Quelle est la cause du saignement du béton provoqué par le superplastifiant polycarboxylique ?

Les superplastifiants polycarboxylates (PCE) font référence à une série de polymères dotés de structures moléculaires et de caractéristiques de performance spécifiques, qui sont largement utilisés comme superplastifiants. Les PCE ont une faible exigence de dosage, avec un dosage typique de contenu solide de {{0}},15 % à {{10}},25 %, soit seulement environ un quart du dosage nécessaire. pour les superplastifiants à base de naphtalène ou aliphatiques. Les PCE présentent des taux de réduction d'eau élevés, généralement compris entre 20 % et 30 % à un dosage de 0,15 % à 0,25 %, et peuvent dépasser 45 % à un dosage de saturation de 0,5 %. En tant que superplastifiant largement utilisé, les PCE devraient démontrer une sécurité, une efficacité et une adaptabilité supérieures dans les applications pratiques par rapport aux superplastifiants traditionnels à base de naphtalène. Cependant, divers problèmes surviennent souvent lors de leur utilisation dans la production de béton, dont certains ne se rencontrent pas avec d'autres superplastifiants, comme le phénomène de réversion d'affaissement. Le ressuage dans le béton est une condition problématique du mélange, bien reconnue pour ses effets néfastes par les technologues du béton, et des efforts sont faits pour l'éviter pendant la production et la construction du béton. Le saignement du béton peut parfois être causé par plusieurs facteurs plutôt que par un seul, nécessitant ainsi plusieurs approches pour le résoudre.

Les principales causes de saignement du béton lors de l'utilisation des PCE sont les suivantes :

1. Surdosage de superplastifiant polycarboxylate
Les PCE se caractérisent par une efficacité élevée de réduction d’eau avec un faible dosage (environ 0,20 % de teneur en matières solides). Sans altérer la teneur en eau du béton, les PCE peuvent améliorer considérablement l’affaissement du béton. Comme d’autres superplastifiants, le taux de réduction d’eau des PCE a une corrélation positive avec le dosage. Généralement, à mesure que la dose augmente, le taux de réduction d’eau augmente également. Lors de la conception d'un mélange de béton, il est essentiel de sélectionner le dosage approprié d'adjuvant en fonction des exigences en matière de teneur en eau. Par exemple, un taux de réduction d'eau d'environ 20 % est recommandé pour le béton C30 avec une teneur en eau de 170 kg/m³, et un taux de 25%-30% pour le béton C50 à 160 kg/m³. Lorsque le dosage est excessivement élevé et ne correspond pas à la teneur en eau du mélange, la capacité de dispersion améliorée réduit la cohésion du béton, conduisant à plus d'eau libre et provoquant un ressuage du béton. En particulier, l’utilisation excessive d’ECP de type rétention d’affaissement peut provoquer des saignements graves ou une ségrégation. Par conséquent, le dosage du PCE doit être déterminé au moyen d’essais temporels afin d’observer le comportement du béton.

2. Sensibilité des PCE à la température ambiante et à leur nature à libération lente
Par rapport à d’autres superplastifiants, les propriétés de réduction d’eau et de rétention d’affaissement des PCE sont davantage affectées par la température. Des études ont montré qu'avec le même dosage, le taux de réduction d'eau en hiver est légèrement inférieur à celui de l'été, mais la rétention de l'affaissement est meilleure en hiver. Lors de températures estivales élevées, les PCE ayant une bonne rétention de l’affaissement peuvent présenter une « réversion de l’affaissement » lorsque la température chute soudainement. Des fluctuations de température de 1 0 degrés peuvent entraîner une modification de la posologie de 0,1 % à 0,2 % (sur la base d'une dose standard de 2 %). Lorsque la température baisse brutalement, il convient d'observer les changements de comportement du béton et de réaliser des essais sur les PCE pour déterminer les dosages adaptés. De plus, le temps de mélange doit être prolongé, en particulier pour le béton ayant un degré de résistance supérieur à C50, car des dosages plus élevés sont utilisés et le PCE doit être entièrement dispersé.

3.Ajout secondaire de superplastifiant pour ajuster l’affaissement
Avant la mise en place du béton, si la maniabilité du béton ne répond pas aux exigences de construction, des PCE supplémentaires sont souvent ajoutés au camion malaxeur. Une utilisation excessive lors d'un ajout secondaire peut entraîner un saignement après la mise en place, car un excès de superplastifiant continue d'agir. Lors de l'ajustement de l'ouvrabilité avec des ajouts secondaires, il est recommandé d'ajouter par étapes en fonction du volume de béton, garantissant un mélange minutieux pour le contrôle du dosage.

4. Utilisation inappropriée de retardateurs dans le mélange PCE
Pour améliorer la rétention de l'affaissement, des retardateurs sont souvent ajoutés aux mélanges PCE. L'utilisation excessive de retardateurs, ou une chute soudaine de température avec des PCE mélangés pour des températures plus élevées, peuvent ralentir l'hydratation du ciment, entraînant un ressuage du béton. Lorsque vous utilisez des retardateurs, tenez compte de leur effet sur le ressuage du béton. Dans les cas sujets aux saignements, des agents rétenteurs d’eau et épaississants appropriés peuvent être ajoutés pour réduire les risques de saignement. La compatibilité entre le ciment et le PCE doit être assurée pour éviter les cas où de faibles doses sont inefficaces, mais où des doses accrues provoquent des saignements.

5. Problèmes de compatibilité entre le ciment et les PCE
La composition complexe du béton peut provoquer des réactions chimiques entre composants, notamment entre le ciment et les PCE. Une mauvaise compatibilité peut augmenter le dosage de saturation du PCE, prolonger le temps de prise initial et libérer de l'eau libre. Une faible teneur en alcalis solubles ou une teneur ou une activité réduite en C3A dans le ciment peuvent également ralentir l'hydratation, entraînant un saignement.

6. Variations dans la qualité des granulats grossiers et fins
Les fluctuations de la qualité du sable et des granulats, telles que les changements dans la teneur en argile, l'humidité ou la granulométrie, ainsi que les variations du module de finesse du sable, peuvent augmenter le risque de saignement du béton. Par exemple, une augmentation du module de finesse du sable diminue la demande en eau, et les changements dans la taille des particules et la teneur en argile affectent l'absorption des adjuvants, provoquant un saignement. Le contrôle des processus de production de béton doit être renforcé pour minimiser le risque de saignement. De plus, assurez-vous qu'aucun floculant n'est présent dans le sable fabriqué, car les fluctuations des floculants peuvent provoquer des saignements ou une perte rapide d'affaissement.

Pour traiter les saignements causés par les PCE, envisagez les mesures suivantes individuellement ou en combinaison :

• Ajoutez une petite quantité de naphtalène ou de superplastifiant aminosulfonate.
• Réduisez la dose du mélange ou utilisez une dose plus faible de PCE à libération lente.
• Augmentez la quantité de cendres volantes ou réduisez la teneur en eau.
• Ajoutez du sable fin (ou augmentez le ratio de sable) pour améliorer la rétention d'eau du mélange.
• Ajoutez des agents épaississants appropriés, tels que l'alginate de sodium, la gomme xanthane, la dextrine ou l'éther de carboxyméthylcellulose, tout en ajustant ou en remplaçant les types de retardateurs.
• Pour retarder le saignement, ajoutez du sulfate de sodium ou du thiosulfate de sodium.