增稠和保水作用原理:聚丙烯酰胺(PAM)是一种高分子聚合物,在混凝土中,它的长链分子可以在水泥颗粒和水之间形成一种网状结构。这种网状结构能够增加混凝土的粘稠度,使混凝土在搅拌和施工过程中不易出现离析和泌水现象。其分子链上的酰胺基(-CONH₂)等官能团具有亲水性,能够吸附和保持水分,从而起到保水的作用。
应用优势:在一些自密实混凝土中,聚丙烯酰胺的增稠和保水性能尤为重要。自密实混凝土需要在不振捣的情况下自动填充模板的各个角落,这就要求混凝土有良好的粘聚性和保水性。加入聚丙烯酰胺后,可以有效防止混凝土在流动过程中出现骨料下沉和水分上浮的情况,保证混凝土的均匀性和质量。例如,在一些薄壁结构或形状复杂的混凝土构件施工中,使用含聚丙烯酰胺的自密实混凝土可以更好地保证施工质量。
增强和增韧作用原理:聚丙烯酰胺在混凝土中可以与水泥水化产物相互作用。它的分子链能够穿插在水泥凝胶体中,当混凝土受到外力作用时,聚丙烯酰胺分子链可以吸收和分散能量,起到类似于纤维增强的作用,提高混凝土的韧性。同时,它还可以填充水泥颗粒之间的空隙,使混凝土内部结构更加致密,从而提高混凝土的强度。
应用优势:在一些对抗压强度和抗折强度要求较高的混凝土工程中,如机场跑道、高速公路路面等,添加聚丙烯酰胺可以显著提高混凝土的力学性能。研究表明,适量添加聚丙烯酰胺可以使混凝土的抗压强度提高 10% - 20%,抗折强度提高 15% - 30%。这有助于延长混凝土结构的使用寿命,减少裂缝的产生。
改善工作性能和可泵性原理:聚丙烯酰胺能够调节混凝土的流变性能。它可以降低混凝土的屈服应力,使混凝土在较低的压力下就能开始流动,便于泵送和施工。同时,它又能保证混凝土在流动过程中有足够的粘度,不会出现流淌失控的现象。
应用优势:在高层建筑等需要长距离泵送混凝土的工程中,聚丙烯酰胺的这种性能可以确保混凝土顺利地通过泵管输送到施工部位。例如,在一些超高层建筑的混凝土施工中,使用含聚丙烯酰胺的混凝土可以减少泵管堵塞的风险,提高施工效率。
抗裂和抗渗作用原理:由于聚丙烯酰胺可以提高混凝土的韧性和致密性,它能够有效地抑制混凝土裂缝的产生。其保水作用还可以减少混凝土因干燥收缩而产生的裂缝。同时,致密的混凝土内部结构可以提高混凝土的抗渗性能,阻止水分和有害物质(如氯离子等)的侵入。
应用优势:在地下工程、水工结构等对防水要求较高的混凝土工程中,添加聚丙烯酰胺可以增强混凝土的抗渗能力。例如,在地下室混凝土外墙、水池等结构中,使用含聚丙烯酰胺的混凝土可以使混凝土的抗渗等级提高,减少渗漏现象,保证结构的防水功能。