Introduzione:
Gli aggregati di sabbia e pietra sono il termine generale per materiali come sabbia, ciottoli (ghiaia), pietrisco, blocchi di pietra e materiali lapidei nella conservazione dell'acqua e nei progetti di costruzione e sono i principali materiali da costruzione per strutture come cemento e muratura. Questo articolo riassume 14 domande comuni sugli aggregati di sabbia e pietra, sperando di fornire assistenza ai progetti di costruzione.
1. Cosa occorre tenere presente quando nel cantiere entrano aggregati grossolani e fini?
• Aggregati grossolani : controllano principalmente la dimensione delle particelle, la gradazione, la forma delle particelle, il contenuto di polvere di pietra e il contenuto di fango. Condurre macroispezioni per ciascun veicolo; non sarà consentito scaricare materiali non qualificati. Inoltre, ispezionare tutti gli indicatori in lotti in conformità con le specifiche.
• Aggregati fini : controlla il modulo di finezza, il contenuto di fango e il contenuto di grumi di fango. Condurre macroispezioni per ciascun veicolo; non sarà consentito scaricare materiali non qualificati. Allo stesso modo, condurre ispezioni dei lotti in conformità con le specifiche.
2. Perché la dimensione delle particelle degli aggregati grossolani dovrebbe essere controllata tra 5 e 25 mm?
La dimensione delle particelle degli aggregati grossolani è limitata dal diametro dei tubi della pompa per calcestruzzo e dall'altezza di pompaggio. Generalmente, il rapporto tra la dimensione massima delle particelle erogabili e l'altezza di pompaggio aumenta. Ad esempio, quando l'altezza di pompaggio è <50 m, il rapporto tra la dimensione massima delle particelle grossolane dell'aggregato e il diametro del tubo di trasporto dovrebbe essere ≤1:3; quando l'altezza di pompaggio è di 100 m, questo rapporto scende a 1:5, altrimenti si verificherà un blocco del tubo.
3. Perché il contenuto di particelle scagliose degli aggregati grossolani dovrebbe essere controllato per il calcestruzzo pompato?
Quando il contenuto di particelle traballanti è elevato, la resistenza alla flessione e alla compressione degli aggregati scagliosi grossolani è relativamente bassa e la forza di legame tra gli aggregati grossolani diminuisce, riducendo così la resistenza del calcestruzzo. Per il calcestruzzo preconfezionato, un elevato contenuto di particelle scagliose si tradurrà in una scarsa forma delle particelle degli aggregati grossolani, riducendo la fluidità del calcestruzzo. Allo stesso tempo, gli aggregati grossolani e traballanti possono facilmente ostruire i tubi, causando il blocco della pompa o addirittura la rottura dei tubi. Pertanto, il calcestruzzo pompato richiede un contenuto di particelle traballanti ≤10% e il calcestruzzo ad alta resistenza ha requisiti più elevati.
4. Che tipo di sabbia è necessaria per il calcestruzzo preconfezionato?
Il calcestruzzo preconfezionato richiede sabbia media. Oltre a soddisfare le specifiche relative alla gradazione della sabbia, al contenuto di fango e al contenuto di grumi di fango, è necessario prestare attenzione anche a garantire che il contenuto che passa attraverso un setaccio da 0,315 mm non sia inferiore al 15%. Ciò ha un impatto significativo sulla pompabilità del calcestruzzo; se questo valore è troppo basso si verificherà un intasamento del tubo e il calcestruzzo avrà una scarsa ritenzione idrica e sarà soggetto a sanguinamento.
5. Che impatto ha la sabbia troppo fine?
Se la sabbia è troppo fine, la richiesta di acqua del calcestruzzo aumenta e il calcestruzzo preparato con sabbia fine ha scarsa lavorabilità e ritenzione idrica, con conseguente riduzione della resistenza del calcestruzzo e facile fessurazione.
6. Cosa succede se è disponibile solo sabbia fine?
Se c'è un problema con la fonte della sabbia, il calcestruzzo pompato può essere preparato mescolando sabbia fine con un po' di sabbia lavorata. Ad esempio, la sabbia fine con un modulo di finezza inferiore a 2,0 può essere miscelata con sabbia lavorata con un modulo di finezza di 3,0–3,2 in un rapporto di circa 6:4. Osservarne la fluidità e la pompabilità ed è possibile apportare modifiche specifiche attraverso una miscelazione di prova.
7. Quali sono le conseguenze di un contenuto eccessivo di sabbia e fango?
Un contenuto eccessivo di fango nella sabbia aumenta la richiesta di acqua del calcestruzzo, riduce la ritenzione idrica, aumenta il ritiro, riduce la resistenza del calcestruzzo e rende le strutture soggette a fessurazioni. Pertanto, il contenuto di fango dovrebbe essere controllato a ≤ 3% (per C30–C50) e il calcestruzzo ad alta resistenza ha requisiti più elevati.
8. In che modo i grumi di fango nella sabbia e nella pietra influiscono sul calcestruzzo?
Oltre agli stessi effetti negativi del fango, i grumi di fango nella sabbia e nella pietra possono ridurre gravemente la resistenza del calcestruzzo. Ad esempio, i grumi di fango possono indebolire la superficie di frattura del calcestruzzo; quando si versa il terreno, grumi di fango galleggiano e formano difetti concavi sulla superficie dopo l'essiccazione e il ritiro.
9. Perché è opportuno utilizzare pietre di dimensioni più piccole nella preparazione del calcestruzzo ad alta resistenza?
• All’aumentare della dimensione delle particelle degli aggregati grossolani, il legame con la pasta di cemento si indebolisce, aumentando la discontinuità della struttura interna dei materiali in calcestruzzo e portando ad una riduzione della resistenza del calcestruzzo.
• Gli aggregati grossolani limitano il ritiro del cemento nel calcestruzzo. A causa dei diversi moduli elastici degli aggregati grossolani e della pasta cementizia, all'interno del calcestruzzo si generano tensioni di trazione. Questa sollecitazione di trazione aumenta con l'aumento della dimensione grossolana delle particelle dell'aggregato, riducendo ulteriormente la resistenza del calcestruzzo.
• All’aumentare della dimensione delle particelle degli aggregati grossolani, aumenta l’orientamento dei cristalli di Ca(OH)₂ nella zona di transizione dell’interfaccia degli aggregati grossolani, indebolendo la struttura dell’interfaccia e riducendo la resistenza del calcestruzzo.
I test mostrano :
• Nel calcestruzzo con aggregati grossolani di 15–25 mm, la larghezza della fessura dell'interfaccia attorno agli aggregati è di circa 0,1 mm, la lunghezza della fessura è 2/3 della circonferenza delle particelle e le crepe dell'interfaccia sono maggiormente collegate alle crepe nella pasta di cemento circostante.
• Nel calcestruzzo con aggregati grossolani di 5-10 mm, la larghezza della fessura dell'interfaccia è uniforme, solo 0,03 mm, e la lunghezza della fessura è solo 1/6 della circonferenza delle particelle.
• Per aggregati grossolani di diverse dimensioni, le sacche d'acqua formatesi sotto le particelle dopo l'indurimento del calcestruzzo si accumulano in modo diverso. Gli aggregati grossolani più grandi hanno sacche d'acqua più grandi e numerose. Dopo che l'acqua nelle sacche d'acqua evapora, le fessure dell'interfaccia formate sono più larghe di quelle delle particelle più piccole, con conseguente minore resistenza dell'interfaccia.
10. Perché la resistenza del calcestruzzo di ciottoli è di 3–4 MPa inferiore a quella del calcestruzzo di pietrisco con lo stesso rapporto di miscelazione?
La superficie ruvida degli aggregati grossolani favorisce la resistenza dell'interfaccia tra pasta di cemento e aggregati. Secondo anni di test, il calcestruzzo preparato con ciottoli, da un lato, contiene più pietre esposte agli agenti atmosferici e il suo indice di frantumazione è inferiore a quello del pietrisco. D'altra parte, la sua superficie liscia porta a una bassa resistenza all'interfaccia, quindi la resistenza del calcestruzzo preparato con esso è inferiore di 3–4 MPa rispetto a quella del calcestruzzo con pietrisco con lo stesso rapporto di miscelazione.
11. Perché il contenuto di umidità della sabbia e della pietra dovrebbe essere misurato ad ogni turno?
Sabbia e pietra rappresentano circa 800–1100 kg/m³ nel calcestruzzo preconfezionato. Ogni 1% di contenuto di umidità influirà sul consumo di acqua nel calcestruzzo di 8-11 kg. La sabbia, solitamente raccolta dai fiumi, presenta una grande variazione nel contenuto di umidità. Se il contenuto di umidità non viene rilevato regolarmente e il volume dell'acqua di miscelazione viene regolato in modo tempestivo, ciò causerà ampie fluttuazioni nella scorrevolezza, nella lavorabilità e nella resistenza di ciascun lotto di calcestruzzo.
12. Cos'è la reazione alcali-aggregato?
La reazione alcali-aggregato si riferisce alla reazione chimica tra gli alcali nel calcestruzzo e gli aggregati con silice attiva come composizione chimica, generando gel alcalino-silice che assorbe acqua e si gonfia. Lo stress di espansione provoca la fessurazione del calcestruzzo.
13. Come prevenire la reazione alcali-aggregato?
Se gli aggregati grossolani locali contengono silice attiva, il contenuto di alcali negli additivi per calcestruzzo deve essere rigorosamente limitato. Secondo il "Codice per la progettazione delle strutture in calcestruzzo" (GB50010-2002), quando si utilizzano aggregati alcali-attivi, il contenuto totale di alcali di tutti i materiali nel calcestruzzo dovrebbe essere ≤3% della massa del calcestruzzo.
14. Quali elementi devono essere ispezionati quando il cemento entra nel sito?
Per ogni 500 t di cemento, dovrebbe essere condotto un campionamento casuale per ispezioni quali resistenza alla compressione, resistenza alla flessione (3d, 28d), consistenza, consumo di acqua, tempo di presa iniziale e finale e solidità.
