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聚丙烯酰胺可改良混凝土性能

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【发布日期】:2017/12/4 11:38:33

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  随着交通负荷越来越大,各地路面和桥面铺装的破坏也日趋严重,除了交通量大和重载的原因外,传统混凝土抗拉强度低、极限应变小、弯曲韧性差、抗渗性差、脆性大和易开裂也是造成这一现象的原因。

混凝土改良剂聚丙烯酰胺.jpg

  改善传统混凝土的性能一直是人们追求的问题,近几年,在混凝土中加入少量有机高分子聚合物,成为对水泥商品混凝土性能进行改良的一个新动向。为有机高分子聚合物的长分子链结构以及大分子中的键节或链段的自旋转性,决定其具有与无机非金属材料不同的性质--弹性和塑性,所以水泥商品混凝土中加入少量有机高分子聚合物,既可以使商品混凝土获得高密实度,又不至于使商品混凝土的脆性加大,这样,便可制得高强低脆的水泥商品混凝土,从而进一步拓宽了水泥商品混凝土的使用领域。在众多的水泥商品混凝土改性用聚合物中,水溶性聚合物丙烯酰胺(Polyacryamide,简称PAM)因其优异的物理化学特性,已在各行业中受到广泛应用。

作用机理:

  水解PAM会同溶液中的多种金属阳离子相互作用,如在含多价离子Ca2+和Al3+的水泥浆体系中,这些相互作用通常导致生成粘稠的凝胶,从胶状颗粒到均匀橡胶状固体,橡胶状固体密实填充于商品混凝土孔隙之中起到一个柔性填充和柔性加筋的作用,改善了水泥商品混凝土硬化体的物理组织结构,缓解内应力,减少微裂纹的产生,从而增强了PAM改性商品混凝土的致密性,在宏观上就表现为PAM改性商品混凝土的柔韧性、抗渗性、粘结强度、抗折强度和收缩性能的大幅提高。

  聚丙烯酰胺还是一种增稠剂。增稠剂是一类能显著增加水的黏度的物质,它们是天然和合成的水溶性高分子化合物,如纤维素衍生物、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、藻朊酸钠等。例如,只要有3%的甲基纤维素就可以将水的黏度增加1万倍。使用增稠剂的目的在于提高分散介质的黏度,增加分散体系的稳定性,减少分层和离析。增稠剂作为外加剂掺入混凝土中,提高了水的黏度,从而影响混凝土拌合物的流变性质。通过矿渣浆剪切试验,研究抗剪力与纤维素增稠剂掺量之间的关系表明,少量增稠剂能减小抗剪力,但掺量大时抗剪力反而提高。增稠剂的掺量为矿渣粉重量0.2%时,抗剪力为最小。

  混凝土中加入聚丙烯酰胺,可以降低混凝土的脆性,改善其柔性,增大收缩率,能使混凝土抗折强度、层间粘结强度、耐久性和弯曲韧性比普通混凝土有很大增强,说明混凝土的抗弯拉能力、粘结性能、耐久性和弯曲韧性都有很大改善,还有一点就是聚丙烯酰胺可以增强混凝土的抗渗性,相关数据显示,加入PAM的混凝土的渗性提高幅度超过90%,混凝土层间粘结强度增强也比普通高近4倍.

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