mostren diferències significatives.

Quan es fixa la dosi de la barreja, hi ha una quantitat d'aigua crítica. Si la quantitat d'aigua supera aquest valor, la mescla de formigó es segregarà i sagnarà fàcilment. Quan la quantitat d'aigua s'aproxima a aquest valor crític, petits canvis en la quantitat d'aigua poden provocar canvis significatius en l'estat de la mescla de formigó, complicant el control de qualitat. Els canvis en el contingut d'humitat dels àrids poden semblar erròniament que són problemes de qualitat de la mescla, però en realitat és un problema de disseny de la barreja.

2. Quantitat d'aigua

El requisit d'aigua de consistència estàndard del ciment, la relació de demanda d'aigua de les cendres volants i la relació de fluïdesa dels additius minerals afecten la quantitat d'aigua del formigó. Tanmateix, l'impacte de la caiguda del formigó sobre la quantitat d'aigua és el més directe. Tot i que l'ús d'additius desacobla la mida de la caiguda de la quantitat d'aigua, permetent l'ajust de la caiguda canviant la dosi de l'additiu mentre es manté constant la quantitat d'aigua, un requisit de caiguda gran amb poca quantitat d'aigua pot provocar una pasta insuficient. Simplement augmentar la dosi de la mescla per aconseguir una treballabilitat satisfactòria pot provocar segregació i sagnat. Amb proporcions fixes de ciment, additius minerals i àrids, hi ha una quantitat mínima d'aigua per aconseguir la caiguda desitjada, per sota de la qual els additius no poden funcionar amb eficàcia.

El deteriorament de la qualitat de la matèria primera pot reduir la compatibilitat amb els additius, reduint la taxa de reducció d'aigua. Durant la producció, s'han d'observar els canvis de matèries primeres i controlar la quantitat d'aigua utilitzant additius en lloc d'augmentar només l'aigua per millorar la treballabilitat. Això és especialment cert per als superplastificants de policarboxilat, que són més sensibles al contingut de llim i pols de pedra en els agregats.

3. Determinació de la quantitat d'aigua i dosificació de la mescla

Per a la quantitat d'aigua, s'ha de complir la regla de relació aigua-ciment més baixa. Aquesta norma estableix que la quantitat d'aigua s'ha de minimitzar mentre es compleixen els requisits de treballabilitat. Una gran quantitat d'aigua produeix un augment de la porositat interna, absorció d'aigua, permeabilitat, reducció de l'estanqueïtat, augment de les esquerdes de contracció, reducció d'unió de la interfície agregat-ciment, reducció de l'adherència de la lletada de barres d'armadura, majors canvis de volum a causa dels cicles humit-sec i una menor resistència a la intempèrie i atac químic. El compliment de la regla de la quantitat mínima de pasta també és important. Massa pasta compromet l'estabilitat del volum, augmentant les esquerdes de contracció; massa poca pasta redueix el gruix del recobriment agregat, reduint la fluïdesa i la durabilitat.