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行业知识

聚丙烯酰胺在水泥外加剂应用

作者:利星 发布日期:2024-12-16

减水剂方面的应用原理:聚丙烯酰胺PAM)分子链上有亲水性的官能团(如酰胺基 - CONH₂),在水泥浆体中,这些官能团可以吸附在水泥颗粒表面。当水泥颗粒吸附 PAM 后,颗粒表面的电荷分布发生改变,颗粒间的静电斥力增加。这使得水泥颗粒在水中能够更好地分散,减少了水泥颗粒间的团聚现象。同时,PAM 分子链在水中伸展,起到空间位阻的作用,进一步阻止水泥颗粒的靠近,从而使水泥浆体的流动性增加,起到减水的效果。

应用优势:在混凝土施工中,使用含有 PAM 的减水剂可以在保持混凝土工作性能的前提下,减少水的用量。例如,在保证混凝土坍落度不变的情况下,可减少用水量 10% - 20% 左右。这有助于提高混凝土的强度和耐久性,因为较低的水灰比可以使水泥水化更加充分,生成更多的水化产物,从而增强混凝土的结构。

缓凝剂方面的应用原理:PAM 可以吸附在水泥颗粒表面,形成一层保护膜,阻碍水泥颗粒与水的接触,从而延缓水泥的水化反应。其分子链的存在还会干扰水泥水化产物的结晶过程,使结晶生长速度变慢。这是因为 PAM 分子链占据了部分结晶生长的活性位点,使得水化产物不能快速地在水泥颗粒表面聚集和生长,从而达到缓凝的效果。

应用优势:在高温环境下施工或者对于大体积混凝土的浇筑,缓凝作用非常重要。例如,在夏季高温天气,混凝土容易因为水化反应过快而出现坍落度损失过快、早期强度过高导致开裂等问题。加入 PAM 作为缓凝剂后,可以延长混凝土的凝结时间,使其有足够的时间进行浇筑和振捣等操作。对于大体积混凝土,缓凝可以减少混凝土内部因水化热集中而产生的温度裂缝。

增稠剂方面的应用原理:PAM 是高分子聚合物,其分子链在水泥浆体中相互缠绕。这种缠绕结构会增加水泥浆体的粘度,起到增稠的作用。它可以填充在水泥颗粒之间的空隙中,限制颗粒的自由移动,使浆体的流动性降低,呈现出增稠的效果。

应用优势:在一些需要高粘度水泥浆体的施工场景中,如自流平水泥地面施工、水下混凝土浇筑等,PAM 作为增稠剂发挥着关键作用。在自流平水泥中,适当的增稠可以使水泥浆体更好地在地面上铺开,并且能够保持一定的厚度,防止出现流平性差的问题。在水下混凝土浇筑时,增稠的水泥浆体可以减少水泥浆体被水冲走的风险,保证混凝土的质量。

引气剂方面的应用(辅助作用)原理:虽然 PAM 本身不是典型的引气剂,但它可以与引气剂协同作用。PAM 分子链可以影响气泡在水泥浆体中的稳定性。它可以吸附在气泡表面,通过空间位阻和电荷排斥等作用,防止气泡的合并和破裂,使气泡能够在浆体中均匀分布并保持稳定。

应用优势:在混凝土中引入适量的气泡可以改善混凝土的抗冻性和抗渗性。例如,在寒冷地区的混凝土工程中,稳定的气泡可以为混凝土在冻融循环过程中提供缓冲空间,减少冻胀对混凝土结构的破坏。在有抗渗要求的混凝土结构(如水池、地下室等)中,气泡的存在可以阻断水分的渗透通道,提高混凝土的抗渗性能。

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