Estimativa da relação água-cimento do concreto endurecido

23 de maio de 2014


No outro dia, um cliente queria saber a relação água-cimento do concreto eu estava examinando para ele e eu mostrei a ele como eu estima-se. Então eu pensei que talvez esse assunto poderia ser de interesse para algumas pessoas, então aqui está como eu faço isso. (Texto adaptado do meu livro: "Microscopia Eletrônica de Varredura de Cimento e Concreto".

O método depende de uma série de pastas de cimento maduros para a comparação feita com diferentes relações água-cimento, que abrange a faixa que poderão ser encontrados em concreto. Eles devem ser de pelo menos um mês de idade e, de preferência seis meses ou mais para que a hidratação do cimento é praticamente tão completa quanto é sempre susceptíveis de ser, assumindo que os concretos a serem testados são madura. As pastas são examinados na seção polida no microscópio eletrônico de varredura (MEV) e imagens retidas para comparação.

Para simplificar, os materiais de referência mostradas aqui foram todos feitos com cimento Portland; se escória ou cinzas volantes ou outros materiais cimentícios estavam presentes, as pastas de referência teria que refletir isso. Nos velhos tempos, quando o concreto apenas continha cimento Portland como material cimentício, as coisas eram muito mais simples do que são agora. Para misturas somente de PC, apenas quatro pastas será suficiente para a maioria dos propósitos: 0,3, 0,4, 0,5, 0,6. Você poderia ter menores w / c intervalos e talvez ir a um maior w / c, diga: 0,30, 0,35, 0,40, 0,45, 0,50, 0,55, 0,60, 0,65, 0,70; que ainda só faz nove misturas de referência.

Estes dias, considerando-se uma mistura de PC / escórias, a fim de ter em pastas de referência 80/20, 70/30, 60/40, 50/50, 40/60, 30/70 e 20/80, com apenas quatro diferentes w / c proporções para cada, digamos 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, que faz 28 mixes. E depois há misturas PC / resíduos de carvão, e PC / microssílica ...

Como este método compara as pastas com a fração de massa de concreto, estima a relação água-cimento eficaz sem qualquer provisão para a demanda de água do agregado.

Tendo produzido as imagens de referência das pastas, aplicando o método é fácil;você apenas examinar o concreto a ser testado em seção polida na SEM e comparar a microestrutura pasta com a microestrutura nas imagens de referência.Essencialmente, estamos a olhar para a proporção de grãos de cimento não hidratados residuais ea porosidade da pasta. Em relação água cimento aumenta, a pasta se torna mais porosa e mais de o cimento ter hidratado.

(A rigor, a finura do cimento também deve ser levado em conta, mas isso significaria uma outra variável, com cimentos compostos, o número de combinações de teste exigidos seria executado em centenas vida é curta demais para isso - se eu precisar de teste de misturas para a. determinado fim, eu vou fazer alguns quando surge a ocasião - e espero que o cliente pode esperar um pouco para eles para curar).

Então, olhando para Figuras 1-4, temos quatro pastas diferentes, cada uma feita com uma relação água-cimento diferente. Temos 0,33 como o menor índice w / c, como esse foi o mais baixo em que eu poderia fazer uma pasta de cimento que sem o uso de qualquer mistura, o que eu não queria fazer. A progressão clara é aparente, com menos grãos de cimento não hidratado e mais poros visíveis em maior w / c rácios.

(As imagens acima são do Cimento Entendimento e-book, então ignorar os números das figuras)

Olhando para estes quatro imagens, é fácil ver por que os concretos feitos usando menores relações água-cimento são mais duráveis, sendo tanto mais forte e menos permeável.

Agora você tem uma chance com as duas imagens SEM seguintes; ambos são pastas, e não concretos, por isso não há agregado para ficar no caminho!


Os dois "desconhecidos" foram feitas com a mesma ampliação como as imagens de referência; eles são mostrados um pouco maior aqui, mas que não deve dificultar comparações indevidamente. Olhe para as porosidades e cimento residual e decidir qual das quatro imagens de referência que mais se assemelham. Se você quiser, você pode interpolar entre as imagens de referência; se você acha que uma das incógnitas é de w / c razão entre 0,4 e 0,5, mas mais perto de 0,4, por exemplo, você pode guesstimate relação aw / c de 0,44, ou seja o que for. Respostas na parte inferior da página ...

Os métodos mais rigorosos foram desenvolvidos; muito comum é para incorporar a amostra em uma resina contendo um corante sensível à luz ultravioleta. Você examina a amostra em um microscópio petrográfico sob luz ultravioleta e medir a intensidade da luz emitida; quanto mais forte a luz, quanto maior a porosidade e portanto quanto maior for a proporção de w / c. Eu tenho me interessado com o desenvolvimento de métodos baseados em SEM usando análise de imagem ou microanálise de raios-X - ambos trabalharam bem em meus testes limitados, mas, na maioria dos casos, o método mostrado aqui, usando imagens de referência funciona bem o suficiente.

Na verdade, se você se decidir as imagens dos "desconhecidos" acima sugestivos de uma relação água-cimento intermediário entre os das imagens de referência, você descobriu um dos principais problemas, o que é que mesmo uma pasta preparada em laboratório não tem um uniforme w / rácio c quando visto ao microscópio. Uma peça típica de concreto vai mostrar ainda mais variabilidade.

Eu imagino que as principais razões para isso são as distribuições aleatórias de água e cimento, que variam sensivelmente em escala local, cimento do tamanho das partículas (o mais fino o cimento, o mais uniforme a pasta), o movimento do agregado dentro da pasta durante a mistura e gravidade . Alguém pode pensar em quaisquer outros?

Respostas: imagem da esquerda, w / c proporção é de 0,6; imagem da direita, w / c proporção é de 0,5. Estas imagens são diferentes regiões das pastas de referência - ver o comentário sobre a variabilidade acima!

Publicação muito explicativa seu original é: http://www.understanding-cement.com/water-cement-ratio-estimate.html

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