Trieu Lonnmeter per a un mesurament precís i intel·ligent!

Gestió de la viscositat del formigó i qualitat del producte final

La viscositat és la propietat principal que regeix el rendiment de la mescla de formigó fresc, i influeix en tot, des de la seva capacitat de ser bombada fins a la seva resistència a la segregació. Exploreu l'anàlisi exhaustiva de com una comprensió matisada i una gestió proactiva de la viscositat del formigó poden contribuir a l'eficiència operativa, la qualitat del producte final i els costos generals del projecte. Tecnologies de mesurament continu en línia i un enfocament basat en dades per aprocés de barreja de formigópot garantir l'homogeneïtat i la consistència per aconseguir un producte final fort, durador i fiable.

Necessitats de la gestió científica de la viscositat en la mescla

La demanda de materials amb propietats avançades per part de la indústria de la construcció, com ara el formigó d'alta resistència (HPC), el formigó autocompactant (SCC) i les mescles reforçades amb fibra especialitzades, ha posat de manifest les limitacions de les mesures tradicionals de control de qualitat. Durant gairebé un segle, la prova de caiguda ha estat el mètode estàndard per avaluar la treballabilitat del formigó fresc. Tot i que és senzilla i familiar, aquesta prova d'un sol paràmetre és fonamentalment inadequada per caracteritzar el comportament de flux complex del formigó modern, i sovint proporciona resultats enganyosos que no aconsegueixen predir el veritable rendiment d'una mescla in situ.

El flux i la deformació del formigó fresc, anomenats col·lectivament reologia, són crítics per al seu rendiment. El factor central que influeix en la reologia rau en la viscositat del formigó en la mescla, que dicta com es comporta una mescla de formigó des de la mescla inicial fins a la seva col·locació final a l'encofrat. Substituïu les proves subjectives i empíriques per una tecnologia de detecció contínua precisa per a una mesura de la viscositat més precisa.

1. Els fonaments reològics del formigó

1.1 Definició de viscositat en un fluid complex

Per entendre la reologia del formigó fresc, és essencial reconèixer-lo primer no com un simple líquid, sinó com una suspensió heterogènia i altament concentrada de partícules sòlides en un líquid viscós. La fase contínua, o matriu, del formigó és una suspensió de partícules fines —inclosos grans de ciment (amb un diàmetre mitjà d'aproximadament 15 µm), additius minerals (com ara fum de sílice amb un diàmetre mitjà de 0,15 µm) i partícules de sorra més petites de 100 µm— disperses en aigua que conté additius químics. El comportament de flux controla directament el comportament general del flux i la processabilitat de tota la barreja de formigó.

A diferència d'un fluid newtonià, que té una viscositat constant a qualsevol velocitat de cisallament, el formigó presenta un comportament no newtonià. La seva resistència al flux no és un valor fix únic. El terme "viscositat aparent" descriu la relació entre la tensió de cisallament aplicada i la velocitat de cisallament resultant. Aquesta viscositat aparent canvia en funció de la velocitat de cisallament i la concentració de partícules sòlides dins de la suspensió, així com del grau de floculació de partícules. A efectes pràctics, les propietats de flux del formigó fresc es caracteritzen millor mitjançant un model de dos paràmetres, que proporciona una descripció més completa i útil que una mesura de valor únic.

1.2 Models reològics essencials: Bingham i més enllà

El flux del formigó fresc es descriu de manera més comuna i eficaç mitjançant el model de fluids de Bingham, que proporciona dos paràmetres reològics fonamentals per caracteritzar el seu comportament: la tensió elàstica i la viscositat plàstica. Aquests dos paràmetres capturen la doble naturalesa del flux del formigó.

  • Línia elàstica (τ0): Aquest paràmetre representa la tensió de cisallament mínima que s'ha d'aplicar al formigó fresc abans que comenci a fluir. És la força necessària per trencar els enllaços temporals entre partícules i iniciar el moviment. Una mescla amb una tensió elàstica alta es sentirà rígida i resistirà el moviment inicial, mentre que una tensió elàstica baixa indica una mescla que és altament fluida i s'estendrà pel seu propi pes.

  • Viscositat plàstica (μp): Aquesta és la mesura de la resistència del material al flux continu un cop superada la tensió elàstica. Està representada pel pendent de la relació lineal entre la tensió de cisallament i la velocitat de cisallament. La viscositat plàstica quantifica la fricció interna i l'arrossegament viscós dins del fluid, cosa que és crucial per a processos com el bombament i l'acabat.

Il·lustració del model de fluids de Bingham

Per a moltes aplicacions avançades, com ara mescles altament fluides o espessidores per cisallament, es poden utilitzar models més complexos com el model Herschel-Bulkley. Aquest model té tres paràmetres reològics (tensió elàstica, coeficient de consistència i exponent de consistència) que poden descriure quantitativament la tensió elàstica, la viscositat diferencial i el grau d'espessament per cisallament. Tanmateix, per a la majoria de formigons convencionals i d'alt rendiment, el model Bingham proporciona un marc robust i pràctic per al control de qualitat.

La dependència d'aquests paràmetres duals posa de manifest una insuficiència fonamental del control de qualitat tradicional. La prova de slump, per exemple, és una mesura d'un sol punt que és funció de la tensió elàstica d'una mescla. Això significa que una mescla amb el slump adequat encara pot tenir una viscositat plàstica incorrecta, cosa que provoca problemes significatius in situ. Per exemple, dues mescles diferents poden produir el mateix valor de slump però tenir característiques de bombabilitat o acabat diferents, ja que una pot tenir una viscositat plàstica molt baixa (que dificulta l'acabat) mentre que l'altra en té una d'inacceptablement alta (que dificulta el bombament). Per tant, una prova d'un sol paràmetre és insuficient per al formigó modern, orientat al rendiment, cosa que requereix un canvi cap a una caracterització reològica més completa.

Taula 1: Paràmetres reològics i la seva importància física

Paràmetre

Definició

Importància física

Governa la propietat primària del formigó fresc

Tensió de rendiment (τ0)

La tensió de cisallament mínima necessària per iniciar el flux.

La força necessària per fer moure una mescla.

Assentament, segregació estàtica, pressió d'encofrat.

Viscositat plàstica (μp)

La resistència a la continuïtat del flux després que comenci el moviment.

La resistència al flux un cop iniciat.

Bombabilitat, segregació dinàmica, acabat.

1.3 Factors clau que influeixen en la viscositat

Les propietats reològiques del formigó no són estàtiques; són molt sensibles a les proporcions i característiques dels materials constituents. La tasca principal d'un dissenyador de mescles és equilibrar aquests components per aconseguir la resistència i la treballabilitat necessàries.

  • Relació aigua-materials cimentosos (W/Cm): Aquest és probablement el factor més significatiu. Una relació W/Cm més baixa, que és essencial per aconseguir una resistència a la compressió i una durabilitat més elevades, també augmenta significativament la tensió elàstica i la viscositat plàstica de la mescla. Aquesta relació inversa és la paradoxa central del disseny de mescles: aconseguir una alta resistència sovint va a costa de la treballabilitat, cosa que requereix un enfocament més matisat per a la gestió de la viscositat.

  • Propietats dels agregats: Les característiques dels agregats gruixuts i fins són crítiques. La superfície total dels agregats influeix directament en la quantitat de pasta necessària per a una lubricació adequada. Les partícules més fines requereixen més aigua i ciment, cosa que augmenta la viscositat. La forma de les partícules també és crucial; els agregats angulars i triturats tenen una superfície més alta i causen més fricció entre partícules que els agregats arrodonits, cosa que requereix més pasta per aconseguir la mateixa treballabilitat.

  • Materials cimentosos: La finesa del ciment i dels materials cimentosos suplementaris (SCM) com les cendres volants i el fum de sílice afecta significativament el rendiment del formigó. Les partícules més fines amb la seva superfície més gran tendeixen a augmentar la floculació i la viscositat. Per contra, la forma esfèrica de les partícules de cendres volants pot servir com a lubricant, reduint la viscositat plàstica i millorant la fluïdesa.

  • Additius químics: Els additius estan dissenyats específicament per manipular la reologia del formigó. Els additius reductors d'aigua i els superplastificants dispersen les partícules de ciment, reduint l'aigua necessària per a una determinada treballabilitat i augmentant així el potencial de resistència final. Els additius modificadors de viscositat (VMA) s'utilitzen per proporcionar cohesió i estabilitat a la mescla sense afegir aigua addicional. Són fonamentals per prevenir la segregació en formigó altament fluid i per a aplicacions especialitzades com el formigó submarí i el formigó projectat.

El repte del disseny de mescles és un problema d'optimització interconnectat. L'elecció de reduir la relació W/Cm per augmentar la resistència és possible reduir la treballabilitat augmentant la viscositat. L'addició d'un superplastificant pot restaurar la treballabilitat, però aquesta nova fluïdesa pot, al seu torn, augmentar el risc de sagnat i segregació. Per tant, es necessita una mescla que modifiqui la viscositat per proporcionar la cohesió necessària. Aquesta dependència complexa i multivariable il·lustra que el procés de mescla de formigó no és un procés lineal simple, sinó un sistema complex on la gestió precisa de la viscositat és el repte central. La selecció i la dosificació d'un component influeixen directament en les proporcions requerides dels altres, cosa que fa que un enfocament holístic basat en la reologia sigui essencial per a l'èxit.

2. Gestió dinàmica de la viscositat

2.1 Les limitacions de les proves tradicionals

La prova de slump continua sent la prova de camp més utilitzada per avaluar la consistència del formigó fresc. La prova mesura principalment la resposta d'una mescla a la gravetat, que és predominantment una funció de la seva tensió elàstica. El valor de slump resultant no proporciona informació sobre la viscositat plàstica de la mescla. Aquesta deficiència significa que un únic valor de slump no pot predir de manera fiable el comportament d'una mescla durant el bombament, la col·locació i l'acabat, que depenen en gran mesura de la viscositat plàstica. Per a materials avançats com el SCC, que estan dissenyats per fluir pel seu propi pes, s'utilitza una mètrica diferent, la prova de slump flow, però encara mesura un valor empíric que no és una veritable propietat reològica. Les insuficiències d'aquestes proves tradicionals d'un sol punt destaquen la necessitat d'un enfocament més científic.

2.2 Avenços en la mesura reològica

Per superar les deficiències de les proves empíriques, l'anàlisi reològica moderna utilitza dispositius sofisticats per quantificar tant la tensió elàstica com la viscositat plàstica.

  • Reòmetres rotacionals: aquests dispositius són l'estàndard per a la investigació de laboratori, ja que proporcionen una corba de flux completa aplicant un cisallament continu a una mostra de formigó i mesurant el parell resultant. Funcionen en diverses geometries, com ara cilindres coaxials, àleps i impulsors helicoïdals.

2.3 Control de la viscositat en temps real durant la barreja

L'objectiu final de la gestió de la viscositat és la transició d'un procés reactiu fora de línia a un sistema de control proactiu en temps real. Les proves de laboratori fora de línia tenen un valor limitat per al control del procés, ja que les propietats del formigó canvien amb el temps a causa de l'historial d'hidratació, temperatura i cisallament. La monitorització en línia i en temps real és l'única manera de garantir la consistència entre lots en un entorn de producció dinàmic.

  • Sistemes basats en parell motorUn mètode directe i pràctic per a la monitorització en temps real consisteix a mesurar el parell motor o eix del mesclador. El parell necessari per girar el mesclador és directament proporcional a la viscositat de la mescla. Un augment brusc del parell indica l'addició d'una nova càrrega, i una disminució significa que la mescla esdevé més consistent. Això permet als operadors fer ajustaments al moment per assolir la consistència desitjada en el menor temps possible.

  • Tecnologies emergents: Tecnologies avançadesViscosímetres de Lonnmeterproporcionen mesures contínues i sense contacte directament dins del mesclador o en línia. Fan un seguiment dels paràmetres clau en temps real, eliminant la necessitat de mostreig manual i proporcionant als conductors i al personal de control de qualitat informació immediata per a ajustaments sobre la marxa.

L'arribada de l'automatització,mesurament de viscositat en líniapermet un canvi fonamental d'un paradigma de gestió de la qualitat reactiu a un proactiu. En un flux de treball tradicional, una mescla es processa per lots i es pren una mostra per a una prova de fluïdesa. Si la mescla no compleix les especificacions, el lot s'ajusta o es rebutja, cosa que comporta una pèrdua de temps, energia i material. Amb un sistema en línia i en temps real, un flux continu de dades sobre la consistència de la mescla es pot retornar a un sistema de dosificació automatitzat. Això crea un sistema de control de circuit tancat que guia automàticament la mescla fins al punt final reològic desitjat, garantint que cada lot compleixi les especificacions i eliminant pràcticament el risc d'error humà o càrregues rebutjades. Aquest sofisticat mecanisme de retroalimentació és un factor crucial tant per a la qualitat com per a la rendibilitat.

2.4 La influència dels paràmetres de mescla

La barreja no és simplement un procés de barreja d'ingredients; és una etapa crítica que configura fonamentalment la reologia i la microestructura de la barreja fresca.

  • Temps i energia de mescla:La durada i la intensitat de la mescla tenen un impacte significatiu en les propietats reològiques. La mescla insuficient condueix a la no homogeneïtat, cosa que compromet les propietats del formigó fresc i endurit. La mescla excessiva és una pèrdua d'energia i pot ser perjudicial per al producte final. El formigó amb una baixa relació aigua-aglutinant, en particular, requereix un temps de mescla més llarg i una energia més elevada per aconseguir l'homogeneïtat.

  • Seqüència de mescla:L'ordre en què s'afegeixen els materials al mesclador també pot afectar la reologia final. En alguns mescladors, afegir primer materials fins pot fer que s'enganxin a les pales o quedin confinats a les cantonades, cosa que afecta negativament la uniformitat de la mescla. La seqüència adequada és particularment important per a mescles de baixa relació W/Cm, que són més sensibles a les variacions.

3. Influència de la viscositat en el rendiment del formigó fresc

La gestió de la viscositat no és un exercici abstracte; és el mitjà directe de controlar la treballabilitat i l'estabilitat del formigó fresc, garantint que es comporti de manera predictible durant la col·locació i la consolidació.

3.1 La relació viscositat-treballabilitat

La treballabilitat és un terme ampli que engloba la facilitat amb què es pot manipular, col·locar i acabar una mescla. És un equilibri delicat entre fluïdesa i estabilitat, i es regeix completament pel perfil reològic de la mescla.

  • Bombabilitat: La capacitat de bombar formigó a llargues distàncies o a grans altures és principalment una funció de la viscositat plàstica. El formigó d'alta viscositat requereix pressions de bombament significativament més altes per superar la pèrdua per fricció, mentre que una baixa viscositat plàstica i una baixa tensió elàstica són necessàries per a un flux suau i eficient.

  • Col·locabilitat i consolidació: Una viscositat adequada garanteix que una mescla es pugui col·locar fàcilment, flueixi en encofrats complexos i encapsuli l'armadura sense buits. Les addicions modificadores de la viscositat poden augmentar la lubricitat, reduint l'energia necessària per a la consolidació i garantint que s'aconsegueixi una mescla uniforme amb menys esforç.

3.2 Garantir l'homogeneïtat i l'estabilitat

L'homogeneïtat del formigó fresc és un factor crític per a la qualitat del producte final. Sense una mescla cohesiva, el formigó és propens a dues formes principals de separació: el sagnat i la segregació. La viscositat és la propietat clau per mitigar aquests fenòmens.

  • Sagnat: Una forma de segregació a nivell micro, el sagnat es produeix quan l'aigua puja a la superfície de la mescla fresca perquè els sòlids no poden retenir tota l'aigua de mescla. Això és causat per diferències de densitat i la consolidació per pes propi de les partícules sòlides.

  • Segregació: És la separació dels àrids gruixuts del morter. Quan la viscositat de la pasta de ciment és insuficient, els àrids, que són més densos que la pasta, es dipositaran al fons de l'encofrat.

Els paràmetres reològics governen aquests fenòmens de maneres diferents. La tensió elàstica és el control principal per a la segregació estàtica, que es produeix quan la mescla està en repòs. Una tensió elàstica prou alta impedeix que les partícules s'assentin sota el seu propi pes. La viscositat plàstica, en canvi, és el control clau per a la segregació dinàmica, que es produeix durant el flux o la vibració. Una viscositat plàstica més alta proporciona la resistència cohesiva necessària per evitar que les partícules més pesades es moguin en relació amb la pasta.

Aconseguir una mescla altament fluida i alhora evitar la segregació és un delicat exercici d'equilibri. Per a materials com el formigó autocompactant, la mescla ha de tenir una tensió elàstica prou baixa per fluir pel seu propi pes, però una viscositat plàstica prou alta per resistir la segregació dinàmica durant la col·locació i, alhora, tenir una tensió elàstica prou alta per resistir la segregació estàtica després de la col·locació. Aquest requisit simultani és un problema d'optimització complex que depèn en gran mesura d'una comprensió precisa de la reologia i de l'ús d'additius estratègics com els VMA per proporcionar la cohesió necessària.

3.3 Aconseguir un acabat superior

Una gestió adequada de la viscositat és un requisit previ per a un acabat superficial durador i d'alta qualitat.

  • Aspecte de la superfície: Una viscositat ben controlada evita el sagnat excessiu, que pot crear una capa feble i aquosa (lletantor) a la superfície que compromet la durabilitat i l'estètica.

  • Escapada de bombolles d'aire: Cal una viscositat plàstica adequada per permetre que les bombolles d'aire atrapades s'escapin durant la consolidació, evitant buits i garantint una superfície llisa i densa. Tanmateix, una viscositat massa alta atraparà bombolles d'aire, cosa que provocarà defectes com ara la formació de panal.

Taula 2: Impacte de la viscositat en les propietats del formigó fresc

Propietat de formigó fresc

Paràmetre(s) reològic(s) que regeixen

Estat desitjat

Raonament

Bombabilitat

Viscositat plàstica i tensió elàstica

Baix

Una menor viscositat plàstica i una menor tensió elàstica redueixen les pèrdues per fricció i la pressió de bombament.

Resistència a la segregació estàtica

Estrès de rendiment

Alt

Una tensió elàstica prou alta impedeix que les partícules s'assentin sota el seu propi pes en repòs.

Resistència a la segregació dinàmica

Viscositat del plàstic

Alt

L'alta viscositat plàstica proporciona resistència cohesiva al moviment de les partícules durant el flux.

Acababilitat

Viscositat del plàstic

Adequat

Ni massa baix (provoca sagnat) ni massa alt (atrapa l'aire), cosa que garanteix una superfície llisa i duradora.

Col·locabilitat

Tensió elàstica i viscositat plàstica

Baix

Una baixa tensió elàstica i una viscositat plàstica permeten que la barreja flueixi i ompli formes complexes i gàbies de reforç.

4. El vincle causal: de la viscositat a la qualitat del producte final

El control de les propietats del formigó fresc mitjançant la gestió de la viscositat no és un fi en si mateix; és la condició prèvia necessària per aconseguir la resistència, la durabilitat i la fiabilitat dissenyades del producte final endurit.

4.1 La connexió entre homogeneïtat i força

Les propietats del formigó fresc afecten directament la qualitat i la resistència del formigó endurit. El control tecnològic de les propietats del formigó endurit, com ara la resistència a la compressió, no té sentit sense controlar primer l'estat fresc. La resistència teòrica d'una barreja de formigó està determinada en gran mesura per la seva relació aigua-ciment. Tanmateix, la resistència real i realitzada d'una estructura depèn en gran mesura de la uniformitat amb què es distribueixen els materials dins de la barreja.

En una mescla fresca, si la viscositat és massa baixa, els agregats més pesants es dipositaran i l'aigua sagnarà a la superfície.

Això crea zones amb diferents relacions W/Cm: una relació més alta a les capes superiors (pel sagnat) i una relació més baixa a les capes inferiors (per l'assentament dels àrids). Com a resultat, el formigó endurit no serà un material homogeni amb una resistència uniforme. Les capes superiors, amb la seva major porositat pel sagnat, seran més febles i més permeables, mentre que les capes inferiors poden contenir buits i panells de formigó a causa de la mala consolidació i segregació. Gestionar la viscositat en estat fresc és similar a "bloquejar" el potencial de resistència d'un disseny de mescla determinat garantint l'homogeneïtat i evitant que es formin aquests defectes. És un requisit previ necessari per aconseguir la resistència i la durabilitat dissenyades.

4.2 Buits, densitat i durabilitat

Una gestió eficaç de la viscositat és una mesura preventiva primària contra els defectes comuns que comprometen la durabilitat a llarg termini d'una estructura.

  • Mitigació de la formació de panells i els buits: Una barreja amb un perfil reològic equilibrat (prou fluida per omplir motlles però amb una viscositat prou baixa per permetre que l'aire atrapat s'escapi) és una defensa clau contra la formació de panells i els buits. Aquests defectes no només afecten l'estètica d'una estructura, sinó que també comprometen seriosament la seva integritat estructural creant punts febles que poden acumular humitat.

  • Porositat i permeabilitat: El sagnat i la segregació creen canals i buits dins de la matriu del formigó, que augmenten significativament la seva porositat i permeabilitat. L'augment de la permeabilitat permet l'entrada d'aigua, clorurs i altres ions nocius, que poden provocar corrosió de l'acer d'armadura i danys per congelació i descongelació. S'ha demostrat que l'ús d'additius modificadors de la viscositat redueix aquests coeficients de transport a llarg termini augmentant la viscositat de la solució de porus en el formigó endurit.

图片3

5. Beneficis econòmics i pràctics

La gestió precisa de la viscositat és una palanca estratègica que impacta directament en els resultats d'un productor de formigó reduint els residus, augmentant l'eficiència i disminuint els costos generals.

5.1 Reducció de costos quantificable

  • Reducció de residus i rebutjos: El control de la viscositat en temps real permet als productors identificar amb precisió i fiabilitat el "punt final" del procés de mescla, evitant la sobremescla i garantint que cada lot compleixi les especificacions. Això redueix significativament el malbaratament de material i el nombre de càrregues rebutjades, que són una font important de costos i responsabilitat.

  • Estalvi d'energia i temps: L'optimització del procés de mescla mitjançant el control de la viscositat estalvia temps i energia. Les dades en temps real poden evitar la mescla excessiva, que és una pèrdua de temps i electricitat, i poden detectar la mescla insuficient, evitant la necessitat de costoses repeticions.

5.2 Maximització de l'eficiència operativa

  • Producció optimitzada: El control automatitzat de la viscositat en temps real optimitza tot el procés de producció, reduint la necessitat de mostreigs i proves manuals que requereixen molt de temps. Això permet al personal de control de qualitat gestionar els seus equips i les càrregues de treball de manera més eficaç, fins i tot des de llocs remots.

  • Menors requisits de mà d'obra: L'ús de mescles amb control reològic, en particular la SCC, pot reduir o eliminar significativament la necessitat de vibració i consolidació manuals. Això es tradueix en equips de col·locació més petits, cosa que comporta un estalvi significatiu en els costos de mà d'obra.

  • Menys queixes i responsabilitats dels clients: La producció de lots de formigó consistents i d'alta qualitat redueix les queixes dels clients i minimitza el risc de responsabilitats i litigis costosos derivats de defectes o fallades estructurals.

5.3 Cost i rendiment del material

  • Alternatives rendibles: Els estudis han demostrat que l'ús d'addicions minerals com ara cendres volants o ciment d'escòria com a substituts parcials del ciment pot aconseguir les propietats reològiques desitjades alhora que és significativament més econòmic (estalvi de costos del 30-40% en alguns casos).

  • Ús estratègic de VMA: Tot i que els additius comercials modificadors de la viscositat poden ser costosos, el desenvolupament de nous additius més econòmics i la capacitat d'utilitzar-los en dosis precises basades en dades en temps real permeten obtenir guanys de rendiment rendibles.

6. Recomanacions pràctiques per a la implementació a la indústria

Perquè els productors de formigó i les empreses de construcció puguin aprofitar plenament els beneficis de la gestió de la viscositat, cal un canvi estratègic tant en l'enfocament com en la tecnologia.

6.1 Ajustos del disseny de la mescla per al control de la viscositat

L'objectiu del disseny de mescles és equilibrar la resistència, la durabilitat i la treballabilitat. Controlant activament els paràmetres següents, els productors poden gestionar proactivament la viscositat.

  • Control de la relació aigua-ciment: La relació W/Cm és el principal determinant de la resistència i estableix la línia de base per a la viscositat de la mescla. Un objectiu W/Cm de 0,45-0,6 sovint es considera ideal per a la treballabilitat general, però es pot reduir per a aplicacions d'alta resistència amb l'ús d'additius reductors d'aigua.

  • Optimitzar la gradació dels àrids: Utilitzar àrids ben graduats per minimitzar la necessitat de pasta i millorar la treballabilitat. Provar rutinàriament els àrids per al contingut d'humitat, la finor i la forma per garantir la consistència d'un lot a un altre.

  • Ús estratègic de les fines: augmentar el contingut de fines (per exemple, amb cendres volants, ciment d'escòria o fum de sílice) per millorar la fluïdesa i l'estabilitat sense afegir aigua addicional. La forma esfèrica de les partícules de cendres volants, en particular, millora la lubricitat i pot reduir la necessitat d'aerosols de lubricant volàtil (VMA) més costosos.

Taula 3: Ajustos pràctics del disseny de mescles per al control de la reologia

Component

Impacte en la viscositat

Ajust pràctic per al resultat desitjat

Aigua

Disminueix la viscositat.

Afegiu aigua per augmentar la treballabilitat, però només com a últim recurs a causa de les contrapartides de la resistència.

Àrids (mida/forma)

Augmenta la viscositat.

Utilitzeu àrids ben classificats per minimitzar la demanda de pasta i gestionar la forma (triturats per a l'adherència, però no excessivament angulars).

Contingut de multes

Disminueix la viscositat.

Augmentar el contingut de fi (per exemple, amb cendres volants o escòria) per millorar la fluïdesa i la cohesió.

Superplastificants

Disminueix la viscositat.

S'utilitza per aconseguir una alta treballabilitat i fluïdesa amb una baixa relació W/Cm.

Modificadors de viscositat (VMA)

Augmenta la viscositat.

S'utilitza per millorar la cohesió i la resistència a la segregació sense sacrificar la fluïdesa.

6.2 Ús estratègic d'additius

Els additius són les eines principals per a l'afinament de la reologia del formigó i s'han d'utilitzar estratègicament per assolir objectius de rendiment específics.

  • Superplastificants: Per a mescles on es requereixi una alta fluïdesa i resistència, utilitzeu reductors d'aigua d'alt rang per aconseguir la treballabilitat desitjada amb una baixa relació W/Cm.

  • Additius modificadors de viscositat (VMA): utilitzeu VMA per a mescles que requereixen una alta resistència a la segregació, com ara SCC, formigó submarí i abocaments verticals d'alta alçada. Són essencials per proporcionar cohesió i per mitigar els efectes dels àrids durs o amb granulometria.

  • Les mescles de prova són crucials: el rendiment dels additius pot veure's afectat per la temperatura i altres components de la mescla. Realitzeu sempre mescles de prova per determinar les dosis òptimes per a les condicions específiques del lloc.

6.3 Un marc modern de control de qualitat

El canvi d'un marc de control de qualitat reactiu a un proactiu és el pas final en una estratègia de gestió de la viscositat reeixida.

  • Canvi de l'assentament a la reologia: per a mescles modernes, cal anar més enllà de la prova d'assentament per incorporar avaluacions reològiques més sofisticades, com ara reòmetres rotacionals al laboratori o proves d'assentament modificades al camp que mesuren tant l'alçada d'assentament com el temps de fluència d'assentament.

  • Adopteu la monitorització en línia: invertiu en sensors de viscositat i parell en línia en temps real per controlar la consistència de la barreja. Aquesta és la manera més eficaç de garantir la uniformitat del producte, reduir els residus i optimitzar l'eficiència de la producció.

  • Desenvolupar llistes de control de qualitat completes: establir estàndards que vagin més enllà de les proves tradicionals de caiguda i resistència. Supervisar paràmetres clau com el contingut d'humitat agregada, la temperatura de la mescla i el temps de mescla com a part d'un protocol holístic de control de qualitat.

La gestió de la viscositat ja no és una preocupació auxiliar; és una competència bàsica per als productors de formigó i les empreses de construcció modernes. La transició dels mètodes empírics tradicionals a un enfocament científic basat en la reologia proporciona un camí clar per a la innovació, l'eficiència i un nou estàndard de qualitat en la indústria del formigó. Aprofitant dades en temps real, comprenent la complexa interacció dels components de la mescla i implementant un marc de control de qualitat robust, les empreses poden garantir una mescla de formigó fresc homogènia i sense defectes. Aquest control proactiu serveix com a condició prèvia essencial per aconseguir la resistència i la durabilitat dissenyades del producte endurit. En fer-ho, permet una major rendibilitat i predictibilitat, proporcionant en última instància un avantatge competitiu en un mercat exigent i en evolució.


Data de publicació: 01-09-2025