Selezione di agenti riducenti di cemento e acqua

I riduttori d'acqua sono additivi che riducono il contenuto di acqua d'impasto nel calcestruzzo mantenendone la stessa fluidità. Sono il tipo di additivo per calcestruzzo più utilizzato e comunemente applicato. Anche tra tipi simili di riduttori d’acqua, l’efficacia può variare in modo significativo tra le diverse marche. Pertanto, mentre il dosaggio raccomandato nelle istruzioni del prodotto può essere utilizzato per progetti su piccola scala, per progetti più grandi, soprattutto nel calcestruzzo strutturale, è necessario effettuare i test necessari. La progettazione del rapporto di miscelazione del calcestruzzo non dovrebbe mai essere trascurata. Di seguito vengono introdotti i punti chiave della progettazione del rapporto di miscelazione per calcestruzzo contenente riduttori d'acqua, divisi in due sezioni: "Selezione del materiale" e "Miscelazione".

1. Selezione del cemento e del riduttore d'acqua

La scelta degli additivi dovrebbe basarsi principalmente su considerazioni sia tecniche che economiche. I riduttori d'acqua sono adatti a tutti i tipi di progetti in calcestruzzo e cemento armato e, se utilizzati correttamente, possono essere applicati quasi universalmente. Tuttavia, la scelta finale dovrebbe dipendere dalla possibilità che i risultati del test comparativo con il calcestruzzo di riferimento soddisfino i requisiti tecnici del progetto. Poiché i riduttori d'acqua vengono generalmente testati con cemento locale durante il loro sviluppo, il cambiamento del tipo di cemento può comportare risultati prestazionali diversi. In base all’esperienza, i riduttori d’acqua hanno una certa compatibilità con i tipi di cemento e una selezione impropria del cemento può influire in modo significativo sull’efficacia del riduttore d’acqua. L’efficacia dei riduttori d’acqua può essere così riassunta:

(1) Tasso di riduzione dell'acqua

Il tasso di riduzione dell’acqua è un indicatore chiave della qualità del prodotto. Il dosaggio generale dei riduttori d'acqua non supera il 3%, e per i riduttori d'acqua ad alta efficienza il dosaggio è ancora inferiore. Il tasso di riduzione dell'acqua dovrebbe essere almeno del 20%. Il tasso di riduzione dell'acqua può essere determinato attraverso una semplice miscelazione di prova e il confronto con la miscela di riferimento. Se il tasso di riduzione è basso, significa che il tipo di cemento è incompatibile con il riduttore d'acqua, oppure il riduttore d'acqua stesso potrebbe essere di scarsa qualità.

(2) Perdita di crisi nel tempo

L'effetto del riduttore d'acqua si riflette anche nella perdita di fluidità della miscela "dipendente dal tempo". Alcuni riduttori d'acqua hanno eccellenti effetti di riduzione dell'acqua ma fanno sì che la miscela perda rapidamente la sua lavorabilità. La perdita di slump dipendente dal tempo varia notevolmente a seconda del tipo di cemento. Molti riduttori d’acqua normali e ad alta efficienza tendono ad accelerare la perdita di slump, il che può portare a difficoltà di costruzione. Questo è un problema comune nell'applicazione dei riduttori d'acqua. A volte, la miscela di calcestruzzo può presentare una "falsa presa" o "presa rapida". La falsa presa si verifica quando il gesso aggiunto al cemento durante la macinazione reagisce con l'alta temperatura nel mulino (oltre 150 gradi) e si trasforma in gesso anidro, provocando la presa prematura del cemento quando viene aggiunta acqua. La falsa impostazione è recuperabile, il che significa che il crollo può essere ripristinato rimescolando.

La "falsa presa" non è correlata al riduttore d'acqua, mentre la "presa rapida" è quando la reazione chimica tra cemento e acqua avviene troppo rapidamente a causa di fattori interni ed esterni, causando un'immediata perdita di ogni collante. Il "flash setting" è irreversibile e spesso è legato all'utilizzo di alcune tipologie di riduttori d'acqua in condizioni specifiche. Secondo studi nazionali, i riduttori d'acqua contenenti zuccheri o ligninsolfonati possono causare "falsa presa" o "presa rapida" se utilizzati con cemento contenente gesso anidro. Il motivo principale è che questi riduttori d'acqua riducono la solubilità o la velocità di dissoluzione del gesso anidro o accelerano l'idratazione dei minerali silicati e alluminati. Tuttavia non si verifica alcuna "presa rapida" quando il cemento contiene gesso biidrato poiché questi riduttori d'acqua non solo non ne riducono la solubilità ma la favoriscono. La perdita di slump dipendente dal tempo è essenzialmente un problema di compatibilità tra cemento e riduttore d'acqua. La perdita può essere misurata testando il cedimento della miscela di calcestruzzo in momenti diversi.

(3) Forza

L'effetto dei riduttori d'acqua può essere visto anche nella resistenza del calcestruzzo. I riduttori d'acqua generalmente aumentano la resistenza in condizioni costanti, purché siano compatibili con il cemento. Se la resistenza diminuisce, indica incompatibilità tra il cemento e il riduttore d'acqua.

Conclusione

Da quanto sopra risulta evidente che l'efficacia dei riduttori d'acqua dipende in ultima analisi dalla “compatibilità” tra il riduttore d'acqua ed il cemento. Come utilizzatori di cemento e additivi, solo attraverso una miscelazione di prova è possibile identificare potenziali problemi ed evitare problemi di compatibilità. Solo attraverso i test gli utenti possono selezionare un cemento e un riduttore d'acqua compatibili. Ciò è particolarmente importante in Cina, dove viene prodotta una grande quantità di cemento ai silicati miscelati e vi sono notevoli variazioni nella loro composizione e proprietà. Ciò porta a differenze significative negli effetti dei riduttori d’acqua. Inoltre, l’ampia varietà di tipi di riduttori d’acqua e l’insufficiente profondità di ricerca sulle loro prestazioni rendono essenziale un’attenta selezione dei materiali, soprattutto per progetti importanti. Una selezione errata può portare a seri problemi a lungo termine.