Considerații privind compoziția betonului pentru proiectele de betonare continuă cu cofraje glisante

Controlul reologiei: optimizarea tensiunii de curgere și a curgerii pentru betonarea continuă Pavare cu formă alunecătoare

De ce provoacă segregarea opririle în timpul executării cu mașina de betonare — și cum previne reologia acest lucru

Când are loc segregarea agregatelor în timpul lucrărilor rapide de betonare cu benzi mobile, aceasta conduce la o densitate neuniformă a materialului sub placul de nivelare. Această problemă provoacă opriri neașteptate ale operațiunilor, care pot costa aproximativ 420 USD pe minut pentru forța de muncă, plus întreaga perioadă de inactivitate a echipamentelor. Cauza fundamentală? Un conflict între modul în care betonul curge (proprietățile sale reologice) și energia furnizată de vibratorii. În esență, dacă rezistența betonului la curgere este mai mare decât ceea ce pot compensa vibratorii, particulele mai mari de agregat se scufundă, în timp ce pasta fină se deplasează în sus. O gestionare inteligentă a reologiei previne întreaga această situație, concentrându-se asupra a trei factori cheie care acționează în mod coerent:

• Stres de cedare de 40–60 Pa·s — suficient pentru a rezista segregării sub acțiunea vibrației, fără a suprasolicita șuruburile transportoare;
• Vâscozitate plastică la forțe de forfecare ridicate de 15–25 Pa·s — asigurând o extrudare lină și constantă la viteze ale benzi mobile de 0,8–1,2 m/s;
• Curgere la conul Abrams de 650–750 mm — obținută în mod fiabil prin utilizarea superplastifiantelor pe bază de policarboxilat, nu prin adăugarea excesivă de apă.

Testele de teren confirmă faptul că această abordare echilibrată reduce opririle în timpul funcționării la 75 %, asigurând un flux omogen prin șuruburile elicoidale și o susținere constantă a plăcii de nivelare.

Triada critică: tensiunea de curgere, vâscozitatea plastică și curgerea prin conul Abrams în extrudarea de înaltă viteză

Relația dintre tensiunea de curgere, vâscozitatea plastică și curgerea prin tasare joacă un rol esențial în procesele continue de extrudare prin alunecare. Tensiunea de curgere se referă, în esență, la forța necesară pentru ca materialul să înceapă să curgă. Când această valoare scade sub aproximativ 40 de pascali, observăm în mod obișnuit probleme precum tasarea marginilor și exsudarea la suprafață. Pe de altă parte, dacă tensiunea de curgere depășește aproximativ 60 de pascali, materialul nu mai curge corespunzător și tinde să se separe în timpul prelucrării. Analiza vâscozității plastice ne indică rezistența materialului la mișcare în condiții de forfecare. Producătorii de echipamente au constatat că valori superioare lui 25 de pascali·secunde conduc la o uzură aproximativ dublă a riglelor comparativ cu condițiile standard. Valori sub 15 pascali·secunde pot provoca probleme legate de aderența corectă a materialului, în special atunci când viteza de lucru depășește patru picioare pe minut. Deși măsurătorile de curgere prin tasare sunt o practică obișnuită, acestea trebuie luate în considerare împreună cu testele de reologie dinamică. Reometrele portabile oferă, de fapt, corelații semnificative între valorile obținute prin curgerea prin tasare și parametrii de tensiune de curgere și vâscozitate — ceva ce testele statice obișnuite de tasare nu pot realiza în mod independent.

Consistența și lucrabilitatea: plaje țintă și ajustare în timp real pentru o pavare fiabilă prin metoda slipform

Standarde industriale în evoluție: de la 1–3 inch la 2,5–4 inch consistență pentru betonul armat cu fibre, aplicat prin metoda slipform

Modul în care măsurăm consistența s-a modificat destul de mult pe măsură ce materialele au devenit mai performante în timp. În trecut, betonul obișnuit necesita o consistență de aproximativ 1–3 inch pentru a menține o amestecare corectă, fără separarea componentelor. Astăzi, datorită apariției numeroaselor amestecuri armate cu fibre, executanții vizează în mod obișnuit o consistență între 2,5 și 4 inch. Această fereastră mai largă le permite să lucreze cu fibre de oțel sau cu cele sintetice, extrem de fine, fără a compromite curgerea amestecului prin cofraje sau fără a determina o segregare excesivă a apei la suprafață. Ce stă în spatele acestei schimbări? Utilizarea unor superplastifianți mai eficienți, disponibili astăzi pe piață, precum și cunoștințele acumulate de ingineri privind distribuția uniformă a fibrelor în întreaga cantitate de beton. Nu mai este vorba doar de adăugarea unei cantități suplimentare de apă în amestec.

Integrare inteligentă a poziționării: Pompe de dozare pentru aditivi conectate la telemetria GPS a mașinii de asfaltare

Controlul lucrabilității în timp real devine posibil datorită integrării tehnologiei IoT. Pompele de dozare a aditivilor se sincronizează, de fapt, atât cu telemetria GPS a mașinii de asfaltat, cât și cu reometrele montate la bord. Ce urmează? Un sistem în buclă închisă preia conducerea, ajustând cantitățile de superplastifiant și apă după cum este necesar, pe baza datelor în timp real privind măsurătorile de curgere (slump) și de tensiune de curgere. Conform testelor de teren publicate de ScienceDirect încă din 2023, această abordare reduce variațiile lucrabilității cu aproximativ 40% comparativ cu situația în care ajustările sunt efectuate manual de către operatori. Acest lucru face o diferență semnificativă, deoarece previne formarea acelor „rosturi reci” nedorite și menține vitezele constante de punere în operă la aproximativ 1,2 metri pe minut, chiar și atunci când condițiile meteorologice se modifică pe parcursul zilei. Cu acest tip de sistem de reacție pentru nivelul de curgere (slump), antreprenorii nu mai consideră slump-ul doar ca un parametru care trece sau nu inspecția. În schimb, îl tratează ca pe un parametru care necesită atenție constantă și reglări fine în timpul operațiunilor reale de construcție.

Proiectarea sistemului de agregate și ciment pentru rezistență la uzură și performanță constantă în pavarea prin extrudare

Unghiulitatea agregatelor grosolane vs. uzura plăcii vibrante: Date obținute de la Weifang Convey International Systems

Unghiulitatea agregatelor grosolane influențează în mod esențial atât durabilitatea pavajului, și cât și durata de viață a mașinii de pavat. Deși unghiulitatea ridicată îmbunătățește interblocarea și rezistența la uzură a suprafeței în betonul întărit, prezența excesivă a fețelor de fractură accelerează uzura abrazivă a plăcilor vibrante. Cercetarea identifică o număr modificat de fețe de fractură cuprins între 40–70% ca fiind optim — asigurând integritatea structurală fără uzură abrazivă excesivă metal-pe-piatră.

Echilibrul general se îmbunătățește atunci când analizăm modul în care sunt concepute sistemele de ciment. Adăugarea de microsilice împreună cu diverse materiale cimentiție suplimentare face pasta mai densă, creând o fel de scut care protejează particulele mai mari de contactul direct cu șapă. Combinând această abordare cu aranjamente optimizate ale împachetării particulelor, se obține o îmbunătățire semnificativă a caracteristicilor de pompare, cu aproximativ 15 până la chiar 30 % mai bune decât în cazul amestecurilor standard. Testele efectuate pe site-uri reale de construcții au evidențiat, de asemenea, un aspect interesant: atunci când constructorii folosesc pietriș de râu care nu este prea angular (cu pierderi prin abraziune sub 8 %, conform standardelor ASTM), amestecat cu amestecuri ternare de ciment, durata de funcționare a șapelor crește cu aproximativ 40–60 de ore suplimentare față de cea obținută cu granitul zdrobit obișnuit. Acest lucru ne arată că rezultatul dorit — procese de extrudare mai fluide și drumuri mai durabile — depinde în realitate de modul în care diferitele materiale interacționează între ele, nu de selecția individuală a componentelor.

Protocoale specifice de validare pe teren și asigurare a calității pentru betonarea prin glisare

Monitorizarea atentă a calității în timpul producției contribuie la menținerea acelor obiective reologice importante pe întreaga durată a procesului. Curgerea (slump) trebuie să rămână în jurul intervalului de 2,5–4 inch (aproximativ 650–750 mm); în caz contrar, procesul începe să devieze. Monitorizarea în linie a tensiunii de curgere (yield stress) identifică eventualele probleme de segregare înainte ca acestea să afecteze efectiv procesul de extrudare. Verificarea planității suprafeței se realizează la fiecare oră, cu profilometre laser care respectă standardele ASTM. Unul dintre marii producători de echipamente a obținut rezultate interesante atunci când a combinat sisteme automate de dozare a aditivilor cu tehnologia de localizare GPS – abaterile de slump au scăzut cu aproximativ 37 % în testele lor. După punerea în operă a materialului, mai rămâne totuși un volum de muncă de efectuat. Inspectarea rosturilor și prelevarea de probe cilindrice (core samples) la 24 de ore după turnare ne permit să evaluăm dezvoltarea rezistenței la compresiune, asigurându-ne că aceste pavaje cu secțiune subțire rezistă în timp, fără a ceda la nivelul rosturilor. Toate aceste etape, luate împreună, contribuie la menținerea unui proces de extrudare fluent, la protejarea echipamentelor împotriva uzurii excesive și, în final, la obținerea unor secțiuni de pavaj care îndeplinesc în mod constant toate specificațiile de performanță cerute.

Întrebări frecvente

• De ce este reologia importantă în turnarea betonului prin metoda slipform? Reologia este esențială în turnarea betonului prin metoda slipform, deoarece ajută la gestionarea modului în care betonul curge și se întărește. O reologie adecvată previne segregarea, asigurând o densitate uniformă a materialului și reducând opririle în timpul turnării.
• Care este impactul tensiunii de curgere în turnarea betonului prin metoda slipform? Tensiunea de curgere influențează forța necesară pentru ca betonul să înceapă să curgă. O tensiune de curgere corespunzătoare previne probleme precum exsudarea suprafeței și tasarea marginilor, asigurând astfel că amestecul susține o turnare eficientă.
• Cum se corelează curgerea prin conul Abrams (slump flow) și vâscozitatea plastică cu eficiența turnării? Curgerea prin conul Abrams măsoară fluiditatea amestecului, în timp ce vâscozitatea plastică se referă la rezistența acestuia la mișcare. Ambele factori contribuie la extrudarea uniformă a materialului și la operațiunile precise de turnare.
• Cum a îmbunătățit integrarea tehnologică turnarea betonului prin metoda slipform? Integrarea tehnologiilor IoT și GPS permite ajustări în timp real ale raporturilor de amestec, reducând variațiile de lucrabilitate și sporind în general eficiența turnării.