Gluconato di sodio nel calcestruzzo: dosaggio, segni di sovradosaggio e piano di miscelazione di prova

gluconato di sodio Si usa per rallentare la presa del calcestruzzo e prolungarne il tempo di lavorazione. È utile con temperature elevate, per consegne a lunga distanza e per grandi getti. Può anche migliorare la fluidità se agisce in sinergia con il cemento e l'additivo riduttore d'acqua.

Il dosaggio è basso, ma l'effetto può essere notevole. Un piccolo aumento può prolungare di diverse ore il tempo di presa. Un dosaggio eccessivo può ritardare la finitura, la rimozione dello stampo e la presa iniziale.

Per il gluconato di sodio secco puro, un intervallo di partenza utile per le prove di laboratorio è compreso tra 0,03% e 0,10% del peso del cemento. Livelli più elevati, come 0,12% o 0,15%, possono essere testati quando è necessario un ritardo maggiore. Questi valori sono solo punti di partenza. Testare il dosaggio finale con il cemento effettivo, la temperatura del calcestruzzo e gli altri additivi.

Innanzitutto, verifica la base di dosaggio

Un dato relativo al dosaggio non ha alcun significato se non ne è chiara la base.

gluconato di sodio Il dosaggio può essere indicato come:

• Una percentuale del peso del cemento
• Una percentuale del peso totale del legante
• Una percentuale di una miscela PCE finita
• Chilogrammi di soluzione per metro cubo di calcestruzzo
• Chilogrammi di gluconato di sodio secco per tonnellata metrica di cemento

Questi valori non possono essere confrontati direttamente.

In questo articolo si utilizza il peso del gluconato di sodio secco diviso per il peso del cemento, salvo diversa indicazione.

Il calcolo è il seguente:

Dosaggio di gluconato di sodio (%) = gluconato di sodio secco ÷ peso del cemento × 100

Se sono presenti ceneri volanti, scorie o fumo di silice, stabilire se il dosaggio si basa solo sul cemento o sul legante totale. Utilizzare la stessa base in ogni prova.

Conversione del dosaggio di gluconato di sodio

Per calcestruzzo contenente 400 kg di cemento per metro cubo:

Questi valori si riferiscono al gluconato di sodio secco. Non si riferiscono al peso totale di una soluzione liquida.

Come calcolare una soluzione di gluconato di sodio

Calcolare sempre la quantità di gluconato di sodio secco presente nella soluzione.

Per esempio:

• Contenuto di cemento: 400 kg/m³
• Soluzione di gluconato di sodio: 2 kg/m³
• Contenuto di gluconato di sodio nella soluzione: 20%

Il gluconato di sodio secco è:

2 kg × 20% = 0,40 kg

Il dosaggio in base al cemento è:

0,40 ÷ 400 × 100% = 0,10%

La soluzione prevede inoltre l'aggiunta di 1,60 kg di acqua per metro cubo. Quest'acqua deve essere inclusa nel totale dell'acqua da miscelare.

La stessa regola si applica quando il gluconato di sodio viene aggiunto a un additivo per calcestruzzo. Un'affermazione come "la formula contiene 3% di gluconato di sodio" non indica il dosaggio nel calcestruzzo. Sono necessari sia il dosaggio dell'additivo finito che il suo contenuto di gluconato di sodio.

Qual è un dosaggio iniziale pratico?

Un semplice piano di screening può iniziare con:

• 0% come controllo
• 0.03%
• 0.05%
• 0.08%
• 0.10%
• 0,15% quando è richiesto un ritardo maggiore

Non iniziare con il dosaggio massimo. Prima di iniziare, verifica se un dosaggio inferiore sia già sufficiente a garantire un tempo di azione adeguato.

Se 0,08% soddisfa i requisiti di rendimento e gli obiettivi prefissati, aumentarlo a 0,15% comporta un aumento del rischio senza un chiaro beneficio.

Alcune guide dei fornitori includono dosaggi fino a 0,20% o 0,25%. Questi livelli possono essere utili per lavori specifici. Tuttavia, non devono essere considerati come punti di partenza normali.

UN studio sulla pasta di cemento Abbiamo riscontrato che il tempo di presa aumentava a un ritmo abbastanza costante tra 0,02% e 0,15%. Al di sopra di 0,15%, la presa finale aumentava molto più rapidamente. Anche la forza iniziale diminuiva a dosaggi più elevati.

Questo risultato è stato ottenuto con un solo tipo di cemento e un solo sistema di prova. Non rappresenta un limite generale per tutti i calcestruzzi. Dimostra perché ogni tipo di cemento necessita di una sperimentazione specifica.

Perché lo stesso dosaggio produce risultati diversi?

Un dosaggio efficace per una pianta potrebbe risultare insufficiente o ritardare eccessivamente l'effetto su un'altra.

I motivi principali sono:

Tipo di cemento e lotto di cemento

Variazioni nella composizione chimica del cemento, nella finezza, nel bilancio dei solfati e nel contenuto di alcali possono modificare la risposta al gluconato di sodio. Anche un nuovo lotto proveniente dallo stesso cementificio può comportarsi in modo diverso.

Temperatura del calcestruzzo

Il calcestruzzo caldo in genere si solidifica più velocemente. Una dose fissa può fornire un ritardo minore all'aumentare della temperatura.

Il calcestruzzo freddo, di per sé, indurisce lentamente. Un dosaggio efficace in estate potrebbe causare un ritardo eccessivo in inverno.

Testare la formula finale alle temperature del calcestruzzo più basse e più alte previste per il progetto.

Rapporto acqua-cemento

Una variazione del contenuto d'acqua influisce sulla consistenza, sul bleeding, sulla presa e sulla resistenza. Mantenere costante il rapporto acqua-cemento quando si confrontano i dosaggi di gluconato di sodio.

Non aggiungere ulteriore acqua per far sembrare una prova più fattibile.

Ceneri volanti, scorie e altri materiali leganti

I materiali supplementari possono modificare i tempi di presa e la resistenza iniziale. Lo stesso dosaggio di gluconato di sodio può comportarsi in modo diverso al variare del livello di ceneri volanti o scorie.

PCE e altri additivi

Il gluconato di sodio viene spesso utilizzato con i riduttori d'acqua per PCE. A livelli adeguati, può contribuire a mantenere la fluidità del cemento. Un eccesso, tuttavia, non sempre garantisce una maggiore fluidità e può alterare il modo in cui il PCE interagisce con il cemento.

Altri ritardanti potrebbero essere già presenti in un riduttore d'acqua commerciale. L'effetto complessivo potrebbe essere più forte del previsto.

Ordine di aggiunta e tempo di miscelazione

L'aggiunta di gluconato di sodio in polvere, in soluzione o all'interno di una miscela già pronta può produrre risultati diversi.

Per le prove di laboratorio, può essere disciolto in parte dell'acqua di miscelazione. Utilizzare lo stesso ordine di aggiunta e lo stesso tempo di miscelazione per ogni prova.

Segnali di sovradosaggio di gluconato di sodio

Un sovradosaggio di gluconato di sodio non sempre provoca un fallimento immediato e visibile. I primi segnali spesso si manifestano con una perdita di consistenza, tempi di completamento e forza iniziale.

Il calcestruzzo rimane fluido troppo a lungo

L'abbassamento al cono rimane elevato ben oltre il tempo di consegna o di posa in opera previsto. Il calcestruzzo mostra scarsi segni di indurimento.

Una lunga conservazione della consistenza è utile solo quando il progetto lo richiede. Se il calcestruzzo rimane fluido dopo che la posa dovrebbe essere completata, il dosaggio potrebbe essere eccessivo.

La fase iniziale e quella finale si sono svolte molto più tardi del previsto.

Un piccolo ritardo può essere accettabile. Un ritardo di molte ore può invece compromettere le fasi di finitura, il taglio, la rimozione delle casseforme e la successiva fase di costruzione.

Il ritardo deve essere confrontato con una miscela di controllo testata alla stessa temperatura.

Finire non può iniziare in tempo

La superficie rimane troppo morbida per una finitura normale. Gli operai potrebbero dover attendere molto più a lungo del previsto.

In caso di caldo o vento, la superficie può asciugarsi mentre il calcestruzzo sottostante è ancora morbido. Una superficie asciutta non è necessariamente prova che il calcestruzzo si sia indurito.

Aumento del sanguinamento o della segregazione

Un tempo di presa prolungato permette all'acqua e alle particelle solide di muoversi più a fondo. Alcune miscele potrebbero presentare una maggiore essudazione o separazione degli inerti.

Questo problema non è sempre causato esclusivamente dal gluconato di sodio. È necessario verificare anche la granulometria degli aggregati, il contenuto di acqua e il dosaggio di PCE.

La forza iniziale è bassa

Una miscela preparata con un notevole ritardo potrebbe avere una bassa resistenza dopo 1 o 3 giorni. Le forme potrebbero non essere sicure da rimuovere nei tempi previsti.

I bordi potrebbero rompersi durante la rimozione dello stampo. La superficie potrebbe inoltre presentare segni lasciati da scarpe o attrezzi.

La forza del farmaco potrebbe recuperare in seguito, qualora il sovradosaggio fosse moderato. Tuttavia, ciò non giustifica il ritardo. I tempi di produzione e l'utilizzo del farmaco potrebbero essere già stati compromessi.

Il mix è pronto, ma è troppo tardi per il lavoro

Un impasto sovradosato potrebbe comunque indurirsi e acquisire resistenza. Il problema principale potrebbe essere la perdita del programma di lavoro, piuttosto che un fallimento completo.

Un impasto che si solidifica completamente dopo uno o due giorni non è adatto se il progetto richiede la rimozione delle casseforme il giorno successivo.

Un'azione lenta non significa necessariamente sovradosaggio.

Prima di dare la colpa al gluconato di sodio, verifica:

• Il biglietto batch
• Registrazioni di pesatura e pompaggio
• Concentrazione della soluzione di gluconato di sodio
• Acqua aggiunta presso l'impianto o il cantiere
• Fonte e lotto di cemento
• Temperatura del calcestruzzo
• Contenuto di ceneri volanti e scorie
• dosaggio PCE
• Altri ingredienti ritardanti
• Tempi di miscelazione e consegna

Una temperatura del calcestruzzo più bassa o un nuovo lotto di cemento possono causare una grande variazione del tempo di presa, anche quando il dosaggio di gluconato di sodio è corretto.

In caso di sospetto sovradosaggio, non tentare di correggerlo aggiungendo altri additivi.

Se il calcestruzzo è ancora in impianto o nel camion, trattenetelo per un controllo tecnico. Se è già stato gettato, proteggetelo dall'essiccazione e monitorate i tempi di presa. Iniziate le finiture solo quando il calcestruzzo è pronto. Non rimuovete le casseforme né aggiungete carichi finché non sia stata confermata la resistenza richiesta.

Piano di prova passo passo

Passaggio 1: Impostare il risultato desiderato

Definisci l'obiettivo prima di eseguire il test:

• Caduta iniziale richiesta
• Abbassamento richiesto dopo il trasporto
• Tempo massimo di consegna e posizionamento
• Impostazione iniziale dell'obiettivo
• Obiettivo finale stabilito
• Tempo di completamento richiesto
• Forza di rimozione della forma richiesta
• Sono necessari dosaggi di 1, 3 e 28 giorni.

“"Tempi di posa più lunghi" non è un obiettivo chiaro. Bisogna stabilire di quante ore si ha effettivamente bisogno.

Fase 2: Preparare una miscela di controllo

Utilizzare come controllo la miscela di calcestruzzo attualmente in uso, priva di gluconato di sodio.

Mantieni invariati i seguenti elementi:

• Cemento e lotto di cemento
• Ceneri volanti, scorie e fumo di silice
• Fonte aggregata e umidità
• rapporto acqua-cemento
• PCE e altri additivi
• Ordine di aggiunta
• Tempo di miscelazione
• Temperatura del calcestruzzo

Fase 3: Testare una serie di dosaggi

Per un calcestruzzo con 400 kg/m³ di cemento, un esempio di progetto è il seguente:

La formula di prova 0.15% non è automaticamente consigliata. Serve a mostrare quando il ritardo di impostazione diventa eccessivo.

Fase 4: Registrazione dei risultati del calcestruzzo fresco

Misura:

• Inizio difficile
• Calo di energia dopo 30, 60, 90 e 120 minuti
• Temperatura del calcestruzzo
• Contenuto d'aria
• Peso unitario
• Sanguinamento
• Segregazione
• Orario di fine
• Tempo di presa iniziale e finale

Modificate i tempi del test di consistenza in modo che corrispondano al periodo di consegna effettivo. Un piano di consegna di tre ore richiede un monitoraggio più lungo rispetto a un impianto di prefabbricazione locale.

Per una prova formale del tempo di presa, ASTM C403 Utilizza la resistenza alla penetrazione sulla malta prelevata dal calcestruzzo. Il solo tempo di presa della pasta di cemento potrebbe non indicare come si comporterà l'intera miscela di calcestruzzo.

Fase 5: Testare la forza alle età richieste

Un utile programma di allenamento per la forza include:

• 1 giorno
• 3 giorni
• 7 giorni
• 28 giorni

Aggiungi un'altra età se il progetto ha un obiettivo di rimozione o caricamento del modulo specifico.

Non giudicate la formula solo in base alla sua efficacia dopo 28 giorni. Una miscela può raggiungere l'obiettivo di 28 giorni ma risultare comunque inutilizzabile perché la sua efficacia dopo un solo giorno è troppo bassa.

Passaggio 6: Ripetere le prove migliori

Un singolo lotto di laboratorio non è sufficiente a dimostrare prestazioni stabili.

Ripetere il controllo e le due o tre dosi di gluconato di sodio che hanno dato i risultati migliori. Utilizzare lotti nuovi, ma mantenere invariati i materiali e le condizioni di prova.

ASTM C494 Si raccomanda di effettuare le prove con i materiali, le proporzioni di miscelazione, l'ordine di aggiunta e le condizioni fisiche previste per il lavoro effettivo. I test sui prodotti prevedono l'utilizzo di almeno tre lotti separati per ogni condizione.

Passaggio 7: Eseguire test a temperature diverse

Ripetere il dosaggio selezionato alle temperature previste del calcestruzzo, sia basse che alte.

Una formula estiva non dovrebbe essere riproposta nella produzione invernale senza essere stata testata. E viceversa.

Fase 8: Eseguire una prova su impianto e sito

Dopo la prova in laboratorio, avviare una produzione controllata.

Controllo:

• Precisione del dosaggio
• Miscelazione
• ritenzione del cedimento del camion
• Pompaggio
• Posizionamento
• Sanguinamento
• Finitura
• Collocamento
• Rimozione del modulo
• Forza iniziale

Per la sperimentazione in impianto si dovrebbe utilizzare la stessa forma di gluconato di sodio e la stessa concentrazione di soluzione previste per la produzione normale.

Come selezionare il dosaggio finale

Scegliere il dosaggio più basso che soddisfi tutti gli obiettivi del progetto.

La miscela selezionata dovrebbe fornire:

• Conservazione della consistenza sufficiente per la consegna e il posizionamento
• Nessun sanguinamento o segregazione dannosa
• Un orario di fine adeguato
• Tempi di presa iniziale e finale accettabili
• Forza sufficiente all'inizio per il programma di lavoro
• Forza necessaria in seguito
• Risultati stabili nell'intervallo di temperatura previsto

Non selezionare il dosaggio che garantisce il tempo di mantenimento della consistenza più lungo. Scegli quello che offre un tempo di lavorazione sufficiente senza ritardare il resto del lavoro.

Domande frequenti

È possibile utilizzare il gluconato di sodio con PCE?

Sì, viene spesso utilizzato nei sistemi PCE per controllare la presa e la perdita di consistenza. Tuttavia, i due prodotti devono essere testati insieme. Una maggiore quantità di gluconato di sodio non sempre si traduce in una migliore fluidità.

Il gluconato di sodio riduce la resistenza del calcestruzzo?

Un dosaggio adeguato può mantenere o migliorare la resistenza a lungo termine. Un dosaggio eccessivo può ritardare la resistenza iniziale e, in alcune miscele, può anche ridurla. Verificare i tempi di maturazione richiesti dal progetto.

Il gluconato di sodio è un additivo di tipo B o di tipo D secondo la norma ASTM C494?

Il gluconato di sodio può essere utilizzato in formulazioni di tipo B o di tipo D. La materia prima non rientra automaticamente in queste classi. L'additivo finito deve superare i test ASTM C494 richiesti.

Raccomandazione finale

Scegli il più basso gluconato di sodio Dosaggio che garantisca tempo sufficiente per la consegna, la posa e la finitura. Prima della produzione regolare, verificare il tempo di presa, la resistenza iniziale e le prestazioni dell'impianto con il cemento, il PCE e la temperatura del calcestruzzo effettivi.