Unter der Bedingung, dass das Betonausbreitmaß gleich bleibt, werden Zusatzmittel, die den Anmachwassergehalt erheblich reduzieren können, als hocheffiziente wasserreduzierende Mittel, auch Fließmittel oder Weichmacher genannt, bezeichnet. Sie gehören zur Kategorie der nicht retardierenden wasserreduzierenden Mittel. Hochwirksame wasserreduzierende Mittel haben eine starke Dispergierwirkung auf Zement, wodurch die Fließfähigkeit von Betonmischungen und das Setzmaß des Betons erheblich erhöht werden, während gleichzeitig der Wasserverbrauch erheblich reduziert und die Verarbeitbarkeit von Beton verbessert wird. Einige hochwirksame wasserreduzierende Mittel können jedoch den Verlust des Betonausbreitmaßes beschleunigen und eine übermäßige Dosierung kann zu Blutungen führen.
Hochwirksame wasserreduzierende Mittel verändern die Abbindezeit von Beton im Allgemeinen nicht. In größeren Mengen (Überdosierung) können sie eine leicht verzögernde Wirkung haben, sie verzögern jedoch nicht die frühe Festigkeitsentwicklung von Festbeton. Die Wasserreduktionsrate hochwirksamer Wasserreduktionsmittel kann mehr als 20 % erreichen, was einen bemerkenswerten Effekt auf die frühe Festigkeitssteigerung hat. Diese Mittel werden häufig in verschiedenen Arten von Stahlbeton und Spannbeton eingesetzt und eignen sich zur Herstellung von frühfestem, hochfestem, flüssigem, selbstverdichtendem und dampfgehärtetem Beton.
Die Entwicklung von Beton hat den erheblichen Einfluss, den hocheffiziente wasserreduzierende Mittel in Zusatzmitteln auf die Betonproduktion und -anwendung haben, deutlich gezeigt. In den 1960er Jahren erfand Japan Ligninsulfonat und Deutschland erfand sulfoniertes Melamin-Formaldehyd-Harz, das zu repräsentativen Produkten für hochwirksame wasserreduzierende Mittel wurde. Japan setzte diese Art von Beton erstmals zur Herstellung hochfester Pfähle ein. In den 1970er Jahren wurden Betonträger mit mittlerem Setzmaß und einer Festigkeit von 50 bis 80 MPa für Autobahn- und Eisenbahnbrücken verwendet. Deutschland verwendete erstmals hochwirksame wasserreduzierende Mittel in nichtdispersivem Unterwasserbeton und verbesserte so die Fließfähigkeit der Betonmischung, ohne das Wasser-Zement-Verhältnis zu verändern. Da sowohl Festigkeit als auch Fließfähigkeit gleichzeitig erreicht werden können, werden heute weltweit hochwirksame wasserreduzierende Mittel zur Herstellung von Beton mit hoher Festigkeit und hoher Fließfähigkeit eingesetzt. Die hocheffizienten wasserreduzierenden Mittel der ersten Generation, Mittel auf Ligninsulfonatbasis und Mittel auf Melaminharzbasis, wurden Anfang der 1960er Jahre entwickelt. Aufgrund ihrer deutlich verbesserten Leistung im Vergleich zu herkömmlichen wasserreduzierenden Mitteln werden sie auch Fließmittel genannt. Die hochwirksamen wasserreduzierenden Mittel der zweiten Generation sind Aminosulfonate, obwohl sie chronologisch nach den hochwirksamen wasserreduzierenden Mitteln der dritten Generation, den Mitteln auf Polycarboxylatbasis, entwickelt wurden. Polycarboxylat-basierte Wirkstoffe, bei denen es sich um Pfropfcopolymere handelt, die sowohl Sulfon- als auch Carboxylgruppen enthalten, sind die wichtigsten und leistungsstärksten Wirkstoffe unter den wasserreduzierenden Wirkstoffen der dritten Generation.
1. Methoden zur Auswahl hocheffizienter wasserreduzierender Mittel
Gemäß der aktuellen nationalen Norm „Technische Spezifikation für die Anwendung von Betonzusatzmitteln“ (GB50119-2013) können in der Betontechnik häufig verwendete hocheffiziente wasserreduzierende Mittel gemäß Tabelle 3-1 ausgewählt werden.
| Seriennummer. |
Auswahlmethode |
| 1 |
Für konkrete Projekte können folgende hochwirksame wasserreduzierende Mittel eingesetzt werden: |
| |
(1) Salze von Naphthalin und seinen Homologen, sulfoniert mit Formaldehyd, Aminosulfonaten usw.; |
| |
(2) wasserlösliche Harzsulfonate wie sulfonierte Melamin-Formaldehydharze; |
| |
(3) Hochkondensationspolymere aus aliphatischen Hydroxyalkylsulfonaten usw. |
| 2 |
Für konkrete Projekte können hocheffiziente Wasserreduktionsmittel vom Retardierungstyp verwendet werden, die aus Verzögerern und hocheffizienten Wasserreduktionsmitteln bestehen. |
2. Anwendungsbereich hocheffizienter wasserreduzierender Mittel
Die technische Praxis hat gezeigt, dass durch die Reduzierung des Wasser-Zement-Verhältnisses auf unter 0,4 mit Hilfe hochwirksamer Wasserreduktionsmittel hochfester Beton und Mörtel hergestellt werden kann, der zur Herstellung von „superplastifizierten Mischungen“ verwendet werden kann. – Beton mit geringem Wassergehalt, aber sehr hoher Fließfähigkeit. Nach dem Aushärten weist dieser Beton eine geringe Porosität, eine hohe Festigkeit und eine ausgezeichnete Haltbarkeit auf, was die Lebensdauer von Beton, der korrosiven Umgebungen ausgesetzt ist, erheblich verlängert. Der weit verbreitete Einsatz hocheffizienter wasserreduzierender Mittel hat der Entwicklung der Betontechnologie neue Dynamik verliehen.
Gemäß der aktuellen nationalen Norm „Technische Spezifikation für die Anwendung von Betonzusatzmitteln“ (GB50119-2013) sollte der Anwendungsbereich von hochwirksamen wasserreduzierenden Mitteln im Betonbau die in Tabelle {{3} aufgeführten Anforderungen erfüllen. }.
| Seriennummer. |
Anwendungsbereich |
| 1 |
Hochwirksame wasserreduzierende Mittel können für Normalbeton, Stahlbeton, Spannbeton und auch zur Herstellung von hochfestem Beton eingesetzt werden. |
| 2 |
Hochwirksame Wasserreduktionsmittel vom Verzögerungstyp können für Massenbeton, walzenverdichteten Beton, in heißen Klimazonen gegossenen Beton, großflächige Betongüsse, Beton zur Vermeidung von Kaltfugen und Beton, der lange gelagert werden muss, verwendet werden oder Transport über weite Strecken, selbstverdichtender Beton, Gleit- oder Ziehbeton und anderer Beton, der eine längere Abbindezeit und eine hohe Wasserreduktionsrate erfordert. |
| 3 |
Herkömmliche hochwirksame Wasserreduktionsmittel eignen sich für Betonguss, wenn die tägliche Mindesttemperatur über 0 Grad liegt, und können auch für dampfgehärteten Beton verwendet werden. |
| 4 |
Hochwirksame wasserreduzierende Mittel vom Verzögerungstyp eignen sich für Betonguss, wenn die tägliche Mindesttemperatur über 5 Grad liegt. |
Um die wasserreduzierende und festigkeitssteigernde Wirkung hocheffizienter Wasserreduktionsmittel voll auszuschöpfen und die Betonleistung deutlich zu verbessern, muss sichergestellt werden, dass die Qualität der ausgewählten hocheffizienten Wasserreduktionsmittel den nationalen Standards entspricht. Nach der Ankunft am Standort sollte die Qualitätsprüfung der ausgewählten hochwirksamen wasserreduzierenden Mittel gemäß der aktuellen nationalen Norm „Technische Spezifikation für die Anwendung von Betonzusatzmitteln“ (GB50119-2013) durchgeführt werden. Die Anforderungen an die Qualitätsprüfung für hocheffiziente Wasserreduktionsmittel sind in Tabelle 3-3 aufgeführt.
| Seriennummer. |
Anforderungen an die Qualitätsprüfung |
| 1 |
Hochwirksame wasserreduzierende Mittel sollten in Chargen von 50 Tonnen geprüft werden. Bei weniger als 50 Tonnen sollte es dennoch als eine Charge betrachtet werden. Die Probenmenge für jede Inspektionscharge sollte mindestens 0,2 Tonnen des für die zementären Materialien erforderlichen wasserreduzierenden Mittels betragen. Die Proben sollten gründlich gemischt und in zwei gleiche Teile geteilt werden: Ein Teil sollte gemäß den in den Artikeln 5.3.2 und 5.3.3 der „Technischen Spezifikation für die Anwendung von Betonzusatzmitteln“ (GB{{13) festgelegten Punkten und Anforderungen geprüft werden }}), mit mindestens zwei Inspektionen pro Charge; Der andere Teil sollte versiegelt und sechs Monate lang aufbewahrt werden. Bei Zweifeln sollte eine Vergleichsprüfung durchgeführt werden. |
| 2 |
Zu den Eingangskontrollpunkten für hochwirksame wasserreduzierende Mittel sollten pH-Wert, Dichte (oder Feinheit), Feststoffgehalt (oder Feuchtigkeitsgehalt) und Wasserreduktionsrate gehören. Bei wasserreduzierenden Mitteln vom Retardierungstyp sollte auch der Abbindezeitunterschied geprüft werden. |
| 3 |
Wenn hochwirksame wasserreduzierende Mittel vor Ort eintreffen, sollten für jede Inspektionscharge anfängliche oder abgelaufene Setzmaßtests (oder Ausbreitungstests) unter Verwendung der tatsächlich im Projekt verwendeten Rohstoffe und Mischungsverhältnisse durchgeführt werden, mit einem parallelen Vergleich mit der vorherigen Chargenprobe . Die zulässige Abweichung sollte den einschlägigen Bestimmungen der aktuellen nationalen Norm „Concrete Quality Control Standard“ (GB50164-2011) entsprechen. |
