聚合物改性混凝土的技術(shù)性能及應(yīng)用

摘要從聚合物與水泥及水泥水化物之間的相互作用、聚合物水泥石結(jié)構(gòu)、聚合物在水泥混凝土中的減水作用等方面，分析討論了聚合物改性水泥及水泥混凝土的技術(shù)性能及應(yīng)用。

關(guān)鍵詞聚合物 水泥 水泥混凝土

文章編號(hào)1008-5807（2011）05-105-01

一、高聚物改性水泥混凝土

水泥混凝土作為一種優(yōu)良的建筑材料廣泛應(yīng)用于高等級(jí)路面和大型橋梁。但是它最主要的缺點(diǎn)是抗彎拉壓強(qiáng)度值較低，是一種典型的強(qiáng)而脆的材料。如能借助高聚物的特性，采用高聚物改性水泥混凝土，則可彌補(bǔ)上述缺點(diǎn)，使水泥混凝土成為強(qiáng)而韌的材料。

當(dāng)前采用高聚物改性水泥混凝土主要有下列三種方法。

（一）聚合物浸漬混凝土

聚合物浸漬混凝土是已硬化的混凝土經(jīng)干燥后浸入有機(jī)單體，用加熱或輻射等方法使混凝土孔隙內(nèi)的單體聚合而成的一種混凝土。

1、材料組成

聚合物摻加量一般為水泥重量的 5～20％。使用的聚合物一般為合成橡膠乳液，如氯丁膠乳、丁苯膠乳、丁腈膠乳；或熱塑性樹脂乳液，如聚丙烯酸酯類乳液 、聚乙酸乙烯乳液等。此外環(huán)氧樹脂及不飽和聚酯一類樹脂也可應(yīng)用。

2、技術(shù)性能

聚合物浸漬混凝土由于聚合物浸漬充盈了混凝土的毛細(xì)管孔和微裂縫所組成孔隙系統(tǒng)，改變了混凝土的孔結(jié)構(gòu)，因而使其物理力學(xué)性狀得到明顯地改善。一般情況下，聚合物浸漬混凝土的抗壓強(qiáng)度為普通混凝土的3~4倍；抗拉強(qiáng)度約提高3倍；抗彎強(qiáng)度約提高2~3倍。此外，徐變大大減少，抗凍性、耐硫酸鹽、耐酸和耐堿等性能也都有很大改善 。

（二）聚合物水泥混凝土

聚合物水泥混凝土是以聚合物和水泥共同起膠結(jié)作用的一種泥凝土。生產(chǎn)工藝與聚合物浸漬混凝土不同，它是在拌和混凝土混合料時(shí)將聚合物(或單體)摻入的。因此，生產(chǎn)工藝簡單，與普通混凝土相似，便于現(xiàn)場使用。

1、材料組成

聚合物水泥混凝土的材料組成，基本上與普通水泥混凝土相同，只是增加了聚合物組分。常用的聚合物有橡膠乳液類、熱塑性樹脂類、熱固性樹脂類。此外，還要加入某些輔助外加劑如：穩(wěn)定劑、抗水劑、促凝劑和消泡劑等。

2、技術(shù)性能

硬化后的聚合物混凝土與普通混凝土相比較，在技術(shù)性能上有下列特點(diǎn):

(1)彎拉強(qiáng)度高滲加聚合物后，混凝土的抗壓、抗拉和抗彎強(qiáng)皮均有提高，特別是作為路面混凝土強(qiáng)度指標(biāo)的抗彎拉強(qiáng)度，提高更為明顯。

(2)沖擊韌性好由于摻加聚合物后，混凝土的脆性降低，柔韌性增加，因而抗沖擊能力也有明顯的提高。這對作為承受動(dòng)荷載的路面和橋梁用混凝土是非常有利的。

(3)耐磨性好聚合物對擴(kuò)質(zhì)集料具有優(yōu)良的粘附性，因而可以采用硬質(zhì)耐磨功巖石作為集料，這樣可提尚路面混凝土的耐磨性和抗滑性。

(4)耐久性好聚合物在混凝土中能起到阻水和填隙的作用，因而可提高混凝土的抗水性、耐凍性和耐久性。

（三）聚合物膠結(jié)混凝上

聚合物膠結(jié)混凝土是完全以聚合物為膠結(jié)材的混凝土，常用的聚合物為各種樹脂或單體，所以亦稱“樹脂混凝土”。

1、材料組成

聚合物膠結(jié)混凝土由用于拌制聚合物混凝土的膠結(jié)材料、高強(qiáng)度和耐磨巖石組成的集料和粒徑為l~30mm的填料組成。其中填料常用的有堿性的碳酸鈣系和酸性氧化硅系，需根據(jù)聚合物特性確定。

2、技術(shù)性能

聚合物混凝土是以聚合物為結(jié)合料的混凝土，由于聚合的特征，因而給混凝土帶來新的技術(shù)性能：

(1)表觀密度輕由于聚合物的密度較水泥的密度輕，所以聚合物混凝土的表觀密度亦較輕，通常在2000~2200kg/m3之間。

(2)力學(xué)強(qiáng)度高聚合物混凝土與基準(zhǔn)水泥混凝土相較，不論抗壓、抗拉或抗折強(qiáng)度都有顯著的提高，特別是抗拉和抗折強(qiáng)度尤為突出。

(3)與集料的粘附性強(qiáng)由于聚合物與集料的粘附性強(qiáng)，可采用硬質(zhì)石料作成混凝土路面抗滑層，提高路面抗滑性。

3、聚合物混凝土應(yīng)用

隨著生產(chǎn)工藝的改進(jìn)和聚合物混凝土這類材料性能的全面了解，這種材料的應(yīng)用范圍越來越廣。其中包括混凝土管、隧道襯砌、礦井支柱和過梁、堤壩面層、溢洪道的保護(hù)層，及各種裝飾性構(gòu)件。

（1）瑞士規(guī)定所有鐵路、電纜管道都必須采用聚合物混凝土。用作鐵路軌枕，物理性能和使用壽命大大超過普通混凝土軌枕。

（2）日本最先把不飽和聚酯混凝土作為結(jié)構(gòu)材料，還將聚合物混凝土用于各種公路工程預(yù)制構(gòu)件。

（3）德國將聚合物混凝土廣泛應(yīng)用在鐵路、橋染和隧道的修復(fù)工程中。

（4）美國分別用到公路路面、水壩壩面、電站消防池、工廠地面及屋面等處。

參考文獻(xiàn)：

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