De Kayla Hanson, P.E.

Nota editorului: acesta este primul articol dintr-o serie de un an care se concentrează asupra detaliilor și a mai multor aspecte tehnice ale unui lucru obișnuit pe care îl fac zilnic producătorii de beton prefabricat.

Întrebați printre prefabricate și veți auzi tot felul de moduri unice de testare a conținutului de umiditate agregat de-a lungul anilor. Îți dai seama apucând o mână de agregat și strângând? Îți poți da seama doar uitându-te la el? Ce zici de ridicarea de nisip, aruncarea pe un perete de beton și inspectarea marcajului umed rămas în urmă? Sau, în mod creativ, puneți o bucată de nisip în interiorul obrazului și dați-i un pic de mestecat.

Din fericire, există astăzi metode fiabile de testare a conținutului de umiditate a agregatelor, care furnizează precasterilor rezultate exacte, consistente și repetabile - și nu necesită ingestia agregatului.

npca

CONȚINUTUL DE UMIDITATE AGREGAT

Agregatele sunt materiale poroase capabile atât să absoarbă umezeala intern, cât și să adsorbă umezeala pe suprafața exterioară. Deși căutăm agregate dure, dense, curate, solide, stabile și non-reactive pentru utilizare în beton prefabricat, agregatele grosiere de înaltă calitate conțin totuși pori minusculi. Acești pori sunt capabili să rețină cantități măsurabile de umiditate, care pot afecta drastic un amestec de beton. Agregatul fin trebuie, de asemenea, monitorizat cu atenție, deoarece acestea sunt susceptibile la volum, ceea ce face ca agregatul fin să rețină apa între particulele agregate.

DE CE IMPORTANȚĂ

Conținutul total de umiditate variază de la o zi la alta și poate chiar să se schimbe de la o oră la alta, în funcție de modul în care sunt stocate, precum și de condițiile de expunere, cum ar fi soarele, vântul, ploaia și umiditatea. Cântărirea și dozarea agregatului umed într-un amestec fără a ține cont de starea sa de umiditate unică la momentul dozării ar duce la adăugarea unei cantități insuficiente de agregat la amestec în timp ce se adaugă exces de apă. Opusul este adevărat la cântărirea și dozarea agregatului uscat, fără a ține cont de starea lor de umiditate.

Coșurile pentru agregate cu pereți înalți păstrează tipurile și dimensiunile agregate separate.

STANDARDE DE GUVERNARE

Există trei metode de testare utilizate în mod obișnuit pentru efectuarea testelor de conținut de umiditate a agregatelor cu greutate normală și ușoară.

  • ASTM C566, „Metoda standard de testare a conținutului total de umiditate evaporabilă a agregatului prin uscare”, se aplică atât agregatului fin, fie grosier și este procedura cea mai frecvent utilizată.
  • ASTM C70, „Metoda standard de testare pentru umiditatea suprafeței în agregate fine” este o altă metodă de testare, dar este utilizată numai pe agregate fine. Este mai puțin utilizat, deoarece procedura sa este mai implicată și se bazează pe măsurarea volumelor deplasate.
  • AASHTO T255, „Metoda standard de testare pentru determinarea umidității totale și a umezelii libere în agregat (grosier și fin)”, este a treia metodă de testare, care are multe asemănări cu metoda prezentată în ASTM C566 și poate fi utilizată atât pe agregate fine, fie grosiere. Cu toate acestea, este de obicei utilizat în pregătirea pentru aplicații de asfalt cu amestec la cald.

FRECVENȚĂ

Manualul de control al calității NPCA pentru uzinele prefabricate din beton necesită ca plantele să determine conținutul de umiditate al fiecărui agregat cel puțin o dată pe zi, în conformitate cu ASTM C566 sau ASTM C70. Când plantele folosesc sonde de umiditate sau sisteme de reglare automată a apei de amestecare, plantele trebuie să efectueze în continuare un test de conținut de umiditate agregat pe fiecare agregat cel puțin o dată pe săptămână pentru a valida acuratețea și performanța sondei de umiditate.

ECHIPAMENTE

Testele privind conținutul de umiditate agregat necesită următoarele echipamente:

PROCEDURĂ

Pregătirea

În primul rând, asigurați-vă că aveți la dispoziție echipamentele necesare și funcționarea corectă și echipamentul de protecție individuală.

Înainte de colectarea probei, cântăriți recipientul pentru probă. Porniți balanța și asigurați-vă că afișează o măsurătoare de zero. Dacă scara nu citește zero, apăsați opțiunea „șterge” sau „tara” pentru ao reseta. Apoi așezați recipientul gol pentru eșantion pe cântar și înregistrați greutatea acestuia la cel mai apropiat 0,1%, inclusiv unitatea de măsură (uncii, kilograme, grame sau kilograme). Poate fi util să înregistrați greutatea containerului de eșantion direct pe containerul de eșantion cu un marker permanent. Asigurați-vă că validați periodic această măsurare a greutății, dar nu mai puțin de anual.

Colectați proba

Colectați un eșantion agregat reprezentativ din stoc în conformitate cu ASTM D75, „Practică standard pentru eșantionarea agregatelor”. Greutatea minimă a eșantionului necesar pentru test depinde de dimensiunea maximă agregată nominală a agregatului testat. Aceste greutăți minime ale eșantionului sunt prezentate în „Tabelul 1: Dimensiunea eșantionului pentru agregate” în ASTM C566. Agregatul de dimensiune maximă nominală poate fi găsit în documentația de gradare a agregatului plantei. Rețineți cu cât dimensiunea eșantionului este mai mare dincolo de valorile cerute în tabelul 1, cu atât poate dura mai mult pentru efectuarea testului.

Asigurați-vă că eșantionul colectat reprezintă întregul depozit de agregate nu numai în ceea ce privește dimensiunea și gradarea, ci și conținutul de umiditate. Agregatul din apropierea marginilor inferioare a stivei agregate grosiere poate avea o dimensiune ușor mai mare decât gradarea generală a întregului stoc, deoarece piesele mai mari au tendința de a se rostogoli până la fund. De asemenea, rețineți că conținutul de umiditate al agregatului din depozit va varia în funcție de adâncimea depozitului și de condițiile de expunere a mediului. Agregatul adânc în depozit poate fi mai umed, deoarece nu este expus soarelui sau vântului care se usucă. Dimpotrivă, agregatul de pe suprafața depozitului poate fi mai umed decât cel de mai jos dacă a fost o ploaie recentă sau dacă a fost acoperit de rouă de dimineață.

Asigurați-vă că eșantionul colectat colectat este protejat de pierderea sau câștigul de umiditate înainte de efectuarea testului.

Determinați greutatea probei

Porniți balanța, asigurați-vă că citește zero și apoi așezați recipientul care conține proba agregată pe cântar. Înregistrați greutatea și unitatea de măsură. Această valoare este greutatea combinată a containerului pentru probă plus proba globală.

Apoi, scădeți greutatea recipientului pentru eșantion din greutatea combinată a recipientului plus eșantionul agregat. Înregistrați greutatea la cel mai apropiat 0,1% și includeți unitatea de măsură. Această valoare reprezintă greutatea eșantionului agregat.

Începeți uscarea probei agregate

Dacă utilizați o placă fierbinte, puneți mai întâi recipientul pentru probă cu agregatul pe plita fierbinte și apoi porniți-l. Dacă utilizați un cuptor, așezați mai întâi recipientul pentru probă cu agregatul în interiorul cuptorului și apoi porniți cuptorul. Încălzirea rapidă a agregatului grosier poate provoca explozia unor particule, ceea ce reprezintă o problemă de siguranță și va duce la pierderea particulelor de agregat și va înclina rezultatele testelor. Permiterea sursei de căldură să încălzească treptat agregatul poate ajuta la prevenirea exploziei agregatului.

Încălziți treptat eșantionul agregat folosind metoda selectată. Dacă utilizați o placă fierbinte sau un arzător, utilizați agitatorul periodic în timpul procesului de încălzire pentru a ajuta la accelerarea evaporării umidității și pentru a preveni supraîncălzirea localizată a agregatului. Când încălziți agregatul fin, acesta poate tinde să se lipească de agitator în timp ce este umed sau umed. Bateți cu atenție agitatorul de pe partea laterală a recipientului pentru probă pentru a îndepărta orice agregat blocat și asigurați-vă că se întoarce în restul probei pentru uscare. Dacă utilizați un cuptor cu microunde sau cuptor, amestecarea probei în timpul încălzirii este opțională.

Nu există o durată stabilită pentru încălzirea și uscarea probei agregate. Timpul necesar pentru realizarea agregatului uscat în cuptor va varia în funcție de mărimea eșantionului, gradarea agregatului, metoda de încălzire și umezeala eșantionului reprezentativ agregat. Deși agregatul poate părea să se usuce rapid cu ochiul liber, este imperativ să vă asigurați că porii din agregat sunt, de asemenea, complet uscați.

Urmăriți cu atenție proba în timpul procesului de încălzire și uscare și nu lăsați niciodată proba nesupravegheată.

Determinați greutatea probei uscate

Înainte de a scoate eșantionul uscat de la sursa de căldură, porniți cântarul, așezați un covor fierbinte pe cântar, zeroți cântarul apăsând butonul „ștergeți” sau „tara” și asigurați-vă că arată o citire a zero cu covorul fierbinte activat scara.

Îndepărtați cu grijă recipientul pentru probă cu agregatul din sursa de căldură folosind tampoane fierbinți și așezați recipientul pentru probă pe tamponul fierbinte poziționat pe cântar. Asigurați-vă că sursa de căldură este oprită. Înregistrați valoarea la cel mai apropiat 0,1%, inclusiv unitatea de măsură. Această valoare este greutatea combinată a recipientului pentru probă plus proba agregată uscată.

Apoi, scădeți greutatea recipientului pentru probă din greutatea combinată a recipientului pentru probă plus proba agregată uscată. Înregistrați greutatea la cel mai apropiat 0,1% și includeți unitatea de măsură. Această valoare este greutatea probei agregate uscate.

Continuați să uscați proba agregată

Folosind tampoane fierbinți, așezați cu grijă recipientul pentru probă înapoi pe plita fierbinte sau pe arzător sau înapoi în cuptorul cu microunde sau cuptor și porniți sursa de căldură. Continuați să încălziți treptat proba, având grijă să încălziți în mod constant proba. Puteți alege să continuați să amestecați proba.

Continuați să urmăriți cu atenție proba în timpul procesului de uscare. După o perioadă de timp de încălzire și uscare continuă și chiar înainte de a scoate proba din sursa de căldură, porniți cântarul, așezați un tampon fierbinte pe cântar, puneți la zero cântarul apăsând butonul „ștergeți” sau „tara” și asigurați-vă că arată o citire a zero cu tamponul fierbinte pe cântar.

Fotografie fișier NPCA
Manualul QC NPCA impune plantelor să determine conținutul de umiditate al fiecărui agregat cel puțin o dată pe zi, în conformitate cu ASTM C566 sau ASTM C70

Determinați greutatea probei uscate secundar

Îndepărtați cu grijă recipientul pentru probă cu agregatul din sursa de căldură folosind tampoane fierbinți și așezați recipientul pentru probă pe tamponul fierbinte poziționat pe cântar. Asigurați-vă că sursa de căldură este oprită. Înregistrați valoarea la cel mai apropiat 0,1%, inclusiv unitatea de măsură. Această valoare este greutatea combinată a recipientului pentru probă plus proba agregată uscată secundar.

Apoi, scădeți greutatea recipientului pentru probă din greutatea combinată a recipientului pentru probă plus proba agregată uscată. Înregistrați greutatea la cel mai apropiat 0,1% și includeți unitatea de măsură. Această valoare este greutatea probei de agregat uscat secundar.

Determinați dacă agregatul este suficient de uscat

Deoarece nu există o durată de încălzire setată care va avea ca rezultat un agregat perfect uscat în cuptor de fiecare dată, este important să monitorizați cu atenție cele două greutăți ale probelor de agregate uscate care au fost înregistrate. Eșantionul este considerat suficient de uscat atunci când încălzirea ulterioară provoacă sau ar provoca o pierdere în greutate suplimentară sub 0,1%.

Comparați cele două greutăți ale eșantionului agregat uscat pentru a determina cât de multă pierdere în greutate a fost realizată, dacă există, până la perioada de uscare secundară. Se scade greutatea probei uscate secundar din greutatea probei uscate inițiale. Apoi împărțiți această valoare la greutatea probei uscate secundar. Apoi, înmulțiți această valoare cu 100. Dacă valoarea rezultată este mai mică de 0,1, proba este considerată suficient de uscată. Cu toate acestea, dacă valoarea este mai mare sau egală cu 0,1, proba trebuie uscată în continuare. Dacă este necesară o uscare suplimentară, repetați același proces descris mai sus.

Greutatea unitară pentru un volum dat al unei probe agregate suficient de uscate va fi constantă. Deși nu este recomandat, o probă agregată suficient de uscată ar putea fi încălzită ore în șir, iar greutatea finală a probei uscate și greutatea unitară vor rămâne aceleași. Dacă procedura de testare se efectuează pe un alt eșantion agregat din același depozit mai târziu în zi sau într-o altă zi, greutatea inițială a eșantionului nou poate fi diferită, dar greutatea unitară pe volum a eșantionului final uscat va rămâne aceeași zi de zi.

Determinați conținutul de umiditate al eșantionului reprezentativ agregat

Odată ce proba este determinată a fi suficient de uscată, scădeți greutatea probei suficient de uscate din greutatea probei agregate reprezentative originale. Valoarea rezultată este greutatea umidității reținute de agregat. Aveți grijă să utilizați numai valoarea probei originale și a probei uscate finale. Nu utilizați greutatea combinată a recipientului pentru probă plus proba globală. Apoi împărțiți greutatea umidității reținute de agregat la greutatea probei suficient de uscate. Apoi, înmulțiți această valoare cu 100. Valoarea rezultată este conținutul total de umiditate ca procent.

Efectuați ajustările necesare amestecului

Orice reglaj necesar pentru amestecul de apă poate fi făcut în acest moment. Comparați conținutul de umiditate agregat măsurat cu capacitatea sa de absorbție. Acest lucru se găsește de obicei în documentația furnizorului agregat, care arată conformitatea agregatului cu ASTM C33, „Specificații standard pentru agregate din beton” sau poate fi găsită în documentația de gradare.

Un conținut de umiditate măsurat care este mai mare decât capacitatea de absorbție indică faptul că agregatul este mai umed decât starea de uscare ideală a suprafeței saturate, ceea ce înseamnă că păstrează umezeală liberă pe suprafața sa, pe lângă faptul că are porii plini. Umiditatea liberă trebuie luată în considerare în proiectarea amestecului, deoarece se adaugă apă suplimentară la amestecul de beton proaspăt. O cantitate calculată de agregat suplimentar va trebui adăugată la amestec pentru a menține cantitățile necesare de materii prime și pentru a atinge randamentul scontat.

Un conținut de umiditate măsurat mai mic decât capacitatea de absorbție indică faptul că agregatul este mai uscat decât starea uscată ideală a suprafeței saturate, ceea ce înseamnă că porii săi pot fi parțial plini. O cantitate calculată de amestec suplimentar de apă va trebui adăugată în timpul dozării pentru a menține cantitatea necesară de materii prime și pentru a atinge randamentul scontat.

Faceți ca rezultatele testelor să funcționeze pentru dvs.

Efectuarea arsurilor de umiditate la nivel agregat este o modalitate ușoară de a valida conținutul de umiditate al agregatului care este lotat în fiecare amestec. Testul oferă informații esențiale despre condițiile de umiditate ale agregatului din stoc, care nu vor afecta doar raportul apă-ciment al amestecului, ci și rezistența, etanșeitatea și durabilitatea pe termen lung și performanța produsului prefabricat din beton fabricat.

Verificarea de rutină a conținutului de umiditate agregat și efectuarea ajustărilor corespunzătoare la valorile lotului vor economisi timp, dureri de cap, pierderi de produse și dolari, asigurându-se că designul amestecului este ajustat după cum este necesar înainte de distribuirea lotului și efectuarea testelor de beton proaspăt. Prinderea unei valori în afara toleranței în timpul testării betonului proaspăt poate fi prea târziu.

RESURSE

Pentru mai multe informații despre condițiile de umiditate agregate, modul în care acestea afectează un amestec de beton și cum se calculează conținutul de umiditate agregat, urmăriți seminarul web „În orice vreme: ajustarea apei în lot pentru a ține cont de conținutul de umiditate agregată”, disponibil în Centrul de învățare online la precast.org. Puteți consulta, de asemenea, Manualul de control al calității NPCA pentru centrale prefabricate de beton pentru mai multe informații despre frecvența testării conținutului de umiditate agregat.

În plus, citiți Precast Inc. din septembrie-octombrie 2018. articol, „Proiectarea amestecului de beton: proporționare”, pentru mai multe informații despre modul de efectuare a ajustărilor materiei prime și a loturilor pentru a ține cont de conținutul de umiditate agregat.