Méthodes d’essai pour déterminer le dosage optimal des réducteurs d’eau dans le béton :
1. Essai d’affaissement
1. Procédure d’essai :
Fixer le rapport de mélange du béton et préparer plusieurs mélanges de béton en ne modifiant que la quantité de réducteur d’eau ajoutée. Remplir le cône d’affaissement de trois couches de mélange, tasser chaque couche 25 fois avec une tige de damage, la niveler, puis soulever le cône verticalement pour mesurer la hauteur de l’affaissement.
2. Analyse des résultats :
Utiliser l’affaissement comme indicateur pour tracer la courbe de relation entre l’affaissement et la quantité de réducteur d’eau. Déterminer la plage appropriée de teneur en réducteur d’eau en fonction de la plage d’affaissement requise pour la construction en béton. En général, la teneur appropriée est celle qui répond aux exigences de construction et ne provoque pas de ségrégation ou de ressuage.
2. Test d’étalement
1. Procédure de test :
Pour le béton à haute fluidité, on utilise souvent le test d’étalement. Le mélange de béton est placé dans un cône d’affaissement, et après avoir soulevé le cône, on mesure le diamètre de l’étalement du mélange de béton sur une surface plane.
2. Analyse des résultats :
Comme pour le test d’affaissement, on trace une courbe montrant la relation entre l’étalement et la quantité de réducteur d’eau ajoutée. En fonction des exigences techniques de fluidité du béton, on détermine la quantité optimale de réducteur d’eau, de sorte que l’étalement du béton réponde aux exigences de construction et ait des performances stables.
3. Test de résistance
1. Procédure de test :
Préparer des échantillons de béton avec différents dosages d’agent réducteur d’eau, puis les maintenir dans des conditions de durcissement standard jusqu’à ce qu’ils atteignent l’âge spécifié (par exemple 7 ou 28 jours), puis effectuer un test de résistance à la compression.
2. Analyse des résultats :
Dessiner une courbe montrant la relation entre la résistance et le dosage de l’agent réducteur d’eau. En général, lorsque le dosage de l’agent réducteur d’eau est faible, la résistance augmente avec l’augmentation du dosage ; cependant, si le dosage est trop élevé, la résistance peut diminuer. Le dosage optimal est celui qui donne au béton la résistance souhaitée.
4. Test d’évaluation de la maniabilité
1. Procédure de test :
La maniabilité du béton est évaluée en tenant compte de l’affaissement, de l’étalement, de la rétention d’eau et de la cohésion. La maniabilité globale du mélange de béton est observée en ajustant le dosage du réducteur d’eau.
2. Analyse des résultats :
Lorsque la maniabilité du béton est bonne, c’est-à-dire que l’affaissement ou l’étalement répond aux exigences de construction, et que la rétention d’eau et la cohésion sont également bonnes, sans phénomènes tels que le ressuage, la ségrégation ou l’adhérence au fond, le dosage correspondant d’agent réducteur d’eau peut être considéré comme la plage de dosage optimale.
L’équipement suivant est nécessaire pour tester le dosage optimal d’agent réducteur d’eau dans le béton :
1. Équipement de mélange
Bétonnière : utilisée pour mélanger le mélange de béton afin d’obtenir un mélange homogène des différentes matières premières.
2. Équipement de formage et de compactage
1. Cône d’affaissement : utilisé pour déterminer l’affaissement du mélange de béton, et est l’instrument principal pour le test d’affaissement.
2. Tige de compactage : utilisée pour insérer et compacter le mélange de béton pendant le test d’affaissement et le formage des éprouvettes de béton.
3. Moule d’essai : Différentes tailles de moules d’essai sont sélectionnées en fonction des exigences de l’essai, comme le moule d’essai cubique de 150 mm × 150 mm × 150 mm pour la fabrication d’éprouvettes de résistance à la compression.
4. Table vibrante : Elle est utilisée pour faire vibrer et compacter les éprouvettes de béton pendant le processus de mise en forme afin de rendre le mélange de béton plus compact et uniforme.
3. Équipement de mesure et d’essai
1. Balance électronique : Elle est utilisée pour peser avec précision diverses matières premières et réducteurs d’eau.
2. Éprouvette graduée : utilisée pour mesurer les liquides, comme la quantité d’eau utilisée pour mélanger le béton. 3. Règle : utilisée dans l’essai d’affaissement et l’essai d’expansion pour mesurer la hauteur d’affaissement et l’expansion.
2. Éprouvette graduée : utilisée pour mesurer les liquides, tels que la teneur en eau des mélanges de béton.
3. Règle : utilisée dans le test d’affaissement et le test d’expansion pour mesurer la hauteur d’affaissement et le diamètre d’expansion du mélange de béton après le soulèvement du cône d’affaissement.
4. Machine d’essai de compression : utilisée pour tester la résistance à la compression des éprouvettes de béton après durcissement à l’âge spécifié et pour déterminer leur résistance à la compression.
4. Autres équipements
1. Truelle : utilisée pour niveler et finir la surface de l’échantillon de béton.
2. Boîte ou chambre de durcissement : fournit un environnement de durcissement standard pour l’échantillon de béton afin de garantir que la température et l’humidité de durcissement répondent aux exigences.
Les étapes spécifiques pour déterminer le dosage optimal de réducteur d’eau dans le béton par le test d’affaissement sont les suivantes :
1. Préparation du test
1. Préparez les matières premières telles que le ciment, le sable, la pierre, l’eau et le réducteur d’eau selon la proportion de mélange de béton conçue, et assurez-vous que la qualité des matières premières répond aux exigences standard pertinentes.
2. Vérifiez si l’équipement de test tel que le cône d’affaissement, la tige de manipulation, la balance électronique et l’éprouvette graduée sont en bon état et peuvent être utilisés normalement.
2. Préparation du mélange de béton
1. Fixer la quantité de ciment, de sable et de pierre dans le rapport de mélange du béton, et peser différentes quantités de réducteur d’eau en fonction de la plage de dosage du réducteur d’eau initialement définie. Par exemple, vous pouvez d’abord régler le dosage à 0,2 %, 0,4 %, 0,6 %, 0,8 % de la quantité de matériau cimentaire, et peser les quantités correspondantes de réducteur d’eau respectivement.
2. Verser le ciment, le sable et la pierre pesés dans la bétonnière et les mélanger uniformément.
3. Mesurer une certaine quantité d’eau en fonction de la teneur en eau prévue, mélanger une partie de l’eau avec le réducteur d’eau pour obtenir une solution de réducteur d’eau.
4. Verser l’eau restante et la solution de réducteur d’eau dans le mélangeur et mélanger avec les matériaux secs pour former un mélange de béton uniforme. Le temps de mélange doit répondre aux exigences des normes en vigueur.
3. Essai d’affaissement
1. Laver le cône d’affaissement, le placer sur une plaque de base rigide, horizontale et non absorbante, et humidifier les parois intérieures et extérieures ainsi que la plaque de base du cône avec un chiffon humide.
2. Remplir le cône d’affaissement de trois couches de mélange de béton, chaque couche étant approximativement de la même hauteur. Utiliser une tige de bourrage pour tasser chaque couche 25 fois dans le sens d’une spirale, de l’extérieur vers le centre. Lors du tassage de la couche inférieure, la tige doit être insérée jusqu’au fond, et lors du tassage de la couche supérieure, la tige doit être insérée à travers la couche supérieure, puis insérée dans la couche inférieure sur environ 20 à 30 mm.
3. Après avoir damé la couche supérieure, utilisez une spatule pour gratter l’excédent de mélange de béton de l’ouverture du fût et le lisser.
4. Soulevez le cône d’affaissement verticalement et en douceur, et terminez le levage en
5 à 10 secondes. L’ensemble du processus, du début du chargement au levage du cône d’affaissement, doit être achevé en 150 secondes.
5. Immédiatement après avoir soulevé le cône d’affaissement, mesurez la différence de hauteur entre la hauteur du cône et le point le plus élevé de l’échantillon de béton après affaissement, qui correspond à la valeur d’affaissement du mélange de béton, avec une précision de 1 mm.
4. Enregistrez et analysez les résultats
1. Enregistrez les valeurs d’affaissement des mélanges de béton avec différents dosages de réducteur d’eau, et observez et enregistrez en même temps la cohésion et la rétention d’eau du mélange de béton. La cohésion peut être évaluée en tapotant le côté du béton avec une tige de bourrage pour voir s’il y a des éclats ou des graviers éparpillés ; la rétention d’eau peut être évaluée en observant la surface du béton pour détecter des signes de ressuage.
2. Tracer la relation entre l’affaissement et le dosage du réducteur d’eau, avec le dosage du réducteur d’eau en abscisse et la valeur de l’affaissement en ordonnée.
3. En fonction de la plage d’affaissement requise pour la construction en béton, trouver la plage correspondante de dosage du réducteur d’eau sur la courbe. Dans le même temps, tenir compte de manière exhaustive de la cohésion et de la rétention d’eau du béton, et sélectionner le dosage du réducteur d’eau qui permet au béton de bien fonctionner, c’est-à-dire lorsque l’affaissement répond aux exigences de construction et que la cohésion et la rétention d’eau sont toutes deux bonnes, comme valeur de référence pour le dosage optimal. Si nécessaire, un test de raffinement peut être effectué à proximité de la valeur de référence du dosage optimal afin de déterminer plus précisément le dosage optimal.
Les réducteurs d’eau agissent dans le béton de la manière suivante :
Premièrement, la dispersion :
Les molécules de réducteur d’eau ont des groupes hydrophiles et hydrophobes. Lorsqu’elles sont ajoutées au béton, les groupes hydrophobes s’adsorbent dans une orientation spécifique à la surface des particules de ciment, les groupes hydrophiles étant tournés vers l’extérieur. Cela donne aux particules de ciment la même charge électrique, créant une répulsion électrostatique, qui disperse les particules de ciment les unes des autres, brise la structure des flocons, libère l’eau emprisonnée et augmente la fluidité du béton.
2. Lubrification :
Les groupes hydrophiles de l’agent réducteur d’eau adsorbent un grand nombre de molécules d’eau, formant un film d’eau stable à la surface des particules de ciment, qui agit comme un lubrifiant, réduisant la résistance au frottement entre les particules de ciment et rendant le mélange de béton plus fluide.
3. Encombrement stérique :
Après l’adsorption des molécules de l’agent réducteur d’eau à la surface des particules de ciment, une couche d’adsorption polymère d’une certaine épaisseur se forme, ce qui produit un effet d’encombrement stérique, empêchant les particules de ciment de s’approcher les unes des autres et de s’agglomérer, de sorte que les particules de ciment peuvent être dispersées plus uniformément dans le béton, améliorant ainsi l’homogénéité et la stabilité du béton.
4. Retarder l’hydratation du ciment :
Certains agents réducteurs d’eau peuvent s’adsorber à la surface des particules de ciment, retardant le contact entre les particules et l’eau et donc le taux d’hydratation du ciment. Cela permet au béton de conserver une bonne ouvrabilité pendant une plus longue période, facilitant ainsi les opérations de construction.
