Estudi sobre la dosificació del formigó optimizant la compacitat dels àrids: plantejament invers a la EHE-08

Abstract

En aquest projecte s’estudia el formigó des del punt de vista de la seva dosificació. Es parteix de la idea de fer un formigó que optimitzi al màxim la compacitat natural de la barreja d’àrids. La normativa actual planteja un mètode de dosificació que pren com a punt de partida la quantitat d’aigua i de ciment que determinen el volum de la massa aglutinant, fent que la resta sigui el volum d’àrid, sense tenir en compte la seva compacitat. Això provoca que tot i tenir una barreja d’àrids molt compacta aquesta no es conservi perquè el volum de massa aglutinant és major que el de buits que deixa la barreja d’àrid, fent-los quedar dispersos. El primer pas és realitzar els assajos pertinents de dues graves i una sorra, d’origen calcari i de matxaca. Es determina una barreja de màxima compacitat del 72% segons el mètode de Fuller. Junt amb l’àrid, es designen també els altres materials per a fer el formigó com són, ciment CEM II/B-L 32,5N, aigua potable del subministrament general i un additiu reductor d’aigua, el superfluidificant Melment F-10. Abans de fer un pla d’assaig complert es realitzen unes provetes inicials que serviran com a guia per a determinar-ne les diferents dosificacions i quines seran les variables (provetes de la sèrie 1). Seguidament es planteja un pla d’assaig on es dosifica les provetes de formigó seguint dos mètodes diferents: El primer, determinant el volum de massa aglutinant segons les taules de la EHE-08 i les recomanacions de quantitat d’aigua del llibre Hormigón Armado de Jiménez Montoya i el volum restant l’ocupa l’àrid, sense utilitzar un additiu reductor d’aigua. El segon, que és el plantejat a l’estudi, dosificant partint de la compacitat dels àrids trobada i determinant el volum de massa aglutinant segons el volum de buits restant, seguint la relació a/c i els continguts màxims i mínims de ciment que marca la norma. S’afegeix un additiu reductor d’aigua per la pèrdua de consistència i treballabilitat de la mostra a causa de la disminució d’aigua. Per trobar la quantitat exacta de reductor d’aigua necessària a cada dosificació es realitzen assajos previs de consistència amb el con d’Abrams. Dins de cada mètode de dosificació s’estableixen dues variables més, dos tipus de consistències i dues relacions aigua-ciment diferents, donada la seva importància. En total resulten 8 dosificacions diferents, 4 per a cada mètode. Es fan tres sèries de provetes per a sotmetre-les a diferents assajos: La sèrie 2 (32 provetes cilíndriques de 15x30 cm): Es sotmeten a trencament a compressió, porositat i envelliment artificial per cristal·lització de sals. La sèrie 3 (16 provetes cúbiques de 7x7 cm): Es sotmeten a carbonatació accelerada, absorció d’aigua a baixa pressió, trencament a compressió i porositat. Les provetes d’aquestes dues sèries contemplen els 8 mètodes de dosificació esmentats. La sèrie 4 (4 provetes cilíndriques de 15x30 cm) com a ampliació de la sèrie 2, es dosifica segons el mètode 2 amb una relació a/c inferior per sotmetre a trencament a compressió i a l’assaig de porositat. En general, les conclusions als assajos són favorables per a les provetes del mètode 2 plantejat. Aquestes tenen una dosificació que dóna uns resultats de resistència a compressió majors amb menors porositats i a la vegada dels assajos de durabilitat en resulten unes provetes que han sofert una degradació menor. Per acabar, es fa un anàlisi mediambiental i econòmic de les vuit dosificacions diferents per determinar quin cost suposa cada metre cúbic de formigó depenent de les emissions, despesa energètica i cost econòmic dels seus components. Amb això, es determina quina seria la variació en un projecte real si s’utilitzés el primer mètode o el segon. Els resultats han estat favorables pel mètode 2 de dosificació generant estalvi d’emissions i energia, en canvi econòmicament ha resultat més car per la incorporació de l’additiu, però vista l’amplia varietat d’aquest producte en el mercat podria veure’s reduït