減水劑方面的應(yīng)用原理:聚丙烯酰胺(PAM)分子鏈上有親水性的官能團(tuán)(如酰胺基 - CONH?),在水泥漿體中,這些官能團(tuán)可以吸附在水泥顆粒表面。當(dāng)水泥顆粒吸附 PAM 后,顆粒表面的電荷分布發(fā)生改變,顆粒間的靜電斥力增加。這使得水泥顆粒在水中能夠更好地分散,減少了水泥顆粒間的團(tuán)聚現(xiàn)象。同時(shí),PAM 分子鏈在水中伸展,起到空間位阻的作用,進(jìn)一步阻止水泥顆粒的靠近,從而使水泥漿體的流動(dòng)性增加,起到減水的效果。
應(yīng)用優(yōu)勢(shì):在混凝土施工中,使用含有 PAM 的減水劑可以在保持混凝土工作性能的前提下,減少水的用量。例如,在保證混凝土坍落度不變的情況下,可減少用水量 10% - 20% 左右。這有助于提高混凝土的強(qiáng)度和耐久性,因?yàn)檩^低的水灰比可以使水泥水化更加充分,生成更多的水化產(chǎn)物,從而增強(qiáng)混凝土的結(jié)構(gòu)。
緩凝劑方面的應(yīng)用原理:PAM 可以吸附在水泥顆粒表面,形成一層保護(hù)膜,阻礙水泥顆粒與水的接觸,從而延緩水泥的水化反應(yīng)。其分子鏈的存在還會(huì)干擾水泥水化產(chǎn)物的結(jié)晶過(guò)程,使結(jié)晶生長(zhǎng)速度變慢。這是因?yàn)?PAM 分子鏈占據(jù)了部分結(jié)晶生長(zhǎng)的活性位點(diǎn),使得水化產(chǎn)物不能快速地在水泥顆粒表面聚集和生長(zhǎng),從而達(dá)到緩凝的效果。
應(yīng)用優(yōu)勢(shì):在高溫環(huán)境下施工或者對(duì)于大體積混凝土的澆筑,緩凝作用非常重要。例如,在夏季高溫天氣,混凝土容易因?yàn)樗磻?yīng)過(guò)快而出現(xiàn)坍落度損失過(guò)快、早期強(qiáng)度過(guò)高導(dǎo)致開(kāi)裂等問(wèn)題。加入 PAM 作為緩凝劑后,可以延長(zhǎng)混凝土的凝結(jié)時(shí)間,使其有足夠的時(shí)間進(jìn)行澆筑和振搗等操作。對(duì)于大體積混凝土,緩凝可以減少混凝土內(nèi)部因水化熱集中而產(chǎn)生的溫度裂縫。
增稠劑方面的應(yīng)用原理:PAM 是高分子聚合物,其分子鏈在水泥漿體中相互纏繞。這種纏繞結(jié)構(gòu)會(huì)增加水泥漿體的粘度,起到增稠的作用。它可以填充在水泥顆粒之間的空隙中,限制顆粒的自由移動(dòng),使?jié){體的流動(dòng)性降低,呈現(xiàn)出增稠的效果。
應(yīng)用優(yōu)勢(shì):在一些需要高粘度水泥漿體的施工場(chǎng)景中,如自流平水泥地面施工、水下混凝土澆筑等,PAM 作為增稠劑發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在自流平水泥中,適當(dāng)?shù)脑龀砜梢允顾酀{體更好地在地面上鋪開(kāi),并且能夠保持一定的厚度,防止出現(xiàn)流平性差的問(wèn)題。在水下混凝土澆筑時(shí),增稠的水泥漿體可以減少水泥漿體被水沖走的風(fēng)險(xiǎn),保證混凝土的質(zhì)量。
引氣劑方面的應(yīng)用(輔助作用)原理:雖然 PAM 本身不是典型的引氣劑,但它可以與引氣劑協(xié)同作用。PAM 分子鏈可以影響氣泡在水泥漿體中的穩(wěn)定性。它可以吸附在氣泡表面,通過(guò)空間位阻和電荷排斥等作用,防止氣泡的合并和破裂,使氣泡能夠在漿體中均勻分布并保持穩(wěn)定。
應(yīng)用優(yōu)勢(shì):在混凝土中引入適量的氣泡可以改善混凝土的抗凍性和抗?jié)B性。例如,在寒冷地區(qū)的混凝土工程中,穩(wěn)定的氣泡可以為混凝土在凍融循環(huán)過(guò)程中提供緩沖空間,減少凍脹對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的破壞。在有抗?jié)B要求的混凝土結(jié)構(gòu)(如水池、地下室等)中,氣泡的存在可以阻斷水分的滲透通道,提高混凝土的抗?jié)B性能。