MASTER BUILDERS SOLUTIONS: Tehnologii de imbunatatire a stabilitatii si omogenitatii betonului cu continut redus de particule fine sau de pasta

Diminuarea resurselor naturale este un subiect de mare interes la nivel global. Pe masura ce productia de beton continua sa se dezvolte pentru a face fata cresterii populatiei si urbanizarii, industria constructiilor trebuie sa se asigure de utilizarea responsabila a resurselor naturale asociate. Evitarea risipei si utilizarea materialelor disponibile la nivel local astfel incat sa se reduca la minimum distantele de transport vor contribui favorabil in raspunsul la provocarile globale legate de mediu si conservarea planetei.

MasterMatrix LF este un nou stabilizator dezvoltat de Master Builders Solutions pentru a imbunatati stabilitatea si omogenitatea betonului, si permite compensarea a 30÷70 kg de particule fine < 250 µ pe m³ de beton, respectiv a 20÷40 litri de pasta. Indicatia „LF” din denumire semnifica „low fines” (continut redus de particule fine).

Este un fapt general acceptat ca un beton „bun” necesita un anumit continut de particule fine pentru a atinge calitatea dorita, si anume o stare omogena care este usor de turnat, pompat si finisat.

Betonul care nu contine suficiente particule fine este predispus la segregare si la o pompabilitate redusa. In consecinta, procesul de aplicare si finisare este mai complex si dureaza mai mult, iar rezultatul final poate fi necorespunzator atat din punct de vedere al compactarii cat si al aspectului estetic.

In mod traditional, nivelul ideal de particule fine din beton se obtine dintr-o combinatie de componente, si anume ciment, nisip, filler de calcar si materiale cimentoase suplimentare (SCM), cum ar fi cenusa zburatoare si zgura. In prezent, insa, betonului ii lipseste adesea continutul necesar de particule fine din mai multe motive:

• Disponibilitatea de cenusa zburatoare si zgura este in continua sca
• Dozarea cimentului este mentinuta la un nivel minim pentru reducerea emisiilor de CO₂
• Disponibilitatea nisipului de inalta calitate este in scadere, fortand producatorii de beton sa utilizeze nisipuri de calitate inferioara, dar usor accesibile.

MasterMatrix LF asigura stabilitatea si omogenitatea betonului si ajuta la evitarea situatiilor critice:

• Lipsa de particule fine in nisip, fie pentru ca nisipul disponibil local are un continut intrinsec redus de particule fine, fie pentru ca a fost puternic spa In aceste conditii, producatorii de beton au de ales intre a folosi nisip mai scump, transportat de la mai mare distanta, sau a creste continutul de ciment.
• Un deficit de particule fine in betonul superfluid este corectat fie prin supradozarea cimentului, fie prin utilizarea unui material suplimentar de adaos, fortand producatorul sa investeasca in silozuri. MasterMatrix LF inlatura nevoia de mai mult ciment sau de mai mult material de adaos/filler, un avantaj clar in ceea ce priveste costurile.
• Utilizarea cimenturilor cu continut scazut de clincher este in crestere, determinata de obiectivele de sustenabilitate. Pentru a atinge rezistentele la compresiune specificate, o reducere suplimentara a continutului de apa este o tendinta din ce in ce mai frecventa. In aceste conditii, volumul de pasta, considerat ca fiind cantitatea totala de apa si particule fine, va scadea, ceea ce va avea un impact negativ asupra calitatilor de manipulare, punere in opera si pompare a betonului. MasterMatrix LF a fost conceput ca o solutie pentru asigurarea stabilitatii betonului cu continut scazut de clincher si de apa.

MasterMatrix LF: exemple practice

Pentru a preveni instabilitatea betonului atunci cand continutul de particule fine este limitat, MasterMatrix LF asigura vascozitatea plastica dorita. Au fost testate doua scenarii in care MasterMatrix LF a fost utilizat pentru a compensa continutul redus de particule fine:

• Scenariul 1

In acest scenariu, s-au inlocuit 30 kg/m³ de material de adaos de calcar cu volumul aferent de nisip. Betonul de referinta, cu dozaj de ciment 270 kg/mc si 16% particule de nisip sub 250 µ, are un continut total de particule fine de 448 kg/mc.

In comparatie, betonul cu continut redus de particule fine, in care calcarul a fost inlocuit cu acelasi volum de nisip, are o cantitate totala de particule fine de 423 kg/mc datorita utilizarii MasterMatrix LF, ceea ce inseamna o reducere cu 25 kg/mc a particulelor fine.

Niciunul dintre cele doua amestecuri de beton nu prezinta diferente aparente, ele fiind destul de asemanatoare, dupa cum indica imaginile:

Comparatia a fost finalizata prin masurarea rezistentei la compresiune, obtinandu-se rezultate similare, asa cum ne asteptam, deoarece ambele amestecuri contin aceleasi dozaje de ciment si apa. Putem astfel concluziona ca MasterMatrix LF nu afecteaza proprietatile betonului intarit.

• Scenariul 2

Al doilea scenariu se bazeaza pe o situatie in care producatorii de beton maresc proportia de nisip concasat din cauza lipsei de nisip natural, ceea ce duce la o reducere a stabilitatii betonului. Nisipurile concasate au un continut mai scazut de material de trecere prin sita de 250 µ. Modulul de finete al nisipului natural utilizat a fost de 3,11, in timp ce pentru nisipul concasat a fost de 3,69.

Performanta MasterMatrix LF a fost evidentiata prin eliminarea completa a nisipului natural din compozitia amestecului de beton. Compozitiile amestecurilor:

Amestecurile de beton au fost analizate prin masurarea consistentei initiale (raspandire) si a aerului antrenat. In plus, au fost facute fotografii pentru a evidentia eventualele segregari sau instabilitati. Au fost prelevate cuburi pentru a verifica rezistenta la compresiune la 1, 7 si 28 de zile.

Continutul de aer masurat in betonul cu continut redus de particule fine si adaos de MasterMatrix LF a fost usor mai mare decat in betonul de referinta, insa orice exces de aer se elimina eficient din matrice in timpul procesului de vibrare, fapt dovedit de rezistentele la compresiune obtinute.

Amestecurile au consistenta similara ≈ 600 mm, dar betonul cu continut redus de particule fine fara MasterMatrix LF prezinta o pasta apoasa si apa in exces pe margine, un simptom al instabilitatii. La introducerea MasterMatrix LF nu se observa segregarea pastei, iar aspectul general al betonului este comparabil cu cel al betonului de referinta.

Mecanismul de actiune al MasterMatrix LF

Performanta MasterMatrix LF este asigurata de combinatia sinergetica a doua mecanisme de lucru:

1.         Optimizarea reologiei

Optimizarea reologiei care asigura stabilitatea si omogenitatea cu doar o usoara crestere a vascozitatii plastice. MasterMatrix LF demonstreaza un comportament de reducere a forfecarii, permitand betonului sa curga usor odata ce este initiata miscarea. Comparativ cu modificatorii de vascozitate traditionali, noua molecula creeaza o retea care „leaga” toate particulele. Aceasta forta de legatura depinde de forfecarea aplicata betonului. Cand forfecarea este scazuta, segregarea particulelor mai grele este evitata prin cresterea vascozitatii plastice a retelei. Cand forfecarea creste, reteaua se slabeste partial pentru a reduce vascozitatea.

In practica, acest efect confera betonului ceea ce se doreste: reologie pe parcursul intregului proces de productie, de la asezare pana la finisare.

2.         Efect tribologic de disipare a energiei/frecarii

Acest efect de lubrifiere functioneaza in mod similar cu rulmentii mecanici, MasterMatrix LF invelind particulele solide din masa betonului, rezultatul fiind reducerea frecarii dintre particule si disiparea energiei.

Combinatia acestor efecte asigura stabilitatea generala a betonului.

Concluzii

Tehnologia MasterMatrix LF este una dintre solutiile propuse de Master Builders Solutions pentru a imbunatati omogenitatea si stabilitatea betonului si pentru a asigura o pompabilitate si o compactabilitate corespunzatoare atunci cand curba de distributie a materialelor componente este deficitara in parti fine.

www.master-builders-solutions.com/ro-ro

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 220 – decembrie 2024, pag. 103-105