Polvere superplastificante a base di policarbossilati CAS 25133-97-5 nel calcestruzzo: controllo del calore, prevenzione delle fessurazioni e integrità strutturale.

Le gettate di calcestruzzo in grandi volumi, come quelle utilizzate per le fondazioni delle dighe, le lastre di trasferimento spesse, le testate dei pali dei ponti, le basi delle strutture nucleari e le fondazioni profonde, generano calore interno dovuto all'idratazione del cemento, un problema che le miscele di calcestruzzo standard non riescono a controllare senza l'aggiunta di additivi. Quando la differenza di temperatura tra il nucleo e la superficie di una grande gettata di calcestruzzo supera i 20-25 gradi Celsius, si sviluppano tensioni termiche di trazione nello strato esterno in raffreddamento, che superano la resistenza a trazione del calcestruzzo in fase iniziale, producendo fessurazioni passanti che compromettono l'integrità strutturale e l'impermeabilizzazione per tutta la durata di vita utile prevista. La polvere superplastificante a base di policarbossilati è l'additivo che consente di realizzare miscele di calcestruzzo in grandi volumi con basso contenuto di cemento e basso rapporto acqua/cemento, mantenendo i gradienti termici entro limiti di sicurezza e garantendo al contempo la lavorabilità necessaria per le gettate di grandi volumi.

Che cos'è il problema delle fessurazioni termiche nel calcestruzzo di grandi dimensioni?

Il calcestruzzo di massa è definito dall'ACI 207 come qualsiasi getto di calcestruzzo in cui la dimensione minima superi un metro e in cui l'aumento di temperatura dovuto all'idratazione del cemento deve essere controllato. In pratica, ciò include qualsiasi soletta di trasferimento con spessore superiore a 600 mm, qualsiasi plinto di fondazione superiore a 1,5 metri, sezioni di dighe e muri di sostegno e platee di fondazione per edifici multipiano in cui vengono effettuati getti multipli in sequenza di diverse migliaia di metri cubi.

Il problema della generazione di calore è semplice: il cemento Portland ordinario genera da 330 a 420 joule di calore per grammo durante l'idratazione. In una grande gettata di calcestruzzo, dove il calore non può dissiparsi rapidamente attraverso la superficie, le temperature interne raggiungono i 60-80 gradi Celsius entro le prime 24-72 ore. La superficie del calcestruzzo, esposta alla temperatura ambiente, rimane significativamente più fredda. Questo gradiente termico crea un'espansione e una contrazione differenziali che mettono in tensione la zona esterna in raffreddamento. Quando la sollecitazione di trazione supera la resistenza a trazione del calcestruzzo a quell'età, si verificano fessurazioni termiche.

Come la polvere di PCE per calcestruzzo massivo controlla il rischio di fessurazioni termiche

Riduzione del contenuto di cemento alla resistenza desiderata

Il meccanismo primario mediante il qualePolvere superplastificante a base di policarbossilatoIl controllo del calore di idratazione nel calcestruzzo massivo avviene tramite la riduzione del contenuto di cemento. A parità di resistenza a compressione, una miscela di calcestruzzo che utilizza polvere di PCE allo 0,1-0,2% in peso del materiale cementizio raggiunge rapporti acqua-cemento da 0,38 a 0,45 che consentono una riduzione del contenuto di cemento da 40 a 80 chilogrammi per metro cubo rispetto al calcestruzzo non modificato con la stessa classe di resistenza.

Ogni chilogrammo di cemento rimosso dalla miscela riduce proporzionalmente la generazione di calore. Una riduzione del contenuto di cemento di 60 chilogrammi per metro cubo in una platea di fondazione di 5000 metri cubi riduce la generazione totale di calore in misura equivalente a una riduzione della temperatura massima del nucleo di 4-6 gradi Celsius, il che può fare la differenza tra un gradiente termico entro il limite di sicurezza di 20-25 gradi Celsius e uno che genera fessurazioni passanti.

Compatibilità supplementare dei materiali cementizi

Le specifiche per il calcestruzzo di massa prevedono in genere la sostituzione del 30-60% del cemento Portland con ceneri volanti o scorie granulari di altoforno macinate per ridurre il calore di idratazione. Una sostituzione del 40% con ceneri volanti riduce la generazione di calore di circa il 30% rispetto a una miscela di cemento Portland puro. Una sostituzione del 50% con scorie riduce la generazione di calore del 40-50%.

Polvere polimerica di PCE ad alto tasso di riduzione dell'acquaMantiene la piena efficacia di dispersione nelle miscele di calcestruzzo ad alto contenuto di ceneri volanti e scorie, dove i superplastificanti di seconda generazione mostrano prestazioni ridotte a causa della minore concentrazione di ioni calcio nella soluzione interstiziale. Per le miscele di calcestruzzo di massa con una sostituzione totale del materiale cementizio supplementare superiore al 40%, la polvere di PCE è l'additivo che consente di ottenere contemporaneamente una bassa emissività termica e un'adeguata lavorabilità.

Massima lavorabilità per installazioni di grandi volumi

Le gettate di calcestruzzo di grandi dimensioni, pari a diverse migliaia di metri cubi, richiedono un apporto continuo di materiale per un periodo compreso tra le 8 e le 24 ore. L'ultimo carico di calcestruzzo deve essere sufficientemente lavorabile da consolidarsi con il calcestruzzo precedentemente gettato, evitando la formazione di giunti freddi. La normale polvere di cemento Portland (PCE) ad alto potere di riduzione dell'acqua perde notevolmente la sua lavorabilità durante un periodo di posa così prolungato.

Polvere di PCE ES409 con mantenimento della fluiditàMantiene la lavorabilità del calcestruzzo per 60-90 minuti dopo la miscelazione grazie al costante impedimento sterico sulle particelle di cemento, coprendo i tempi di trasporto e pompaggio necessari per la maggior parte delle operazioni di consegna di calcestruzzo in grandi quantità. Per le applicazioni in cui la lavorabilità deve essere mantenuta oltre i 90 minuti, il PCE con grado di mantenimento della consistenza, combinato con un additivo a rilascio controllato, fornisce l'intervallo di lavorabilità esteso richiesto senza l'aggiunta di acqua in eccesso, che aumenterebbe la generazione di calore e ridurrebbe la resistenza.

Basso ritiro e stabilità del volume

Il calcestruzzo in grandi quantità che sviluppa fessurazioni termiche nei primi giorni successivi alla posa in opera è vulnerabile a un ulteriore deterioramento dovuto al ritiro da essiccazione, poiché il calcestruzzo continua a perdere umidità nel corso di settimane e mesi. La combinazione di fessurazioni termiche e fessurazioni da ritiro da essiccazione crea reti di fessure interconnesse che consentono la penetrazione di acqua e ioni aggressivi nell'elemento strutturale.

Polvere di etere di policarbossilato PCE per stuccatura e malta seccaRiduce il ritiro da essiccazione consentendo rapporti acqua-cemento inferiori che producono una microstruttura del calcestruzzo più densa con minore porosità capillare e ridotta perdita totale di umidità durante l'essiccazione. Il calcestruzzo di massa formulato con polvere di PCE al dosaggio corretto per la resistenza desiderata mostra un ritiro da essiccazione inferiore dal 15 al 25% rispetto a un calcestruzzo di pari resistenza miscelato senza additivo riduttore d'acqua e con un contenuto d'acqua più elevato.

Principali scenari applicativi nei mercati di riferimento

Dighe e infrastrutture idriche

I blocchi di fondazione delle dighe, le lastre degli sfioratori e le fondazioni delle centrali idroelettriche nel Sud-est asiatico e nell'Asia centrale rappresentano alcune delle più grandi gettate di calcestruzzo di massa nel settore delle costruzioni. I programmi regionali di costruzione di dighe in Vietnam, Indonesia, Malesia e India prevedono la gettata di blocchi di fondazione da 3.000 a 15.000 metri cubi in un'unica colata continua, dove la gestione termica rappresenta una sfida primaria in fase di progettazione ed esecuzione. La polvere di PCE consente di realizzare miscele di calcestruzzo di massa a basso contenuto di cemento e ad alto contenuto di ceneri volanti o scorie, che mantengono le temperature di picco entro limiti di sicurezza, preservando al contempo l'abbassamento al cono superiore a 150 mm per il pompaggio su altezze verticali da 30 a 60 metri.

Tappetini di fondazione per grattacieli

Le fondazioni per edifici multipiano di oltre 40 piani hanno in genere uno spessore superiore a 2-3 metri e coprono superfici da 1000 a 5000 metri quadrati. Nei mercati edilizi urbani più attivi del Sud-est asiatico, tra cui Ho Chi Minh City, Giacarta, Kuala Lumpur e Manila, sono in corso contemporaneamente diverse gettate di fondazioni in cantieri adiacenti. La polvere di PCE per calcestruzzo massivo, con dosaggi calibrati in base alla specifica combinazione di cemento e materiale cementizio supplementare di ogni progetto, consente agli ingegneri strutturali di rispettare i limiti delle specifiche termiche senza ricorrere a costosi sistemi di raffreddamento ad azoto liquido o a complessi sistemi di raffreddamento a tubazioni.

Pli di fondazione e plinti per ponti

Le testate dei pali di fondazione dei ponti, che collegano pali trivellati di grande diametro alle travi della sovrastruttura, superano spesso i 2 metri di profondità e i 5 metri di diametro in pianta. Nei programmi di costruzione di infrastrutture in Europa, nel Sud-est asiatico e nell'Asia meridionale, la gestione termica delle testate dei pali è un requisito standard. La polvere di PCE consente di realizzare miscele con elevato contenuto di ceneri volanti o scorie che soddisfano sia le specifiche termiche che quelle di resistenza, supportando i rapidi tempi di getto necessari per rispettare le scadenze dei programmi di costruzione dei ponti.

Perché EastChem

EastChem è un fornitore affidabile di riduttori d'acqua per calcestruzzo di massa che forniscePolvere superplastificante di policarbossilato CAS 25133-97-5Forniamo additivi per calcestruzzo ad alto potere di riduzione dell'acqua e mantenimento della consistenza a produttori di calcestruzzo preconfezionato, aziende di calcestruzzo preconfezionato e imprese di costruzione di infrastrutture in tutto il mondo. La nostra produzione è certificata secondo i sistemi ISO 9001, ISO 14001 e ISO 45001 e i nostri prodotti soddisfano i requisiti di conformità REACH per l'accesso al mercato europeo. Il contenuto di principio attivo, superiore al 95%, viene testato e certificato su ogni lotto di produzione prima della spedizione.

Contatta EastChem oggi stessoPer richiedere un campione gratuito, una scheda tecnica o un preventivo per la polvere superplastificante a base di policarbossilato CAS 25133-97-5 per il vostro progetto di calcestruzzo o per le vostre esigenze di produzione di additivi, contattateci.

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Domande frequenti?

Quale dosaggio di polvere di PCE si utilizza nel calcestruzzo di massa ad alto contenuto di ceneri volanti?

Per il calcestruzzo di massa con sostituzione del cemento Portland con ceneri volanti pari al 35-50%, un dosaggio di polvere di PCE compreso tra lo 0,12 e lo 0,22% in peso del materiale cementizio totale consente in genere di ottenere un abbassamento al cono di 150-200 mm con rapporti acqua-cemento compresi tra 0,40 e 0,48. Un contenuto più elevato di ceneri volanti riduce l'alcalinità della soluzione interstiziale, il che può diminuire l'efficienza di dispersione del PCE a dosaggi molto bassi; pertanto, si raccomanda la calibrazione del dosaggio tramite prove di miscelazione con la specifica combinazione di ceneri volanti e cemento prima della produzione su vasta scala.

È possibile combinare la polvere di PCE con additivi ritardanti nel calcestruzzo in massa?

Sì. La polvere di PCE è compatibile con gli additivi ritardanti standard a base di lignosolfonato, gluconato e saccarosio. La combinazione della polvere di PCE con il ritardante estende sia la finestra di lavorabilità che il tempo di presa, il che è vantaggioso nel calcestruzzo in massa dove il lento aumento di resistenza riduce la velocità di generazione di calore e consente più tempo per la dissipazione del calore prima che il calcestruzzo subisca stress termici.Contattaciper ricevere assistenza tecnica sulle combinazioni di polvere di PCE e ritardante per la vostra specifica miscela di calcestruzzo e le relative condizioni di posa.