Pod uvjetom održavanja istog slijeganja betona, dodaci koji mogu značajno smanjiti sadržaj vode u miješanju nazivaju se visokoučinkoviti agensi za smanjenje vode, također poznati kao superplastifikatori ili plastifikatori. Spadaju u kategoriju neusporivača vodoredukcija. Visokoučinkoviti agensi za redukciju vode imaju snažan dispergirajući učinak na cement, značajno povećavaju fluidnost betonskih smjesa i slijeganje betona, dok značajno smanjuju potrošnju vode i poboljšavaju obradivost betona. Međutim, neki visokoučinkoviti agensi za smanjenje vode mogu ubrzati gubitak slijeganja betona, a prekomjerno doziranje može uzrokovati krvarenje.
Visokoučinkovita sredstva za smanjenje vode općenito ne mijenjaju vrijeme vezivanja betona. Kada se koriste u velikim količinama (predoziranje), mogu imati blagi učinak usporavanja, ali ne odgađaju rani razvoj čvrstoće očvrslog betona. Stopa smanjenja vode kod visokoučinkovitih sredstava za smanjenje vode može doseći više od 20%, sa značajnim učinkom na rano povećanje čvrstoće. Ova sredstva se naširoko koriste u raznim vrstama armiranog betona i prednapetog betona, a prikladna su za pripremu ranočvrstog, visoke čvrstoće, tekućeg, samozbijajućeg i parno otvrdnjavajućeg betona.
Razvoj betona u potpunosti je pokazao značajan utjecaj koji visokoučinkovita sredstva za smanjenje vode u dodacima imaju na proizvodnju i primjenu betona. Šezdesetih godina prošlog stoljeća Japan je izumio lignosulfonat, a Njemačka sulfoniranu melaminformaldehidnu smolu, koja je postala reprezentativni proizvod visokoučinkovitih sredstava za smanjenje vode. Japan je prvi primijenio ovu vrstu betona za proizvodnju pilota visoke čvrstoće. U 1970-ima, betonske grede srednjeg sleganja i čvrstoće u rasponu od 50 do 80 MPa korištene su u autocestnim i željezničkim mostovima. Njemačka je prva upotrijebila visokoučinkovita sredstva za smanjenje vode u nedisperzivnom podvodnom betonu, poboljšavajući fluidnost betonske mješavine bez promjene omjera vodocementa. Budući da se i čvrstoća i fluidnost mogu postići istovremeno, visokoučinkoviti agensi za smanjenje vode sada se koriste diljem svijeta za proizvodnju betona visoke čvrstoće i visoke tečljivosti. Prva generacija visokoučinkovitih sredstava za smanjenje vode, sredstava na bazi lignosulfonata i sredstava na bazi melaminske smole, razvijena su ranih 1960-ih. Zbog značajno poboljšanog učinka u usporedbi s običnim sredstvima za smanjenje vode, nazivaju se i superplastifikatorima. Visokoučinkovita sredstva za smanjenje vode druge generacije su aminosulfonati, iako su kronološki razvijena nakon visokoučinkovitih sredstava za smanjenje vode treće generacije, sredstava na bazi polikarboksilata. Sredstva na bazi polikarboksilata, koja su cijepljeni kopolimeri koji sadrže i sulfonske i karboksilne skupine, najvažnija su sredstva s visokim učinkom među sredstvima za smanjenje vode treće generacije.
1. Metode odabira visokoučinkovitih sredstava za smanjenje vode
Prema trenutnoj nacionalnoj normi "Tehničke specifikacije za primjenu dodataka betonu" (GB50119-2013), visokoučinkoviti agensi za smanjenje vode koji se često koriste u betonskom inženjerstvu mogu se odabrati kako je navedeno u tablici 3-1.
| Serijski br. |
Metoda odabira |
| 1 |
Za betonske projekte mogu se koristiti sljedeća visokoučinkovita sredstva za redukciju vode: |
| |
(1) Soli naftalena i njegovi homolozi sulfonirani s formaldehidom, aminosulfonati, itd.; |
| |
(2) Vodotopivi sulfonati smola kao što su sulfonirane melamin-formaldehidne smole; |
| |
(3) Polimeri visoke kondenzacije alifatskih hidroksialkil sulfonata, itd. |
| 2 |
Za betonske projekte mogu se koristiti visokoučinkovita sredstva za smanjenje vode koja se sastoje od usporivača i visokoučinkovitih sredstava za smanjenje vode. |
2. Raspon primjene visokoučinkovitih sredstava za smanjenje vode
Inženjerska praksa je pokazala da se smanjenjem vodocementnog omjera na ispod 0.4 uz pomoć visokoučinkovitih sredstava za redukciju vode može proizvesti beton i mort visoke čvrstoće te se može koristiti za pripremu "superplastificiranih smjesa" – beton s niskim sadržajem vode, ali vrlo velikom tečnošću. Nakon stvrdnjavanja takav beton ima nisku poroznost, visoku čvrstoću i izvrsnu postojanost, što znatno produljuje životni vijek betona izloženog korozivnim sredinama. Široka primjena visokoučinkovitih sredstava za smanjenje vode ubrizgala je novu vitalnost u razvoj tehnologije betona.
Prema trenutnoj nacionalnoj normi "Tehničke specifikacije za primjenu dodataka betonu" (GB50119-2013), raspon primjene visokoučinkovitih sredstava za redukciju vode u betonskom inženjerstvu trebao bi ispunjavati zahtjeve navedene u tablici {{3} }.
| Serijski br. |
Opseg primjene |
| 1 |
Visokoučinkovita sredstva za smanjenje vode mogu se koristiti za obični beton, armirani beton, prednapeti beton, kao i za proizvodnju betona visoke čvrstoće. |
| 2 |
Retardacijski visokoučinkoviti agensi za redukciju vode mogu se koristiti za masovni beton, beton zbijen valjkom, beton lijevan u vrućim klimatskim uvjetima, beton za velike površine, beton za izbjegavanje hladnih spojeva, beton koji se mora skladištiti dulje vrijeme ili koji se transportira na velike udaljenosti, samozbijajući beton, beton s kliznim ili poteznim betonom i drugi beton koji zahtijeva produljeno vrijeme vezivanja i visoku stopu redukcije vode. |
| 3 |
Standardni visokoučinkoviti agensi za redukciju vode prikladni su za livenje betona kada je minimalna dnevna temperatura iznad 0 stupnjeva, a mogu se koristiti i za beton koji se suši parom. |
| 4 |
Retardacijski visokoučinkoviti agensi za redukciju vode prikladni su za livenje betona kada je minimalna dnevna temperatura iznad 5 stupnjeva. |
Kako bi se u potpunosti ostvarili učinci smanjenja vode i povećanja čvrstoće visokoučinkovitih sredstava za smanjenje vode i značajno poboljšala učinkovitost betona, potrebno je osigurati da je kvaliteta odabranih visokoučinkovitih sredstava za smanjenje vode u skladu s nacionalnim standardima. Nakon dolaska na gradilište potrebno je provesti provjeru kvalitete odabranih visokoučinkovitih sredstava za smanjenje vode u skladu s važećim nacionalnim standardom "Tehničke specifikacije za primjenu dodataka betonu" (GB50119-2013). Zahtjevi za inspekciju kvalitete za visokoučinkovita sredstva za smanjenje vode navedeni su u tablici 3-3.
| Serijski br. |
Zahtjevi za inspekciju kvalitete |
| 1 |
Visokoučinkovita sredstva za smanjenje vode treba pregledati u serijama od 5 0 tona. Ako je manje od 50 tona, i dalje se treba smatrati jednom serijom. Količina uzorka za svaku inspekcijsku seriju ne smije biti manja od 0,2 tone agensa za smanjenje vode potrebnog za cementne materijale. Uzorke treba temeljito promiješati i podijeliti u dva jednaka dijela: jedan dio treba pregledati prema stavkama i zahtjevima navedenim u člancima 5.3.2 i 5.3.3 "Tehničke specifikacije za primjenu dodataka betonu" (GB{{13 }}), s najmanje dva pregleda po seriji; drugi dio treba zapečatiti i čuvati šest mjeseci, a ako postoje nedoumice, treba napraviti usporedni pregled. |
| 2 |
Stavke ulazne inspekcije za visokoučinkovita sredstva za redukciju vode trebaju uključivati pH vrijednost, gustoću (ili finoću), čvrsti sadržaj (ili sadržaj vlage) i stopu redukcije vode. Za retardirajuće agense za redukciju vode također treba ispitati razliku vremena stvrdnjavanja. |
| 3 |
Kada visokoučinkoviti agensi za smanjenje vode stignu na gradilište, potrebno je provesti početna ili protekla ispitivanja slijeganja (ili širenja) za svaku inspekcijsku seriju korištenjem stvarnih sirovina i omjera mješavine korištenih u projektu, uz paralelnu usporedbu s uzorkom prethodne serije . Dopušteno odstupanje mora biti u skladu s relevantnim odredbama važeće nacionalne norme "Standard kontrole kvalitete betona" (GB50164-2011). |
