O concreto de alto desempenho é um concreto com excelente trabalhabilidade, propriedades mecânicas e durabilidade, feito para atender aos requisitos específicos dos projetos de construção usando matérias-primas convencionais de alta qualidade e um projeto de mistura otimizado, por meio de métodos de produção ecológicos e medidas de construção rigorosas. Como um importante material de construção ecológico, a promoção e a aplicação do concreto de alto desempenho na construção de infraestrutura são de grande importância para melhorar a qualidade do projeto, reduzir o custo abrangente de todo o ciclo de vida do projeto, desenvolver uma economia circular, obter conservação de energia e redução de emissões e promover o ajuste estrutural do setor de concreto.
Problemas técnicos do concreto pronto de alto desempenho
1. Perda de slump ao longo do tempo
Na prática, devido à consideração insuficiente da perda de abatimento, isso geralmente causa dificuldades no bombeamento ou na compactação durante o lançamento no local, afetando assim a eficiência da construção e a qualidade do concreto. Em comparação com a mistura de concreto no local, a diferença de tempo entre a mistura e o lançamento é muito maior no caso do concreto pronto. O raio de fornecimento do concreto pronto é geralmente de 10 a 20 km.
A diferença de tempo entre a mistura do concreto pronto e o transporte para o local de aplicação pode ser de mais de 1 hora, incluindo o transporte e o tempo de espera. Portanto, a perda de abatimento do concreto pronto ao longo do tempo é geralmente grande, especialmente ao preparar concreto com maior resistência ou alta fluidez.
Quando o concreto pronto é bombeado, quanto menor for o abatimento, maior será a pressão necessária da bomba. Portanto, o slump é comumente usado para determinar a capacidade de bombeamento do concreto. Quando o slump é muito pequeno, o atrito nos tubos é alto. O aumento da pressão da bomba pode possibilitar o bombeamento, mas, em alta pressão, o desgaste das peças de bombeamento aumenta, o concreto fica propenso à desidratação e, por fim, os tubos ficam bloqueados. Quando o abatimento é muito grande, embora a pressão da bomba seja reduzida, a mistura de concreto tem pouca coesão e a segregação é óbvia, o que também pode causar bloqueios nos tubos. De modo geral, quando o abatimento do concreto é controlado dentro da faixa de 160 a 180 mm, uma fina camada de lama de baixa viscosidade se forma dentro da parede do tubo de distribuição, o que favorece a redução da resistência ao bombeamento da mistura de concreto. No caso do concreto de alto desempenho, não é possível avaliar sua capacidade de bombeamento apenas pelo slump, e o índice de coesão também deve ser considerado de forma abrangente.
No caso do concreto pronto de alto desempenho, a perda de abatimento da mistura de concreto é relativamente rápida devido aos efeitos físicos e químicos durante o processo de endurecimento e fixação. Portanto, é necessário estudar o mecanismo da perda de abatimento e as contramedidas para controlar a perda de abatimento.
2. Os indicadores de avaliação do desempenho do bombeamento ainda não foram determinados
O desempenho do bombeamento é um aspecto importante da trabalhabilidade do concreto pronto. Além de atender às propriedades mecânicas e de durabilidade exigidas pelas funções estruturais, o concreto pronto preparado em uma usina de mistura também deve atender aos requisitos de uma mistura de concreto com baixa perda de abatimento ao longo do tempo durante o transporte e boa capacidade de bombeamento durante a construção. Tanto a análise teórica quanto a prática mostraram que, durante o bombeamento do concreto, a mistura de concreto forma um movimento de “tampão” inteiro na tubulação de distribuição. Há uma fina camada de lama com baixa viscosidade entre a parede do tubo e a borda do “tampão”, e também há uma película de água muito fina na parede do tubo, que lubrifica o concreto durante o transporte na tubulação. Portanto, para que a mistura de concreto tenha boa capacidade de bombeamento, os seguintes requisitos devem ser atendidos: (1) a mistura de concreto pode formar uma fina camada de lama que atua como lubrificante quando transportada na tubulação, reduzindo a resistência do concreto durante o transporte; (2) a mistura de concreto deve ter retenção de água e coesão suficientes para garantir que o concreto não sangre ou segregue durante o bombeamento e possa ser transportado de forma contínua e estável na tubulação.
Sob a ação do atrito na tubulação e da pressão de bombeamento, os fatores que afetam o desempenho de bombeamento do concreto são complexos e estão intimamente relacionados a fatores como teor de cimento, proporção água-cimento, taxa de areia, propriedades de superfície, tamanho de partícula e gradação de agregados grossos, bem como a qualidade dos aditivos, o tipo e a dosagem dos aditivos etc. Portanto, o desempenho de bombeamento do concreto pronto de alto desempenho é um índice de desempenho abrangente, e atualmente não há um índice de avaliação ou método de teste preciso.
3. Fissuração precoce proeminente do concreto pronto de alto desempenho
O concreto pronto tem um alto teor de cimento, uma alta proporção de areia e pequenas partículas de agregado grosso, o que resulta em um grande assentamento plástico e torna o concreto propenso a rachar nos estágios iniciais após o lançamento. O concreto pronto também tem um grande abatimento (geralmente acima de 200 mm) e, em muitos edifícios altos, o abatimento do concreto às vezes é superior a 220 mm. Foi constatado na construção que o concreto com um slump grande e alta fluidez é mais propenso a rachar nos estágios iniciais do que o concreto com um slump pequeno e baixa fluidez.
Sob certas proporções de água para cimento, um slump grande requer mais água por unidade de volume, e mais água por unidade de volume leva a um aumento na quantidade de cimento usado. O cimento é o principal componente do material cimentício do concreto e sofre retração química (ou seja, retração autógena do concreto) durante o processo de fixação e endurecimento do concreto. No caso do concreto de alto desempenho, quando a relação água-cimento é inferior a 0,35, a umidade relativa da mistura cai rapidamente abaixo de 80%, e a redução do volume do concreto devido à autoencolhimento é de cerca de 8%, o que é uma causa importante de rachaduras no concreto de alto desempenho. Além disso, devido ao alto consumo unitário de água, no estágio posterior do endurecimento do concreto, à medida que a água interna evapora, o concreto encolhe e racha.
Além disso, o concreto pronto tem um alto teor de areia (geralmente acima de 40%) e as partículas de agregado grosso são menores (geralmente de 5 a 25 mm) para atender aos requisitos de transporte e bombeamento.
