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Los superplastificantes se utilizan para fluidificar el hormigón en obra. La mayoría de los superplastificantes ayudaron a mantener altos valores de asentamiento durante 30 a 45 minutos. Sin embargo, algunos cementos Portland no funcionan bien con los superplastificantes. Este problema solo puede entenderse mediante estudios detallados sobre el mecanismo de acción de los superplastificantes.
Tabla de contenido
Reactividad y compatibilidad de cemento y superplastificante
Obviamente, es imposible dar detalles sobre cómo funciona el superplastificante. Sin embargo, el problema más enfrentado entre muchos es el problema de pérdida de asentamiento que se encuentra en la producción de concreto de alto rendimiento. Si la intención es crear un valor de asentamiento grande con una relación agua/cemento más baja, se resuelven los problemas antes mencionados. Generalmente 120-135L/m3 Cantidad de agua mezclada utilizada para producir hormigón de alto rendimiento en comparación con cantidades de 160-180 l/m3 La cantidad de agua en el hormigón. Este valor depende del contenido de aire incorporado, el tamaño máximo del agregado grueso, la naturaleza y otros factores relevantes. Por un lado, la reología del hormigón de altas prestaciones se ve afectada principalmente por:
- Velocidades a las que varias fases minerales del cemento Portland reaccionan con las moléculas de agua
- Tasa de atrapamiento de moléculas superplastificantes por compuestos recién formados tras el contacto entre el agua y el cemento Portland
El hemihidrato de calcio (yeso de yeso) formado durante la deshidratación del yeso y la etringita (formada en la fase intersticial) son dos fases que consumen cantidades significativas de agua y muestran una hidratación rápida. La mayoría de los estudios Adición de superplastificante al cemento portland, cuyas moléculas están adsorbidas en silicatos di- y tricálcicos. Esto es para controlar de manera eficiente la hidratación o retrasarla significativamente en situaciones donde se necesita.de Reactividad reológica del cemento. Se puede denominar la velocidad a la que el cemento consume moléculas de agua en los primeros momentos de la mezcla. Se puede ver que también se consume una cierta cantidad de superplastificante durante el proceso de hidratación. El primer consumo instantáneo de moléculas de superplastificante después de la mezcla es Compatibilidad cemento/plastificante.
Es muy difícil hacer concreto de alto rendimiento con relaciones agua-cemento muy bajas, manteniendo un asentamiento de 50 mm durante 30 minutos con un asentamiento inicial de 200 mm. Puedes observar como la superficie del hormigón brilla con el paso del tiempo. Además, la adición de superplastificantes con el fin de aumentar el valor de asentamiento no es adecuada debido a la falta de agua en la mezcla. En tales situaciones, se puede requerir una pequeña cantidad de agua para restaurar el asentamiento instantáneamente, pero el valor de asentamiento obtenido se perderá si la reacción se lleva a cabo en él. Por tanto, la optimización del hormigón de alto rendimiento en obra se puede llevar a cabo realizando las siguientes investigaciones.
- Si la actividad reológica del cemento es baja
- Si el superplastificante utilizado no compite con los cristales de etringita.
No existe una forma teórica de determinar el comportamiento anterior. Así que tenemos que proceder por ensayo y error.
bomba leo Estudiar el comportamiento de superplastificantes y cemento
Se desarrolló una prueba empírica en la Universidad de Sherbrooke. Este método ha demostrado ser eficiente y confiable. Son adecuados para el ensayo una amplia variedad de cementos con diferentes contenidos de aluminato tricálcico, aluminoferrita tetracálcico, relleno de piedra caliza, silicatos dicálcicos y tricálcicos, y cementos de diferente finura. Todo el arreglo se llama bomba rheo. Esta prueba involucró la colocación de una pequeña bomba modificada para recircular lechada de cemento con una relación agua-cemento de 0.35. La lechada consiste en un superplastificante de referencia de naftaleno. La dosificación se basa en el tipo de cemento utilizado para preparar la lechada. Esto se administra durante 4 minutos. Mida el tiempo que tarda 1 L de lechada preparada en pasar a través del cono de pantano como se muestra en la Figura-1. Este cono de pantano se utiliza para comprobar la fluidez de la bentonita en la industria del petróleo. Una vez completada la medición del tiempo inicial, la lechada se coloca en otro recipiente de plástico y se agita continuamente hasta la siguiente medición. El siguiente conjunto de mediciones se tomará 40 minutos más tarde. Por lo tanto, la reactividad inicial y la compatibilidad de un cemento de elección con un superplastificante en particular pueden entenderse en una hora utilizando una sola bolsa de cemento. Rheopump nunca ha fallado, incluso cuando se usa concreto para medir la pérdida de asentamiento.
Figura 1: Diagrama esquemático de la bomba Rheo
Las bombas Rheo también son útiles para encontrar dosificaciones retardantes cuando es necesario retardar la pérdida de asentamiento o cuando es necesario verificar la compatibilidad de diferentes tipos de superplastificantes con tipos específicos de cemento.
Problemas en la elección de un superplastificante adecuado para hormigón de alto rendimiento
La selección cuidadosa de los diversos componentes es muy importante para hacer concreto de alto desempeño. Los fabricantes de hormigón carecen de un conocimiento profundo en esta área en particular y se enfrentan a los siguientes problemas:
1. Una cuestión de naturaleza física: Debido al número limitado de contenedores y servicios a los clientes, la propiedad permite cierta flexibilidad en esta área.
2. Problemas de carácter económico: Con base en la ubicación geográfica, primero se solicitan los recursos localmente disponibles económicamente, luego se seleccionan otros recursos.
3. Problemas sociales: Elección limitada de superplastificantes porque estamos afiliados a una conocida empresa de cemento o cantera. Los productores de concreto pueden tener acuerdos privados con cualquiera de las empresas cementeras que limitan la variedad de opciones.
Selección de Superplastificante para Concreto de Alto Desempeño
A continuación se presentan ciertas reglas generales que cada productor de concreto debe seguir estrictamente para lograr el resultado deseado.
Tipo de superplastificante
Al centrarse solo en el contenido de sólidos, se recomienda utilizar superplastificante de naftaleno en comparación con la melamina. Los superplastificantes de naftaleno están disponibles comercialmente con un 40-42 por ciento de sólidos. Los superplastificantes de melamina están disponibles comercialmente con un contenido de sólidos del 22 al 30%. Se dice que el contenido de sólidos del nuevo superplastificante de melamina es del 40%. La experiencia ha demostrado que la eficiencia de los superplastificantes depende de los siguientes parámetros:
- cantidad de sólidos presentes
- calidad sólida
- longitud de la cadena molecular
- cantidad de impurezas presentes
- cantidad de sulfato residual presente
Por lo tanto, se puede concluir que la selección de superplastificantes no solo depende del contenido de sólidos, sino también de la eficiencia económica. Otros factores que influyen en la selección de superplastificantes son cuestiones técnicas y comerciales. Estos incluyen factores tales como la calidad del servicio proporcionado por la empresa de mezclas, la consistencia en la calidad del superplastificante, la regularidad del suministro del superplastificante y la confianza depositada en la empresa de mezclas. Los superplastificantes solo se pueden seleccionar considerando factores técnicos. Por ejemplo, algunos prefabricadores eligen el superplastificante de melamina porque proporciona una superficie sin burbujas. En América del Norte, la melamina era una opción común para la producción de hormigón por motivos comerciales. Esto se debió principalmente a las condiciones de mercado muy favorables para los superplastificantes de melamina. Pero ahora, a medida que el uso de concreto de alto rendimiento ha migrado en todo el mundo, también lo ha hecho el uso de superplastificantes de naftaleno.
Marca de superplastificante
Ya sea naftalina o melamina, el número de fabricantes de fluidificantes es muy limitado. Esto conduce al surgimiento de varios superplastificantes comerciales que tienen el mismo reactor y exhiben propiedades similares. El origen de ciertos superplastificantes comerciales se puede determinar analizando sus espectros infrarrojos y sometiendo los sólidos respectivos a análisis térmico.
Tipos de superplastificantes de marca
Hubo un tiempo en que un solo fluidificador estaba disponible solo si el contratista no tenía otra opción. Una marca ofrecía diferentes tipos de fluidificantes. Decidir qué producto debe seleccionarse del mismo producto es un proceso que requiere mucho tiempo. El cemento Portland se puede clasificar en diferentes tipos. Sin embargo, cada tipo exhibe características diferentes bajo la influencia de varios factores. Los diferentes tipos de superplastificantes muestran variabilidad en sus propiedades, pero menor variabilidad en comparación con el cemento Portland. Esto se debe a que los superplastificantes se fabrican mediante un proceso simple que incorpora una cantidad limitada de materias primas bastante puras.
Tipo de formulación – líquida o sólida
Los superplastificantes vienen en forma sólida o líquida. Debido a la facilidad de uso y las limitaciones de tiempo de mezcla, se utilizan principalmente superplastificantes líquidos. Hay que tener en cuenta que los superplastificantes son muy sensibles a los cambios de temperatura ambiente. El superplastificante de naftalina puede congelarse a temperaturas tan bajas como -4 grados centígrados. La viscosidad disminuye cuando la temperatura ambiente es inferior a 5 grados centígrados. Este cambio de propiedades afecta la eficiencia garantizada por los superplastificantes. Para los superplastificantes congelados, se debe mantener una temperatura máxima de 35 °C durante 24 horas. Se ha observado que ciertos superplastificantes exhiben un comportamiento indeseable a temperaturas elevadas. Se desarrollan olores, hongos y bacterias. Por tanto, para sacar el máximo partido al superplastificante, conviene almacenarlo a una temperatura entre 10 y 30 grados centígrados.
Dosificación de fluidificante
La dosificación de superplastificante se conoce en las plantas de hormigón como litros de solución comercial por metro cúbico de hormigón. Esta expresión contrasta con la práctica científica de expresar las dosis de superplastificante en términos de contenido de sólidos. Saber contabilizar la cantidad de agua que aportan los superplastificantes es muy importante porque es necesario controlar la relación agua-cemento del hormigón de alto rendimiento.
usar con agente reductor de agua
Algunos fabricantes de concreto ahorran dinero al reemplazar los reductores de agua a base de ácido lignosulfónico con superplastificantes. Estos se administran a un ritmo normal de 0,5 a 1,5 L/m.3Esta es una práctica y regla común entre los productores noruegos y norteamericanos. Se cree que este método conserva el superplastificante.
usar con retardador
La experiencia y las observaciones han demostrado que incorporar una cierta cantidad de retardador al mezclar concreto con superplastificante puede ayudar a resolver el problema de pérdida de asentamiento que enfrentan los productores. El uso de este retardador se realiza principalmente cuando se utilizan cementos de tipo reológicamente activos. El retardador puede agregarse en una cantidad igual a 5 a 10 por ciento del peso del superplastificante agregado a la mezcla total. Resuelve los problemas de pérdida de asentamiento sin retardar el curado del concreto. Los retardadores a base de gluconato de sodio son los más eficaces en comparación con los retardadores de ácido lignosulfónico. Esto se debe a que el gluconato de sodio ayuda a reducir el atrapamiento de burbujas de aire en comparación con los retardantes de ácido lignosulfónico. Se ha encontrado que el gluconato de sodio es más efectivo y más controlado en la práctica que el ácido lignosulfónico cuando se usa como retardante. En condiciones en las que se deben usar superplastificantes y retardadores simultáneamente, los productores deben determinar la dosis óptima en términos de costo y resistencia a la compresión a corto plazo. Un retraso en la resistencia a la compresión lograda en un día retrasa el trabajo. El uso de superplastificantes y retardadores es un método complicado. Dado que la reactividad del cemento se ve muy afectada por la temperatura del hormigón, la cantidad debe optimizarse teniendo en cuenta también los factores climáticos.