Phụ gia hoá học là vật liệu bắt buộc sử dụng trong chế tạo bê tông hiện đại nói chung và bê tông đặc biệt nặng nói riêng để nâng cao chất lợng sản phẩm. Ví dụ sử dụng phụ gia giảm nớc ngoài mục đích giảm tỷ lệ N/CKD nó còn thúc đẩy sự phát triển cờng độ, làm chậm quá trình tổn thất độ sụt, tăng tính năng tối u khác.
Phân loại theo tiêu chuẩn ASTM C494 "Tiêu chuẩn về phụ gia hoá học cho bê tông" phụ gia hoá học chia thành 7 loại [13]. Theo mức độ tăng dẻo có: Phụ gia tăng dẻo; Phụ gia dẻo cao; Phụ gia siêu dẻo. Theo cơ chế tạo dẻo có: Loại a nớc; Loại kỵ nớc; Loại tạo bọt. Theo thành phần phụ gia siêu dẻo có các loại sau:
+ Naphtalene Formandehyde Sunfonated - NFS
+ Melamine Formandehyde Sunfonated – MFS
+ PolyCarboxylate (Arcrylate 1)
+ PolyCarboxylate Ether (Arcrylate 3)
+ Amino-sunfonate polyme.
+ Vinyl copolyme:
Cơ chế hoạt động của phụ gia tăng dẻo là do đợc phân ly trong nớc thành các nhóm phân cực mạnh (−OH), (−COOH), (−CHO) và gốc cacbon còn lại ở dạng cao phân tử phân cực yếu (Hình 2.6). Các nhóm phân cực mạnh có tác dụng làm dung dịch huyền phù tăng tính linh động còn nhóm cao phân tử có sức căng bề mặt kém hơn nên hấp phụ bề mặt phụ gia làm tăng tính nhớt. Ngoài ra trong chúng tồn tại dạng axit lignnosulfuric có tác dụng cuốn khí tạo ra bọt bám xung quanh các hạt xi măng làm giảm diện tích tiếp xúc giữa các hạt do đó làm giảm lực ma sát giữa các hạt dẫn đến tăng tính linh động giữa các hạt của xi măng và khi hấp thụ lên bề mặt xi măng nó có tác dụng kìm chế tốc độ thuỷ hoá. Theo cơ chế chúng đ - ợc chia ra 3 loại chính là hóa dẻo do làm giảm sức căng bề mặt, hóa dẻo do hòa tan hạt xi măng (Hình 2.5), chống kết tụ và hóa dẻo do cuốn khí
Cơ chế hòa tan hạt xi măng của phụ gia siêu dẻo chia thành hai nhóm: Dựa trên lực đẩy tĩnh điện; và dựa trên lực đẩy không gian. Lực đẩy tĩnh điện và lực đẩy không gian cao sẽ làm cho hạt xi măng không dính bết vào mà phân tán và thấm đều nớc, các hạt tách khỏi nhau dễ dàng và phân tích đều trong hỗn hợp bê tông.
Hình 2.14: Cơ chế hoá dẻo của phụ gia hoá học
Hóa dẻo do cuốn khí do các bọt khí cuốn vào sẽ phân bố đều trong hỗn hợp bê tông có tác dụng nh các lớp đệm làm pha rắn sẽ trợt dễ dàng hơn.
Hình 2.15: Cơ chế hóa dẻo phụ gia bọt khí.
Trong phạm vi nghiên cứu đề tài học viên lựa chọn phụ gia hóa học giảm nớc C-3. Tác dụng giảm nớc khi đa C-3 vào nớc nhào trộn thông dụng với liều lợng 0,5% ữ 2,5% đối với bê tông. Hiệu quả giảm nớc của phụ gia C-3 là hấp phụ lên bề mặt hạt xi măng dới dạng chuỗi hình que nhiều lớp. Các hạt xi măng bị phân tán nhờ lực đẩy giữa các hạt ion âm của nhóm sunphuric (SO3-) gây ra. Nghiên cứu đa C-3 vào dới dạng “chất mang theo” thì hiệu quả giảm nớc tăng. Nghiên cứu chỉ ra khi hàm lợng C-3 bằng 1% đợc nghiền trộn đều với “chất mang theo” trong máy nghiền cho tác dụng giảm nớc tới 30% khi dùng hàm lợng 2,5% nhng phối trộn thô các thành phần tơng tự với nhau[4].