Por que o grau de expansão do concreto com superplastificante policarboxílico é pequeno?

Quando a pasta de cimento misturada com superplastificante policarboxílico (PCE) apresenta alta fluidez, mas o concreto apresenta baixo espalhamento ou quando o concreto fresco apresenta alto abatimento inicial, mas perde rapidamente trabalhabilidade, geralmente indica baixa compatibilidade entre o cimento e o superplastificante. As causas desses problemas podem ser atribuídas a dois fatores principais:

1. Dosagem insuficiente de superplastificante

A dosagem de PCE no concreto pode estar abaixo do ponto de saturação, impedindo que o aditivo utilize totalmente sua capacidade de redução de água e retenção de abatimento. Nos testes de fluidez da pasta de cimento, é crucial medir não apenas a fluidez inicial, mas também a perda de fluidez ao longo do tempo, normalmente em intervalos de 30 minutos ou 1 hora.

A dosagem óptima de PCE é determinada no ponto onde a fluidez já não aumenta significativamente com o aumento da dosagem, e onde a perda de fluidez ao longo do tempo é minimizada. Esta dosagem ideal serve como ponto de saturação e fornece orientação para a dosagem apropriada em misturas de concreto.

Exemplo: Determinação do Ponto de Saturação

A Figura 1 ilustra a determinação do ponto de saturação. Para os superplastificantes I, II e IV, a dosagem de saturação baseada apenas no cimento inicial

a fluidez da pasta é {{0}},5%. Porém, considerando a perda de fluidez de 1-hora, a dosagem de saturação para os superplastificantes I e II deve ser fixada em 0,7%. Para o superplastificante IV, a perda significativa de fluidez persiste em 0,7%, indicando que se o concreto for preparado com dosagem de 0,5%, embora o abatimento inicial possa ser alto, a trabalhabilidade se degradará rapidamente.

2. Problemas com outros parâmetros de qualidade de matéria-prima ou design de mistura

Se a questão acima relacionada à dosagem for excluída, a fraca trabalhabilidade do concreto pode ser atribuída à qualidade de outras matérias-primas ou aos parâmetros de projeto da mistura. Esses fatores incluem:

Contaminação agregada:Conteúdo de lama e torrões de argila nos agregados.

Qualidade da areia:Módulo de finura dos agregados finos.

Aditivos minerais:Demanda de água e compatibilidade com PCE.

Teor de material cimentício, proporção de areia e teor de água.

Entre estes, o teor de lama na areia tem o impacto mais significativo e frequente na trabalhabilidade do concreto quando se utiliza PCE. O PCE é altamente sensível à lama e o teor de lama arenosa não deve exceder 2%; caso contrário, alcançar uma trabalhabilidade concreta satisfatória torna-se um desafio.

Exemplo: Impacto do Conteúdo de Areia e Lama

A Tabela 1 demonstra a influência do teor de lama de areia no abatimento do concreto e na dosagem de PCE (com base em dados reais de projetos internacionais). Quando o teor de lama arenosa aumenta de 1,5% para 3,5%, o abatimento do concreto fresco diminui de 195 mm para 100 mm, sem espalhamento mensurável. Por outro lado, a redução do teor de lama de areia de 1,5% para 1,0% permite que a dosagem de PCE seja reduzida de 1,9% para 1,4%, mantendo a mesma trabalhabilidade. Isto destaca o impacto significativo da qualidade da areia no desempenho do PCE.

Atualmente, muitas regiões da China enfrentam uma escassez de areia natural de alta qualidade, com o teor de lama e de pedaços de argila na areia muitas vezes excedendo os limites padrão. Isto se tornou uma grande barreira para a aplicação generalizada do PCE.

Indicadores para testar superplastificantes

Os indicadores de teste de superplastificantes se enquadram em duas categorias principais:

Indicadores de Desempenho Concreto:Estes avaliam o desempenho do concreto testado em relação ao concreto de referência sob condições de teste padrão (por exemplo, qualidade da matéria-prima e parâmetros de projeto de mistura que atendem aos requisitos padrão). Esses indicadores avaliam a qualidade de diferentes aditivos.

Indicadores de homogeneidade:Estes avaliam as propriedades intrínsecas do próprio aditivo e são utilizados para garantir a consistência da qualidade do produto.

Na produção prática, devido a diferenças significativas entre as condições de produção e as condições de teste padrão, recomenda-se focar nos indicadores de homogeneidade para cada lote. Os indicadores de desempenho do concreto podem ser consultados em relatórios de fábrica ou de inspeção de tipo e verificados durante a mistura experimental usando projetos de mistura reais.

Principais indicadores de homogeneidade

Os indicadores de homogeneidade mais críticos são o teor de sólidos e a fluidez da pasta de cimento, juntamente com a determinação da dosagem do ponto de saturação. Como mencionado anteriormente, a alta fluidez na pasta de cimento não se traduz necessariamente em alto abatimento do concreto. No entanto, indica que a principal causa do abatimento anormal não está relacionada à compatibilidade do cimento ou dos aditivos. A qualidade de outras matérias-primas e os parâmetros de projeto da mistura devem ser investigados imediatamente.

Além disso, a dosagem de PCE não deve cair abaixo do ponto de saturação para utilizar plenamente as suas capacidades de redução de água e retenção de queda. Isto também permite a redução máxima no uso de material cimentício e nos custos de produção de concreto. Considerando os efeitos de adsorção de contaminantes como lama em agregados, a dosagem real de PCE no concreto não deve ser inferior ao ponto de saturação.