Bill Meek e Jim Turici
Quanta água é o certo?
Quanta água é o certo?
Primeiro, vamos discutir o que é o papel da água no processo de hidratação do cimento. O cimento (cimento e materiais tais como cinzas volantes) no concreto necessita de água para hidratar e forma de silicato de cálcio-hidratado (CSH), que é a cola cristalina que contém o cimento em conjunto. A água é ligada quimicamente (consumido), durante a reação com o cimento a cerca de 30 libras de água para cada 100 kg de cimento. Portanto, pode-se dizer que uma proporção de água para cimento, a/c de 0,25 é necessária.
Mas isso não é toda a água que é necessária. Adicional de água torna-se fisicamente ligados entre os hidratos de cimento. Portanto, para ter água suficiente para permitir a hidratação completa do cimento, mais cerca de 20 libras de água é necessária para cada 100 kg de cimento. Combinados, isso significa que você vai precisar de £ 45, resultando em a/c de 0,45. Outros estudos têm mostrado que uma proporção aproximada de 0,40 era necessária para a hidratação completa do cimento. Mas o concreto raramente obtém o benefício de hidratação do cimento completa devido à falta de acesso físico da água para as partículas de cimento não hidratados interiores.
Mas, a realidade é que a/c menores valores aumentar a resistência e a durabilidade do concreto, mesmo que nem todo o cimento pode ser hidratado. A razão é que, com mais água na mistura vem maior dispersão dos ingredientes, o que significa menos de transição dos cristais CSH pode ter lugar. O concreto resultante é, portanto, menos densa, mais baixo da força, e maior na permeabilidade (resultando em menor durabilidade).
O dilema que existe entre querer a/c com valores mais baixos, que resultam em um concreto mais denso, e ter água suficiente na mistura de concreto de trabalhabilidade adequada e para aperfeiçoar a hidratação é mais explorada em um artigo perspicaz, intitulado "Cura e Hidratação - Two half- verdades não fazem um todo ", escrito por Ken Hover no L & M Concrete Notícias em 2002. Nesse artigo, Paira afirma que a solução para o problema é a seguinte:
1. Restringir o teor de água mistura para trazer os grãos de cimento juntos, e
2. Aplicar as medidas de cura eficazes para minimizar a perda de água, e sempre que possível a água o fornecer externamente a água necessária para sustentar a hidratação.
A fim de determinar a quantidade correta de água como parte do processo de design, "Design & Controle de misturas de concreto" de Portland Cement Association afirma que uma mistura de concreto devidamente proporcionado deve ter trabalhabilidade aceitável quando fresco, durabilidade, força e uniforme aparência quando endurecido, e ser econômico para fazer.
Resistência à compressão e durabilidade
Quando a água é adicionada a uma carga do concreto em excesso do cartão a/c, as seguintes características de desempenho do betão irá ser afectada negativamente:
A resistência à compressão é reduzida
Resistência aos ciclos de congelamento-descongelamento é reduzida
A resistência a danos de sulfatos no solo e na água é menor
Aumenta a permeabilidade, o que reduz a durabilidade
A capacidade para resistir à corrosão do reforço de aço é reduzido
A Figura 2 e na Tabela 1 (a partir do Quadro 6.3.4, ACI 211,1-91) indicam uma relação típica entre a/c e a resistência à compressão, mas tão importante pode ser o efeito sobre as outras características de desempenho do concreto relacionados com a durabilidade. ACI 318, "Construindo Requisitos código para Concreto Estrutural", usa a relação a/c como o parâmetro de mistura de concreto primário para atingir os requisitos mínimos de durabilidade do concreto em edifícios. Ele afirma que "o projeto profissional licenciado deve atribuir classes de risco com base na gravidade da exposição antecipada de elementos de concreto estrutural para cada categoria de exposição".
ACI 318, em seguida, passa a exigir que as misturas de concreto em conformidade com as exigências mais restritivas para cada classe de risco de acordo com uma tabela que inclui um a/c relação máxima e uma resistência à compressão mínima especificada (f'c). ACI 318 também inclui os requisitos mínimos de outros parâmetros tais como o teor de ar, os tipos de materiais de cimento e as limitações quanto ao tipo, a utilização de misturas de cloreto de cálcio, o teor de ions de cloreto solúveis em água no concreto seja no máximo expressa como percentagem em peso do cimento e outros relacionados disposições.
Enquanto ACI 318 requer um máximo a/c para uma maior durabilidade, tem uma resistência à compressão companheiro especificada, f'c, para cada nível de a/c. Este é um reconhecimento de que a/c não pode ser mensurado de forma confiável e verificado para a conformidade com a exigência, enquanto que a resistência à compressão pode (com cilindros de teste). ACI 318 apresenta comentários em relação à exigência de que as misturas de concreto devem ser proporcionadas em conformidade com a máxima a/c e os outros requisitos, com base na classificação esperada da exposição da estrutura de concreto, como se segue:
Proporções de água-cimento de material com um máximo (a /c) de 0,40-0,50, podem ser necessárias para concretos expostos ao congelamento e descongelamento, os solos ou sulfato de águas, ou para protecção contra a corrosão de reforço será tipicamente equivalente a necessitando de 5000 a f'c 4000 psi, respectivamente. Geralmente, a força de compressão necessária, f’cr média, será de 500 até 700 psi maior do que a resistência à compressão determinada, f'c.
A ideia é que a especificação de uma resistência à compressão que permita atingir a durabilidade desejada automaticamente garantirá que a máxima a/c não é excedida. ACI 318 passa a advertir o designer não especificar a a/c e uma força de compressão que são inconsistentes, digamos a/c de 0,45 e f'c de 3000 psi. Voltando à Tabela 1, se você precisar de um 0,45 a/c mix de durabilidade, você deve especificar concreto com uma resistência à compressão mais perto de 5.500 psi. Uma vez que o foco habitual, durante a inspeção é de força, uma mistura do concreto de 3000 psi pode resultar em concreto com a/c que é maior do que o desejado e, por conseguinte, uma menor durabilidade.
Conclusão:
É tomado cuidado para que a proporção de misturas de concreto atingir as características de desempenho desejadas de resistência à compressão e resistência a danos de congelação e descongelação, a exposição ao sulfato, e da corrosão.
Estas características de desempenho são vulneráveis quando a adição de água acima das limitações de projeto. Ponto forte de design especificados do projeto deve intimamente relacionado ao desempenho concreto provado no máximo permitido pelo fator a /c.
Bill Meek é gerente de serviços técnicos para o Centro-Oeste Divisão de cimento da Cemex. Jim Turici é diretor de serviços técnicos, artigo Division. This EUA cimento da Cemex apareceu originalmente na construção de concreto, publicação irmã do TCP.
Água maior = menor resistência
Consideremos um caminhão betoneira contendo 10 metros cúbicos de mistura de concreto arrastado (contendo 564 £ de cimento portland por CY) que tenha sido proporcionado na concepção máxima a/c de 0,45 (setas tracejadas na Fig. 1.). À chegada ao local de trabalho e antes da colocação, a 33 litros de água são adicionados à carga de 10 jardas cúbica, resultando em a/c de cerca de 0,50 cm (setas a cheio na Tabela 1). A resistência à compressão de 28 dias, resultante da mistura antes da adição de água é 4250 psi e a resistência à compressão resultante foi realizado 3.750 psi. Isto equivale a uma redução de 500 psi, ou perda de força de cerca de 12 por cento.