Quali sono le principali cause della perdita di slump del calcestruzzo?

1. Influenza delle materie prime

Nelle costruzioni in calcestruzzo, la compatibilità e l'adattabilità tra cemento e agenti di pompaggio sono fattori cruciali che devono essere verificati attraverso rigorosi test di adattabilità. Il dosaggio dell'agente di pompaggio non è determinato arbitrariamente; necessita di essere attentamente regolato attraverso prove di compatibilità con materiali cementizi per determinare la proporzione ottimale. Il contenuto di componenti aeranti e ritardanti nell'agente di pompaggio influisce in modo significativo sulla perdita di consistenza del calcestruzzo. In generale, se il contenuto di queste due componenti è elevato, il tasso di perdita di crollo sarà più lento. Al contrario, se questi componenti sono presenti in quantità minori, il tasso di perdita della crisi aumenterà. Vale la pena notare che il calcestruzzo prodotto con superfluidificanti a base di naftalene presenta tipicamente una perdita di slump più rapida. Tuttavia, in ambienti a bassa temperatura (sotto i 5 gradi), il tasso di perdita di crollo è rallentato.

Quando si discutono i fattori che influenzano la perdita di consistenza del calcestruzzo, il tipo di ritardante presente nel cemento è un fattore chiave. Nello specifico, quando il gesso viene utilizzato come ritardante, spesso accelera la perdita di consistenza del calcestruzzo. Inoltre, il contenuto del componente C3A a resistenza iniziale nel cemento gioca un ruolo cruciale. Se il contenuto di C3A è elevato, o se viene utilizzato cemento di tipo "R", o se il cemento ha un'elevata finezza e un tempo di presa rapido, può portare a una rapida perdita di consistenza. Infatti, la velocità di perdita dello slump nel calcestruzzo è strettamente correlata alla qualità e alla quantità dei materiali miscelati nel cemento, che possono influenzare in modo significativo le prestazioni del calcestruzzo.

Per mantenere buone prestazioni è necessario controllare rigorosamente il contenuto di C3A nel cemento. In generale, il contenuto di C3A dovrebbe essere mantenuto tra il 4% e il 6%. Se il contenuto di C3A è inferiore al 4%, è necessario ridurre di conseguenza i componenti aeranti e ritardanti. In caso contrario, ciò potrebbe comportare tempi di presa prolungati, incidendo negativamente sull'avanzamento della costruzione e sulla qualità del calcestruzzo. D'altra parte, se il contenuto di C3A supera il 7%, è necessario aumentare i componenti aeranti e ritardanti per evitare una rapida perdita di slump o un falso presa, che influenzerebbero negativamente le prestazioni del calcestruzzo e la qualità della costruzione.

Le prestazioni del calcestruzzo sono significativamente influenzate dalla qualità degli aggregati grossolani e fini utilizzati. Nello specifico, se il contenuto di argilla e il contenuto di blocchi di fango superano gli standard, o se il pietrisco ha un elevato contenuto di particelle aghiformi, si accelererà la perdita di slump. Più complessamente, il tasso di assorbimento d’acqua degli aggregati grossolani è un fattore chiave. Soprattutto in estate, quando gli aggregati grossolani come la pietra frantumata sono esposti a temperature elevate per periodi prolungati, la loro temperatura interna aumenta, provocando l’espansione dell’aria nella struttura dei pori e l’evaporazione di parte dell’umidità, rendendo gli aggregati più secchi e aumentando la loro capacità di assorbimento dell’acqua. Pertanto, quando tali aggregati vengono aggiunti al mescolatore, assorbono rapidamente l'umidità dal calcestruzzo, provocando una forte perdita di slump in soli 30 minuti, che pregiudica la lavorabilità e la qualità della costruzione.

2. Influenza del processo di miscelazione

Il processo di miscelazione del calcestruzzo influisce in modo significativo sulla perdita di lavorabilità, che è strettamente correlata non solo al tipo di miscelatore utilizzato ma anche all'efficienza del processo di miscelazione. Pertanto, la manutenzione regolare del mixer è particolarmente importante e le pale del mixer, in quanto componenti principali, devono essere mantenute in buone condizioni, essendo essenziale la sostituzione periodica. Inoltre, il tempo di miscelazione del calcestruzzo è un fattore critico. Il tempo di miscelazione non deve essere inferiore a 30 secondi. Se il tempo di miscelazione è inferiore a questa soglia, lo slump del calcestruzzo diventerà instabile, accelerando la perdita di slump e influenzando negativamente la qualità complessiva del calcestruzzo.

3. Influenza della temperatura

La temperatura è un fattore importante che influenza la perdita di consistenza del calcestruzzo. Soprattutto nei caldi mesi estivi, quando le temperature superano i 25 o 30 gradi, il tasso di perdita di slump del calcestruzzo può aumentare in modo significativo rispetto ad un ambiente a 20 gradi, con un aumento di oltre il 50%. Ciò ha un impatto significativo sulle prestazioni e sull’efficienza costruttiva del calcestruzzo. Al contrario, quando la temperatura scende sotto i 5 gradi, la perdita di slump è relativamente piccola, indicando che il calcestruzzo rimane più stabile in ambienti a bassa temperatura. Dato l’impatto significativo della temperatura sulla perdita di slump, la produzione e la costruzione del calcestruzzo pompato devono tenere conto dei fattori di temperatura.

Anche la temperatura delle materie prime utilizzate ha un effetto cruciale sulle prestazioni del calcestruzzo. Quando la temperatura delle materie prime è troppo elevata, può portare ad un aumento della temperatura complessiva del calcestruzzo, accelerando la perdita di slump, che influisce negativamente sulla lavorabilità e sulla qualità della costruzione. Pertanto, è essenziale controllare la temperatura delle materie prime durante la produzione del calcestruzzo.

In genere, per garantire una qualità stabile del calcestruzzo, la temperatura del calcestruzzo quando viene scaricato dal miscelatore dovrebbe essere compresa tra 5 e 35 gradi. Questo intervallo è considerato ottimale per le prestazioni del calcestruzzo. Tuttavia, nella pratica, a causa di vari fattori, la temperatura delle materie prime può talvolta superare questo intervallo.

Quando le temperature delle materie prime superano l'intervallo ideale, dobbiamo adottare misure tecniche adeguate per regolarle. Ad esempio, se le materie prime sono troppo calde, possiamo aggiungere acqua fredda, ghiacciata o freatica per abbassare la temperatura del calcestruzzo. Al contrario, se le materie prime sono troppo fredde, possiamo riscaldare l’acqua o aumentare la temperatura delle materie prime per aumentare la temperatura del calcestruzzo.

In genere, per cemento e additivi, la temperatura deve essere rigorosamente controllata, con una temperatura massima di 50 gradi. In particolare durante le operazioni invernali di pompaggio, è opportuno monitorare attentamente anche la temperatura dell'acqua riscaldata, che non superi i 40 gradi. Ignorare il controllo della temperatura può non solo accelerare la perdita di slump ma anche causare una presa rapida, portando a una presa errata all'interno del mescolatore e comportare difficoltà nello scarico del calcestruzzo o nel trasporto dello stesso al cantiere.

Quanto più elevata è la temperatura dei materiali cementizi, tanto più evidente è la riduzione dell'effetto plastificante dei componenti riduttori d'acqua dell'agente di pompaggio, che accelera la perdita di slump. Nello specifico esiste una relazione direttamente proporzionale tra la temperatura del calcestruzzo e la sua perdita di lavorabilità. Per ogni aumento di temperatura di 5–10 gradi, la perdita di slump può raggiungere i 20–30 mm, influenzando in modo significativo la lavorabilità e la qualità costruttiva del calcestruzzo.

4. Grado di resistenza

Esiste una relazione significativa tra la perdita di deformabilità del calcestruzzo e il grado di resistenza del calcestruzzo. Nello specifico, rispetto al calcestruzzo a bassa resistenza, il calcestruzzo ad alta resistenza tende a mostrare una perdita di slump più rapida. Questo fenomeno si osserva anche in diversi tipi di calcestruzzo, con il calcestruzzo in pietra frantumata che mostra una perdita di lavorabilità più rapida rispetto al calcestruzzo in ghiaia. La ragione principale di questa differenza è legata alla quantità di cemento utilizzato. Il calcestruzzo ad alta resistenza generalmente richiede più cemento per soddisfare i requisiti di resistenza e l’aumento del contenuto di cemento accelera la perdita di slump.

5.Condizione concreta

La perdita di slump del calcestruzzo avviene più rapidamente in condizioni statiche rispetto a quelle dinamiche. In condizioni dinamiche, man mano che il calcestruzzo continua ad essere miscelato, la reazione tra i componenti riduttori d'acqua presenti nell'agente di pompaggio e il cemento viene ostacolata, impedendo la completa idratazione e rallentando così la perdita di lavorabilità. Al contrario, in condizioni statiche, i componenti che riducono l’acqua e il cemento hanno un contatto più diretto, accelerando l’idratazione del cemento, con conseguente perdita di slump più rapida.

6.Macchine da trasporto

Nel processo di trasporto prolungato e a lunga distanza del calcestruzzo mediante autobetoniere, la miscela di calcestruzzo può subire perdite di acqua libera a causa di vari fattori quali reazioni chimiche, evaporazione naturale dell'umidità e assorbimento di acqua da parte degli aggregati, con conseguente riduzione del crollare nel tempo. Inoltre, l’utilizzo di trasportatori di calcestruzzo o sistemi a nastro può comportare la perdita di malta, che è un altro fattore chiave che contribuisce alla riduzione della consistenza.

7. Velocità e tempo di versamento

Il tempo impiegato dal calcestruzzo per viaggiare dalla stazione di miscelazione al luogo di colata è un fattore critico. Un tempo prolungato comporterà una riduzione dell'acqua libera nella miscela di calcestruzzo a causa di vari fattori quali reazioni chimiche in corso, evaporazione naturale dell'umidità e assorbimento di acqua da parte degli aggregati. In particolare, quando il calcestruzzo è esposto al nastro trasportatore, la maggiore superficie esposta all’ambiente esterno porta a un tasso di evaporazione dell’acqua più rapido, che ha un impatto significativo sulla perdita di slump.

Secondo i dati provenienti dai cantieri reali, quando la temperatura ambientale è intorno ai 25 gradi, lo scioglimento del calcestruzzo può diminuire fino a 4 cm in soli 30 minuti, sottolineando l'importanza del tempo nel processo di getto e l'urgenza di adottare misure efficaci per ridurre al minimo perdita di crisi.

Anche il momento del versamento gioca un ruolo cruciale nella perdita di slump. L'impatto varia in modo significativo a seconda dell'ora del giorno. Generalmente, il getto al mattino presto o alla sera ha un effetto minore sulla perdita di consistenza poiché le temperature più basse in questi periodi rallentano il tasso di evaporazione dell'acqua, riducendo così la velocità con cui l'acqua libera viene persa dal calcestruzzo.