01 Entendendo a compatibilidade da mistura de concreto
No campo da construção de concreto, a compatibilidade é um conceito crucial e misterioso. Não se trata apenas de um termo simples, mas de um reflexo abrangente do desempenho multidimensional das misturas de concreto nas operações de construção. Então, o que é exatamente a compatibilidade de uma mistura de concreto? E quais são os principais elementos envolvidos?
A facilidade de uso, em resumo, é a mistura de concreto na mistura, no transporte, no lançamento, no apiloamento e em uma série de elos de construção, que pode ser facilmente enfrentada e, por fim, obter a moldagem de uma qualidade densa e uniforme, sem segregação, sem infiltração, sem secreção de água e com excelente desempenho. A realização desse desempenho é inseparável dos três principais elementos abrangidos pela compatibilidade: fluidez, coesão e retenção de água.
02 afetam os “principais fatores” da compatibilidade do concreto
(1) Consumo de água por unidade de volume:
O consumo de água por unidade de volume, um parâmetro fundamental na preparação do concreto, desempenha um papel central, que determina diretamente a quantidade de pasta de material cimentício (doravante denominada pasta) gerada e sua consistência. Mais importante ainda, o consumo de água por unidade de volume é o elemento central que afeta a facilidade do concreto. Ao ajustar esse parâmetro dentro de uma faixa específica de consumo de água, podemos alterar significativamente a fluidez das misturas de concreto com base em diferentes agregados grossos. Especificamente, há uma relação positiva entre o consumo de água por unidade de água utilizada e a fluidez da mistura: à medida que o consumo de água aumenta moderadamente, a fluidez do concreto melhora, tornando-o mais fácil de trabalhar.
Entretanto, esse ajuste não é isento de limites. Quando o consumo de água por unidade de volume é muito alto, pode ocorrer uma série de efeitos indiretos desfavoráveis. Em primeiro lugar, a coesão da mistura será significativamente enfraquecida, o que significa que a ligação entre os vários componentes do concreto será reduzida, levando facilmente à instabilidade estrutural. Mais seriamente, o consumo excessivo de água também pode induzir a problemas graves, como segregação, delaminação e infiltração de água, que não só prejudicam a homogeneidade e a integridade do concreto, mas também reduzem significativamente sua resistência e durabilidade após o endurecimento.
(2) Taxa de areia:
A taxa de areia, como um dos principais parâmetros na proporção da mistura de concreto, tem um impacto significativo na área total da superfície e no índice de vazios dos agregados, o que, por sua vez, afeta profundamente a compatibilidade da mistura de concreto. No intervalo adequado de taxa de areia, com o aumento gradual da taxa de areia, a fluidez do concreto é efetivamente melhorada, o que ajuda a melhorar a plasticidade e a trabalhabilidade do concreto durante o processo de construção. No entanto, quando a taxa de areia é aumentada até um determinado valor crítico, a fluidez do concreto começa a diminuir, acompanhada de uma diminuição na resistência do concreto. Esse fenômeno pode ser atribuído ao fato de que uma taxa de areia muito alta leva a vazios inter-agregados excessivos, o que reduz o preenchimento efetivo da pasta, enfraquecendo assim a estrutura interna do concreto.
Por outro lado, uma taxa de areia muito baixa pode causar o mesmo conjunto de problemas. Ela reduz significativamente a coesão e a retenção de água da mistura de concreto, aumentando o risco de segregação e infiltração de água. Isso ocorre porque uma baixa taxa de areia reduz o encapsulamento e o preenchimento dos agregados grossos pelos agregados finos, tornando a estrutura interna do concreto frouxa e instável.
A escolha da taxa de areia é influenciada por vários fatores, incluindo, entre outros, a forma da pedra, a distribuição do tamanho das partículas, a classificação das partículas e o método específico de construção. Esses fatores juntos determinam o impacto abrangente da taxa de areia no desempenho do concreto.
(3) Relação água-cimento e quantidade de materiais cimentícios:
No processo de preparação do concreto, a relação água-cimento e a quantidade de materiais cimentícios são dois parâmetros cruciais, que têm um impacto significativo no desempenho da mistura de concreto. Sob a condição de manter constante a quantidade de materiais cimentícios, a alteração da proporção água-cimento levará diretamente à alteração da fluidez da mistura. Especificamente, quando a proporção água-cimento aumenta, a fluidez da mistura aumenta e vice-versa. Isso ocorre porque a alteração na proporção água-cimento afeta a viscosidade da pasta, o que, por sua vez, altera as propriedades de trabalho da mistura.
Entretanto, o ajuste da proporção água-cimento não é arbitrário, mas precisa ser selecionado racionalmente de acordo com os requisitos de resistência e durabilidade do concreto. Uma proporção de mistura de água muito pequena resultará em uma pasta muito viscosa, tornando a mistura de baixa fluidez, o que não é propício para a operação de construção. Por outro lado, uma proporção muito grande de água e aglutinante fará com que a coesão e a retenção de água da mistura se deteriorem, afetando seriamente a resistência e a durabilidade do concreto. Portanto, na prática, a proporção água-cimento deve ser controlada com precisão de acordo com os requisitos específicos do projeto e as condições de construção.
Por outro lado, sob a condição de manter a proporção água-cimento inalterada, a quantidade de material adesivo por unidade de volume também é um fator importante que afeta o desempenho da mistura de concreto. Quando a quantidade de material de borracha é aumentada, a camada de pasta que encapsula a superfície das partículas de agregado se torna mais espessa, proporcionando melhor lubrificação. Isso resulta em uma mistura de concreto mais fluida, com melhor coesão e retenção de água, o que facilita o bombeamento. No entanto, o aumento da quantidade de mástique não é ilimitado. Quantidades excessivas de mástique não são apenas antieconômicas, mas também aumentam a retração e a deformação do concreto endurecido, o que tem um efeito adverso no desempenho do concreto a longo prazo. Por outro lado, se a quantidade de material de borracha for muito pequena, não será possível garantir a fluidez necessária da mistura, e a coesão se tornará ruim, o que não favorece o bombeamento da construção.
(4) Natureza dos materiais constituintes:
1. cimento:
O cimento é o principal componente do concreto, e sua espécie, composição mineral e materiais de mistura afetam significativamente a facilidade da mistura do concreto. Especificamente:
① A escolha da variedade de cimento é crucial. O cimento tem uma influência significativa sobre a trabalhabilidade da mistura de concreto, especialmente a compatibilidade. Esse efeito é refletido principalmente no consumo de água da consistência padrão do cimento. Devido às diferenças na composição mineral e ao uso de materiais de mistura de diferentes variedades de cimento, suas necessidades de água serão diferentes, afetando diretamente a consistência e a trabalhabilidade da mistura de concreto.
② O teor de C3A no cimento é um indicador que requer atenção especial. Entre os vários componentes minerais do clínquer de cimento, o C3A é conhecido por suas características de endurecimento e fixação rápida e alto calor de hidratação. Quando o teor de C3A no clínquer de cimento excede o limite de 8%, ele não apenas aciona a aceleração do processo de hidratação do cimento, mas também pode levar a problemas de compatibilidade entre o cimento e os aditivos, afetando assim o desempenho geral do concreto.
③ A temperatura do cimento também é um fator que não pode ser ignorado. Pesquisas experimentais mostram que a mudança de temperatura do cimento terá um impacto sobre sua demanda de água. Especificamente, quando a temperatura do cimento aumenta de 50°C para 90°C, sua demanda de água aumenta em cerca de 5%. Além disso, usando 50°C como ponto de referência, cada vez que a temperatura do cimento aumenta em 10°C, a perda de tempo de abatimento do concreto também aumenta em cerca de 15%. Essa mudança não só afetará o desempenho da construção do concreto, mas também poderá afetar negativamente suas propriedades mecânicas e a durabilidade após o endurecimento.
2) Agregado:
O agregado, como parte importante do concreto, sua granulometria, forma, teor de lama e taxa de absorção de água, além de muitos outros fatores, têm um impacto profundo na facilidade da mistura do concreto. O concreto preparado com agregados padronizados e de boa qualidade apresenta excelente fluidez, coesão e retenção de água durante o processo de mistura, enquanto a perda de abatimento é relativamente pequena. Esse concreto é mais fácil de trabalhar e tem propriedades estruturais estáveis após o endurecimento.
Por outro lado, se forem usados agregados com gradação de partículas ruim, superfície áspera e um grande número de partículas em forma de agulha, alto teor de lama e pedaços de lama para formular o concreto, a fluidez da mistura será significativamente reduzida, e a coesão e a retenção de água também serão ruins. Além disso, a perda de abatimento desse tipo de concreto será significativamente acelerada, não apenas pelas dificuldades de construção, mas também pela resistência e durabilidade do concreto endurecido final, que serão afetadas negativamente.
3. aditivo mineral ativo:
A eficácia dos aditivos minerais ativos no concreto varia de acordo com seu tipo e qualidade. Entre eles, a cinza volante de alta qualidade, como um aditivo mineral reativo eficiente, pode diminuir significativamente a taxa de hidratação dos materiais cimentícios. Ela tem excelente capacidade de retenção de água e aumenta a viscosidade da pasta, graças às suas propriedades de superfície dura e adsorção insustentável de água. Por esse motivo, as cinzas volantes de alta qualidade apresentam excelentes resultados na redução da perda de abatimento e na melhoria da capacidade de bombeamento do concreto.
4. aditivos para concreto:
Os aditivos para concreto desempenham um papel fundamental na regulação da compatibilidade da mistura e no aumento da eficiência econômica. Ao serem adicionados ao concreto, como agente redutor de água comum, agente redutor de água de alta eficiência, agente de bombeamento e outros aditivos com efeito significativo de redução de água, podem aumentar muito a fluidez da mistura, melhorar efetivamente sua coesão e reduzir significativamente a secreção de água. A introdução desses aditivos não apenas otimiza as propriedades de trabalho do concreto, mas também melhora ainda mais a resistência mecânica e a durabilidade do concreto, reduzindo a quantidade de água usada sem reduzir a quantidade de materiais cimentícios e mantendo a fluidez da mistura.
