Test sul campo dei materiali in muratura è un componente di molti programmi di garanzia della qualità sui progetti. Fatto correttamente, i test possono fornire le necessarie garanzie che i materiali utilizzati nella costruzione siano conformi alle specifiche pertinenti e che la costruzione risultante eseguirà come progettato.
Siamo stati tutti su progetti, tuttavia, quando torna la parola che i risultati del test erano “non conformi”. Questo temuto termine porta alla chiusura del progetto, innumerevoli riunioni, test aggiuntivi e, in casi estremi, la rimozione della costruzione esistente. Sfortunatamente, a volte la causa principale di questi programmi non è la qualità dei materiali o della costruzione, ma test impropri o applicazione errata delle specifiche ASTM e dei metodi di prova. Questo articolo si concentra su alcuni dei test sul campo comuni eseguiti su materiali in muratura, per contribuire a garantire questi test sono fatti correttamente. Come sia un ex manager di laboratorio e un membro attivo dei comitati ASTM relativi ai test, ho visto molti problemi con i test sui progetti, e spero che questo articolo può fornire alcune buone informazioni su come evitare problemi in futuro.
Test di malta per muratura
Raramente passa una settimana quando non ricevo una chiamata sui test di resistenza alla compressione della malta a bassa muratura che hanno ritardato i progetti. I metodi di prova, le specifiche e i requisiti per la malta per muratura sono probabilmente i più comunemente fraintesi e applicati erroneamente di tutti i materiali in muratura. Discutiamo gli standard che si applicano alla malta e come usarli correttamente.
Esistono due principali standard ASTM relativi alla malta per muratura. Il primo è ASTM C270, specificazione standard per il mortaio per la muratura dell’unità. Questo standard include i requisiti per la malta per muratura e contiene due specifiche separate per la malta. Uno è la specifica Proporzione e specifica una particolare ‘ricetta’ per malta muratura. Può essere utilizzato quando i materiali costituenti utilizzati nella malta (come cemento, calce e sabbia) soddisfano le loro specifiche pertinenti e sono combinati nelle proporzioni specifiche contenute in ASTM C270 (come un rapporto tra una parte di cemento per muratura e tre parti di sabbia). Quando si utilizza la specifica proporzione, non ci sono requisiti di proprietà fisica per la malta.
La seconda specifica è la specifica della proprietà. Quando viene utilizzato, una malta viene miscelata in un laboratorio utilizzando le proporzioni e i materiali desiderati e quindi testata in laboratorio per resistenza alla compressione, ritenzione idrica e contenuto d’aria. La malta deve soddisfare i requisiti di proprietà contenuti in ASTM C270. Supponendo che i risultati siano soddisfacenti, i materiali e le proporzioni sono quelli che devono essere utilizzati sul campo. Probabilmente la cosa più importante da ricordare a questo proposito è che le proprietà contenute in ASTM C270 si applicano solo alle malte miscelate e testate in laboratorio.
L’altro standard principale per la malta è ASTM C780, metodo di prova standard per la valutazione di precostruzione e costruzione di malte per muratura semplice e rinforzata. Questo standard contiene una serie di test in grado di valutare varie proprietà della malta sul campo. Le proprietà quali consistenza, vita del bordo, rapporto malta-aggregato e resistenza alla compressione possono essere determinate facendo uso di questa norma. Resistenza alla compressione è quello che è più comunemente specificato, e di solito la fonte della maggior parte dei problemi di test di malta.
Quando ricevo una telefonata sui risultati della malta, una delle prime domande che mi viene posta è ” Quali sono i requisiti per la resistenza alla compressione della malta quando testato sul campo?”La risposta, semplicemente, è che non ci sono requisiti. Lo dirò di nuovo: nessuna norma ASTM contiene requisiti di resistenza alla compressione per la malta campionata sul campo. Inoltre, i requisiti per la resistenza alla compressione contenuti in ASTM C270 non dovrebbero essere applicati alle malte da campo.
Per capire perché, è necessaria una piccola discussione sulle procedure di laboratorio. Quando le malte vengono mescolate in laboratorio, la quantità di acqua aggiunta viene controllata assicurando che il “flusso” della malta sia entro un intervallo specificato (vedere la figura 1 per una prova di flusso). Questo ‘flusso’, o consistenza, è molto più rigido di quello utilizzato nel campo (almeno quando esce dal mixer). Questo viene fatto in modo che il contenuto di acqua della malta da laboratorio sia più rappresentativo del contenuto di acqua della malta dopo che è stato posizionato sulle unità.
Nel campo, la malta viene miscelata con più acqua di quella utilizzata in laboratorio per fornire ai muratori materiale lavorabile per una lavorazione di qualità. Quando la malta viene posizionata su unità in muratura, parte di questa acqua viene assorbita nell’unità, riducendo il rapporto acqua-cemento della malta. A parità di altre condizioni, maggiore è il rapporto acqua-cemento minore è la resistenza alla compressione. Per la malta campionata sul campo, la malta viene posizionata in stampi non assorbenti immediatamente dopo la miscelazione, quindi l’acqua in eccesso non viene rimossa.
A causa delle differenze nei materiali e nei metodi di prova, ci si dovrebbe aspettare che la malta da campo abbia una resistenza inferiore alla malta da laboratorio e non ci si dovrebbe aspettare che soddisfi i requisiti contenuti in ASTM C270. Sfortunatamente, i requisiti di resistenza in ASTM C270 sono spesso applicati alle malte da campo, e questo porta ai temuti risultati “non conformi”. Non che voglio ripetermi, ma dirò di nuovo: nessuno standard ASTM contiene requisiti di resistenza alla compressione per la malta campionata sul campo.
Perché allora, facciamo anche test di resistenza alla compressione sul campo? Personalmente, preferirei che non fosse fatto. Ci sono due obiettivi principali del test sul campo della malta: garantire che i materiali e le proporzioni utilizzati siano quelli determinati attraverso il processo ASTM C270 e tenere traccia della consistenza complessiva della malta durante tutto il progetto. La prova di resistenza alla compressione realmente non realizza nessuno di quelli.
Invece della resistenza alla compressione, consiglierei di utilizzare il test del rapporto malta-aggregato contenuto in ASTM C780 per valutare la malta da campo. Questo semplice test può determinare le percentuali relative dei materiali utilizzati nella malta (cemento e sabbia). I risultati possono essere confrontati direttamente con le proporzioni richieste per il progetto. In questo test, due campioni di malta vengono prelevati immediatamente dopo la miscelazione e quindi posti in un contenitore con alcool isopropilico per ritardare il processo di idratazione del cemento. I campioni vengono riportati in laboratorio e setacciati a umido per determinare le proporzioni dei materiali costitutivi utilizzati.
Tenere il rapporto malta-aggregato in mente per i progetti futuri, e si può potenzialmente salvare il mal di testa resistenza alla compressione malta Sono sicuro che avete avuto a che fare con in una sola volta o in un altro.
Test della malta per muratura
La malta per muratura viene utilizzata per riempire le celle delle unità e dei vuoti della costruzione in muratura per legare le unità, la malta e il rinforzo in un singolo assemblaggio composito. Di solito, la malta è specificata dalla resistenza alla compressione, quindi la prova sul campo della malta sul sito di lavoro è molto comune. Il metodo utilizzato per testare la malta è ASTM C1019, metodo di prova standard per il campionamento e il test della malta.
Come con la malta per muratura, la malta per muratura affronta situazioni simili relative al contenuto di acqua quando viene posizionata nel muro. La malta deve essere miscelata in uno stato molto fluido per fluire efficacemente attraverso i vuoti e intorno al rinforzo, e le unità in muratura forniscono superfici assorbenti in cui viene assorbita l’acqua in eccesso nella malta. A causa di questo, il rapporto acqua-cemento in stucco cambia anche dopo il posizionamento. Per tenere conto di ciò, il metodo standard per lo stampaggio di campioni di malta utilizza unità in muratura come stampo. Tipicamente indicato come stampo “girandola”, lo stampo del campione viene costruito posizionando quattro unità utilizzate nella costruzione corrispondente insieme per formare uno stampo prismatico. (Vedi Figura 2). Le superfici delle unità sono coperte con un materiale sottile e permeabile (come un tovagliolo di carta) per consentire la penetrazione dell’acqua, impedendo allo stesso tempo che i campioni si leghino effettivamente alle unità stesse.
Il metodo della girandola per formare i campioni della malta è stato intorno per molto tempo ed è il mio metodo preferito per fare i campioni della malta. Il metodo, tuttavia, richiede una vasta area per fare campioni (come si deve fare almeno tre – e talvolta più – campioni alla volta). Per affrontare alcuni di questi problemi, sono stati sviluppati metodi alternativi di formatura per cercare di semplificare il processo per i tecnici di test. Uno di questi metodi consiste nell’utilizzare scatole di cartone ondulato appositamente progettate. L’intento è che il cartone può fornire un po ‘ di assorbimento d’acqua come si vede dalle unità in muratura, ma quanto simile sia l’assorbimento alla costruzione corrispondente potrebbe non essere noto.
Per questo motivo, ASTM C1019 pone requisiti aggiuntivi sull’uso di metodi di formatura alternativi. In primo luogo, un metodo di formatura alternativo può essere utilizzato solo se approvato dallo specificatore. Se viene visualizzato un tecnico di test che utilizza un metodo alternativo, assicurarsi che l’identificatore di progetto sia a conoscenza e approvi il metodo. In secondo luogo, deve essere sviluppato un fattore di conversione tra il metodo standard della girandola e il metodo alternativo. Questo viene fatto mediante test comparativi di almeno 10 coppie di campioni e il fattore di conversione viene applicato ai risultati del test utilizzando il metodo di formatura alternativo.
L’approvazione del metodo da parte dello specificatore e dei fattori di conversione è limitata a una singola forma del campione, al metodo di formatura, alle unità di muratura utilizzate e alla miscela di malta. Mentre è possibile che tutte queste variabili si allineino per più progetti, in molti casi il fattore di conversione è specifico del progetto. Infine, il coefficiente di variazione nei risultati delle prove per il metodo di formatura alternativo deve essere inferiore o uguale al coefficiente di variazione con il metodo di formatura standard.
Come si può vedere, è necessaria un’attenta considerazione e applicazione di metodi di formatura alternativi per garantire il successo del progetto.
Test del prisma in muratura
Il test dei prismi in muratura può essere utilizzato su progetti prima e durante la costruzione per determinare la conformità con la “resistenza alla compressione specificata della muratura”, indicata come f’m. Questo valore è la resistenza alla compressione minima richiesta dalla muratura utilizzata nella costruzione ed è designato dalle specifiche di progetto o dai disegni di progetto. In poche parole, è il valore che il progettista di un edificio utilizza per tenere conto della resistenza alla compressione complessiva del gruppo in muratura, ed è molto importante che la costruzione as-built sia conforme a questo requisito.
Esistono diversi metodi per determinare la conformità e uno è il test dei prismi in muratura secondo ASTM C1314, metodo di prova standard per la resistenza alla compressione dei prismi in muratura. I prismi sono costruiti utilizzando più unità in muratura e devono contenere almeno un giunto letto. Per le unità in muratura di calcestruzzo, sono tipicamente costruite con due unità come mostrato in Figura 3. Le unità con altre dimensioni possono richiedere configurazioni diverse, poiché ASTM C1314 richiede che i prismi abbiano un rapporto di aspetto (altezza divisa per dimensione laterale minima) non inferiore a 1,3 né superiore a 5.
Mentre i tecnici di prova sono di solito responsabili per il test del prisma in muratura, è molto importante che i muratori effettivi eseguano la costruzione del prisma. I tecnici dovrebbero osservare e garantire che i dettagli di costruzione siano corretti, ma richiede le abilità di un muratore per garantire che i prismi costruiti siano rappresentativi della costruzione effettiva. Ci sono alcuni requisiti specifici per la costruzione contenuti in ASTM C1314 che si dovrebbe essere sicuri di sapere.
Indipendentemente dalla configurazione della costruzione reale, i seguenti requisiti si applicano a tutti i prismi:
- Prismi sono per sempre essere costruito in stack-bond configurazione (non in esecuzione di un’obbligazione)
- Prismi deve sempre avere una piena letti di malta (non faccia solo la shell)
- Giunti in prismi deve sempre essere colpito a filo (non lavorato)
la Ricerca ha dimostrato che questi dettagli di costruzione effettivamente creare più coerenti e ripetibili risultati, e i risultati per rappresentare al meglio muratura.
È anche importante notare che ASTM C1314 richiede che i set di prismi siano costruiti per tutte le combinazioni di variabili. In altre parole, se la costruzione deve essere parzialmente stuccata, sono necessari due set di prismi: un set non raggruppato e l’altro set stuccato. Lo standard specifica anche che un set è costituito da tre singoli prismi.
Dopo la costruzione, i prismi devono essere sigillati in un sacchetto a prova di umidità e conservati indisturbati sul luogo di lavoro per 48 ore. I prismi devono essere protetti dal congelamento e conservati con un termometro massimo-minimo per monitorare le temperature di polimerizzazione. Infine, il trasporto dei prismi dal lavoro al laboratorio è molto importante. ASTM C1314 richiede che i prismi siano legati o bloccati per evitare danni durante la manipolazione e il trasporto e che i prismi siano fissati per evitare che si rompano, rimbalzino o si ribaltino durante il trasporto. La figura 4 mostra un esempio di un buon modo per proteggere i campioni.
Sommario
Il test è una parte molto importante nel programma di garanzia della qualità per la costruzione in muratura. Garantire che il test viene eseguito corretto aiuta a ridurre i problemi e mantenere i lavori in movimento in avanti. Spero che questo articolo aiuta a identificare alcune cose da tenere d’occhio quando i materiali vengono campionati e testati al vostro prossimo progetto.
