Кіріспе
Жоғары беріктікті бетонға арналған қоспа
Суперпластификаторлар (SP), сондай-ақ жоғары диапазонды су азайтушылар деп те аталады, жоғары беріктікті бетон жасау немесе өзін-өзі тығыздайтын бетонды орналастыру үшін қолданылатын қоспалар. Пластификаторлар – бетонды шамамен 15%-ға аз сумен өндіруге мүмкіндік беретін химиялық қосылыстар. Суперпластификаторлар су мөлшерін 30% немесе одан да көп азайтуға мүмкіндік береді. Бұл қоспалар салмағының бірнеше пайызындай мөлшерде қолданылады. Пластификаторлар мен суперпластификаторлар бетонның қатаю және кемелу процесін тежейді. Дисперсиялық қасиеттері мен әрекет ету механизмі бойынша суперпластификаторлардың екі классын ажыратады:
Иондық өзара әрекеттесулер (электростатикалық тебу): лигносульфонаттар (суды азайтушылардың бірінші буыны), сульфондалған синтетикалық полимерлер (нафталин немесе меламин, формальдегид конденсаттары) (екінші буыны);
Стерикалық әсерлер: поликарбоксилат эфирі (PCE) – бүйір тізбектері бар синтетикалық полимерлер (үшінші буыны). Суперпластификаторлар бетонның ағылу қасиеттерін (реологиясын) жақсарту үшін жақсы дисперсияланған цемент бөлшектерінің суспензиясы қажет болғанда қолданылады. Оларды қосу бетон немесе ерітіндінің жұмысқа қабілетіне кері әсер етпей, су-цемент қатынасын азайтуға мүмкіндік береді. Бұл өзін-өзі нығайтатын және жоғары өнімді бетонды өндіруге мүмкіндік береді. Су-цемент қатынасы – бетонның беріктігі мен ұзақ өміршеңдігін анықтайтын басты фактор. Суперпластификаторлар жаңа бетонның сұйықтығын және реологиясын жақсартады. Су-цемент қатынасы төмендегенде бетонның беріктігі артады, себебі бетонның жұмысқа қабілетін жақсарту үшін ғана су қосудан аулақ болу қатты бетонның кеуектілігін азайтады, соның салдарынан қысымға төзімділігі артады. СП-ні жүк көлігінде транзит кезінде қосу – бұл индустриядағы салыстырмалы түрде жаңа тәсіл. Автоматтандырылған құлдырауды басқару жүйесі арқылы транзитте қосылған қоспалар бетонның сапасын төмендетпей, құюға дейін бетонның құлдырауын сақтап тұруға мүмкіндік береді.
Steric effects: Polycarboxylates ether (PCE) synthetic polymers bearing lateral chains (third generation). Superplasticizers are used when well dispersed cement particle suspensions are required to improve the flow characteristics (rheology) of concrete. Their addition allows to decrease the water to cement ratio of concrete or mortar without negatively affecting the workability of the mixture. It enables the production of self consolidating concrete and high performance concrete. The water–cement ratio is the main factor determining the concrete strength and its durability. Superplasticizers greatly improve the fluidity and the rheology of fresh concrete. The concrete strength increases when the water to cement ratio decreases because avoiding to add water in excess only for maintaining a better workability of fresh concrete results in a lower porosity of the hardened concrete, and so to a better resistance to compression. The addition of SP in the truck during transit is a fairly modern development within the industry. Admixtures added in transit through automated slump management system, allow to maintain fresh concrete slump until discharge without reducing concrete quality.
Жұмыс механизмі
[[Файл:PEG aminoDisphosphonic.png|thumb|Фосфон қышқылымен аяқталған полиэфирлер тиімді суперпластификаторлар болып табылады. Суперпластификаторлар – синтетикалық полимерлер. Суперпластификаторлар ретінде қолданылатын қосылыстарға (1) сульфондалған нафталин формальдегид конденсаты, сульфондалған меламин формальдегид конденсаты, ацетон формальдегид конденсаты және (2) поликарбоксилат эфирлері жатады. Өзара байланысқан меламин немесе нафталин сульфонаттары, тиісінше PMS (полимеламин сульфонаты) және PNS (полинафталин сульфонаты) деп аталады. Олар формальдегидті пайдалану арқылы сульфондалған мономерлердің өзара байланысуы немесе тиісті өзара байланысқан полимерді сульфондау арқылы дайындалады. thumb|Суперпластификатор ретінде қолданылатын нафталинсульфонат/формальдегид полимерінің идеалданған құрылымы. thumb|Поликарбоксилат суперпластификаторы, оның бүйір тізбектерінің арқасында стерикалық өзара әрекеттесу арқылы коллоидты суспензияны тұрақтандырады. Ескерту: PCE молекулалары оң зарядталған цемент бөлшектеріне (трикальций алюминат (C3A) минералды фазасы) адсорбцияланады. Пластификатор ретінде қолданылатын полимерлер беттік белсенділік қасиеттерін көрсетеді. Олар көбінесе теріс зарядталған топтар (сульфонаттар, карбоксилаттар немесе фосфонаттар) бар иономерлер болып табылады. Олар жаңа бетонның бөлшектерінің бөлінуін азайту үшін дисперсанттар ретінде қызмет етеді (цемент суспензиясы мен судың шағыл және құм сияқты ірі және ұсақ инерт материалдардан бөлінуі). Теріс зарядталған полимер тізбегі реакцияға түспеген цементтің оң зарядталған коллоидты бөлшектеріне, әсіресе цементтің трикальций алюминат (C3A) минералды фазасына адсорбцияланады. Меламинсульфонат (PMS) және нафталинсульфонат (PNS) негізінен цемент бөлшектерімен электростатикалық өзара әрекеттесу арқылы олардың электростатикалық тебілуіне ықпал етеді, ал поликарбоксилат эфирі (PCE) суперпластификаторлары цемент бөлшектерінің ірі агломераттарын сіңіріп, қаптайды және олардың бүйір тізбектерінің арқасында үлкен цемент агломераттарының кішіректерге таралуын стерикалық тұрғыдан қолдайды. Алайда, олардың жұмыс механизмдері толыққанды түсінілмегендіктен, кейбір жағдайларда цемент суперпластификаторларының үйлесімсіздігі байқалуы мүмкін.